《工業(yè)40開(kāi)啟未來(lái)工業(yè)新模式、新策略和新思維》

書名：工業(yè)4.0作者：［德］阿爾馮斯·波特霍夫、恩斯特·安德雷亞斯·哈特曼譯者：劉欣出版：機(jī)械工業(yè)出版社定價(jià)：46元頁(yè)數(shù)：211頁(yè)開(kāi)本：16開(kāi)ISBN：978—7—111—50118—3出版日期：2015-05基本信息第一頁(yè)，共41頁(yè)。阿爾馮斯·波特霍夫波特霍夫負(fù)責(zé)德國(guó)經(jīng)濟(jì)與能源署（BMWi）開(kāi)展的“工業(yè)4.0時(shí)代機(jī)械自動(dòng)化”科技項(xiàng)目的相關(guān)研究并參與政府“工業(yè)4.0”項(xiàng)目的實(shí)施及推廣的全過(guò)程。波特霍夫也是柏林VDI/VDE創(chuàng)新技術(shù)有限責(zé)任公司社會(huì)及經(jīng)濟(jì)部副部長(zhǎng)。自1988年起，波特霍夫就職于VDI/VDE創(chuàng)新技術(shù)有限責(zé)任公司，工作重點(diǎn)是對(duì)可行的高新技術(shù)以及相應(yīng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)議題（信息和通信技術(shù)及其應(yīng)用，特別是精密技術(shù)及系統(tǒng)技術(shù)、系統(tǒng)集成、物聯(lián)網(wǎng)、自主系統(tǒng)）進(jìn)行創(chuàng)新型研究。恩斯特·安德雷亞斯·哈特曼1995年在德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)獲得心理學(xué)博士學(xué)位，主要針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域人機(jī)系統(tǒng)構(gòu)架及組織結(jié)構(gòu)心理學(xué)問(wèn)題進(jìn)行研究。2002年，哈特曼在亞琛工業(yè)大學(xué)教授心理學(xué)課程，并獲得工作及組織心理學(xué)專業(yè)特殊任教資格，從那時(shí)起，哈特曼成為亞琛工業(yè)大學(xué)工作體系及流程構(gòu)架專業(yè)編外講師。2004年4月起，哈特曼擔(dān)任柏林VDI/VDE創(chuàng)新技術(shù)有限責(zé)任公司社會(huì)及經(jīng)濟(jì)部部長(zhǎng)，2007年起，成為該公司創(chuàng)新及技術(shù)研究所（iit）所長(zhǎng)。作者簡(jiǎn)介第二頁(yè)，共41頁(yè)。本書總結(jié)梳理機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域往往以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)以及工作學(xué)的相關(guān)知識(shí)，并將結(jié)果作為具體應(yīng)用案例，在如“工業(yè)4.0”一類的平臺(tái)上進(jìn)行討論。通過(guò)這樣的總結(jié)梳理工作，可以證實(shí)一些論點(diǎn)及新發(fā)現(xiàn)、細(xì)化已有知識(shí)，并發(fā)展和討論實(shí)踐佳例。本書將“工業(yè)4.0”視為一套社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)研究技術(shù)發(fā)展、社會(huì)需求以及經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)之間的相互作用，并關(guān)注社會(huì)中心問(wèn)題：工業(yè)領(lǐng)域未來(lái)的工作導(dǎo)向是什么？它有什么意義？同時(shí)闡述了人們?cè)诠I(yè)4.0環(huán)境下將受到怎樣的沖擊，以及技術(shù)如何將人類與未來(lái)的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步整合等問(wèn)題。內(nèi)容簡(jiǎn)介第三頁(yè)，共41頁(yè)。該書目錄第一章工業(yè)4.0時(shí)代，我們應(yīng)該怎么辦第二章工業(yè)4.0時(shí)代，未來(lái)工作的展望第三章工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)遇與挑戰(zhàn)第四章工業(yè)4.0的核心主題及發(fā)展戰(zhàn)略第五章工業(yè)4.0的未來(lái)前景第四頁(yè)，共41頁(yè)。第一章工業(yè)4.0時(shí)代到來(lái)，我們?cè)撛趺崔k德國(guó)已經(jīng)在工業(yè)4.0對(duì)工作質(zhì)量、資質(zhì)要求、組織機(jī)構(gòu)新形式以及人與技術(shù)間關(guān)系的影響方面進(jìn)行了深入思考。首先，是關(guān)于“人類因素”的主題，然后是關(guān)于“人與技術(shù)”的主題。內(nèi)容摘要第五頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0時(shí)代到來(lái)，我們?cè)撛趺崔k

