“工業(yè)4.0”對機械制造及自動化行業(yè)的影響分析

許云，周麗，許峰

（航天智造（上海）科技有限責(zé)任公司，上海 200231）

機械制造及自動化行業(yè)發(fā)展涉及到各種制造業(yè)、電子與自動控制行業(yè)、軟件行業(yè)等等，是國家工業(yè)的基礎(chǔ)，對現(xiàn)代社會發(fā)展具有重要作用。隨著自動化技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息管理技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，機械制造及自動化行業(yè)迎來了前所未有的機遇，但同時也面臨著嚴(yán)峻的考驗。“工業(yè)4.0”的提出對機械制造及自動化行業(yè)有了新的要求，同時由于此次全球新冠病毒疫情的影響也凸顯出我國機械制造及自動化行業(yè)有很多亟需自己解決的問題，需要我們及時作出調(diào)整，以此促進(jìn)我國機械制造及自動化行業(yè)進(jìn)一步健康快速發(fā)展。

1 機械設(shè)計制造及自動化現(xiàn)狀分析

制造業(yè)是重要的實體經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)支撐，制造業(yè)的發(fā)展離不開機械制造及自動化行業(yè)，我們生活中隨處可見的各類大小物品都與制造業(yè)息息相關(guān)。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的崛起，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計、制造業(yè)等受到?jīng)_擊，但同時又有了較多的新型技術(shù)可應(yīng)用于機械制造及自動化行業(yè)中，如人工智能技術(shù)、云服務(wù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等，新型技術(shù)的影響，使得機械制造及自動化行業(yè)向著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代發(fā)展。

隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及工業(yè)發(fā)展，德國提出了“工業(yè)4.0”，即通過信息化技術(shù)推動工業(yè)變革，通過工業(yè)與產(chǎn)業(yè)變革提高自身的競爭力。“工業(yè)4.0”中強調(diào)“智能工廠”、“智能生產(chǎn)”、“智能物流”。德國在提出“工業(yè)4.0”后，西方相關(guān)國家也按照“工業(yè)4.0”的思路提出相關(guān)發(fā)展策略。如美國政府提出在機械行業(yè)發(fā)展中的能源網(wǎng)絡(luò)、再工業(yè)化，通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實施較多的工業(yè)計劃。日本、韓國根據(jù)“工業(yè)4.0”的概念，促進(jìn)了機械設(shè)計、機械制造、機械自動化等方面的發(fā)展，提高機械制造與自動化行業(yè)中的智能化發(fā)展水平。我國在工業(yè)4.0的發(fā)展上與德國開展了深入的合作，相關(guān)內(nèi)容寫進(jìn)了《中德合作行動綱要》，我國也提出了《中國制造2025》，這是我國政府實施制造強國戰(zhàn)略的第一個十年行動綱領(lǐng)，明確指出要堅持“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針，堅持“市場主導(dǎo)、政府引導(dǎo)，立足當(dāng)前、著眼長遠(yuǎn)，整體推進(jìn)、重點突破，自主發(fā)展、開放合作”的基本原則。通過對德國“工業(yè)4.0”分析，其在工業(yè)發(fā)展格局、計劃、未來發(fā)展趨勢等方面同我國較接近，因而德國“工業(yè)4.0”發(fā)展的相關(guān)經(jīng)驗可為我國機械制造及自動化行業(yè)發(fā)展提供依據(jù)，通過結(jié)合先進(jìn)思想與理念，實現(xiàn)我國機械制造及自動化行業(yè)的良性發(fā)展。

2 德國“工業(yè)4.0”的特點

2.1 注重不同產(chǎn)品的個性化需求發(fā)展

德國“工業(yè)4.0”中強調(diào)“用戶至上”，機械設(shè)計制造與自動化過程中更加側(cè)重不同用戶的實際需求，強調(diào)不同用戶在產(chǎn)品設(shè)計、資源配置利用方面的參與度。不同終端客戶不再是被動的接受機械設(shè)計制造及自動化產(chǎn)品，而是能夠結(jié)合不同企業(yè)、行業(yè)等實際要求，直接參與到產(chǎn)品工程規(guī)劃與設(shè)計中，提出自己的一些想法或者需求，進(jìn)而結(jié)合不同客戶的實際需要設(shè)計與生產(chǎn)出個性化需求的產(chǎn)品，通過差異性推動機械制造及自動化行業(yè)的發(fā)展。

2.2 基于互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)平臺

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展拉近了不同人員之間的距離，同時能夠?qū)崿F(xiàn)多種資源的有效融合。工業(yè)4.0中強調(diào)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下不同客戶、不同生產(chǎn)線、不同機械設(shè)備、不同機械供應(yīng)商在工業(yè)戰(zhàn)略上的互聯(lián)互通。將不同傳感器、通信設(shè)備、通信終端、智能化控制系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等有效結(jié)合，進(jìn)而實現(xiàn)不同終端設(shè)備、人員、資料等相關(guān)數(shù)據(jù)信息的共享，如信息識別、信息交換、信息處理與信息維護(hù)。建立信息化背景下的數(shù)據(jù)融合，因為相關(guān)硬件、軟件等都是基于互聯(lián)網(wǎng)，因而需要形成標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)平臺，對應(yīng)的需要有標(biāo)準(zhǔn)化的管理體系。通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)不同硬件、軟件融合以及用戶、生產(chǎn)商等授權(quán)參與，保證信息安全等。

