中國人為何愛上德國人提出的工業(yè)4.0-譚利斌1

2016年12月中國人為何愛上德國人提出的工業(yè)4.0主題：介紹“工業(yè)4.0”引言Industry4.0研究項目由德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術部聯(lián)手資助，在德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學術界和產業(yè)界的建議和推動下形成，并已上升為國家級戰(zhàn)略。德國聯(lián)邦政府投入達2億歐元。德國政府提出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，并在2013年4月的漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出，其目的是為了提高德國工業(yè)的競爭力，在新一輪工業(yè)革命中占領先機。該戰(zhàn)略已經(jīng)得到德國科研機構和產業(yè)界的廣泛認同?！肮I(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。創(chuàng)造新價值的過程正在發(fā)生改變，產業(yè)鏈分工將被重組，逐步進入智能化。主題：從自動化到智能化、個性化引言Industry4.0研究項目由德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術部聯(lián)手資助，在德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學術界和產業(yè)界的建議和推動下形成，并已上升為國家級戰(zhàn)略。德國聯(lián)邦政府投入達2億歐元。德國政府提出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，并在2013年4月的漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出，其目的是為了提高德國工業(yè)的競爭力，在新一輪工業(yè)革命中占領先機。該戰(zhàn)略已經(jīng)得到德國科研機構和產業(yè)界的廣泛認同?！肮I(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。創(chuàng)造新價值的過程正在發(fā)生改變，產業(yè)鏈分工將被重組，逐步進入智能化。

時間復雜程度Industry4.0工業(yè)革命1.0水力和蒸汽機1760年-1860年工業(yè)革命2.0電力和電動機廣泛應用1861年–1950年工業(yè)革命3.0電子、IT、計算機、PLC、工業(yè)機器人1951年–2010年工業(yè)革命4.0網(wǎng)絡與智能化信息物聯(lián)系統(tǒng)2011年–時間復雜程度工業(yè)革命1.0工業(yè)革命2.0電力和電動機廣泛應用水力和蒸汽機工業(yè)革命3.0電子、IT、計算機、PLC、工業(yè)機器人工業(yè)革命4.0網(wǎng)絡與智能化信息物聯(lián)系統(tǒng)Industry4.01760年-1860年1861年–1950年1951年–2010年2011年–工業(yè)革命1.0實現(xiàn)機械化機械生產代替了手工勞動，經(jīng)濟社會從以農業(yè)、手工業(yè)為基礎轉型到以工業(yè)以及機械制造帶動經(jīng)濟發(fā)展的模式工業(yè)革命2.0實現(xiàn)電氣化采用電力驅動產品的大規(guī)劃生產，通過零部件生產與產品裝配的成功分享，開創(chuàng)了產品批量生產新模式工業(yè)革命3.0實現(xiàn)自動化電子與信息技術廣泛應用，使得制造過程不斷實現(xiàn)自動化，機器能夠逐步替代人類作業(yè)工業(yè)革命4.0實現(xiàn)智能化和個性化基于信息物理系統(tǒng)（CPS）、產品全生命周期和全制造流程數(shù)字化以及信息通信技術，形成高度靈活、個性化、數(shù)字化的產品與服務生產模式工業(yè)4.0的主要特點數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化實現(xiàn)產品全生命周期和全生產流程的數(shù)字化。利用信息化手段獲取自動化生產過程中的機械、傳感器等大量數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行評估、篩選和分析，全面推動生產過程的優(yōu)化和產品質量的提升。以物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)為基礎，通過制造業(yè)與信息互聯(lián)技術的對接，實現(xiàn)工業(yè)領域的設備、生產與系統(tǒng)以網(wǎng)絡化的形式互聯(lián)和通信。實現(xiàn)生產設備的智能化和生產組織過程的智能化。充分利用人工智能和數(shù)字化等技術，實現(xiàn)智能工廠、智能生產、智能物流等方面的高效運轉。