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工業4.0賽跑:各國力爭造全球產業鏈上競爭新優勢

發布時間:2018-03-15

最近一年多,位于德國東南德累斯頓市的一個虛擬未來工廠成了很多國家、特別是來自中國的企業家團朝圣之地,幾乎被踏破門檻。

那是德國軟件巨頭SAP的聯合創新實驗室,專門用來展示SAP與工業界合作伙伴一同打造的未來工廠解決方案。每一位到過那里的參觀者,都會震驚于模擬生產線展示的一切:從訂單下達直到產品包裝出庫的整個過程都可以全自動化實現。

像這樣的試驗性工廠,在德國遠非一家。德國企業正在工業4.0的國家戰略鼓勵下,將數字化時代引入工廠車間,通過發起并引領這場制造業的重大變革,確保德國作為“世界工廠供應商”的優勢地位。

德國推出“工業4.0”戰略后,其它制造業大國也不甘落后,法國祭出“新工業計劃”,英國制定了“制造2050”戰略,日本發布“制造業競爭策略”。一心要完成制造業轉型升級的中國政府也推出“中國制造2025”,力爭再造在全球產業鏈上的競爭新優勢。

工業4.0前世今生

2011年,在漢諾威工業博覽會開幕式致辭中,德國人工智能研究中心執行總裁Wolfgang Wahlster教授首次提出“工業4.0”這一概念,當時并未引起外界過多關注。

德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部聯手資助“工業4.0”研究項目,在德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等德國學術界和產業界巨擎建議推動下,“工業4.0”上升為德國的國家級戰略,并在2013年漢諾威工業博覽會上正式推出,以提高德國工業的競爭力。

“工業4.0”簡單而言是將產品研發、生產、物流和客戶通過智能網絡聯系起來。作為該領域的先驅之一,西門子、博世等公司將這一概念引入其工業軟件開發和生產控制系統,旨在提供后機械化、電氣化和信息化的“物聯網服務”。智能工廠的實現,從根本上改變了傳統生產流程和公司管理,使得生產設備效率越來越高,越來越能滿足個性化定制需求,因為對整個行業影響深遠,“工業4.0”也被一些人認為預示著第四次工業革命。

在樂觀者看來,不久的將來,消費者將可以通過自己的手機打開一個智能工廠應用程序來定制汽車,可以提出個性化要求,只需約一個月左右,獨家定制的汽車就可以到手,而且無需支付太多額外費用。

未來“工業4.0”的應用將使得包括勞動力、材料和管理的成本下降約40%。由于低廉勞動力成本將不再作為數字化工廠的優先考慮,生產將更接近于企業所服務的市場,這也讓中國的傳統制造業感到更大壓力。

2014年10月,中國總理李克強訪德期間與德國總理默克爾共同發布《中德行動綱要》,明確表示兩國將開展工業4.0合作,自那以來,工業4.0概念開始大量在國內媒體上和企業負責人、咨詢機構的嘴里出現,前往德國的各路“取經團”也絡繹不絕,甚至令德方應對不暇。

“工業4.0”已經成了產業界當下最熱門詞匯,但在德國,這項國家戰略目前到底處于怎樣的階段?

根據德國VDMA 10月底的調研,工業4.0 在德國機械制造業領域已被作為機遇受到認同。九成企業認為工業4.0可以使本企業在市場中獨樹一幟,從而帶來巨大商機。60%的德國企業已從事網絡化生產,其中三分之一屬于深度介入,這個比例是德國整體制造業平均水平的兩倍。

到2025年,德國的機械制業營業額增長年均為2%-5%,生產能力增長為7%-11%,每年新創造的崗位增長率為0.9%。

但是,在參與德國“工業4.0”戰略制定的德國國家科學和工程院院長、工業4.0工作集團主席卡格曼(Henning Kagermann)看來,現在最大的問題是如何動員更多德國中小企業積極投身這場變革,很多大企業積極介入“工業4.0”,但中小企業步伐仍有些慢。

根據德國國家科學和工程院發布的《智能服務2025》,只有五分之一德國企業表示將重點放在智能產品和智能服務上,五分之二的企業承認在該領域還沒有作為。

實施障礙

西門子在安貝格(Amberg)的可程式邏輯控制器生產廠堪稱“工業4.0”的現階段典范之作。走進這個無菌的全數字化工廠,很容易有進入手術室的錯覺。

整個制造過程只有位于生產流程最前端的裸電路板需要工作人員放置在生產線上,接下來的一切都由機器和電腦配合自動運行,產品甚至可以控制自己的制造工藝,并采用獨特條形碼與生產機器人進行溝通,并能自動糾措以避免生產過程中的損壞。

