工業4.0為核心的新技術發展條件下新型產業體系構造研究（一）
工業4.0這個在2013年由德國提出的新概念，反映了新技術發展的趨勢，也描繪了產業革命的可能性。我們的研究發現，工業4.0所代表的產業革命實際上並不如同一般所認為的那樣，僅僅是製造業的革命，更是在眾多新技術支撐下，對消費需求與消費變化的認識和對生產方式、生產組織方式、製造模式與社會組織方式變革的反應，導致新型產業體系的形成。
一、工業「4.0」為代表的新技術構成及其發展趨勢
每一次重大技術變革與創新必然導致產業的創新發展，甚至導致所謂的工業革命。按照德國人在「工業4.0」的說法，人類社會即將來臨的恰恰是信息物聯繫統為代表的新技術新工業革命。信息物聯技術是目前與未來眾多技術變革引導下的產物。這些技術又可歸為兩大類：基礎產業類新技術與智能製造新技術。這些技術變革及其將來發展的趨勢將決定新工業革命的走向，也將決定未來產業體系的演化方向。
（一）基礎產業類新技術，構成了新工業革命製造設備的技術與產品基礎，包括：
1、互聯網與物聯網信息技術
傳統的認識中，互聯網信息技術僅僅是人與人溝通的工具。隨著互聯、數字、智能化的融合，智能工廠將孕育而出，成為新工業革命的發展方向，而其核心正是互聯網信息技術。互聯網信息技術下的物聯網，WIFI技術，雲計算技術打破了人指揮機器的傳統模式，讓機器學會學習，學會交流，學會自主變化，人只要提要求，機器就能自己完成製造。
2、信息、大數據分析技術及其影響
工業上的大數據技術成為工業大數據。它是由一個產品製造流程或者一個工業體系帶出的數據。工業大數據使得產品帶來更高的價值，每一個出產的產品最後都能回饋信息至生產者手中，從而反過來影響之後的生產者決策與行為，也能提前為生產者應對突發情況做出提示，使得生產過程中不再存在不確定的信息。工業大數據的信息系統對製造設備的要求越來越高，逐步成為新一代智能製造裝備或工廠。
3、新能源技術及其影響
我們目前的經濟與社會發展模式、人們的生產方式與生活消費方式基本依賴於的化石能源的生產與使用，然而目前化石能源已經逐步進入枯竭期。以太陽能、風能技術、海洋能技術，核能技術為代表的新能源技術正逐漸發揮作用，替代原有的產業結構與產品。新能源發電之外，新能源汽車，新能源住房等領域都帶來了新的應用領域，且正成為主流的消費品。
4、新材料技術及其影響
新一代的產品材料將選用諸如碳納米管、陶瓷基納米複合材料和新型碳纖維等新材料，而其生產方式將會是添加式的，一次定型。這樣的材料生產方式的實現關鍵就是新型材料技術。新型材料會使未來的產品比現有製成品更硬、更輕、更節能、更耐用。如分子材料與製造技術將可以在原子精確度的條件下操控分子。物質可以輕易的被準確的操作，進而連接起來，由此帶來成本的大幅度降低與成本的上升。
基礎產業技術的革新改變了製造的方式，由人指揮機器向人提出要求，變為機器智能自行生產轉變，使得產品的製造更簡單，更高效。
（二）形成新型生產服務系統的核心的智能製造新技術，包括：
1、智能製造裝備技術
智能製造裝備是實現定製化的生產的基礎「工人」。目前，智能製造裝備的前沿是3D列印技術以及高端機器人技術。以3D列印技術為例，零部件是通過在三維模型中融化材料的連續層製成的——疊加材料而不是減去材料。用於生產這些零部件的「3D列印」技術使用的是動力金屬、塑料液滴和其它材料——類似於激光印表機的色粉盒。這一技術可在不使用任何工具或固定裝置的情況下製造物品。製造過程不會產生任何廢料，也不會因為產品複雜而產生額外費用。
2、嵌入式電子、智能系統與軟體控制
智能化生產系統及過程，以及網路分散式生產設施的實現需要嵌入式電子、智能系統與軟體控制的幫助。它們是智能製造裝備的「指揮」。未來，各個工廠將具備統一的機械、電器和通信標準。以物聯網和服務互聯網為基礎，配備有感測器、無線和RFID通信技術的智能製造設備可以對生產過程進行智能化監控。由此，智能工廠能夠自行運轉，且工廠間零件與機器可以相互交流。結合大數據技術，智能工廠還能對生產與修理做出可能的提示。
3、智能定製生產與在線控制體系
智能定製生產體系與在線控制技術是通過基礎設施如互聯網技術，大數據技術等綜合而成的軟體控制系統，是智能製造設備的質量「監控者」。每一個產品將承載其整個供應鏈和生命周期中所需的各種信息。設備將由整個生產價值鏈所繼承，可實現自組織。產品本身，將成為信息的載體，產品能夠自動記錄其生產過程的一切。同時，它還能夠輔助操作步驟與監測周圍環境，其工廠可以實現全產業鏈的智能生產，實現生產的自我調整，透明化生產，預測性製造。
4、資源與產品、服務配送技術與系統
未來，「配送系統」將與定位技術結合的更加緊密，實現資源與產品服務的運轉監管，進而實現零庫存，以及實時響應的送貨系統。這一系統是物聯網的進一步運用，可以幫助監控實物的具體數據，運輸的具體位置，實現實時生產，快速送達的目標。與之對應，交通系統也會受其影響，產生相應的革新，與智能城市的發展目標相互呼應。
這些新技術新方式目前的發展變化，以及未來的發展變化由此可能帶來未來產業與產業體系的變化是我們必須關注與深刻研究的。
——未完待續——
投稿和反饋請在本公眾號直接留言。轉載本公眾號原創文章，請留言申請授權，否則明遠書院有權追究法律責任。
關注智者老芮，與智者同行
TAG:智者老芮 |