關(guān)于工業(yè)4.0的思考“人類因素”的主題“人與技術(shù)”的主題對(duì)即將發(fā)生的人與技術(shù)、人與環(huán)境互動(dòng)關(guān)系的改變。隨之帶來(lái)的工廠內(nèi)分工合作新形式進(jìn)入研究。工業(yè)4.0，更通俗的表達(dá)：工作逐步信息化趨勢(shì)，將可能對(duì)工作者及其所在企業(yè)的地位，尤其是工作組織形態(tài)有極大的影響。首先便是工作質(zhì)量、工作者通識(shí)教育水平、專業(yè)培訓(xùn)以及能力發(fā)展流程?！肮I(yè)4.0”概念兩個(gè)意思：（1）制造業(yè)進(jìn)入第四個(gè)發(fā)展階段。（2）本次革命不限于傳統(tǒng)意義上的機(jī)械及設(shè)備制造變革，而是由1技術(shù)產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)的新型變革。第六頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0時(shí)代到來(lái)，我們?cè)撛趺崔k工業(yè)4.0時(shí)代行動(dòng)領(lǐng)域安全作為成功的關(guān)鍵因素法律框架條件數(shù)字化工業(yè)時(shí)代工作組織機(jī)構(gòu)以及工作形態(tài)作為參考結(jié)構(gòu)的規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)化以及標(biāo)準(zhǔn)空缺掌握復(fù)雜系統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域覆蓋面全的寬帶基礎(chǔ)設(shè)施培訓(xùn)及繼續(xù)教育資源使用效率新型商業(yè)模式“工業(yè)4.0”，作為針對(duì)未來(lái)的政府創(chuàng)新項(xiàng)目，堅(jiān)持延續(xù)德國(guó)工業(yè)及工作文化系統(tǒng)?；仡櫟聡?guó)近50年來(lái)的工作形態(tài)，同時(shí)展望未來(lái)，接受信息物理系統(tǒng)帶來(lái)的技術(shù)革新與挑戰(zhàn)。一些“舊”的理念在工業(yè)4.0背景下才得以實(shí)施，而這又起到兩個(gè)作用：一是人口變遷加重了壓力，促使社會(huì)比過(guò)去更加謹(jǐn)慎地對(duì)待建立促進(jìn)學(xué)習(xí)的工作組織機(jī)構(gòu)或年齡分布合理的工作結(jié)構(gòu)問(wèn)題。二是信息物理系統(tǒng)可在現(xiàn)場(chǎng)為用戶提供如獲取、處理并可視化復(fù)雜信息的服務(wù)。接下來(lái)重點(diǎn)闡述“促進(jìn)學(xué)習(xí)的工作組織機(jī)構(gòu)”，這是工作形態(tài)一方面，卻很重要的一方面。第七頁(yè)，共41頁(yè)。

工作形態(tài)的三個(gè)階段1.工作的人性化發(fā)展（20世紀(jì)70—90年代）1974年，德國(guó)開(kāi)展“工作的人性化發(fā)展”研究項(xiàng)目，該項(xiàng)目為德國(guó)第一個(gè)關(guān)于“工作與工作形態(tài)研究及發(fā)表”項(xiàng)目?！肮ぷ鞯娜诵曰l(fā)展”項(xiàng)目中涉及工作形態(tài)的領(lǐng)域主要是工業(yè)制造及總裝。工業(yè)4.0時(shí)代到來(lái)，我們?cè)撛趺崔k領(lǐng)導(dǎo)者的任務(wù)不是養(yǎng)能人，而是認(rèn)識(shí)到人們已有的才華，并創(chuàng)造出讓其產(chǎn)生和成長(zhǎng)的環(huán)境。Intuit公司CEO——布拉德?史密斯基本層面社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)理念

人組織機(jī)構(gòu)技術(shù)工作結(jié)構(gòu)完整性“連續(xù)式”：?jiǎn)T工的任務(wù)不僅限于執(zhí)行，還應(yīng)包括組織、計(jì)劃以及監(jiān)控?！暗燃?jí)式”：在完成某崗位任務(wù)時(shí)精神上或多或少需要承受一定的壓力完整性的作業(yè)機(jī)構(gòu)為“促進(jìn)學(xué)習(xí)的”工作組織機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)社會(huì)技術(shù)形態(tài)原則出于兩個(gè)原因成為執(zhí)行“促進(jìn)學(xué)習(xí)的”工作系統(tǒng)的重要工具。一是任務(wù)結(jié)構(gòu)的完整性是主導(dǎo)各任務(wù)組織理念的直接產(chǎn)物；二是技術(shù)為組織機(jī)構(gòu)設(shè)定框架條件。第八頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0時(shí)代到來(lái)，我們?cè)撛趺崔k2.工作中學(xué)習(xí)（21世紀(jì)初）德國(guó)推出“培養(yǎng)能力提升式學(xué)習(xí)文化”項(xiàng)目，擔(dān)負(fù)教育政策目標(biāo)。該項(xiàng)目的起源及動(dòng)機(jī)是找尋除傳統(tǒng)的、正式的教育機(jī)構(gòu)外的其他繼續(xù)教育機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)終身學(xué)習(xí)。人們希望通過(guò)非正式教育，作為繼續(xù)教育機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)的補(bǔ)充，能夠激發(fā)更多的潛力。

非正式學(xué)習(xí)的好處第九頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0時(shí)代到來(lái)，我們?cè)撛趺崔k

理論基礎(chǔ)基本問(wèn)題能力測(cè)量及證明工作中學(xué)習(xí)社會(huì)中學(xué)習(xí)繼續(xù)教育機(jī)構(gòu)中學(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)及媒體中學(xué)習(xí)“培養(yǎng)能力提升式學(xué)習(xí)文化”研究及發(fā)展項(xiàng)目的基本結(jié)構(gòu)“工作中學(xué)習(xí)”項(xiàng)目的缺點(diǎn)：研發(fā)和發(fā)展與應(yīng)用各行其道。研究主要關(guān)注建立可在工作中學(xué)習(xí)的工作形態(tài)，而在發(fā)展時(shí)期，基本不涉及工作形態(tài)的實(shí)際構(gòu)造。主要貢獻(xiàn)：在于制定出基本的、面向未來(lái)的、應(yīng)用性強(qiáng)的建立促進(jìn)學(xué)習(xí)的工作環(huán)境以及提供該系統(tǒng)的構(gòu)造參數(shù)。第十頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0時(shí)代到來(lái)，我們?cè)撛趺崔k3.創(chuàng)新工作位（近期）近期，出現(xiàn)了有別于社會(huì)或教育背景的促進(jìn)學(xué)習(xí)的工作形態(tài)新視角——?jiǎng)?chuàng)新。從創(chuàng)新的角度研究顯示，用于分析企業(yè)創(chuàng)新能力的科研經(jīng)費(fèi)不足，高薪歷員工過(guò)少。真正的創(chuàng)新需要全體員工以及各個(gè)營(yíng)運(yùn)部門具有足夠強(qiáng)的能力。德國(guó)各州的促進(jìn)學(xué)習(xí)的工作組織機(jī)構(gòu)與其創(chuàng)新能力——通過(guò)例如創(chuàng)新者所占比例展示——之間有著重要聯(lián)系。這種聯(lián)系比與高資歷員工所占比例——評(píng)價(jià)創(chuàng)新力的常用評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)——的關(guān)系更加密切

