“工業4.0”對機械制造及自動化行業的影響分析

許云，周麗，許峰

（航天智造（上海）科技有限責任公司，上海 200231）

機械制造及自動化行業發展涉及到各種制造業、電子與自動控制行業、軟件行業等等，是國家工業的基礎，對現代社會發展具有重要作用。隨著自動化技術、微電子技術、計算機技術、信息管理技術等相關領域技術的發展，機械制造及自動化行業迎來了前所未有的機遇，但同時也面臨著嚴峻的考驗。“工業4.0”的提出對機械制造及自動化行業有了新的要求，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有很多亟需自己解決的問題，需要我們及時作出調整，以此促進我國機械制造及自動化行業進一步健康快速發展。

1 機械設計制造及自動化現狀分析

制造業是重要的實體經濟產業支撐，制造業的發展離不開機械制造及自動化行業，我們生活中隨處可見的各類大小物品都與制造業息息相關。近年來，隨著互聯網技術的發展、互聯網經濟的崛起，現代工業設計、制造業等受到沖擊，但同時又有了較多的新型技術可應用于機械制造及自動化行業中，如人工智能技術、云服務技術、大數據技術、數據挖掘技術等，新型技術的影響，使得機械制造及自動化行業向著“互聯網+”時代發展。

隨著全球經濟發展以及工業發展，德國提出了“工業4.0”，即通過信息化技術推動工業變革，通過工業與產業變革提高自身的競爭力。“工業4.0”中強調“智能工廠”、“智能生產”、“智能物流”。德國在提出“工業4.0”后，西方相關國家也按照“工業4.0”的思路提出相關發展策略。如美國政府提出在機械行業發展中的能源網絡、再工業化，通過工業網絡結構實施較多的工業計劃。日本、韓國根據“工業4.0”的概念，促進了機械設計、機械制造、機械自動化等方面的發展，提高機械制造與自動化行業中的智能化發展水平。我國在工業4.0的發展上與德國開展了深入的合作，相關內容寫進了《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略的第一個十年行動綱領，明確指出要堅持“創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化、人才為本”的基本方針，堅持“市場主導、政府引導，立足當前、著眼長遠，整體推進、重點突破，自主發展、開放合作”的基本原則。通過對德國“工業4.0”分析，其在工業發展格局、計劃、未來發展趨勢等方面同我國較接近，因而德國“工業4.0”發展的相關經驗可為我國機械制造及自動化行業發展提供依據，通過結合先進思想與理念，實現我國機械制造及自動化行業的良性發展。

2 德國“工業4.0”的特點

2.1 注重不同產品的個性化需求發展

德國“工業4.0”中強調“用戶至上”，機械設計制造與自動化過程中更加側重不同用戶的實際需求，強調不同用戶在產品設計、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計制造及自動化產品，而是能夠結合不同企業、行業等實際要求，直接參與到產品工程規劃與設計中，提出自己的一些想法或者需求，進而結合不同客戶的實際需要設計與生產出個性化需求的產品，通過差異性推動機械制造及自動化行業的發展。

2.2 基于互聯網的標準化生產平臺

互聯網技術的發展拉近了不同人員之間的距離，同時能夠實現多種資源的有效融合。工業4.0中強調互聯網環境下不同客戶、不同生產線、不同機械設備、不同機械供應商在工業戰略上的互聯互通。將不同傳感器、通信設備、通信終端、智能化控制系統、應用軟件等有效結合，進而實現不同終端設備、人員、資料等相關數據信息的共享，如信息識別、信息交換、信息處理與信息維護。建立信息化背景下的數據融合，因為相關硬件、軟件等都是基于互聯網，因而需要形成標準化的生產平臺，對應的需要有標準化的管理體系。通過統一標準促進不同硬件、軟件融合以及用戶、生產商等授權參與，保證信息安全等。

2.3 生產方式的模塊化

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

3 “工業4.0”對機械制造及自動化行業的影響

3.1 “工業4.0”為我國機械制造及自動化行業發展指明方向

我國在機械制造及自動化行業發展方面雖然取得了一定的成就，但是與西方發達國家相比還存在著一定的差距。德國“工業4.0”的提出與實踐可為我國機械制造及自動化行業發展提供導向作用，即需要放眼全世界，解放思想，創新思維，緊跟時代發展潮流，從國家層面則需要適時地調整相關政策與發展方向。依據德國“工業4.0”發展經驗，推動我國機械設計、機械制造、機械自動化等逐步發展，實際在發展中還需充分考慮我國的實際情況，國家政策、工業發展水平、共產生產現狀等，既要促進不同工廠等制造業的發展，還應考慮機械制造及自動化行業改變產生的其它影響。比如“工業4.0”背景下可實現較多機械設計制造及自動化，提升各類制造業的自動化水平，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，社會上無業人員的增多會增加社會不穩定因素，引起較多的社會問題，這些都是在參照德國“工業4.0”對機械制造及自動化行業發展方向期間需要考慮的我國實際情況。

3.2 準確進行機械制造及自動化行業的定位

德國“工業4.0”對機械制造及自動化行業提出了新的要求，因而需要在現有發展基礎上進行準確定位，依據定位合理規劃并確定未來的發展方向。實際在“工業4.0”對機械制造及自動化行業定位期間，還學習標準化生產與管理方面的成功經驗，通過標準化生產為智能化生產奠定基礎，推動我國機械制造及自動化行業向德國“工業4.0”發展目標的靠攏。定位過程中同樣需結合我國的實際情況，準確的定位對確定“工業4.0”下機械制造及自動化行業發展目標、總體規劃都至關重要。

3.3 提升與完善整個機械制造及自動化行業的基礎配套能力

機械制造及自動化行業的基礎能力需要更進一步的提高與完善，涉及到工業軟件與工業芯片的自主研發與制造，各種基礎材料的研發與應用，各種加工工藝的設計與實施，各種基礎傳感器的研發與制造，各類軸承、密封件、聯軸器、插接件等等基礎零部件的性能提升與研制。

4 我國機械制造及自動化行業發展趨勢

“工業4.0”對我國機械制造及自動化行業產生影響，未來我國的機械制造及自動化行業將會逐步實現數字化設計，尤其是在計算機技術、互聯網技術、云服務等相關技術的促進，機械設計的自動化程度會進一步提高；依靠各項先進技術與機械設計、制造等有效融合。全自動機械設計可縮短設計流程，提高設計效率，同時能夠借助相關模擬軟件分析不同機械設計成果的運用效果。節能降耗也是我國機械制造及自動化行業發展的重要趨勢，這與國家提出的“建立資源節約型社會”的要求一致，工業設計與自動化發展中應降低能耗，避免設備創新、自動化發展等對環境產生的影響，重視各類可回收材料的使用，積極增加環保材料在機械設計與制造方面的應用。

5 結語

“工業4.0”的提出對機械制造及自動化行業將產生深遠影響，我國需要結合自身實際情況，明確發展方向，準確定位，逐步通過對機械制造及自動化行業的創新發展，推動我國機械設備制造、自動化的發展。