德国工业4.0时代:物联网互联网下的传统工业

【道普网讯】德国工业4.0可以看做是对中国制造、中国两化融合、两化深度融合、战略性新兴产业与产业转型升级的极其严肃的回应。以“日耳曼彻底性”著称的德国式严谨态度，德国工业4.0绝对不可以小觑。我国的学界、政界、产业界都应该认真关注，学习并给出中国的回应。

即使欧洲陷入债务危机，德国经济却依然坚挺。德国经济增长的动力来自其基础产业——制造业所维持的国际竞争力。制造业的发展是德国工业增长的不可或缺因素，基于这一共识，德国政府倾力推动进一步的技术创新，其关键词是工业4.0。

2013年12月19日，德国电气电子和信息技术协会发布德国工业4.0标准化路线图。德国工业4.0是德国政府确定的面向2020年的国家战略，在2013年4月的汉诺威工业博览会上首次发布《实施工业4.0战略建议书》（以下简称“建议书”）。

建议书坦言，德国拥有强大的机械和装备制造业，但中国对德国工业构成竞争威胁，美国也在通过各种计划，促进先进制造业发展。德国制定工业4.0战略的目的，就是为了“确保德国制造的未来”。

与美国流行的第三次工业革命的说法不同，建议书将18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0，20世纪初的电气化为2.0，始于20世纪70年代的信息化定义为3.0。鉴于技术正将实体物理世界和虚拟网络世界融合，建议书称，在制造领域，这种资源、信息、物品和人相互关联的“虚拟网络——实体物理系统（Cyber-Physical System，CPS）”可以被定义为工业4.0。CPS包括智能机器、存储系统和生产设施，从入厂到出厂，整合整个制造和物流过程，实现数字化和基于信息技术的端对端集成。

建议书指出工业4.0的诸多潜力。在生产能力上，工业4.0将确保仅一次性生产，且产量很低时的获利能力，确保工艺流程的灵活性和资源利用率。另一方面，工业4.0将使人的工作生涯更长，工作与生活更加平衡，高工资时产业仍有强大竞争力。

建议书提出，为了将德国向工业4.0升级，需要采取双重战略。一方面德国要成为工业4.0智能技术的全球领导性供应商；另一方面，德国需要为CPS技术和产品培育新的市场。配合双重战略，建议书提出需要在标准化和参考架构、管理复杂系统、监管框架等8个关键领域采取行动。

建议书还列举了若干工业4.0在现实中的一些案例。

当前汽车车身激光焊接生产线运行具有间歇性。间歇期各种设备的能耗占总能耗的12%。工业4.0之下，采用“网络唤醒模式”，可大幅减少间歇期能耗。

当前产品设计已被高度固化，客户不可以将跨一款车的雨刷器用于跨厂商的其它车型。工业4.0之下，设计、生产均具有高度的灵活性，可以完成端到端的从客户需求到加工制造等各方面的配置，以较低的成本满足客户需求，实现产量很低仍能获利的一次性生产，为客户生产该款雨刷器。

当前汽车生产线也是高度静态配置，不可能将同一厂商不同产品组的部件相互置换。比如，客户不能将同是大众品牌下的保时捷的坐椅用于大众其它车型。工业4.0之下，将形成动态生产线，实现车辆的混装并确保匹配。

在工业4.0之下，生产系统将如同“社会机器”，以类似于社交网络的方式运转，自动连接到云平台搜索合适的专家处理问题。专家将通过集成的知识平台，通过移动设备更有效地进行传统的远程维护服务。