——關(guān)于實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議 

　　保障德國制造業(yè)的未來(一) 　　 

　　保障德國制造業(yè)的未來(二) 　　 

　　保障德國制造業(yè)的未來(三) 　　 

　　保障德國制造業(yè)的未來(四) 　　 

　　保障德國制造業(yè)的未來(五) 

　　保障德國制造業(yè)的未來(六) 

　　保障德國制造業(yè)的未來(七) 

　　保障德國制造業(yè)的未來(八) 

　　保障德國制造業(yè)的未來(九) 

　　保障德國制造業(yè)的未來(十) 

　　保障德國制造業(yè)的未來(十一)

　　5.8資源效率

　　制造業(yè)的本質(zhì)意味著，它是迄今為止工業(yè)化國家最大的原料消費者。連同私營部門一起，它也是主要能源和電力的頭號消費者。除了涉及到高成本以外，這種情況還產(chǎn)生環(huán)境和供應(yīng)安全的風(fēng)險，需要通過監(jiān)管降到最低。因此，行業(yè)正在進行重大努力以減少能源和資源消耗，或?qū)ふ铱商娲�的能源�?/p>

　　然而，如果想要有任何成功的機會，這些努力必須要持續(xù)多年。最終，這將涉及到制造工藝以及機械和工廠設(shè)計的變化，因為這是能真正影響材料和能源消費的唯一的區(qū)域。

　　出發(fā)點是加工制造企業(yè)所使用的資源的總量，包括企業(yè)自身內(nèi)部的以及整個價值網(wǎng)絡(luò)的剩余部分。我們可以總結(jié)出這三種類型資源之間存在的不同，并且分辨它們是如何被使用的：

　　（1）原材料、添加劑、營業(yè)物料和所有的不同種類的能源載體，包括從一種類型的能源到另一種類型的能源的轉(zhuǎn)換。

　　（2）人力資源，即人類的勞動。

　　（3）金融資源，即必要的投資和運營成本。

　　涉及到如何利用這些資源，可以將重點放在在擁有規(guī)定數(shù)量資源的情況下來實現(xiàn)最大化產(chǎn)量，或者使用最低數(shù)量的資源來實現(xiàn)一個規(guī)定的產(chǎn)量。在第一個方案中，重點是計算資源的生產(chǎn)率，而在第二個方案中重點是計算資源的效率。一系列的指標(biāo)現(xiàn)在都可用來執(zhí)行這些測量（生命周期評估、碳排放量12，等等）。

　　挑戰(zhàn)

　　一般而言，作為一個整體，工業(yè)4.0戰(zhàn)略需要對工業(yè)生產(chǎn)過程中減少資源消耗的方案進行調(diào)查和實施，并且充分利用生產(chǎn)過程中所使用的機械和設(shè)備。聯(lián)邦聯(lián)合教育與研究部（BMBF）和德國工程聯(lián)合會（VDMA）共同合作的成果--“效率工廠”（Effizienzfabrik13）戰(zhàn)略可以在這方面作為一個模型進行服務(wù)。

　　在實施高效的生產(chǎn)過程中，需要注意的是，不僅要考慮到基本功能，而且還要考慮到在動態(tài)條件下生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性，如頻繁的停止和啟動以及預(yù)防產(chǎn)生不合格的產(chǎn)品（這是對材料和能源的浪費）。

　　因此，充分考慮到預(yù)防不穩(wěn)定的生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)力所導(dǎo)致的質(zhì)量問題，是非常有必要的。質(zhì)量問題反過來會導(dǎo)致產(chǎn)品需要進行修理或完全重塑。同時還需要考慮可用性。生產(chǎn)設(shè)備是可以進行分解的（因此，固定撤換冗余的設(shè)備來減少失敗的風(fēng)險是很重要的），資源并不是隨時隨地都可以迅速滿足需要的，并且?guī)齑嫠�平也可能并不符合需求（半成品以及成品）�?/p>

　　對于工業(yè)4.0戰(zhàn)略來說，其中一個關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是需要證明，將額外的資源投入CPS（信息物理系統(tǒng)）部署以及相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施，可以制造充足的機會來實現(xiàn)基于工程、制造、生產(chǎn)控制、內(nèi)部物流、采購和銷售物流期間使用的資源總量所獲得的資源生產(chǎn)率和資源效率。

　　視具體情況而定，工業(yè)4.0戰(zhàn)略將為優(yōu)化實現(xiàn)資源生產(chǎn)率和效率的首要目標(biāo)提供機遇。

　　推薦措施

　　工業(yè)4.0戰(zhàn)略工作組建議，應(yīng)該通過工業(yè)4.0平臺建立一個工作小組，專門處理資源生產(chǎn)力和效率的相關(guān)主題。工作小組的職責(zé)應(yīng)該包括以下任務(wù):

　　（1）對BMBF（德國工程聯(lián)合會） / VDMA（聯(lián)邦聯(lián)合教育與研究部）的“效率工廠”戰(zhàn)略的成果進行采納和發(fā)展。

　　（2）在避免因生產(chǎn)率或可用性問題而導(dǎo)致替換過程的基礎(chǔ)上，在制造業(yè)環(huán)境里，就提高資源生產(chǎn)效率展示資源存儲。