創(chuàng)新力四個(gè)部分第十一頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0時(shí)代到來(lái)，我們?cè)撛趺崔k總結(jié)

工作的人性化發(fā)展工作中學(xué)習(xí)項(xiàng)目創(chuàng)新性工位提供了理論及方式基礎(chǔ)，對(duì)分析和構(gòu)造促進(jìn)學(xué)習(xí)的工作系統(tǒng)有所影響。制定促進(jìn)學(xué)習(xí)的工作環(huán)境的具體參數(shù)。明確促進(jìn)學(xué)習(xí)的工作系統(tǒng)并非創(chuàng)新力以及由此帶來(lái)的技術(shù)及競(jìng)爭(zhēng)力的邊緣因素，而是其中心因素。未來(lái)的挑戰(zhàn)所獲得的知識(shí)用于分析及描述促進(jìn)學(xué)習(xí)的工作模式，應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域構(gòu)建真實(shí)的工作系統(tǒng)。自動(dòng)化進(jìn)程兩難困境，促進(jìn)學(xué)習(xí)的工作狀態(tài)所遇到的障礙。自動(dòng)化系統(tǒng)能力不足，人工必須參與，而工人出于各種原因無(wú)法應(yīng)對(duì)。一是，狀況要求特殊；二是人工原因；三是人工理解自動(dòng)化系統(tǒng)及其周邊的能力。第十二頁(yè)，共41頁(yè)。內(nèi)容摘要工業(yè)4.0的核心元素是多種信息物理系統(tǒng)共同作用的“智能工廠”愿景圖。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，信息物理系統(tǒng)將如生產(chǎn)、物流、工程、管理以及互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等多種流程結(jié)合起來(lái)。第二章工業(yè)4.0時(shí)代，未來(lái)工作的展望第十三頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0時(shí)代，未來(lái)工作的展望

工業(yè)4.0的核心元素工業(yè)4.0的核心元素是多種信息物理系統(tǒng)共同作用的“智能工廠”愿景圖。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，信息物理系統(tǒng)將生產(chǎn)、物流、工程、管理以及互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等多種流程結(jié)合起來(lái)。通過(guò)傳感器，系統(tǒng)收集獨(dú)立數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)字服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并有能力基于已處理國(guó)的數(shù)據(jù)開(kāi)始作業(yè)，相互自主控制。加上工作者發(fā)揮其創(chuàng)新潛力，各工業(yè)流程從根本上得到優(yōu)化。在工業(yè)4.0進(jìn)程中，人員能力將在信息物理系統(tǒng)構(gòu)建、應(yīng)用以及盈利方面扮演重要角色。在開(kāi)放、信息工作平臺(tái)以及人機(jī)、人與系統(tǒng)互相全面化的框架下，個(gè)人發(fā)揮其作用的方式方法將發(fā)生變化。但是，總體上來(lái)說(shuō)，人類還是承擔(dān)規(guī)劃、控制、執(zhí)行等靈活工作。構(gòu)建信息物理系統(tǒng)的目標(biāo)是“提高與客戶期待與愿望相關(guān)的靈活性。技術(shù)靈活性、根據(jù)產(chǎn)量需求靈

活安排運(yùn)營(yíng)及工作時(shí)間，都作為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的前提。

第十四頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0時(shí)代，未來(lái)工作的展望工業(yè)4.0對(duì)工作者的要求

工作者靈活度抽象度問(wèn)題解決獨(dú)立處理溝通自我組織傳統(tǒng)培訓(xùn)強(qiáng)化培訓(xùn)與崗位相關(guān)的、自主式培訓(xùn)能力培訓(xùn)工業(yè)4.0不僅從培訓(xùn)及繼續(xù)教育方面提高了終身學(xué)習(xí)的要求，也影響了學(xué)術(shù)教育以及資質(zhì)培訓(xùn)。未來(lái)，企業(yè)和高校間在培訓(xùn)方面的合作更加緊密，在密集式初級(jí)大學(xué)教育結(jié)束后，應(yīng)開(kāi)始企業(yè)實(shí)踐以及深入教育。在工業(yè)4.0相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容方面，就學(xué)術(shù)教育以及相關(guān)的培訓(xùn)與繼續(xù)教育方面而言，工業(yè)4.0項(xiàng)目實(shí)施建議作者認(rèn)為現(xiàn)在還停留在綜述階段、因此，須持續(xù)將培訓(xùn)內(nèi)容與要求相比，以獲得參與生產(chǎn)流程的所有角色的概況與相關(guān)信息。第十五頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0時(shí)代，未來(lái)工作的展望培訓(xùn)要求工業(yè)4.0意味著應(yīng)用于智能工廠生產(chǎn)的新邏輯與質(zhì)量。智能產(chǎn)品在生產(chǎn)系統(tǒng)中擔(dān)任自主角色。它們與機(jī)器、工人以及其他系統(tǒng)元件進(jìn)行交流，以一個(gè)非自主的非人工生產(chǎn)要素完成其任務(wù)，參與控制生產(chǎn)。在工業(yè)4.0系統(tǒng)，工作者并非消失，而是扮演其他的角色。工作者既包括在生產(chǎn)領(lǐng)域又包括在研發(fā)部門從業(yè)的人員。具體來(lái)說(shuō)，學(xué)徒、專業(yè)工人、工程師、技工以及商務(wù)人員需要面對(duì)復(fù)雜度、問(wèn)題解決難度、學(xué)習(xí)能力問(wèn)題，尤其是靈活度要求顯著提高。這就需要增加概覽性的知識(shí)，深入理解眾人之間的合作。工業(yè)4.0時(shí)代，由于應(yīng)用尚未普及，并無(wú)基于技術(shù)路線的培訓(xùn)要求。在該背景下，識(shí)別出工業(yè)4.0時(shí)代的培訓(xùn)要求。通過(guò)工業(yè)4.0將再一次突出終身學(xué)習(xí)這個(gè)主題，相應(yīng)地，也開(kāi)發(fā)出貼近工位的、全面的培訓(xùn)措施，用于包括工程師在內(nèi)的所有從業(yè)者。實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流需要將新型教育及繼續(xù)教育方案提上日程，因?yàn)橥ㄟ^(guò)此類教育及培訓(xùn)才可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)與軟件開(kāi)發(fā)的融合、人才的跨專業(yè)培養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)習(xí)的工作組織的構(gòu)建，以及在工作中學(xué)習(xí)的理念。

