数字化/工业4.0：德国北威州创新的解决方案和商机

　　工业4.0从2014年开始成规模的在媒体上出现，到如今变成了十分热门的议题。而后美国再工业化，日本工业复兴、中国制造2025，全球各国对于工业的信息化改革一一提上日程。物联网的应用对于工业的改革有哪些方面的助推?拥有先进技术的制造业大国德国提出的工业4.0又会给我们带来怎样的机遇?

　　近日，由国际物联网贸易与应用促进协会和广东省物联网协会主办，深圳物联传媒承办的“2016中国国际物联网与智慧中国高峰论坛”在深圳会展中心盛大召开。德国北威州投资促进署首席代表封兴良先生以“数字化/工业4.0：德国北威州创新的解决方案和商机”为主题为我们分享了他眼里的德国工业4.0以及德国北威州在工业上的创新应用解决方案以及投资机遇。首先，封兴良先生为我们解释了工业4.0的由来。

　　德国北威州投资促进署首席代表封兴良先生演讲现场

　　工业4.0来自哪里?

　　2006年，德国联邦政府高技术规划中开始关注物联网在工业中的应用;

　　2011年4月，提出工业4.0的初步概念，德国机械及制造商协会(VDMA)、信息技术、通讯与新媒体协会(BITKOM)、电子电气制造商协会(ZVEI)三大协会成立“工业 4.0”工作组;

　　2011年11月德国发布《高技术战略2020》;

　　2012年10月2日，工作组向联邦教育与研究部和联邦经济和技术部递交了《未来项目“工业4.0”的落实建议》;

　　2013年4月，保障德国制造业的未来——关于实施工业4.0战略的建议》;

　　2013年12月，全球首份“工业4.0”标准化路线图;

　　2014年4月，“工业”4.0学术咨询委员会发布了白皮书

　　2014年4月汉诺威工博会上展示的首个“工业4.0”演示系统

　　此后，工业4.0的概念迅速火遍全球……

　　我们一直在谈工业4.0，那究竟什么是工业4.0呢?

　　根据封兴良先生的观察，工业4.0涉及两大主题(智慧工厂与智能生产)，三个设想(产品、设施、管理)。智慧工厂重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。而智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用等。其次是三个设想：产品、设施及管理。产品集成有动态数字存储器、感知和通信能力，承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必需信息。设施由整个生产价值链所集成，可实现自组织。管理能够根据当前的状况灵活决定生产过程。

　　如何构建智慧工厂---信息物理系统(CPS)

　　工业4.0是基于物联网和服务互联网，通过信息物理生产系统CPPS为模型构建智慧/数字工厂。

　　工业4.0——信息物理系统(CPS)

　　信息物理系统(Cyber Physical System，CPS)强调物理过程与信息间的反馈。2008年美国加利福利亚大学的Lee.E在其技术报告《信息物理系统：设计挑战》中指出：信息物理系统是计算和物理过程的整合集成。嵌入式计算机和网络对物理过程进行监测和控制。从自动化技术的观点看，CPS是一种工程系统，由一个嵌入在物体中的计算和通信的内核，在物理环境中进行监测和控制。(Karl Henrik Johansson，2011)以信息物理生产系统CPPS为模型构建智慧工厂，或者数字化工厂

　　实现工业4.0，意味着什么?

　　1).未来整个行业的研发时间，从设计到投产缩短了整整三分之一

　　2).自动化程度的提高，劳动力成本在产品生产中的总价值方面所占比例越来越少

　　3).软件用于数字化仿真及虚拟装配，从而实现各个组件及接口的成功测试

　　4).实现个性化生产，通过输入有关数据，形成模型再通过数控设备的加工和制作

　　5).生产更有效率、更环保、更有人性化、产品从预订到交货的横向一体化

　　6).系统允许一分钟内更改产品和工序，虚拟世界与现实世界的交互

　　封兴良先生还表示，实现多品种小批量智能产品的高精度卓越品质生产是未来像德国一样成功经济的发展趋势。而目前我们国家传统制造产业，产品的开发、实验、生产规划、制造和服务整个过程是相分离的，如何才能改变目前这种局面?首先，大规模分隔状态的部门必须做到数据的流通，而且是双向流通，依靠共有数据来实现逐步改变。其次，把嵌入式软件和各类不同的产品结合好，把软件和电子机械结合起来。

　　德国北威州创新解决方案和商机

　　根据分析显示，预计至2025年，在德国国民经济中举足轻重的六大行业，通过所谓的工业4.0，其生产率有望增加到780亿欧元，而且每年每个行业的国民生产总值还能平均提高1.7%。而德国北威州在工业上又有哪些创新的解决方案和机遇呢?

　　1.用于工业的智能技术系统

　　将信息物理系统引入生产流程是工业产值链的一场革命：自动设定生产流程，自行调整，材料向机器发出下一个生产步骤的指令。

　　2.实现物流流程的自动化操控

　　由于越来越多的网购、生产制造的个性化、送货程序的联网化、对生态环境可持续发展等要求，物流业正面临全新的挑战。德国北威州通过对物流流程自动化控制的解决方案构建起一个智能系统，商品和货物通过智能系统在全球供货链中自动运行。此外，信息物理系统将物流中的物理世界与智能信息和通讯技术连接起来，藉此才能使整个供货链联网，物流将更加智能化。

　　而北威州在信息通讯技术以及物流业领域处于世界地位，如何将工业4.0用于物流业，帮助建立智能交通网络和自动运行，北威州拥有最佳的条件和方案。

　　3.信息通讯技术是增长助推器和创新引擎

　　信息通讯技术中的智能感应器、执行器、嵌入式系统、机器对机器的相互沟通、物流网和云计算等基础技术是工业4.0所必需的。采用信息通讯技术后，企业可以全程监控和掌握其能源需求和消耗信息，首先能实现信息透明化，在自动化和能源管理技能相互结合后，优化配置资源成为新的可能。

　　而信息通讯技术是“关键基础技术”对北威州经济发展的作用举足轻重，各行各业藉此都会得到巨大的增值空间，随着工业4.0的推进和发展，增速还将更为显著。

　　关于北莱茵-威斯特法伦州州政府的工业政策

　　※ 北威州政府的工业政策是鼓励企业、研究机构和公共部门在产值链上的十六个产业和科技领域通力协作;

　　※集群组织不仅能巩固北威州作为工业基地的地位，而且还能将在产业链上的企业、研究机构和关联网络整合起来，彰显合力的作用，在现有强项和出色成绩的基础上更上一层楼，不断提高企业竞争力;

　　※特别鼓励企业在产值过程和创新力方面推广工业4.0，目的也在于保证企业将来的竞争力;另外还要着力打造在德国和国际上北威州工业基地的新形象;

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