德國(guó)工業(yè)4.0背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)的影響分析

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（吉林工貿(mào)學(xué)校，吉林吉林 132000）

德國(guó)工業(yè)4.0背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)的影響分析

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（吉林工貿(mào)學(xué)校，吉林吉林 132000）

德國(guó)工業(yè) 4.0 的戰(zhàn)略，引領(lǐng)了世界范圍內(nèi)大國(guó)的工業(yè)改革。文章分析了德國(guó)工業(yè) 4.0 背景下，《中國(guó)制造2025》的推進(jìn)和實(shí)施，將為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇與影響。

工業(yè) 4.0；機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化；發(fā)展趨勢(shì)

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)概述

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是研究各種工業(yè)機(jī)械裝備及機(jī)電產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行控制到生產(chǎn)過(guò)程的企業(yè)管理的綜合技術(shù)學(xué)科。機(jī)械被稱為“工程之母”，大到萬(wàn)噸巨輪，小到移動(dòng)電話，高精到航天飛機(jī)，普通到曲別針，幾乎所有的工程行業(yè)都需要機(jī)械人才。近些年來(lái)，我國(guó)大型工業(yè)逐漸開(kāi)始復(fù)蘇，整個(gè)社會(huì)對(duì)于精通現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與制造人才的需求日益增大，因此機(jī)械類人才在求職過(guò)程中較為搶手，具有良好的就業(yè)前景。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

在工業(yè)方面，雖然互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的變革才剛剛開(kāi)始，但隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，放眼全球，發(fā)達(dá)國(guó)家利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)開(kāi)始行動(dòng)。在歐洲，德國(guó)提出了“工業(yè) 4.0”戰(zhàn)略，試圖摸索未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)的新途徑。何謂工業(yè) 4.0，德國(guó)人稱其為“工業(yè) 4.0”，如果說(shuō)十八世紀(jì)引入機(jī)械制造設(shè)備為工業(yè) 1.0，二十世紀(jì)初的電氣化為工業(yè) 2.0，20 世紀(jì) 70 年代大規(guī)模、大批量的簡(jiǎn)單化生產(chǎn)模式為工業(yè) 3.0，那么隨著信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的高度融合，網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、軟件與自動(dòng)化技術(shù)的深度交織產(chǎn)生新的智能化、個(gè)性化虛擬網(wǎng)絡(luò)——實(shí)體物理系統(tǒng)（Cyber-Physical system）即為工業(yè) 4.0。與此同時(shí)，在美洲，美國(guó)政府喊出了“再工業(yè)化”“能源互聯(lián)網(wǎng)”等口號(hào)，發(fā)動(dòng)了以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的一系列“先進(jìn)制造業(yè)”計(jì)劃；而在亞洲，日本、韓國(guó)迎頭趕上，工業(yè)機(jī)器人不僅得到普及，而且智能化程度正在不斷提高。我國(guó)政府工作報(bào)告亮出“中國(guó)制造 2025”的概念，被稱為中國(guó)版工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略指導(dǎo)。德國(guó)工業(yè) 4.0 在內(nèi)容上與我國(guó)的兩化融合有異曲同工之處，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是順應(yīng)新一輪工業(yè)革命和產(chǎn)業(yè)變革的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)趨勢(shì)特征

（1）工業(yè) 4.0，互聯(lián)是主題?！斑B接”是工業(yè) 4.0 永恒不變的主題詞，而連接范圍之廣，幾乎涵蓋了所有設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶。工業(yè) 4.0 順應(yīng)萬(wàn)物互聯(lián)的發(fā)展趨勢(shì)，將無(wú)處不在的傳感器、嵌入式終端設(shè)備、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施，通過(guò)信息物理系統(tǒng)“編織”成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)備之間、不同的生產(chǎn)設(shè)備之間、數(shù)字世界和物理世界之間能夠互聯(lián)互通，使機(jī)器、工作部件、系統(tǒng)以及人類社會(huì)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，持續(xù)不斷地保持?jǐn)?shù)字信息的交流。

（2）智能工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段，是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性、減少生產(chǎn)線上的人工干預(yù)、即時(shí)準(zhǔn)確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以合理編排生產(chǎn)計(jì)劃與生產(chǎn)進(jìn)度，并通過(guò)綠色智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)的運(yùn)用，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠。工業(yè) 4.0，智能工廠是精髓。

（3）工業(yè) 4.0，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化是必要條件。所謂標(biāo)準(zhǔn)化，是指為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作程的協(xié)調(diào)運(yùn)行，提高工作效率等目標(biāo)，而對(duì)作業(yè)的質(zhì)量、數(shù)量、時(shí)間、程序、方法等制定統(tǒng)一規(guī)定、做出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在工業(yè) 4.0 時(shí)代，標(biāo)準(zhǔn)化的作用變得尤為關(guān)鍵，似乎成了看不見(jiàn)硝煙的第四次工業(yè)革命成敗的關(guān)鍵。