第十六頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0時(shí)代，未來(lái)工作的展望促進(jìn)學(xué)習(xí)的框架條件目標(biāo)指導(dǎo)信息和通信人力資源管理技術(shù)員工工作內(nèi)容學(xué)習(xí)

以工作為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)形式促進(jìn)學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)習(xí)工作中學(xué)習(xí)工作中融入組織式學(xué)習(xí)流程重復(fù)性工作技術(shù)專業(yè)工業(yè)手工非重復(fù)性工作促進(jìn)學(xué)習(xí)綜合模式“工作內(nèi)容學(xué)習(xí)”主要分析及構(gòu)建工作任務(wù)，“以工作為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)形式”包括具體步驟、方法及工具，用于支持在工作中學(xué)習(xí)，通過(guò)以工作為導(dǎo)向的教學(xué)法，融入或不融入信息技術(shù)方法。在不同工作中，才真正開(kāi)始在工作中學(xué)習(xí)。在組織式學(xué)習(xí)中，以組織的學(xué)習(xí)目標(biāo)為中心，以小組形式學(xué)習(xí)。第十七頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0是跨專業(yè)的復(fù)雜性項(xiàng)目，須從不同的角度進(jìn)行研究。除了技術(shù)以外，在培訓(xùn)及繼續(xù)教育方面還需要考慮如人機(jī)交等問(wèn)題，以促使人類和技術(shù)一同發(fā)展。同時(shí)，也需要“實(shí)踐佳例網(wǎng)絡(luò)”，以融入工業(yè)更廣闊的領(lǐng)域。。第三章工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)遇與挑戰(zhàn)內(nèi)容摘要第十八頁(yè)，共41頁(yè)。

通向工業(yè)4.0兩條路工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

自動(dòng)化使用以技術(shù)為中心，除了生產(chǎn)流程自動(dòng)化以外，也通過(guò)技術(shù)手段監(jiān)控、控制、“管理”員工。均衡“人”“技術(shù)”以及“組織”的總體解決方案。CIM(計(jì)算機(jī)集成制造)將一個(gè)高度機(jī)械化工廠作為發(fā)展目標(biāo)，復(fù)雜的信息和通信技術(shù)作為主要資源，成為貫穿整個(gè)信息以及自動(dòng)化鏈條的主心骨。以人類為中心的CIM，強(qiáng)調(diào)的是人類在生產(chǎn)流程中將起到的作用。小組作業(yè)、機(jī)床的場(chǎng)內(nèi)編程、其他設(shè)備以及員工參與自動(dòng)化解決方案的構(gòu)造及實(shí)施理念也會(huì)發(fā)揮其作用。今天作為4.0元素的技術(shù)系統(tǒng)可應(yīng)用于CIM兩種路線，以技術(shù)為中心或人機(jī)共同使用。人類依舊是生產(chǎn)中不可或缺的一部分，因?yàn)槿祟愂乾F(xiàn)在及未來(lái)生產(chǎn)中最靈活、最智能的部分。通過(guò)工業(yè)4.0人類和技術(shù)合作更加密切。工作世界會(huì)隨之改變，工作者將完成多變有趣的工作，有些工作的難度也可能增大，不過(guò)現(xiàn)在還不能估計(jì)其變化程度?？傮w而言需要整體調(diào)整與改變。工作者無(wú)須學(xué)習(xí)更多的技能，而是學(xué)習(xí)不同于現(xiàn)在的技能。第十九頁(yè)，共41頁(yè)。培訓(xùn)需求工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

技術(shù)路線組織技術(shù)/區(qū)域矩陣質(zhì)量技能需求量化技能需求通識(shí)能力需求根據(jù)技術(shù)路線進(jìn)行培訓(xùn)需求分析的方法“安全”應(yīng)作為職業(yè)及高等教育跨專業(yè)專題產(chǎn)生新的雙軌培訓(xùn)職業(yè)“工業(yè)信息工程師”為能夠量化培訓(xùn)需求，必須考慮到不同的行業(yè)未來(lái)培訓(xùn)需求的假設(shè)為了發(fā)展機(jī)器人系統(tǒng)，使其具有“類似人類”的感知、認(rèn)知以及行動(dòng)能力，仿生學(xué)在未來(lái)將起到重要作用?；谶@種趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，從質(zhì)量的角度提出未來(lái)培訓(xùn)需求的假設(shè)。第二十頁(yè)，共41頁(yè)。

