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德國為何3年前就急著提出“工業4.0”?

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 22:21:02 來源:福布斯中文

  2008年一場席卷全球的金融危機,使歐美國家嚐到了忽視實體經濟的“苦果”。

  自上世紀60年代以後,歐美國家掀起“去工業化”或者全球化浪潮,製造業外移,重點發展金融、房地產和服務業,虛擬經濟迅速膨脹,結構性矛盾凸顯。到2008年金融危機爆發時,歐美國家虛擬經濟的脆弱性被暴露的一覽無遺。為了解決產業“空心化”和失業率攀升的問題,歐美國家相繼開始加速“再工業化”,推動製造業“回歸”。

  但是,回顧曆史不難發現,歐美國家製造業外移有其必然性。受製於土地、人力成本的上升,以及隨著資源漸趨枯竭和環境意識的增強,一些傳統產業如鋼鐵、gongchengjixiedengzhubuzouxiangshuaitui。jiangshengchanguochengzhongdemouxiehuanjie,lirulaodongmijixingdejiagongzhuangpeidengwaiyizhiguowaichengbenxiangduidiliandediqu,chengweigongyefadaguojiaqiyedezuijiaxuanze,erfazhanzhongguojiatigongdegezhongyouhuizhengceyejiajulezhezhongqushi。

  從“去工業化”向 “再工業化”的趨勢過度,成本偏高和資源枯竭的問題依然無法回避,而單靠政策扶持顯然無法驅使以營利為目的、追求效益最大化的企業重回製造業。所以,在歐美國家製造業複蘇、外移企業回歸本土背後有著更深層次的原因。

  技術主導下一個新工業時代的到來

  工業發展最大機遇期往往出現在曆次工業革命開始初期。第一次工業革命發生在18世紀末,主要特征是以蒸汽機為動力實現機械化生產,它使人類第一次以機械設備代替手工,從而使經濟以農業,手工業為基礎轉型到以機械製造為基礎的發展模式;第二次工業革命發生在19世紀初,以電力推動的規模化生產,通過零配件和裝配線成功分離而實現規模化生產;第三次工業革命以電子與信息技術結合為標誌,使工業生產高度自動化.這三次工業革命給予歐美國家經濟領先世界的工業基礎。

  幾十年來,隨著產品的豐富,工業生產結構也變得更複雜、更精細。生產線和生產設備內部的信息流量,以及管理工作的信息量劇增,自動化製造係統在信息處理能力、效率和規模上都已經難以滿足工業製造的需求。對信息通信技術(ICT)的應用一定程度上解決了這一難題。當今,ICT大約支撐了絕大部分的工業製造過程。

  伴隨著個人計算機到多樣化智能設備的演進,以及雲計算服務和互聯網技術的發展,越來越多功能強大、自主的智能設備以無線方式實現了與互聯網或設備之間的直接互聯。由此衍生出物聯網、服務網和數據網,推動著物理世界和虛擬網絡世界以虛擬網絡-實體物理網絡係統(CPS)的方式相融合。這種技術進步直接反映到工業領域,通過一個囊括所有生產過程的全球性網絡,工業領域將有史以來第一次實現資源、信息、物品、設備和人的互通互聯。

  在這種變化中,並沒有涉及到新技術,而是強調對信息通訊技術和與信息物理生產係統(CPS)的結合來改變當前的工業生產與服務模式,德國將這種漸進性的技術進步描述為工業的第四個階段,即工業4.0。

  “工業4.0”概念的產生

  德國是最早提出工業4.0概念的國家,在德國政府推出的《高技術戰略2020》中,工業4.0被列為十大未來項目之一。“工業4.0”一詞最早出現在2011年德國舉行的漢諾威工業博覽會上,在2013年漢諾威工業博覽會上,“工業4.0”概念正式由德國“工業4.0小組”提出。

  德國學術界和產業界對“工業4.0”概念的一個比較統一的闡釋是繼機械化、電氣化和信息技術之後,以智能製造為主導的第四次工業革命。主要是指通過信息通訊技術和虛擬網絡-實體物理網絡係統(CPS)的de結jie合he,將jiang製zhi造zao業ye向xiang智zhi能neng化hua轉zhuan型xing,實shi現xian集ji中zhong式shi控kong製zhi向xiang分fen散san式shi增zeng強qiang型xing控kong製zhi的de基ji本ben模mo式shi轉zhuan變bian,最zui終zhong建jian立li一yi個ge高gao度du靈ling活huo的de個ge性xing化hua和he數shu字zi化hua的de產chan品pin與yu服fu務wu生sheng產chan模mo式shi。

  虛擬網絡-實體物理網絡係統(CPS)包括智能機器、儲存係統和生產設施,各個部分能夠相互獨立地自動交換信息、觸發動作和控製。而物聯網、服務網以及數據網是“工業4.0”的基礎。

  未來工業藍圖

  生產效率是製造企業首先會考慮的問題。在具體生產流程方麵,工業4.0對企業的意義在於,它能夠將各種生產資源,包括生產設備、機器人、倉儲係統和生產設施形成一個循環網絡,進而通過物聯網和服務應用,實現貫穿整個智能產品和係統的價值鏈網絡的橫向、縱向的鏈接和端對端的數字化集成,提高生產效率, 從而實現智能工廠。通過智能工廠製造係統在分散價值網絡上的橫向連接,就可以在產品開發、生產、銷售、物流、服務的過程中,借助軟件和網絡的監控、交流,根據最新情況靈活, 實shi時shi地di調tiao整zheng生sheng產chan工gong藝yi,而er不bu再zai是shi完wan全quan遵zun照zhao幾ji個ge月yue或huo者zhe幾ji年nian前qian的de計ji劃hua。通tong過guo智zhi能neng工gong廠chang製zhi造zao係xi統tong在zai工gong廠chang和he企qi業ye之zhi間jian業ye務wu流liu程cheng上shang的de縱zong向xiang連lian接jie,產chan品pin與yu生sheng產chan設she備bei之zhi間jian就jiu可ke以yi實shi時shi交jiao換huan信xin息xi和he指zhi示shi,端duan到dao端duan的de透tou明ming度du有you利li於yu決jue策ce優you化hua。簡jian單dan來lai講jiang,工gong業ye4.0能夠使日益複雜的製造流程變得可控,將以往不可記錄的生產細節變得可以追蹤,並能在環境、需求變動中實現可持續性的盈利。