2.3 生產(chǎn)方式的模塊化

工業(yè)4.0對不同機械設(shè)計制造與生產(chǎn)自動化產(chǎn)品的多樣化提出了更高要求，需要設(shè)計與制造的產(chǎn)品更多。對此，不同企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)中需要以模塊化方式生產(chǎn)，通過模塊化的管理能夠提高工作效率，降低后期成本投入。依靠模塊化的生產(chǎn)方式還能夠凸顯出工廠生產(chǎn)的智能化，確定出最小的模塊生產(chǎn)單元，可滿足不同用戶對產(chǎn)品的個性化需求。依靠不同互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等智能化技術(shù)實現(xiàn)對機械設(shè)計制造及自動化的智能管理，提高機械設(shè)計制造及自動化水平，滿足更多用戶的需求。

3 “工業(yè)4.0”對機械制造及自動化行業(yè)的影響

3.1 “工業(yè)4.0”為我國機械制造及自動化行業(yè)發(fā)展指明方向

我國在機械制造及自動化行業(yè)發(fā)展方面雖然取得了一定的成就，但是與西方發(fā)達(dá)國家相比還存在著一定的差距。德國“工業(yè)4.0”的提出與實踐可為我國機械制造及自動化行業(yè)發(fā)展提供導(dǎo)向作用，即需要放眼全世界，解放思想，創(chuàng)新思維，緊跟時代發(fā)展潮流，從國家層面則需要適時地調(diào)整相關(guān)政策與發(fā)展方向。依據(jù)德國“工業(yè)4.0”發(fā)展經(jīng)驗，推動我國機械設(shè)計、機械制造、機械自動化等逐步發(fā)展，實際在發(fā)展中還需充分考慮我國的實際情況，國家政策、工業(yè)發(fā)展水平、共產(chǎn)生產(chǎn)現(xiàn)狀等，既要促進(jìn)不同工廠等制造業(yè)的發(fā)展，還應(yīng)考慮機械制造及自動化行業(yè)改變產(chǎn)生的其它影響。比如“工業(yè)4.0”背景下可實現(xiàn)較多機械設(shè)計制造及自動化，提升各類制造業(yè)的自動化水平，提高工作效率，但同時對操作人員的綜合素質(zhì)提出要求，此外，自動化程度較高的情況下會引起較多工人失業(yè)，社會上無業(yè)人員的增多會增加社會不穩(wěn)定因素，引起較多的社會問題，這些都是在參照德國“工業(yè)4.0”對機械制造及自動化行業(yè)發(fā)展方向期間需要考慮的我國實際情況。

3.2 準(zhǔn)確進(jìn)行機械制造及自動化行業(yè)的定位

德國“工業(yè)4.0”對機械制造及自動化行業(yè)提出了新的要求，因而需要在現(xiàn)有發(fā)展基礎(chǔ)上進(jìn)行準(zhǔn)確定位，依據(jù)定位合理規(guī)劃并確定未來的發(fā)展方向。實際在“工業(yè)4.0”對機械制造及自動化行業(yè)定位期間，還學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)與管理方面的成功經(jīng)驗，通過標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)為智能化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，推動我國機械制造及自動化行業(yè)向德國“工業(yè)4.0”發(fā)展目標(biāo)的靠攏。定位過程中同樣需結(jié)合我國的實際情況，準(zhǔn)確的定位對確定“工業(yè)4.0”下機械制造及自動化行業(yè)發(fā)展目標(biāo)、總體規(guī)劃都至關(guān)重要。

3.3 提升與完善整個機械制造及自動化行業(yè)的基礎(chǔ)配套能力

機械制造及自動化行業(yè)的基礎(chǔ)能力需要更進(jìn)一步的提高與完善，涉及到工業(yè)軟件與工業(yè)芯片的自主研發(fā)與制造，各種基礎(chǔ)材料的研發(fā)與應(yīng)用，各種加工工藝的設(shè)計與實施，各種基礎(chǔ)傳感器的研發(fā)與制造，各類軸承、密封件、聯(lián)軸器、插接件等等基礎(chǔ)零部件的性能提升與研制。

4 我國機械制造及自動化行業(yè)發(fā)展趨勢

“工業(yè)4.0”對我國機械制造及自動化行業(yè)產(chǎn)生影響，未來我國的機械制造及自動化行業(yè)將會逐步實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計，尤其是在計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云服務(wù)等相關(guān)技術(shù)的促進(jìn)，機械設(shè)計的自動化程度會進(jìn)一步提高；依靠各項先進(jìn)技術(shù)與機械設(shè)計、制造等有效融合。全自動機械設(shè)計可縮短設(shè)計流程，提高設(shè)計效率，同時能夠借助相關(guān)模擬軟件分析不同機械設(shè)計成果的運用效果。節(jié)能降耗也是我國機械制造及自動化行業(yè)發(fā)展的重要趨勢，這與國家提出的“建立資源節(jié)約型社會”的要求一致，工業(yè)設(shè)計與自動化發(fā)展中應(yīng)降低能耗，避免設(shè)備創(chuàng)新、自動化發(fā)展等對環(huán)境產(chǎn)生的影響，重視各類可回收材料的使用，積極增加環(huán)保材料在機械設(shè)計與制造方面的應(yīng)用。

5 結(jié)語

“工業(yè)4.0”的提出對機械制造及自動化行業(yè)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，我國需要結(jié)合自身實際情況，明確發(fā)展方向，準(zhǔn)確定位，逐步通過對機械制造及自動化行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，推動我國機械設(shè)備制造、自動化的發(fā)展。