機(jī)器人協(xié)同工作工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)遇與挑戰(zhàn)人機(jī)關(guān)系第一等級(jí)在全自動(dòng)機(jī)器人工作間，機(jī)器人通過(guò)固定安裝好的防護(hù)欄與人分離開(kāi)。在生產(chǎn)過(guò)程中，防護(hù)欄保持緊閉。人員不能在工作間之內(nèi)。人員通過(guò)手持式控制器或固定的控制站操控機(jī)器人。第二等級(jí)安裝防護(hù)式準(zhǔn)入限制，在這種情況，人員雖然可以進(jìn)入或伸入機(jī)器人工作間，但是這時(shí)機(jī)器人處于靜止?fàn)顟B(tài)。這種情況下，人機(jī)不是真正地互動(dòng)。第三等級(jí)沒(méi)有防護(hù)欄，整個(gè)工作區(qū)域通過(guò)傳感器監(jiān)控，確保任何在危險(xiǎn)區(qū)域出現(xiàn)的人類活動(dòng)被及時(shí)探測(cè)出來(lái)。如果人員逐漸接近機(jī)器人的工作范圍，機(jī)器人的速度將根據(jù)人機(jī)之間的距離遞減直至停止作業(yè)。除此以外，便無(wú)其他人機(jī)間的互動(dòng)。輕型機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人人機(jī)合作等級(jí)第二十一頁(yè)，共41頁(yè)。工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)遇與挑戰(zhàn)人機(jī)合作的三個(gè)階段“國(guó)王法則”：人類和機(jī)器人之間協(xié)作，雙方可以持續(xù)分享同一工作區(qū)域，并相互接觸。人類：具備認(rèn)知能力優(yōu)勢(shì)，擁有創(chuàng)新能力以及不可超越的全面且敏感的“夾緊系統(tǒng)”，移動(dòng)性強(qiáng)，可適應(yīng)新環(huán)境。機(jī)器人：精準(zhǔn)度高，能夠輸出同等高質(zhì)量成果，可以完成危險(xiǎn)任務(wù)，也不會(huì)因?yàn)楣ぷ鲉握{(diào)而困倦。在不久的未來(lái)機(jī)器人可以給人類指令，在最優(yōu)的情況下，機(jī)器人將制定人類操作的時(shí)間點(diǎn)。該指令也是人類的工具：人類追求一個(gè)目標(biāo)或目的，并使用適當(dāng)?shù)膮f(xié)助手段實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。第二十二頁(yè)，共41頁(yè)。農(nóng)業(yè)技術(shù)視角工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

農(nóng)業(yè)技術(shù)流程復(fù)雜，要求高需要有資歷、動(dòng)力的員工需要智能系統(tǒng)協(xié)助能力不足的員工，來(lái)保證流程正常運(yùn)行通過(guò)智能化崗位更加吸引高素質(zhì)員工對(duì)于農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)者來(lái)說(shuō)，提高能力以應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的流程并能夠正確執(zhí)行，至關(guān)重要。而工業(yè)4.0概念引入自主優(yōu)化、自主設(shè)置、自主診斷及認(rèn)知流程，對(duì)優(yōu)化農(nóng)業(yè)領(lǐng)域意義重大。工業(yè)4.0系統(tǒng)使用條件工業(yè)4.0系統(tǒng)的使用價(jià)值在分析、擬定、實(shí)施工業(yè)4.0系統(tǒng)時(shí)，人類作為重要的流程參與者，成為關(guān)注的中心不用于監(jiān)控，也不應(yīng)該讓人覺(jué)得將其“用于監(jiān)控”需明確，工業(yè)4.0不意味著開(kāi)除員工，而是提高競(jìng)爭(zhēng)力及效率員工獲得更全面的總流程概況，更透徹地理解工作認(rèn)為，明確按計(jì)劃執(zhí)行流程重要性促進(jìn)員工之間的合作，尤其的經(jīng)驗(yàn)交流可以準(zhǔn)確完成重復(fù)性工作免去重復(fù)性工作，專注于重要的事情第二十三頁(yè)，共41頁(yè)。物流運(yùn)輸機(jī)器人

工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

挑戰(zhàn)物流的靈活度及可變性越來(lái)越重要庫(kù)房流程的半自動(dòng)化或全自動(dòng)化、內(nèi)部供給等問(wèn)題成為中心中小型企業(yè)對(duì)倉(cāng)庫(kù)及運(yùn)輸流程的自動(dòng)化表現(xiàn)出越來(lái)越大的興趣解決方案應(yīng)用無(wú)人駕駛的自主運(yùn)輸系統(tǒng)，優(yōu)化物流流程運(yùn)輸機(jī)器人指導(dǎo)意義簡(jiǎn)化使用減少安裝消耗及復(fù)雜度顯著提高運(yùn)輸車智能能力顯著提高運(yùn)輸車的自主能力，使其可以自我調(diào)節(jié)適應(yīng)周圍環(huán)境

影響自動(dòng)化系統(tǒng)讓工作者的內(nèi)容增加增加對(duì)能夠設(shè)置、控制以及維護(hù)系統(tǒng)的高資歷員工的需求需要一套培訓(xùn)內(nèi)部員工的方案，應(yīng)對(duì)新的需求任務(wù)物流作業(yè)可能與維修保養(yǎng)作業(yè)結(jié)構(gòu)，也可能將物流與生產(chǎn)部分或全部融化起來(lái)。為駕駛員減負(fù)并提升效率減少對(duì)身體的需求，應(yīng)對(duì)人口變遷大型物流公司，由于高昂地價(jià)通常需要遷移至人口稀疏地區(qū)，而由此產(chǎn)生了人才空缺問(wèn)題，無(wú)法找到足夠的高質(zhì)量勞動(dòng)力。此時(shí)便需要自動(dòng)化解決方案。通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)，一些人工作業(yè)將被取代。因此，繼續(xù)教育以及終身學(xué)習(xí)變得更加有意義。而中小型企業(yè)需要外部支持來(lái)應(yīng)對(duì)這項(xiàng)挑戰(zhàn)。第二十四頁(yè)，共41頁(yè)。

