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德国如何推进“工业4.0”的实施?

2016-09-13 09:19
科技那回事
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  德国工业高度发达,拥有世界上最完备的工业体系,在机械制造、汽车、化工、制药等领域处于世界前列。为保持德国制造业的国家优势,2013年德国提出“工业4.0”战略,力图抢占新一轮制造业国际竞争的制高点。

  德国政府加大力度推进制造业发展的计划由来已久。2010年7月,德国政府公布《高科技战略2020》,提出了一系列促进制造业发展的创新政策。此后,推出《高科技战略行动计划》,决定在2012-2015年投资约84 亿欧元,推动十项未来研究项目的开展。2012年8月,德国政府推出“2020-创新伙伴计划”,旨在推动德国东部地区科研能力特别是企业技术创新能力的提升。

  2013年4月,德国机械及制造商协会、德国信息技术、通讯与新媒体协会、德国电子电气制造商协会合作设立了“工业4.0平台”,并向德国政府提交了平台工作组的最终报告——《保障德国制造业的未来——关于实施工业4.0战略的建议》。报告提出,德国向工业4.0转变需要采取双重策略,即德国要成为智能制造技术的主要供应商和CPS(信息物理系统)技术及产品的领先市场。在德国,工业4.0被认为是第四次工业革命,是德国政府确定的面向2020年的十项未来研究项目之一,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新,保持德国的国际竞争力。

  德国推进“工业4.0”的主要举措

  一是推动制造企业向智能化转型。

    德国拥有强大的机械和装备制造业,在嵌入式系统自动化工程领域居于全球领先地位。而互联网技术是德国工业的相对弱项。因此,德国在推进“工业4.0”的过程中,注重发挥制造业的主导性,将设备、原材料、产品等制造领域的因素和资源都通过CPS连接起来,并利用互联网、物联网以及模块化技术,实现工业生产方式的变革。这有利于从根本上改善制造、工程、材料使用、产业链、生命周期管理等过程,实现工业生产过程的智能化与效率提升。目前,“智能制造”已在相当一部分德国制造业企业中实现,并颇见成效。比如德国奥迪公司,在预生产中心,通过增强现实工具“世界之窗”(Window to the World)系统,能够将虚拟3D零部件投影到汽车上,从而实现虚拟世界与现实世界的汽车开发精确结合;在模具部门,先进的3D打印设备能够生产出复杂的金属零部件,智能机床可以通过准确的高压分配对金属板材进行冲压,精确度高达百分之一毫米;在英戈尔斯塔特工厂的装配车间,机器人以适当的速度和符合人体工学的位置向员工传送零部件。智能制造还可以实现定制化服务,通过打造联网流水线,可以让产品直接在车间实现大规模个性化定制,从需求提出到交货只要1个月时间。

  二是注重标准化建设。

    德国在提出工业4.0概念之后,制定了八个优先行动计划,其中将标准化排在八项计划的首位。同时建议在工业4.0平台下成立一个工作小组,专门处理标准化和参考架构的问题。工业4.0战略认为,实现目标的核心和关键是建立一个人、机器、资源互联互通的网络化社会,物联网、互联网、服务化的智能联接必然要求一个系统框架。在这个框架内,各种终端设备、应用软件之间的数据信息交换、识别、处理、维护等必须基于一套标准化的体系。同时,工业4.0认为,标准化不能单纯依靠政府自上而下地制定、协调。强调由企业牵头,成立“工业4.0社区”,以自下而上的方式发展,同时由政府对时间、协调成本、利益冲突等进行调控,以便达成共识。由于不同的企业要在机械和设备制造、自动化工程、软件业之间进行合作,因此保持关键技术术语的一致性、协调既定标准成为标准化的第一步。2013年12月,德国电气电子和信息技术协会发表了德国首个“工业4.0”标准化路线图,首先就“工业4.0”涉及的技术标准和规格取得一致,为所有参与方提供一个概览和规划基础。2016年工博会期间,德国工业界与标准化领域权威机构共同宣布,将正式设立“工业4.0标准化理事会”,以提出工业4.0数字化产品的相关标准,并协调其在德国和全球范围内落地。

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