德国《高技术战略2020》十大未来项目之一,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新,推动制造业向智能化转型。
德国学术界和产业界认为,继蒸汽革命、电气革命、信息革命之后,人类将迎来以信息物理系统为基础,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。基于此,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等产学研多方推动下,德国政府将“工业4.0”项目纳入《高技术战略2020》十大未来项目之中。
2014年4月7日,汉诺威工博会上展示的西门子公司智能工厂模型
“工业4.0”的主要目标是建设信息物理系统,并积极布局智能工厂,推进智能生产,形成高度灵活、个性化、数字化的产品与服务的生产模式,引领第四次工业革命。
“工业4.0”的技术基础是信息物理系统。信息物理系统将物理设备连接到互联网,使物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等功能,其核心思想是强调虚拟网络世界与实体物理系统的融合。
“工业4.0”的参考架构模型RAMI4.0从层级、生命周期和价值流、系统控制三个维度,全方位展示了“工业4.0”涉及的关键要素。其中,层级包括资产层、集成层、通信层、信息层、功能层和业务层。生命周期和价值流描述了从虚拟原型到实物制造、直至销售和服务的产品生命周期。系统控制涉及产品、现场设备、控制设备、车间、工厂、企业以及互联世界。
工业互联网由美国通用电气公司发起,并由工业互联网联盟推广,旨在打造开放、智能的工业系统。德国“工业4.0”与美国工业互联网都是由大企业引领,推动信息通信技术与生产技术融合,致力于打造智能生产和服务模式,抢占全球制造业竞争制高点。但是,“工业4.0”侧重于生产制造环节,强调生产过程的智能化;而工业互联网偏重于设计、服务环节,强调生产设备的智能化。
“中国制造2025”是中国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。“中国制造2025”与“工业4.0”在发展基础、产业阶段、战略任务等方面存在差异,但是二者都致力于实现信息技术与先进制造业结合,以信息化和工业化深度融合为发展动力,带动新一轮制造业发展。