德國工業(yè)4.0的著眼點、關鍵點是什么?工業(yè)4.0要解決的重點問題是什么?它突破方向最有可能在哪里?目前來看,它已經解決了哪些問題?一段時間以來,德國工業(yè)4.0與智能制造在全國制造業(yè)界引起巨大反響。據(jù)聞,在相當一些德國企業(yè)尚未清楚工業(yè)4.0的情形下,國內輿論宣傳與國外相比,甚至更加普遍,聲音更加響亮。那么到底什么是工業(yè)4.0?它將帶給現(xiàn)代中國裝備制造業(yè)界什么樣的影響?在這樣的情形下,當前的中國業(yè)界如何看待這些問題?應該做些什么?
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作為中國機械工業(yè)領域老資格的領導者之一,原機械工業(yè)部副部長沈烈初以其數(shù)十年的從業(yè)經驗,特別是扎實深厚的專業(yè)功底,以及求真務實的工作作風,對德國工業(yè)4.0以及未來中國智能制造的發(fā)展提出了非常有見地的意見及建議。與之交流過的一些企業(yè)界人士評價,這是一個自工業(yè)4.0概念提出以來,國內有關對其詮釋與理解十分到位的一篇文章。只有經過認真思考、踏實調研、有深厚專業(yè)背景以及對行業(yè)深刻理解和洞察之人,才能產生如此有針對性、有見地的意見。
智能制造是一項長期系統(tǒng)的過程,不能一蹴而就;要在考慮企業(yè)效益(指質量、成本、交貨期)的前提下,用投入產出經濟學理論審視實施智能制造。
中國裝備工業(yè)現(xiàn)階段還在于加強科學化、信息化管理,距離智能化尚有很長一段過程;智能制造發(fā)展需要全方位人才。
沈烈初先生根據(jù)學習與調查實踐,歸納德國工業(yè)4.0的主要內容:即1.0為機械化;2.0為電氣化、半自動化;3.0為信息化,即高度自動化、少人化;而4.0就是數(shù)字化、網(wǎng)絡化及智能化了,即虛擬實體系統(tǒng)CPS(cyberphysicalSystem),也有人翻譯為信息物理系統(tǒng)。
沈烈初認為,首先要認識我國國情。我國制造業(yè)水平不同于德國,推進我國智能制造發(fā)展,工業(yè)4.0可作為參考而不能簡單復制,必須通過實踐和總結找到屬于我們自己的成功之路。
智能化首先需要高度信息化
沈烈初說,工業(yè)3.0是信息化、高度自動化、少人化,而工業(yè)4.0應該是高度信息化(即數(shù)字化、網(wǎng)絡化)+智能化,構成CPS系統(tǒng)?!叭卑l(fā)展呈序列順序進步,高度信息化向智能化過渡,這一過程需要很長時間完成。
他非常形象地描述到,數(shù)字化是將物體特征或工藝過程轉化為數(shù)字描述或數(shù)學模型。網(wǎng)絡可以看作為信息高速公路,沈烈初說,沒有信息的網(wǎng)絡,類似沒有汽車的高速公路。沒有網(wǎng)絡,信息就無法高速傳遞,互聯(lián)互通。信息化即是數(shù)字化和網(wǎng)絡化的融合,包括信息獲取、信息傳遞、信息處理、信息再生和信息利用。所謂物聯(lián)網(wǎng),就是人或物這樣的實體用數(shù)字描述,通過互聯(lián)網(wǎng)進行物與物、物與人、人與物、人與人四維互聯(lián)互通。
辨別信息化(數(shù)字化、網(wǎng)絡化)與智能化最簡便的辦法是:前者是管理的開環(huán)系統(tǒng),后者是管理的閉環(huán)系統(tǒng)。智能化是在信息化基礎上實現(xiàn)系統(tǒng)的自組織、自記憶、自診斷、自決策、自適應,使系統(tǒng)在更佳或最優(yōu)情況下運行,因而需要建立大量的數(shù)據(jù)庫,建立各類數(shù)學模型或專家系統(tǒng),而且信息必須是實時采集、加工、通信和處理。由此可以看到,智能化的發(fā)展是一個漫長、不斷改進與完善,進而發(fā)展的過程,不是一蹴而就的,更不是通過實施一兩個專項就可以變身為智能制造了。
“中國制造2025”中的十大高端裝備都要求定位在數(shù)字化、網(wǎng)絡化及智能化之上,這就要求同時也要使其生產、制造過程實現(xiàn)“三化”管理。
在沈烈初看來,智能制造的“三化”即數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化;而制造過程的“三化”,實際上應該是兩個領域,提供產品制造的裝備和制造過程。首先是裝備的“三化”,其次是制造過程的“三化”,這兩個概念有很大不同,既有聯(lián)系又有區(qū)別。智能制造即產品制造過程的“三化”,是建立在提供裝備的“三化”基礎上,有這樣的“智能體”作為前提,才能實現(xiàn)智能制造。裝備的“三化”水平,在較大程度上決定了各行業(yè)“三化”的水平以及實現(xiàn)的難易程度。
沈烈初同時強調,單機制造構成不了生產力,只有成套才能真正發(fā)揮生產力的作用,因而裝備單機實行“三化”過程中,要注意通訊接口,可與上下游設備互聯(lián)互通、信息交換及時、共享。對于成套設備來源于不同企業(yè)的,如何“三化”更加重要。