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德国“工业4.0计划”包括如下三方面的重点工作。

第一,工业的智能化水平将达到全新的高度。在工业4.0阶段,新型的“智能工厂”借助“社交网络”可实现“自然的”人机交互,这将打破传统制造工厂模式下控制-反应的机械式人机关系。为此,需要在制造装备、原材料、零部件及生产设施上广泛植入智能终端,借助物联网实现终端之间的实时信息交换、实时行动触发、实时智能控制,达到对生产进行个性化管理的目的。人还可以通过远程控制系统管理生产系统,这将使人类的工作与家庭生活之间的关系更为协调。由此可见,构建信息物理系统的目的是要实现制造设备、零部件和供应链的全生命周期、个性化、人性化的管理。

第二,以嵌入式制造系统推动智能社会发展。在工业4.0阶段,数据将成为一种重要的新型生产要素。依托于信息物理系统,智能工厂出产可实时生成数据的“智能产品”,形成大数据系统。大数据经实时分析与归总后形成“智能数据”,再将“智能数据”进行可视化和交互式处理,实时向智能工厂反馈产品和工艺优化的方案,从而形成“智能工厂-智能产品-智能数据”闭环,驱动生产系统智能化。而这一切的实现依赖于云技术等互联网基础设施的建设和应用。按照“工业4.0平台”的设计,智能工厂和智能产品构成嵌入式制造系统,其功能是:企业间的业务流程形成横向价值链,企业内的业务流程形成纵向价值网络,再将横向价值链和纵向价值网络进行整合,从而实现产业价值链的全面升级,重塑企业内部的组织设计和企业间关系。德国还希望在智能工厂的基础上,借助物联网和服务联网,将智能交通、智能物流、智能建筑、智能产品和智能电网等相互连接,以制造业的智能化引领全社会的智能化发展。

第三,以“双领先”战略部署和推广信息物理系统。所谓“双领先”战略,一是对外实施“领先供应商战略”,其目标是发挥德国在先进制造技术解决方案和it解决方案方面的优势,维持德国作为全球领先制造技术供应商的优势地位。该战略的基本思路是按照制造业的特定需求优化互联网技术,促进制造业对接信息物理系统;加强研发、技术创新和培训,展开应用试点工作;根据产业发展的新情况,创新商业模式,升级价值网络。二是对内实施“领先市场战略”,其目标是维持德国作为全球制造业领先市场的地位,利用本土市场促使国际化大企业和区域性中小企业共同接入全新的价值链。该战略的基本思路是建立健全知识和技术转化机制,加速创新成果的商业化;实施示范工程和最佳实践政策,降低中小企业接入信息物理系统的门槛;建设技术设施(如高速宽带),教育和培训技能工人;按照个性化、高效率的原则调整组织,有效管理复杂性。实施“双领先”具体化为8方面的重点工作,即标准化和基准架构建设、管理复杂系统、建设满足产业需求的综合性宽带设施、完善规制框架、更新组织与工作设计、培训与持续的职业发展、加强安全与保障,以及提高资源效率。这些重点工作可以分为三个层次:一是强化德国产业创新体系(标准化、行业规制、职业发展、提高资源效率);二是促进信息物理系统的发展(建设高速宽带设施、数据安全);三是提升企业适应能力(管理复杂系统、调整企业组织结构)。

3.实施活动

工业4.0平台以现实问题为导向,重点关注四方面的工作,如图4-6所示。

图4-6 工业40平台重点关注领域与主要活动

第一,提出内容建议。这是当前德国实施工业4.0计划最为核心的工作,即要回答如下现实问题:制造业企业要“做什么”的问题?目前关于制造业智能化发展的趋势已成共识,但是制造业智能化在现实层面有哪些应用场景?有哪些技术解决方案?有哪些可供推广、可复制的实践经验?这些问题的本质是企业如何利用工业4.0创造新的价值。对此,工业4.0平台的主要工作是通过研究,识别出企业的需求并提供解决方案。

第二,动员企业,特别是中小企业积极参与到工业4.0当中。这是由工业4.0平台是一个由企业和行业协会为主导的组织所决定的。吸引企业加入工业4.0计划中,最有效和可持续的方式是让企业能够直观地体验工业4.0的应用场景。为此,德国工业4.0平台制作了工业4.0“在线地图”,并在其网站发布,方便企业快速接入工业4.0网络,提高企业的参与度。此举对广大中小企业具有重要的服务功能,可以有效节约中小企业学习和搜寻工业4.0的成本。

第三,提供“一站式”信息服务。对企业而言,参与工业4.0涉及技术、融资、国际交流等多方面的信息需求。工业4.0平台所提供的“一站式”信息服务为企业(特别是中小企业)提供高效的信息服务,提高企业诊断和解决问题的效率。工业4.0平台还建立了“工业4.0线上图书馆”。

第四,拓展国际网络。作为德国工业4.0计划最为重要的政产学研合作平台,工业4.0平台是德国“双领先战略”的重要推进主体。其中,对外推广德国工业4.0解决方案也是该平台的重要工作。目前,平台与主要工业化国家都建立了合作关系,以提高德国工业4.0在全球制造业智能化体系中的影响力。在活动上,平台通过“中小企业日”、“区域论坛”和“客座企业”等尝试,增加企业之间的交流与互动。

总体而言,德国在工业4.0计划的推进过程中,以既有存量资源的优化组合为主,将现在的政策资源、公共研究机制、专业人士通过新的方式加以融合,为企业需求寻求更为有效的供给方式。

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