商業(yè)智能（BI）大數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)/移動通信網(wǎng)信息系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)核心技術應用工業(yè)4.0的主要特點數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化工業(yè)4.0的主要特點數(shù)字化網(wǎng)絡化以物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)為基礎，通過制造業(yè)與信息互聯(lián)技術的對接，實現(xiàn)工業(yè)領域的設備、生產與系統(tǒng)以網(wǎng)絡化的形式互聯(lián)和通信。實現(xiàn)生產設備的智能化和生產組織過程的智能化。充分利用人工智能和數(shù)字化等技術，實現(xiàn)智能工廠、智能生產、智能物流等方面的高效運轉。智能化工業(yè)4.0的主要特點數(shù)字化網(wǎng)絡化工業(yè)4.0相關概念實現(xiàn)小批量多品種甚至個性化定制的高效混合生產的前提是標準化，以及有一套非常嚴謹?shù)男畔⒒到y(tǒng)支撐。

1、汽車行業(yè)個性化定制的實現(xiàn)，在這個方面最容易想到的例子自然就是汽車行業(yè)，因為很多人已經(jīng)知道現(xiàn)在汽車整車廠的總裝線已經(jīng)可以做到多種車型的按訂單生產、混合生產了，而且每臺下線的車都是不同的，同時又不損失生產的節(jié)拍和效率。例如寶馬汽車公司沈陽鐵西的工廠就可以同時生產BMWX1和BMW3系的很多不同的型號。

2、服裝行業(yè)個性化定制的實現(xiàn)，報喜鳥在浙江溫州的一條服裝生產線改造后，每個工位將會有一臺平板顯示器、一臺無線射頻識別器，以及覆蓋所有工位的智能制衣系統(tǒng)。智能生產流程，是從消費者在專賣店下單開始，以報喜鳥旗艦體驗店為例，一名量體師測量買家的身高、臂長等各種數(shù)據(jù)，在信息錄入系統(tǒng)輸入右臂比左臂長1.5公分、不開口袋等個性化信息，傳到后臺，業(yè)務系統(tǒng)開始下單，評估相應的面料數(shù)量、扣子等輔料數(shù)量;原材料倉庫隨后發(fā)料，技術部根據(jù)相關數(shù)據(jù)打板、裁片，之后就進入生產車間，生產服裝經(jīng)檢驗合格后通過物流直接發(fā)貨至買家。個性化、定制化體現(xiàn)工業(yè)4.0相關概念大數(shù)據(jù)(bigdata)，是指無法在可承受的時間范圍內用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的海量數(shù)據(jù)集合。需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。隨著云時代的來臨，大數(shù)據(jù)（Bigdata）也吸引了越來越多的關注。大數(shù)據(jù)通過掌握的人員情況、個人使用習慣記錄等數(shù)據(jù)也擁有轉化為價值的力量。比如：在日常上網(wǎng)瀏覽一些網(wǎng)頁信息或產品信息時，后期我們會發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)頁會自動向我們推送相關類似的網(wǎng)頁信息或產品信息，這就是大數(shù)據(jù)的應用結果。一段記錄客戶如何在網(wǎng)上商店瀏覽購物的經(jīng)歷、在購買服務前后的所作所為、客戶的喜好類型、客戶喜歡的付款方式……所有這些數(shù)據(jù)都提供了很多指向，將它們抽絲剝繭，將其與其他數(shù)據(jù)集對照、分析解剖，就能讓為商家提供一份極具價值的參考信息。舉例：波音公司飛機飛行數(shù)據(jù)了解飛機薄弱環(huán)節(jié)、服裝消費數(shù)據(jù)了解客戶需求及客戶分布。大數(shù)據(jù)的應用工業(yè)4.0相關概念大數(shù)據(jù)(bigdata)可分成大數(shù)據(jù)技術、大數(shù)據(jù)工程、大數(shù)據(jù)科學和大數(shù)據(jù)應用等領域。目前人們談論最多的是大數(shù)據(jù)技術和大數(shù)據(jù)應用。。大數(shù)據(jù)的應用工業(yè)4.0相關概念云計算（cloudcomputing）是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎設施的抽象。因此，云計算甚至可以讓你體驗每秒10萬億次的運算能力，擁有這么強大的計算能力可以模擬核爆炸、預測氣候變化和市場發(fā)展趨勢。用戶通過電腦、筆記本、手機等方式接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進行運算。。定義：云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡，服務器，存儲，應用軟件，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。云計算的應用工業(yè)4.0相關概念云計算特點：(1)超大規(guī)模：“云”具有相當?shù)囊?guī)模，Google云計算已經(jīng)擁有100多萬臺服務器，Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺服務器。企業(yè)私有云一般擁有數(shù)百上千臺服務器。“云”能賦予用戶前所未有的計算能力。(2)虛擬化：云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務。所請求的資源來自“云”，而不是固定的有形的實體。應用在“云”中某處運行，但實際上用戶無需了解、也不用擔心應用運行的具體位置。