工业4.0全球大“赛跑”,制造业大国不甘落后

标签:制造业工业4.0智能制造

访客:24554  发表于:2015-11-09 10:08:36

工业4.0全球大“赛跑”,制造业大国不甘落后

德国推出“工业4.0”战略后,其它制造业大国也不甘落后,法国祭出“新工业计划”,英国制定了“制造2050”战略,日本发布“制造业竞争策略”。一心要完成制造业转型升级的中国政府也推出“中国制造2025”,力争再造在全球产业链上的竞争新优势。

最近一年多,位于德国东南德累斯顿市的一个虚拟未来工厂成了很多国家、特别是来自中国的企业家团朝圣之地,几乎被踏破门槛。

那是德国软件巨头SAP的联合创新实验室,专门用来展示SAP与工业界合作伙伴一同打造的未来工厂解决方案。每一位到过那里的参观者,都会震惊于模拟生产线展示的一切:从订单下达直到产品包装出库的整个过程都可以全自动化实现。

像这样的试验性工厂,在德国远非一家。德国企业正在工业4.0的国家战略鼓励下,将数字化时代引入工厂车间,通过发起并引领这场制造业的重大变革,确保德国作为“世界工厂供应商”的优势地位。

德国推出“工业4.0”战略后,其它制造业大国也不甘落后,法国祭出“新工业计划”,英国制定了“制造2050”战略,日本发布“制造业竞争策略”。一心要完成制造业转型升级的中国政府也推出“中国制造2025”,力争再造在全球产业链上的竞争新优势。

工业4.0前世今生

2011年,在汉诺威工业博览会开幕式致辞中,德国人工智能研究中心执行总裁Wolfgang Wahlster教授首次提出“工业4.0”这一概念,当时并未引起外界过多关注。

德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助“工业4.0”研究项目,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界巨擎建议推动下,“工业4.0”上升为德国的国家级战略,并在2013年汉诺威工业博览会上正式推出,以提高德国工业的竞争力。

“工业4.0”简单而言是将产品研发、生产、物流和客户通过智能网络联系起来。作为该领域的先驱之一,西门子、博世等公司将这一概念引入其工业软件开发和生产控制系统,旨在提供后机械化、电气化和信息化的“物联网服务”。智能工厂的实现,从根本上改变了传统生产流程和公司管理,使得生产设备效率越来越高,越来越能满足个性化定制需求,因为对整个行业影响深远,“工业4.0”也被一些人认为预示着第四次工业革命。

在乐观者看来,不久的将来,消费者将可以通过自己的手机打开一个智能工厂应用程序来定制汽车,可以提出个性化要求,只需约一个月左右,独家定制的汽车就可以到手,而且无需支付太多额外费用。

未来“工业4.0”的应用将使得包括劳动力、材料和管理的成本下降约40%。由于低廉劳动力成本将不再作为数字化工厂的优先考虑,生产将更接近于企业所服务的市场,这也让中国的传统制造业感到更大压力。

2014年10月,中国总理李克强访德期间与德国总理默克尔共同发布《中德行动纲要》,明确表示两国将开展工业4.0合作,自那以来,工业4.0概念开始大量在国内媒体上和企业负责人、咨询机构的嘴里出现,前往德国的各路“取经团”也络绎不绝,甚至令德方应对不暇。

“工业4.0”已经成了产业界当下最热门词汇,但在德国,这项国家战略目前到底处于怎样的阶段?

根据德国VDMA10月底的调研,工业4.0在德国机械制造业领域已被作为机遇受到认同。九成企业认为工业4.0可以使本企业在市场中独树一帜,从而带来巨大商机。60%的德国企业已从事网络化生产,其中三分之一属于深度介入,这个比例是德国整体制造业平均水平的两倍。

到2025年,德国的机械制业营业额增长年均为2%-5%,生产能力增长为7%-11%,每年新创造的岗位增长率为0.9%。

但是,在参与德国“工业4.0”战略制定的德国国家科学和工程院院长、工业4.0工作集团主席卡格曼(Henning Kagermann)看来,现在最大的问题是如何动员更多德国中小企业积极投身这场变革,很多大企业积极介入“工业4.0”,但中小企业步伐仍有些慢。