  另外,工業4.0將發展出全新的商業模式和合作模式,這些模式可以滿足那些個性化的、隨時變化的顧客需求。新生產出來的智能產品將會有一個IP址,通過IP地址連到物聯網上去,從而可以在任何時候定位、識別智能產品,並能知道它們自己的曆史、當前狀態和為了實現其目標狀態的替代路線。

  ercongzhongduanxiaofeizhexiaofeisuochanshengdexuqiuxinhao,tongguoyigequanqiuxingwangluochuandigeizhizaoshang,jiezhudashujufenxi,zhizaoshangjiukeyiyuceshichangxuqiu,shenzhigenjuxuqiulaidingzhihuadeshengchan。guoquchuantongdeshengchan,baokuodisangongyegemingzhihoudeshengchan,rengranshidapiliangdeshengchan,xianzaikeyitongguoruanjiangenzhinengshengchanshebeidejiehe,linghuoditiaozhengshengchangongxu,bingyiyigebijiaoheshidejingjidechengbenlaizhizaochuzuizhongdeyonghusuoxuqiudechanpin。

  實現“工業4.0”並不是短期內可以一蹴而就的,這是一個長期、漸進的過程。在這一過程中,軟件是重中之重,可以說起到賦予智慧工廠”靈魂”的中心作用,包括設備製造、物聯網、數據網等都需要通過軟件將這幾大板塊聯結起來。目前,基本的技術和現有製造體係的核心價值等均需要調整才能適應“工業4.0”的具體要求,而軟件的開發、應用可以縮短期間所需要消耗的時間。

  “工業4.0”的全球意義

  “工業4.0”對於應對和解決當今世界所麵臨的一些挑戰,例如資源和能源利用效率、人口結構變化等方麵也具有積極意義。

  通過對全價值網絡的把控、調整,“工業4.0”可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)提(ti)升(sheng)資(zi)源(yuan)生(sheng)產(chan)率(lv)和(he)效(xiao)益(yi)。歐(ou)美(mei)國(guo)家(jia)製(zhi)造(zao)業(ye)回(hui)歸(gui)本(ben)土(tu)依(yi)舊(jiu)具(ju)有(you)競(jing)爭(zheng)力(li)一(yi)個(ge)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)原(yuan)因(yin),就(jiu)在(zai)於(yu)這(zhe)些(xie)國(guo)家(jia)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)水(shui)平(ping)的(de)勞(lao)動(dong)生(sheng)產(chan)率(lv)和(he)資(zi)源(yuan)使(shi)用(yong)率(lv),一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)中(zhong)和(he)了(le)人(ren)力(li)成(cheng)本(ben)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)壓(ya)力(li)。另(ling)外(wai),相(xiang)對(dui)傳(chuan)統(tong)製(zhi)造(zao)業(ye)大(da)量(liang)的(de)原(yuan)材(cai)料(liao)和(he)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao),智(zhi)能(neng)化(hua)生(sheng)產(chan)能(neng)降(jiang)低(di)製(zhi)造(zao)業(ye)對(dui)環(huan)境(jing)和(he)安(an)全(quan)供(gong)給(gei)帶(dai)來(lai)的(de)威(wei)脅(xie)。

  同時,智能輔助係統可以將工人從執行端解放出來,使他們能夠從事更多的創新、增值活動。鑒於全球老齡化問題引發的技術工人短缺問題日益嚴重,智能化生產還允許年長的工人延長其工齡,保持更長的生產力。

  德(de)國(guo)擁(yong)有(you)世(shi)界(jie)第(di)二(er)年(nian)老(lao)的(de)人(ren)口(kou),僅(jin)次(ci)於(yu)日(ri)本(ben)。在(zai)德(de)國(guo)許(xu)多(duo)製(zhi)造(zao)公(gong)司(si)中(zhong),員(yuan)工(gong)的(de)平(ping)均(jun)年(nian)齡(ling)超(chao)過(guo)四(si)十(shi)歲(sui),年(nian)輕(qing)員(yuan)工(gong)的(de)數(shu)量(liang)在(zai)不(bu)斷(duan)地(di)下(xia)降(jiang),而(er)這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)在(zai)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)中(zhong)已(yi)經(jing)比(bi)較(jiao)普(pu)遍(bian)。基(ji)於(yu)老(lao)齡(ling)化(hua)和(he)虛(xu)擬(ni)經(jing)濟(ji)惡(e)性(xing)膨(peng)脹(zhang)造(zao)成(cheng)的(de)教(jiao)訓(xun),歐(ou)美(mei)國(guo)家(jia)顯(xian)然(ran)會(hui)比(bi)中(zhong)國(guo)更(geng)有(you)動(dong)力(li)向(xiang)“工業4.0”邁進。新的工業時代孕育著新的機遇,中國能否迅速轉變觀念並找到邁向“工業4.0”的最佳路徑,是影響未來幾十年中國經濟走向的關鍵性問題。

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