（4）工業(yè) 4.0，軟件、大數(shù)據(jù)技術(shù)和機(jī)器人是助力。機(jī)器人除了能在實(shí)際生產(chǎn)中很好的滿足產(chǎn)品多樣化生產(chǎn)的需求，更能解放枯燥重復(fù)工作的勞動(dòng)人員，使生產(chǎn)流程更加高效、快速。而工業(yè) 4.0，機(jī)器人將更加智慧，機(jī)器與機(jī)器之間，人與機(jī)器之間能進(jìn)行溝通，并借助海量數(shù)據(jù)提供的“經(jīng)驗(yàn)”，對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)的復(fù)雜狀況做出精準(zhǔn)判斷；它們甚至能發(fā)展出模擬、學(xué)習(xí)的能力，懂得自行組織生產(chǎn)，從而不斷提升生產(chǎn)效率。而實(shí)現(xiàn)這些，軟件、大數(shù)據(jù)技術(shù)是必不可少的。因此有理由相信，軟件、大數(shù)據(jù)技術(shù)和機(jī)器人將成為助力，加速推動(dòng)工業(yè) 4.0 的發(fā)展。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展對(duì)策

（1）以工業(yè) 4.0 的概念為導(dǎo)向，著眼世界，不斷深化認(rèn)識(shí)、開(kāi)拓思維，緊隨世界浪潮和國(guó)家政策導(dǎo)向。直到今天，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍在高速發(fā)展，只有通過(guò)不斷的關(guān)注工業(yè) 4.0 的發(fā)展和變化，再結(jié)合企業(yè)實(shí)際，才能做到盡量和工業(yè) 4.0 的發(fā)展方向一致，尋找到屬于企業(yè)自身的工業(yè) 4.0 方向和模式。也只有不斷關(guān)注國(guó)家政策導(dǎo)向的變化，才能適時(shí)調(diào)整生產(chǎn)重心和結(jié)構(gòu)，順勢(shì)而為，在行業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)先機(jī)。

（2）以工業(yè) 4.0 的標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)尺，積極投入標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，分享工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的成果和經(jīng)驗(yàn)。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，是智能工廠也是工業(yè) 4.0 的必要條件，由此可見(jiàn)其重要性。也只有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化能使產(chǎn)品（設(shè)備）可移植，可追溯，質(zhì)量、貨期可控制，可優(yōu)化，從而使生產(chǎn)達(dá)到更高效、更優(yōu)質(zhì)，甚至是工業(yè) 4.0 概念中提到的智能化、個(gè)性化。而筆者個(gè)人理解的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)該還包括供應(yīng)商、供應(yīng)鏈的標(biāo)準(zhǔn)化，電氣、機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)備配件、裝配的標(biāo)準(zhǔn)化。

（3）以工業(yè) 4.0 的思路為契機(jī)，審視自身，繼續(xù)提升自我能力，書(shū)寫(xiě)工業(yè) 4.0 時(shí)代屬于自己的風(fēng)采。工業(yè) 4.0 對(duì)于企業(yè)而言是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇，對(duì)于普通員工又何嘗不是呢。在工業(yè)4.0 時(shí)代，應(yīng)該在夯實(shí)自身技術(shù)實(shí)力之外，了解、學(xué)習(xí)甚至掌握包括軟件、控制技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等與工業(yè) 4.0 息息相關(guān)的知識(shí)和技術(shù)，不斷拓寬自己的業(yè)務(wù)范圍的同時(shí)，繼續(xù)加深自己的專業(yè)深度，助力企業(yè)快速高效發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

要從中國(guó)制造到中國(guó)智造，這是中國(guó)經(jīng)濟(jì)界的共識(shí)。在“工業(yè) 4.0、智能制造、互聯(lián)網(wǎng)＋”等概念滿天飛的環(huán)境下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化企業(yè)不可迷失了方向、坐以待斃，必須高瞻遠(yuǎn)矚、緊跟市場(chǎng)、不斷改進(jìn)。

［1］斯特凡·恒，王藝璇.工業(yè) 4.0：新興市場(chǎng)國(guó)家的突出機(jī)遇［J］.中國(guó)經(jīng)濟(jì)報(bào)告，2015，（6）.

［2］張曙.中國(guó)制造企業(yè)如何邁向工業(yè) 4.0［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2014，（12）.

Analysis of Impact of Mechanical Design and Manufacturing and Automation Industry under the Background of German Industry 4.0

ZHA NG Shi-yue
（Jilin Industry and Trade School，Jilin，Jilin 132000，China）

The strategy of German industry 4.0 has led major industrial reforms in the world.Under the background of German industry 4.0，the advance and implementation of“made in China 2025” will bring new opportunities and influence on the development of mechanical design，manufacturing and automation industry.

ndustrial 4.0；mechanical design and manufacturing and automation；development trend

TH122；TH16

A

2095-980X（2016）12-0008-01

2016-11-07

張?jiān)姁偅?988 -），女，吉林人，大學(xué)本科，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。