　　（3）對部署CPS所需的額外資源及其相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施以及生成的潛在資源儲蓄進行計算和評估，并在它們之間進行取舍。當(dāng)涉及到對現(xiàn)代化生產(chǎn)線或構(gòu)建新的一批自動化設(shè)備所需的資源類型進行決策時，同樣也需要對不同類別的資源進行計算、評估和權(quán)衡。這些評估應(yīng)該考慮到行業(yè)或領(lǐng)域的問題以及是否價值網(wǎng)絡(luò)屬于區(qū)域范圍或全球范圍。

　　（4）有必要在當(dāng)前的項目和活動里評估資源生產(chǎn)率、效率和生態(tài)化考慮各種指標(biāo)和KPIs （關(guān)鍵性能指標(biāo)）。特別是在工業(yè)自動化領(lǐng)域內(nèi)，連同所需的透明化的基本數(shù)據(jù)以及面向資源的投資決策，決策支撐關(guān)鍵性能指標(biāo)（KPIs）的發(fā)展如綠色生產(chǎn)指數(shù)也應(yīng)當(dāng)被考慮在內(nèi)。

　　應(yīng)用范例3：支持定制制造：個人客戶的需求能否得到滿足？

　　工業(yè)4.0的動態(tài)價值鏈，能實現(xiàn)客戶與特定產(chǎn)品的設(shè)計、配置、命令、計劃、生產(chǎn)和物流之間的協(xié)調(diào)。這也為滿足在投入生產(chǎn)前甚至是生產(chǎn)過程中的最后時刻所提出的更改要求提供了機會。

　　現(xiàn)在：

　　現(xiàn)今的汽車工業(yè)，很難重新配置用以產(chǎn)生新產(chǎn)品變體的靜態(tài)生產(chǎn)線(帶預(yù)定義的序列)。經(jīng)軟件支持的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）通常是設(shè)計為具有基于生產(chǎn)線硬件的狹義功能，因此同樣是靜態(tài)的。員工的工作性質(zhì)也由生產(chǎn)線的功能而決定，因而通常非常單調(diào)。個性化則不受鼓勵。

　　因此，如果個人客戶提出請求，希望產(chǎn)品能包含從同一公司的另外一個產(chǎn)品組中提取出來的元素，是不可能被采納的。例如，把保時捷的座位組裝到大眾汽車?yán)铩?/p>

　　未來：

　　工業(yè)4.0戰(zhàn)略引發(fā)了動態(tài)傳輸線路的出現(xiàn)。汽車成為智能產(chǎn)品，通過裝配車間從一個能在中央處理系統(tǒng)使用的處理模塊自主移動到另一個處理模塊。生產(chǎn)線的動態(tài)重新配置使得混搭和匹配適合在車輛上安裝的設(shè)備成為可能；此外，個體差異(如安裝一個來自于另一車輛系列的座位)可以實現(xiàn)能夠隨時響應(yīng)物流問題（比如妨礙生產(chǎn)的瓶頸環(huán)節(jié)）而不受制于集中規(guī)定的時間。

　　這種類型的重新配置很容易就可以被執(zhí)行，汽車可以自動轉(zhuǎn)移到相關(guān)工作站。現(xiàn)在，制造執(zhí)行系統(tǒng)的IT解決方案從開始到結(jié)束都由一個中央組件構(gòu)成---從設(shè)計一直到組裝和操作。

　　應(yīng)用范例4：遠程監(jiān)控

　　遠程服務(wù)是一種已被使用多年的工具，制造商通過遠程訪問和控制機器來為客戶提供快速、高效的支持服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)在制造系統(tǒng)中應(yīng)用比重的增大開辟了提供額外生產(chǎn)力的新潛力。

　　現(xiàn)在：

　　遠程服務(wù)是通過在機器供應(yīng)商和用戶之間建立個人通信解決方案來實現(xiàn)的。技術(shù)員通常通過調(diào)制解調(diào)器直接連接到機器。自從網(wǎng)絡(luò)時代來臨,VPN連接（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）也逐漸流行起來，因為它們允許獲得訪問客戶的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限。這個方法的目標(biāo)是遠程診斷和控制機器用來減少計劃外的停機時間和停工時間。

　　通信連接的配置和監(jiān)管涉及大量的管理工作，因為其使用條件需要分別得到每一個客戶的同意。此外,這種方法目前僅僅能被用來提供無功服務(wù)，如在發(fā)生故障后進行維修保養(yǎng)。

　　在工業(yè)4.0戰(zhàn)略中，技術(shù)人員將不再手動連接到他們進行服務(wù)的機器。制造系統(tǒng)將作為“社交機器”進行運作——在網(wǎng)絡(luò)里，類似于社交網(wǎng)絡(luò)，并且將自動連接到基于云計算的遠程監(jiān)控平臺，用來尋找適合的專家來應(yīng)對出現(xiàn)問題的情況。專家們將能夠通過移動設(shè)備使用集成知識平臺、視頻會議工具和增強的工程方法來執(zhí)行更有效的傳統(tǒng)遠程維護服務(wù)。

　　未來：

　　此外，隨著形勢需要，利用標(biāo)準(zhǔn)化和安全的通信連接以及遠程監(jiān)控平臺，機器將通過自動更新或加載相關(guān)的功能和數(shù)據(jù)不斷提高和擴大自己的能力。

　　通過將復(fù)雜的計算任務(wù)（如模擬和預(yù)測）從機器轉(zhuǎn)向門戶，可以使用大量的處理能力以確保它們能在最短的時間內(nèi)運行，從而提供額外的生產(chǎn)力。　　

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