只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡服務來實現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務。(3)高可靠性：“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯、計算節(jié)點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性，使用云計算比使用本地計算機可靠。(4)通用性：云計算不針對特定的應用，在“云”的支撐下可以構造出千變萬化的應用，同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行。云計算的應用工業(yè)4.0相關概念云計算特點：(5)高可擴展性：“云”的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，滿足應用和用戶規(guī)模增長的需要。(6)按需服務：“云”是一個龐大的資源池，你按需購買；云可以像自來水，電，煤氣那樣計費。(7)極其廉價：由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節(jié)點來構成云，“云”的自動化集中式管理使大量企業(yè)無需負擔日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢，經(jīng)常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數(shù)萬美元、數(shù)月時間才能完成的任務。例如：我們通用使用的云操作系統(tǒng)、云虛擬桌面計算機系統(tǒng)、云殺毒、迅雷下載、P2P下載、網(wǎng)絡郵箱、云盤、快盤等，均可歸為云計算的應用范疇。云計算的應用工業(yè)4.0相關概念注意：潛在的危險性云計算服務除了提供計算服務外，還必然提供了存儲服務。但是云計算服務當前壟斷在少數(shù)企業(yè)手中，而他們僅僅能夠提供商業(yè)信用。對于政府機構、商業(yè)機構（特別像銀行這樣持有敏感數(shù)據(jù)的商業(yè)機構）對于選擇云計算服務應保持足夠的警惕。一旦商業(yè)用戶大規(guī)模使用私人機構提供的云計算服務，無論其技術優(yōu)勢有多強，都不可避免地讓這些私人機構以“數(shù)據(jù)（信息）”的重要性挾制整個社會。對于信息社會而言，“信息”是至關重要的。另一方面，云計算中的數(shù)據(jù)對于數(shù)據(jù)所有者以外的其他用戶云計算用戶是保密的，但是對于提供云計算的商業(yè)機構而言確實毫無秘密可言。所有這些潛在的危險，是商業(yè)機構和政府機構選擇云計算服務、特別是國外機構提供的云計算服務時，不得不考慮的一個重要的前提。。云計算的應用工業(yè)4.0相關概念云計算的應用工業(yè)4.0相關概念物聯(lián)網(wǎng)(Internetofthings)，簡單的說就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)（與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別）。利用局部網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)信息化、遠程管理控制和智能化的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它包括互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所有的資源，兼容互聯(lián)網(wǎng)所有的應用，但物聯(lián)網(wǎng)中所有的元素（所有的設備、資源及通信等）都是個性化和私有化。有兩層意思：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡；其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，廣泛應用于網(wǎng)絡的融合中。物聯(lián)網(wǎng)最初在1999年提出：即通過射頻識別（RFID）(RFID+互聯(lián)網(wǎng)）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。舉例：智能家居。家中空調出了毛病,能自動在第一時間向廠家反饋,而用戶還毫不知情;發(fā)條短信就能讓浴缸放好洗澡水;無需擔心家里會漏氣或漏水,因為手機短信會及時自動報警;物聯(lián)網(wǎng)的應用工業(yè)4.0相關概念物聯(lián)網(wǎng)(Internetofthings)應用，例如：洗選中心三樓會議室每日視頻會議是由生產指揮中心人員組織，為了能夠在公司視頻會議開始之前快速調試好視頻會議系統(tǒng)，特別安裝智能電源管理器，生產指揮中心人員在上班之前，利用手機APP軟件通過3G網(wǎng)絡就可以遠程開關機操作。部分高端車也具有手機APP管理等。物聯(lián)網(wǎng)的應用工業(yè)4.0相關概念物聯(lián)網(wǎng)(Internetofthings)應用，例如：洗選中心三樓會議室每日視頻會議是由生產指揮中心人員組織，為了能夠在公司視頻會議開始之前快速調試好視頻會議系統(tǒng)，特別安裝智能電源管理器，生產指揮中心人員在上班之