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                智能化、标准化、模块化——工业4.0时代的新常态

                “工业4.0”研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助,在德国『工程院、弗劳恩霍夫应用研究促进协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成。2013年4月汉诺威工业博览会期间,德国工程院院长代表“工业4.0”项目组向德国联邦总理默克尔呈交“工业4.0”战略实施白皮书,至此,其正式上升︼为德国国家战略。
                    “工业4.0”的目的是为了提升德国工业的竞争力,在新一轮工业革命中占领先机,该战略得到了德国科研机构和产业界的广泛认同。德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会》旗下7个制造领域的研究院已经全面启动相关研究,其中包括德国弗劳恩霍夫物流研究院(Fraunhofer IML,简称德国物流研究院)。
                工业4.0是以移动互联网、物联网和大数据等新一代信息技术为驱动,以虚实融合系统(CPS)为基础,通过深度融合机、电、自动化、信息与通信技术以及企▅业管理流程,实现向智能化制造的进化。工业4.0是在工业3.0的基础上更加自动化和智能化,在极大提升生产效率与质量的情况下达到低消耗、低能耗和低成本的个╱性化大规模定制。
                从本质上讲,工业4.0包括将CPS系统技术一体化应用于制造业和物流业,以及在工业生产过程中使用物联网和服务技术。这将〒对价值创造、商业模式、下游服务和工作组织产生全新影响。
                “工业4.0”对物流业的影响
                首先,我们→要看到“工业4.0”主要具备以下一些特性。
                满足用户个性化需求——工业4.0允许在设计、配置、订购、规划、制造及运营等环节可以考虑客户的特殊需求,即使在』最后阶段仍能变动。在工业4.0中,有可能在一次性生产且产量很低的情况下仍能获利。
                灵活性——基于CPS的自组织网络可以根据业务过程的不同方面,如质量、时间、风险、价格及生态友好性等,进行动态配〓置。这意味着作业流程可以更加灵活,制造工艺可以实时改变,供应短缺问题可以得到补偿。
                资源生产率和利用效率——CPS在贯穿整个价值网络的各个环节基础上,对制造过程进行优化。这意味着,系统可就生产过程中的资源利用和能源消耗进行∏持续优化,而不需要停止生产。
                “工业4.0”主要分为三大主题,一是“智能工厂”,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;二是“智能生产”,主要研究整个企业的生产物流管理、人机互▲动以及3D技术在工业生产过程中的应用等;三是“智能物流”,主要通过传◤统互联网、物联网以及服务联网,整合物流资源,充分发挥现有物流资源的效率,而需求方,则能快速获得服务匹配,得到↓智能的物流支持。
                “工业4.0”的重点是创造智能的产品、程序和过程。其中,智能工厂构成了工业4.0的关键特征之一。在智能工厂里,人、机器和资源如同在一个社交〓网络里一般,可以自然地相互沟通协作。
                从全球№物流业的发展角度来看,工业4.0带来的更多是供应链的创新与优化。其中,不仅涉及到传统的工业互联网,还涉及到正在发展的物联网,以及未来更加综合的服务联网。这样的系统一般具有传【感器,既能感知周边环境得到信息,还能根据获得的指令,与环境感知互动。在执行动作时,使用分散式的智能控制系统,通过感知◇周围信息,智能地控制系统。
                标准化、模块化和数字化的产品设计↑是实现工业4.0的基础。在工业4.0时代下,要想满足客户低成本个性化、定制化的市场需求,必须通过柔性化、灵活化的生产方式,多样化的软件与硬件集成方案来实现。以宝马为例,其3系发动机共有4种型号供客户选择,在排气量和缸体等指标均相同的基础上,通过选配不同的汽车电子单元,从Ψ 而实现产品设计的多样性。
                当前,德国汽车制造业已率先进入工业4.0时代。其从产品设∑ 计到生产制造、供应链管理,全程实现了智能装配、智能生产配送和智能供应链调度。汽车制造企业可以通过云端网络为全球供应商搭建一个信息化平台。一旦任何环节出现问题或变化,系统不仅可以自动报警,同时也可基于历史数据优化而提出相应的解决方案。这一基于大数据、云计算的智能管理系统,即是工业4.0时代的产物。