學(xué)習(xí)型工廠為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品進(jìn)一步研發(fā)，企業(yè)需要在成本不變的情況下設(shè)置由技術(shù)支持的、互動(dòng)的優(yōu)化流程。此外還需要一個(gè)工作環(huán)境，能夠使員工及基礎(chǔ)建設(shè)適應(yīng)持續(xù)變化的產(chǎn)品及流程，以及在短期內(nèi)能夠應(yīng)對(duì)個(gè)性化產(chǎn)品趨勢(shì)。上述的優(yōu)化流程，只能通過(guò)自我優(yōu)化的學(xué)習(xí)型生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在第四次工業(yè)革命的背景下，通過(guò)工業(yè)的相互聯(lián)合，能夠更加提高效率。通過(guò)學(xué)習(xí)型工廠可以更快地獲得最新數(shù)據(jù)，以及進(jìn)行優(yōu)化。因此，學(xué)習(xí)型生產(chǎn)系統(tǒng)是工業(yè)4.0的受益方。生產(chǎn)系統(tǒng)所有元素的結(jié)合需要高度的靈活性，因此，工業(yè)4.0時(shí)代，實(shí)體元素對(duì)于工廠的可變能力至關(guān)重要。促進(jìn)學(xué)習(xí)意味著系統(tǒng)的技術(shù)以及組織形態(tài)。全部設(shè)備可用度越高、員工越滿意，該形態(tài)越成熟。對(duì)于第四次工業(yè)革命，您才是傳授改變能力的導(dǎo)師，保證人類作為靈活的生產(chǎn)要素地位。在滿足自我優(yōu)化的學(xué)習(xí)型、改變能力、促進(jìn)學(xué)習(xí)三個(gè)要素之后，普通的生產(chǎn)環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)榻K身發(fā)展式生產(chǎn)環(huán)境——學(xué)習(xí)型工廠。這樣，才有可能在技術(shù)發(fā)展有限的情況下，應(yīng)對(duì)小產(chǎn)量、易變的市場(chǎng)。工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)遇與挑戰(zhàn)第二十五頁(yè)，共41頁(yè)。學(xué)習(xí)型工廠組成元素工業(yè)4.0時(shí)代，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)遇與挑戰(zhàn)生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化流程現(xiàn)狀分析用戶環(huán)境系統(tǒng)確定系統(tǒng)目標(biāo)選擇調(diào)整推廣調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)結(jié)構(gòu)運(yùn)行影響生產(chǎn)可變性自動(dòng)化程度復(fù)雜度杠桿技術(shù)信息供給工具材料供給結(jié)果總體設(shè)備效果員工滿意度人類年齡國(guó)籍語(yǔ)言學(xué)術(shù)類型組織學(xué)習(xí)方法員工組織工作任務(wù)潛在因素適用性通用性中立性改變性移動(dòng)性可調(diào)適性結(jié)構(gòu)模塊化可替代性其他標(biāo)準(zhǔn)化特殊性學(xué)習(xí)型工廠自我優(yōu)化促進(jìn)學(xué)習(xí)改變能力培訓(xùn)員工靈活使用基礎(chǔ)設(shè)施第二十六頁(yè)，共41頁(yè)。在工業(yè)4.0的背景下，日益增長(zhǎng)的社會(huì)科技互動(dòng)將每個(gè)有價(jià)值的參與者和資源聯(lián)網(wǎng)，而增加對(duì)新形式的信息與通信技術(shù)的投入將給分散式生產(chǎn)帶來(lái)的更高的概率。盡管工業(yè)4.0有著巨大的潛力，然而，干得不考慮的是，這個(gè)理念現(xiàn)在還只是處于發(fā)展的初期階段。第四章工業(yè)4.0的核心主題及發(fā)展戰(zhàn)略內(nèi)容摘要第二十七頁(yè)，共41頁(yè)。

生產(chǎn)工作的發(fā)展前景關(guān)于變化趨勢(shì)的預(yù)見(jiàn)涉及生產(chǎn)人員的操作水平、生產(chǎn)過(guò)程的中下層管理領(lǐng)域以及技術(shù)專家小組。如果人們遵循這樣的分類規(guī)定，那么就可以證明變化趨勢(shì)和生產(chǎn)工作的設(shè)計(jì)可能在以下的范圍是意義重大的。人—機(jī)接口出發(fā)點(diǎn)在于人—機(jī)的直接交互行為范圍。其工作設(shè)計(jì)上最主要的問(wèn)題也是挑戰(zhàn)在于，該系統(tǒng)下的工作人員可以在多大程度上控制它，并承擔(dān)起系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的責(zé)任。原因是由于系統(tǒng)的功能距離和信息距離過(guò)大，往往監(jiān)視人并不是在任何情況下都有能力做到這一點(diǎn)。