去年該廠的出錯率是百萬分之11.5,相當于合格率達到驚人的99.9989%。工廠的生產效率也在過去十年里提高了八倍。

但是對那些實力有限的中小企業來說,實現“工業4.0”的成本可能難以負擔。包括相應軟件以及換購設備都不是一筆小費用,尤其是當前業務環境惡化,更讓這些企業不愿為性價比無法立竿見影回報的物聯網相關投資埋單。

“并不是每一個企業都能成為一個完整的智能工廠,” Rutronik戰略營銷與公關總監Andreas Mangler說,“關鍵是要找到技術和投資成本之間適當的平衡?!?/span>

在他看來,除了必要的系統投資,企業還需要考慮安全措施等成本,包括數據的收集、分析、存儲、處理和海量數據管理都是巨大的挑戰,也意味著更高的費用投入。

以西門子安貝格工廠為例,1000多臺掃描儀實時記錄所有生產步驟,每天會產生5000萬條工藝數據。管理者必須認真處理這些大數據,確保如何正確收集、分析并用這些數據來優化產業鏈。

對于普通的中小型制造業企業來說,讓合作的IT企業完全掌握自己的生產流程,全面介入企業生產過程設計等,也會讓這些企業擔心潛在的安全隱患。

此外,制約“工業4.0”大發展的另一個障礙是行業標準問題。

目前各大企業都是埋頭做自己的,未來如果要讓不同廠家的產品和系統之間能順暢地“對話”,制定統一標準顯然是必要前提。而這個標準如何建立目前還是未知數。

德國工業聯合會(BDI)主席格里羅(Ulrich Grillo)表示,“工業4.0”要想取得真正的成功,政界應該創造條件,推動建立共同的生產標準和安全規范,歐洲范圍內的數據保護和數據安全規范也應進行相應擴充。

但不樂觀的是,歐盟委員會今年中的一份報告顯示,歐盟內部需要進行自動化機械更新換代的公司占到整體的50%,但僅有1.7%充分利用了先進的數字技術。

“產業價值鏈主導權”

全球賽跑

德國希望利用十年時間實現“工業4.0”戰略,以保持其領先全球的制造能力和競爭力,但這只是第一層;德國企業更高層次的追求是,占據“大規模定制生產”時代的先發優勢,從而獲得相應行業標準的制定權和話語權。

德國政府意識到,與中國之間的合作還是停留于在中國生產制造已不合時宜,必須告別舊模式,進入“共同發明創造”模式。

為了同中國一道開啟戰略合作之路,德國聯邦教育與科研部10月底推出旨在共同發明創造的“中國戰略”。這份“中國戰略”包含了今后兩國間具體合作的35個側重點和9個行動領域,涵蓋創建持續性科研合作結構以及關鍵科技、生命科學和環境、職業培訓等等。今后5年,中德兩國在科研和教育領域的合作都將以這份文件為準則。

對于德國發起的這場產業革命,日本企業也不甘落后。三菱電機、富士通、日產、松下等約30家日本企業已發起組建“產業價值鏈主導權”聯盟,共同探討工廠互聯的技術標準化,并爭取使其成為國際標準。

德國工業界2015年春季發布了基于“工業4.0”的自主通信標準、傳感器和控制設備等,日本企業敏銳意識到,這些設備幾乎都是德國制造。

一旦掌握未來行業標準,企業自身影響力可想而知。日本經產省的一名官員表示,如果現在還不行動,在全球占有優勢的日本制造業可能會被反超。一旦正式進入“工業4.0”時代,行業秩序很可能就此洗牌。

瑞士公司也在奮起直追,有調查顯示,75%的受訪企業家認為本國經濟界很長一段時間低估了“工業4.0”的意義,62%的企業決心直面參與“工業4.0”大潮,并融合相關行業標準,還有18%已投入相關項目。

德國機械設備制造業聯合會主席博羅特曼(Thilo Brodtmann)認為,關于工業4.0的賽跑才剛剛開始,未來會探索出怎樣的業界標準還需耐心等待,而德國供應商具備相關領域多年經驗,能夠準確了解客戶需求,因此在這方面將很有競爭力。

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