                智能物流是支撑工▽业4.0的重要主题
                德国制造业作为世界上最具竞争力的制造业之一,在全球制造装备领域拥有领头羊的地位。这在很大程度上源于德国专注于创新工业科技产品♀的研发,以及对复杂工业过程的有效管理。德国的装备供应商为制造企业提供世界领先的技术解决方案,并以此成为工业4.0产品的全※球领先的开发商、生产商和市场先导。
                无论是全球系ぷ统集成领域排名第一的胜斐迩公司,还是全球工业车辆领域赫赫有名的永恒力公司,以不同的成长历程走到今天,却有着相似的战略布局。从单元〗化产品起家,到后来向物流自动化领域进军,再到近年来开始发力收购软件公司。可以看出,全球领先的物流装备企业已不满足于不断改进和研发新技术,而是有条不紊在为工¤业4.0时代到来做好准备。
                德国弗劳恩霍夫物流研究院通过⌒ 对过去数千年工业发展史的研究发现,工业3.0时期之前,已经诞生出很多自动化技术。1970年前后,由于工业自动化技术的大力推进,导致第三次工业革命全面启动,物流技术装备业从局部自动化向更深层次的全面■自动化、标准化逐步演变。直至2010年,市场上不断涌现出更加智能化的设备,全球物流技术装备业开始向着规模化、信息化、自动化和智能化的方向高速发展。
                工业4.0时期,物流装备不仅要求是智能的,且设备之间还要实现联网,从而实现物流系统的智能化要求。在此方面,德国物流研究院作为〗欧洲最具权威的物流技术规划和研发机构,一直不断引领全球物流技术装备产业的技术发展。
                例如,inBin智能周转箱,德国物流□ 研究院通过在单元化的周转箱上加装智能控制单元,使其可以自主管控。通过互联通信,智能箱自动接收系统发送的指令完成任务,再把任→务完成情况的信息上传到网络。这项技术让基层数据信息与最高层的云端系统实现互联,也从另▂一个角度证明智能化、单元化的物流技术,是工业4.0的技术基础。
                德国物流研究院作为德国国家级的物流与供应链权威机构,在德国及欧洲物流技术评审与】标准制定方面扮演着中立的、权威机构的角色。其德国总部有大量实验室,和工业应用技术发展趋势是保持一致的。德国作为全球工『业制造领域的强者,德国物流研究院为工业界所进行大量的应用技术研究,也提供了重要的◥支持。
                在软件方面,尤其是仿真软件方面,德国人一直走在了业界最前沿。在供应链领域,无论是产业园区█或网络布局规划,还是供应链或物流系统规划,德国物流研究院从成立至今研发出了众多实力很强的软件产品,并用于研究院所承接的客户项目中。
                其中,德国□物流研究院自主研发的OTD软件是目前在德国应用最广的供应链仿真软件,德国各大汽车≡厂家基本都在采用,其可以对复杂的供应链进行仿真,功能非常强大。此外,还包括Dismod是主要从事网络优化的一个软件;LogiChain是专业的流程优化的软件;DOSIMIS则∮是物流系统仿真软件。
                在德国物流研究院所做的大众OTD项目中,OTD本身是一个仿真软件,同时也是智能决策支持软件系统。因为大众商务车的整车生产和发动机制造工厂分布在两◣个国家,需要通过一个智能系统,对整个供应链进行规划和管控。工业4.0时代,我们需要及时掌控客●户需求,并让所有信息实现联网。这个智能决策系统,能够给生产线提供非常准确的决策依据。
                进入工业4.0时代,在以往信息化的基础上还要实现网络化、智能化,这一发展趋势在德国物╳流研究院的OTD软件产品及项目上,就有很好的体现,并在多年前就已实现了。OTD软件,也是一个供应物流集成调度智能系统,可对所有√信息点进行采集、调度,对系统进行预测和报告。
                研究德国工业4.0的理念、发展思路♀和行动纲领,有利于推进我国开展两化融合工作,更好地把握两化融合为我国工业发展带来的机遇,使我国早日成为真正的制造强国与创新大国。
                客户需▓求个性化,产品创新周期缩短,生产节拍加快,这不仅是生产型企业面临的重要课题,也是对支撑生产的物流系统提出的巨大挑战。在具有产业革命意义的工业4.0战略中,智能物流是支撑ㄨ工业4.0的重要因素。作为世界物流技术的领导者↘,德国对中国这一全球最大的物流技术装备市场持续关注。中德在物流技术领域的合作,将成为中国物流技术装备产业转型升级的重要㊣机遇。

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