德国对第四次工业革命寄予厚望
译自：2013年6月26日【德国】www.it-business.de
编译：工业和信息化部国际经济技术合作中心 李丹宇
图1：本文作者Thomas Ahlers，FIT公司的高管
来源：FIT
物联网正在影响工业生产的发展进程，并将完全改变生产控制的模式。IT在工业中扮演的角色也将发生根本性变化，因为物联网的出现，让工业生产的各个组成部分，包括材料和机器设备等，都变得智能化了。
未来的工件可以自己控制生产过程，并且“知道”自己是哪一个订单的组成部分，这似乎意味着第四次工业革命正悄然走来。德国政府和大的行业协会认为，第四次工业革命将是德国制造业在世界市场上占据领先地位的重要机遇。
在西方，带动第四次工业革命的主要有两个发展趋势：信息物理系统(cyberphysische Systeme，以下简称CPS)和物联网。
CPS是在环境感知的基础上，深度融合计算、通信和控制能力的可控、可信、可扩展的网络化物理设备系统，通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环，实现深度融合和实时交互来增加或扩展新的功能，以安全、可靠、高效和实时的方式检测或者控制一个物理实体。具体来说，CPS就是指那些安装了内置芯片或者应用芯片、有分布式智能处理功能的物体，可以通过IP网络跟其他的系统沟通。
自我组织代替集中规划
图2：物联网时代：每个工件上都有标签，所有设备都连入网络
来源：FIT
物联网将改变工业生产的过程，现有的集中规划将变成生产过程组成部分的自我组织。
未来会出现这样的画面：一个高压泵的水套壳体被运输机器人从铸造车间运进加工厂，到达之后，高压泵告知机械仓库自己需要被加工，并通过网络将加工时必需的CAD数据准备好。适合进行这项加工的一台空闲铣床向运输机器人报告自己可以进行加工，运输机器人收到信息后将其运送到加工场地。
这就是未来工业生产的方式，物流的各项步骤也只需要机械和设备就可以完成。
看上去这种生产方式似乎有些混乱，但其实这种生产方式比现在的集中规划式运行更稳定。在集中规划模式下，如果设备出现故障，那么相关的生产线就要全部重新规划，这相当耗时间。
在自我组织模式下，各个生产程序可以永远在设定的情景下运行，所以没有必要为生产材料和组件准备临时仓库来对生产过程进行缓冲。这样一来，总存货量就降下来了，成本也就下来了。
此外，自我组织的生产方式还有一个优势：无论一批活的批次规模如何，生产效率都一样高。
“生产率跟批次规模相关”的言论在这里不再适用。这正是德国联邦教育与研究部在2011年时为未来项目“工业4.0”设立的目标之一，即实现自动化生产的独立性。
众望所归
德国的一些大的行业协会在“工业4.0”项目上也跟联邦政府的期望一致。
今年4月，德国机械设备制造业联合会(Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau，简称VDMA)、德国电气与电子工业总会(Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie，简称VZEI)和德国信息、通信和新媒体协会(Bundesverband Informationswirtschaft，Telekommunikation und neue Medien，BITKOM)在法兰克福共同创立了一个工业4.0办事处，推进联邦政府“工业4.0”项目的实施。
BITKOM发现了第四次工业革命中隐藏的巨大发展潜力，并认为机械制造、电气以及汽车制造业应该跟上IT业的脚步。
许多德国企业对第四次工业革命寄予厚望：BITKOM最近的一个问卷调查显示，三分之一的受访企业认为第四次工业革命是一次非常重要的发展机遇。关注第四次工业革命的不是只有像西门子、Bosch这样的大公司，还有许多中小企业试图抓住第四次工业革命的发展机遇。
来自制造业、与420多家德国制造业企业有着合作关系的FIT公司也不例外。FIT公司认为，最适合进行自我组织形式生产的就是汽车配件供应商，信息物理系统可以节省很多时间。使用自我组织生产形式之后，装在货运集装箱上或者工件上的主动式RFID芯片则可以记录移动的过程。
与此同时，工件也在做历史记录，并随时将记录保存下来。通过物流门时，物流门能够读出RFID芯片上储存的信息，ERP系统随即就会收到安装RFID芯片物品的目前加工状态报告。
能够进行这种生产模式的配件供应商就有所谓的准时制生产能力。大的汽车生产商现在越来越希望其配件供应商具备这种能力。
与其他行业一样，这种创新的压力是自上而下的，需要逐步实现。
MES，大数据和云计算
RFID的例子表明，从IT的角度来看，第四次工业革命的核心是MES，即制造执行系统，比如SAP ME。因为MES把ERP(Enterprise Resource Planning，企业资源计划)层面上的业务流程和机器导向控制系统结合了起来。
车间里采用物联网之后，以前用来连接感应器和控制元件的现场总线系统就可以撤掉了。传感器和致动器都有自己的IP地址，这样一来，一台机器无论处在什么状态，都可以通过网络立刻自主做出反应——就像刚才我们在例子里说的铣床和高压泵一样。
不过，MES对技术基础有很高的要求：必须有一个以服务为导向的结构(serviceorientierte Architektur ，SOA)。
随着物联网技术的不断发展，数据势必出现爆炸式增长，且将超出传统报告分析工具所能承受的范围。
除此之外，在工业4.0的车间里，这些分析数据不是第二天才会用到，而是马上就要用。换句话说，大数据这个话题是制造业企业无法绕过的，迟早都要面对。
由于只有少数中小企业有能力使用最新的存储技术，例如SAP HANA，所以云计算是企业迈向第四次工业革命道路上所必需的武器。
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