工業(yè)4.0的核心主題及發(fā)展戰(zhàn)略大量對(duì)能力要求低的工作崗位，以及簡(jiǎn)單的、重復(fù)性高的勞動(dòng)將被智能系統(tǒng)所取代。“去技能化”的勞動(dòng)趨勢(shì)讓早期的技術(shù)工種從業(yè)者感到害怕。在未來(lái)的工作環(huán)境中，技能性和勞動(dòng)豐富性將會(huì)大幅提升。從業(yè)人員要求在操作層面上能夠更加獨(dú)立地進(jìn)行計(jì)劃，并協(xié)調(diào)工作流程。他們必須對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程、物流及配送之間是如何共同作用的擁有更廣泛的理解。除了對(duì)知識(shí)水平要求不斷提高外，社會(huì)能力也越發(fā)重要?！凹夹g(shù)工程師”所表達(dá)的范圍已經(jīng)不再僅僅是傳統(tǒng)的手工勞動(dòng)，還包括越發(fā)重要的特定的編程技能，以及復(fù)雜系統(tǒng)的控制、操縱和設(shè)置技術(shù)。操作性工作層面第二十八頁(yè)，共41頁(yè)。等級(jí)層面上系統(tǒng)安裝中相互矛盾的“放射效應(yīng)”：由于系統(tǒng)分散的自主組織和操作層面上相對(duì)靈活的工作安排，在領(lǐng)導(dǎo)層面上，一部分由技術(shù)專家按照生產(chǎn)管理實(shí)施的計(jì)劃和控制功能正在“向下”發(fā)展。在間接領(lǐng)域里的一系列任務(wù)也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，它們的工作因?yàn)樽詣?dòng)化而簡(jiǎn)化甚至被徹底取代。復(fù)雜程度將會(huì)繼續(xù)增加，該領(lǐng)域的新的規(guī)劃任務(wù)也將出現(xiàn)。規(guī)劃領(lǐng)域的自主系統(tǒng)和生產(chǎn)指揮系統(tǒng)由于自身的復(fù)雜性，其流程將會(huì)繼續(xù)保持非透明狀態(tài)。這樣的話，因?yàn)橄到y(tǒng)本身的原因，現(xiàn)有管理組的決定能力就必然轉(zhuǎn)移到了操控層面。這樣做的結(jié)果是，管理者對(duì)新技術(shù)的出現(xiàn)并不會(huì)表現(xiàn)出恐懼和不感受。

工業(yè)4.0的核心主題及發(fā)展戰(zhàn)略工作組織分散模式第二十九頁(yè)，共41頁(yè)。生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

工業(yè)4.0的核心主題及發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中的信息物理系統(tǒng)的信息與通信進(jìn)行整合，促成了所謂網(wǎng)路空間虛擬系統(tǒng)——信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)（CPPS）的形成，這意味著智能工廠的誕生。CPPS的目標(biāo)：建立普遍適用于整個(gè)生產(chǎn)周期的普適程序鏈，以期實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的靈活性與效率的雙重提升。CPPS的建設(shè)：首先考慮的就是結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施方面的前提，不僅考慮到了工業(yè)生產(chǎn)時(shí)間過(guò)程的整體設(shè)計(jì)，而且也考慮到了工作人員各自的特點(diǎn)與能力。工業(yè)4.0第三十頁(yè)，共41頁(yè)。不論是在人力方面的單一改變，還是在技術(shù)上的單一改變，都不足以顯著而可持續(xù)地提高生產(chǎn)力，甚至相反還會(huì)代理一定程度的負(fù)面影響。而相反，從組織架構(gòu)上入手進(jìn)行設(shè)計(jì)的理念卻在提高競(jìng)爭(zhēng)力上帶來(lái)了顯著的進(jìn)步。從而產(chǎn)生了一個(gè)構(gòu)想：第四次工業(yè)革命是否成功，在極大程度上取決于設(shè)計(jì)方案是否成功而又針對(duì)性地在組織方面做出了決定改變。

工業(yè)4.0的核心主題及發(fā)展戰(zhàn)略CPPS未來(lái)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是：工廠工人、技術(shù)和組織形成一個(gè)有機(jī)的整體。為此應(yīng)該努力發(fā)展適用的方法和理念?；贑IM和“工作的人性化發(fā)展”時(shí)代經(jīng)驗(yàn)，以及精細(xì)經(jīng)營(yíng)管理的經(jīng)驗(yàn)，形成以組織為導(dǎo)向的理念、以客戶為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)，有著非凡的意義，是值得強(qiáng)力的推薦的方案。第三十一頁(yè)，共41頁(yè)。虛擬工程虛擬工程：互動(dòng)創(chuàng)新的人機(jī)交互要求新的工程方法、工程內(nèi)容和通信工具。提供了一個(gè)全面完整的程序——系統(tǒng)視圖、使得開(kāi)發(fā)者、供應(yīng)商、制造商和客戶能以同樣的方式來(lái)虛擬使用那些實(shí)際尚不存在的物品，并根據(jù)其特征和功能切實(shí)全面地做出評(píng)估。虛擬工程的目標(biāo)融合物理和虛擬的現(xiàn)實(shí)，人類感官通過(guò)實(shí)時(shí)和空間的錯(cuò)覺(jué)實(shí)現(xiàn)感知和通信，以及采用新的工程方法進(jìn)行實(shí)時(shí)逼真的人機(jī)交互。以上就是虛擬工程與傳統(tǒng)數(shù)字工程本質(zhì)上的區(qū)別。虛擬工程的方法引發(fā)了對(duì)現(xiàn)有開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程本質(zhì)上的重新思考。由此，納米和微觀結(jié)構(gòu)以及機(jī)電組建被投入使用，以確保有效充分利用如機(jī)電、電氣、電子和軟件技術(shù)等不同學(xué)科的協(xié)同效應(yīng)。工業(yè)4.0的核心主題及發(fā)展戰(zhàn)略虛擬工程數(shù)字工程團(tuán)隊(duì)合作獨(dú)立辦公以決策為導(dǎo)向以任務(wù)為導(dǎo)向以人為中心以IT為中心實(shí)時(shí)應(yīng)用離線應(yīng)用直觀互動(dòng)以GUI為基礎(chǔ)互動(dòng)第三十二頁(yè)，共41頁(yè)。