根据德国国家科学和工程院发布的《智能服务2025》,只有五分之一德国企业表示将重点放在智能产品和智能服务上,五分之二的企业承认在该领域还没有作为。

实施障碍

西门子在安贝格(Amberg)的可程式逻辑控制器生产厂堪称“工业4.0”的现阶段典范之作。走进这个无菌的全数字化工厂,很容易有进入手术室的错觉。

整个制造过程只有位于生产流程最前端的裸电路板需要工作人员放置在生产线上,接下来的一切都由机器和电脑配合自动运行,产品甚至可以控制自己的制造工艺,并采用独特条形码与生产机器人进行沟通,并能自动纠措以避免生产过程中的损坏。

去年该厂的出错率是百万分之11.5,相当于合格率达到惊人的99.9989%。工厂的生产效率也在过去十年里提高了八倍。

但是对那些实力有限的中小企业来说,实现“工业4.0”的成本可能难以负担。包括相应软件以及换购设备都不是一笔小费用,尤其是当前业务环境恶化,更让这些企业不愿为性价比无法立竿见影回报的物联网相关投资埋单。

“并不是每一个企业都能成为一个完整的智能工厂,”Rutronik战略营销与公关总监Andreas Mangler说,“关键是要找到技术和投资成本之间适当的平衡。”

在他看来,除了必要的系统投资,企业还需要考虑安全措施等成本,包括数据的收集、分析、存储、处理和海量数据管理都是巨大的挑战,也意味着更高的费用投入。

以西门子安贝格工厂为例,1000多台扫描仪实时记录所有生产步骤,每天会产生5000万条工艺数据。管理者必须认真处理这些大数据,确保如何正确收集、分析并用这些数据来优化产业链。

对于普通的中小型制造业企业来说,让合作的IT企业完全掌握自己的生产流程,全面介入企业生产过程设计等,也会让这些企业担心潜在的安全隐患。

此外,制约“工业4.0”大发展的另一个障碍是行业标准问题。

目前各大企业都是埋头做自己的,未来如果要让不同厂家的产品和系统之间能顺畅地“对话”,制定统一标准显然是必要前提。而这个标准如何建立目前还是未知数。

德国工业联合会(BDI)主席格里罗(Ulrich Grillo)表示,“工业4.0”要想取得真正的成功,政界应该创造条件,推动建立共同的生产标准和安全规范,欧洲范围内的数据保护和数据安全规范也应进行相应扩充。

但不乐观的是,欧盟委员会今年中的一份报告显示,欧盟内部需要进行自动化机械更新换代的公司占到整体的50%,但仅有1.7%充分利用了先进的数字技术。

“产业价值链主导权”

全球赛跑

德国希望利用十年时间实现“工业4.0”战略,以保持其领先全球的制造能力和竞争力,但这只是第一层;德国企业更高层次的追求是,占据“大规模定制生产”时代的先发优势,从而获得相应行业标准的制定权和话语权。

德国政府意识到,与中国之间的合作还是停留于在中国生产制造已不合时宜,必须告别旧模式,进入“共同发明创造”模式。

为了同中国一道开启战略合作之路,德国联邦教育与科研部10月底推出旨在共同发明创造的“中国战略”。这份“中国战略”包含了今后两国间具体合作的35个侧重点和9个行动领域,涵盖创建持续性科研合作结构以及关键科技、生命科学和环境、职业培训等等。今后5年,中德两国在科研和教育领域的合作都将以这份文件为准则。

对于德国发起的这场产业革命,日本企业也不甘落后。三菱电机、富士通、日产、松下等约30家日本企业已发起组建“产业价值链主导权”联盟,共同探讨工厂互联的技术标准化,并争取使其成为国际标准。。

德国工业界2015年春季发布了基于“工业4.0”的自主通信标准、传感器和控制设备等,日本企业敏锐意识到,这些设备几乎都是德国制造。

一旦掌握未来行业标准,企业自身影响力可想而知。日本经产省的一名官员表示,如果现在还不行动,在全球占有优势的日本制造业可能会被反超。一旦正式进入“工业4.0”时代,行业秩序很可能就此洗牌。

瑞士公司也在奋起直追,有调查显示,75%的受访企业家认为本国经济界很长一段时间低估了“工业4.0”的意义,62%的企业决心直面参与“工业4.0”大潮,并融合相关行业标准,还有18%已投入相关项目。

德国机械设备制造业联合会主席博罗特曼(Thilo Brodtmann)认为,关于工业4.0的赛跑才刚刚开始,未来会探索出怎样的业界标准还需耐心等待,而德国供应商具备相关领域多年经验,能够准确了解客户需求,因此在这方面将很有竞争力。

来源:21世纪经济报道

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