在德国境内的各大制造业企业之中,工业4.0的理念实际上正是基于物料管理系统、ERP系统、装配及包装系统以及物流系统逐步融合、集成综合且优化提升的基础之上,借助于数据一致性、数据集成、数值模型构建与模拟、工作间操控、生产自动化及监控、规划与预测等诸多信息化手段的系统化实施发展而成的产物。这项创新的连接技术将有力推动端到端的信息流动与信息共享,极大地加快了对客户需求的响应速度,同时也显著提升了满足大规模定制需求和生产柔性的能力,有效降低了供应链协同运作所需的成本,进而全面提升了整个产业体系乃至集群的综合竞争力。
早在1997年,德国便已启动了信息化战略的核心部分——与制造业深度融合,从最初的网络工厂建设(即为每家工厂赋予专属的IP地址),到2001年推出的E-工业服务(即在特定时间段内远程对设备进行维护保养);再到2009年的自组织生产模式(即对设备运行状况进行实时监控,并由机器自主判断何时需要进行设备维护);直至2014年正式提出的工业4.0理念(涵盖了管理者驾驶舱、产品虚拟设计、虚拟生产、并行混合工程,以及从设计、模块到车间的全方位云控制平台建设等多个方面),历经近三十年的不懈努力和持续的渐进式创新,德国成功构建起了一套日臻完善的工业互联网体系。
该体系的核心理念在于连接,即将人、物、服务以及流程中的各个关键元素紧密联系起来,形成协同效应,使这些元素具备读取、处理信息、交换数据、优化决策等多种功能。这一理念既是对其工业体系从信息化、数据化、自动化向智能化发展进程的延续,也是对渐进式创新方式的更新升级。通过对上述要素的有效连接,持续推动管理和生产过程的智能化演进,将分布式制造企业与客户进行横纵结合,从而增强了各个要素之间的整体协同能力,减轻了因企业分散式布局、客户大规模定制以及快速交付带来的管理难度。
以西门子、Festo、欧宝、博世等世界领先的制造业企业为例,工业4.0将进一步提升德国制造业在灵活性、透明度、柔性生产以及快速响应等方面的表现,确保其在国际市场上的强大出口实力和竞争力,这无疑是在全球范围内,德国制造业最为突出的竞争优势所在。
德国工业4.0的战略目标旨在进一步强化和优化制造业的整体竞争优势,通过运用信息与通信技术软件与工具,实现从客户端至客户端的全产业链条中所有核心要素的无缝连接,从而达到降低关联交易成本、提升智能化水平、优化决策能力,以及提供设备诊断预警服务、增加附加价值等多重目标。
在我们走访的众多企业中,我们发现他们通过在工业设备、生产车间以及生产过程中嵌入信息系统,打造网络化的智能设备,使设备具备感知和通讯能力,能够对其他物品发出指令,实现物品之间的智能互联。其中,针对全新设备进行的智能嵌入和连接被称之为“绿地项目”,而对于在现有的流程和设备上进行改造升级的情况则被称为“棕地项目”。