工業(yè)4.0的核心主題及發(fā)展戰(zhàn)略沉浸交互作用想象力對(duì)于學(xué)習(xí)內(nèi)容的直觀展現(xiàn)恰恰能幫助學(xué)習(xí)者在面對(duì)復(fù)雜和抽象的主題時(shí)更好理解學(xué)習(xí)材料。為學(xué)員提供直接體驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的機(jī)會(huì)，并通過(guò)個(gè)性化和自我調(diào)節(jié)的學(xué)習(xí)方式提升學(xué)習(xí)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)創(chuàng)造的虛擬世界被稱為沉浸式環(huán)境沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境被越來(lái)越多地用于教育和培訓(xùn)集成了不同工程學(xué)科的仿真模型可對(duì)用戶難以明確定性的產(chǎn)品特征進(jìn)行建模與驗(yàn)證能高效檢測(cè)用戶的喜好與要求進(jìn)行預(yù)測(cè)性模擬，以及評(píng)估僅由未來(lái)技術(shù)才可實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品理念虛擬工程技術(shù)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì)虛擬現(xiàn)實(shí)三大主要特征第三十三頁(yè)，共41頁(yè)?？蛻粼娇煸絻A向于根據(jù)自己的情感做出購(gòu)買決定，那么客戶對(duì)于虛擬產(chǎn)品的情感反饋的收集就變得尤為重要。以求在早期階段獲取客戶對(duì)于尚處于研發(fā)初期產(chǎn)品的虛擬形態(tài)可靠的情感反饋，簡(jiǎn)稱為EMOVR,這要回溯到情感識(shí)別和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，兩者獨(dú)特的組合構(gòu)成了該方法的基礎(chǔ)。

工業(yè)4.0的核心主題及發(fā)展戰(zhàn)略第一階段第二階段第三階段第四階段第五階段第六階段定義變形空間選擇試驗(yàn)群體設(shè)計(jì)試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)估測(cè)量結(jié)果將結(jié)果反饋到產(chǎn)品模型EMOVR方法的六個(gè)步驟虛擬現(xiàn)實(shí)和情感識(shí)別這兩項(xiàng)現(xiàn)代技術(shù)的投入使用，使得那些對(duì)終極客戶乃至社會(huì)而言在情感上引起共鳴的設(shè)計(jì)從眾多未來(lái)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可能性中脫穎而出。工業(yè)4.0時(shí)代產(chǎn)品和服務(wù)從以技術(shù)為基礎(chǔ)到以人為本的過(guò)度能否成功在很大程度上取決于企業(yè)的創(chuàng)新程度。鑒于通過(guò)智能組件和信息物理系統(tǒng)的使用所創(chuàng)造的價(jià)值，創(chuàng)新型以人為本的產(chǎn)品具有高度跨等學(xué)科和復(fù)雜的本質(zhì)。第三十四頁(yè)，共41頁(yè)。

自動(dòng)化理想的任務(wù)分配不該在事前就決定好，而是在任何時(shí)候根據(jù)既定的分配策略基于當(dāng)時(shí)的需求重新決定。這種動(dòng)態(tài)性可以借助一種新的人機(jī)關(guān)系視角來(lái)實(shí)現(xiàn)，即人機(jī)團(tuán)隊(duì)（MMT）。

工業(yè)4.0的核心主題及發(fā)展戰(zhàn)略人在發(fā)現(xiàn)、感知、評(píng)估、歸納、即興發(fā)揮和長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存和回憶信息等許多方面表現(xiàn)得更好。機(jī)器在速度、力量、重復(fù)勞動(dòng)、復(fù)雜的計(jì)算/演繹、多任務(wù)處理和短時(shí)儲(chǔ)存和檢索信息等方面更有優(yōu)勢(shì)。自動(dòng)化理念動(dòng)態(tài)的任務(wù)分配機(jī)器或人都可以發(fā)起任務(wù)的移交人有機(jī)會(huì)選擇接受某些任務(wù)操作系統(tǒng)中自動(dòng)化被劃分為完全手動(dòng)到完全自動(dòng)的不同程度，其中某些任務(wù)由人來(lái)完成，而另一些則由機(jī)器代勞。自動(dòng)化等級(jí)劃分明確規(guī)定，人和機(jī)器可以互換控制權(quán)。于是除了基本任務(wù)分工意外，任務(wù)轉(zhuǎn)移的設(shè)計(jì)也受到人們的重視。第三十五頁(yè)，共41頁(yè)。整體系統(tǒng)指是任何機(jī)器和人共同完成一系列任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)。子任務(wù)則根據(jù)不同情況的要求被動(dòng)態(tài)地分配給人和機(jī)器。人機(jī)團(tuán)隊(duì)的實(shí)現(xiàn)需要一種新的方法來(lái)開(kāi)發(fā)自動(dòng)化系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)并不僅僅是機(jī)器，而是整個(gè)系統(tǒng)。也就意味這必須首先考慮整體系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)完成什么樣的任務(wù)。對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的每一個(gè)參與者動(dòng)態(tài)分配任務(wù)的策略必須系統(tǒng)地從工作量和安全的角度進(jìn)行研究和定義，而對(duì)人機(jī)間的溝通必須從充足的分散的環(huán)境意識(shí)的角度進(jìn)行分析和定義。

工業(yè)4.0的核心主題及發(fā)展戰(zhàn)略這四個(gè)開(kāi)發(fā)對(duì)象又可被分為需求定義、說(shuō)明、執(zhí)行和評(píng)估幾個(gè)經(jīng)典的開(kāi)發(fā)階段。每個(gè)階段必須反復(fù)執(zhí)行，因?yàn)槊看沃貜?fù)都能使開(kāi)發(fā)獨(dú)享交得更加具體，因此，這是一個(gè)螺旋形的過(guò)程模型。第三十六頁(yè)，共41頁(yè)。在人機(jī)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的過(guò)程