“工業(yè)4.0”對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)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(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展涉及到各種制造業(yè)、電子與自動(dòng)控制行業(yè)、軟件行業(yè)等等，是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展具有重要作用。隨著自動(dòng)化技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)迎來(lái)了前所未有的機(jī)遇，但同時(shí)也面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。“工業(yè)4.0”的提出對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)有了新的要求，同時(shí)由于此次全球新冠病毒疫情的影響也凸顯出我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)有很多亟需自己解決的問(wèn)題，需要我們及時(shí)作出調(diào)整，以此促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)進(jìn)一步健康快速發(fā)展。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化現(xiàn)狀分析

制造業(yè)是重要的實(shí)體經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)支撐，制造業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)，我們生活中隨處可見(jiàn)的各類大小物品都與制造業(yè)息息相關(guān)。近年來(lái)，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(jì)、制造業(yè)等受到?jīng)_擊，但同時(shí)又有了較多的新型技術(shù)可應(yīng)用于機(jī)械制造及自動(dòng)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(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)向著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)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(guó)提出了“工業(yè)4.0”，即通過(guò)信息化技術(shù)推動(dòng)工業(yè)變革，通過(guò)工業(yè)與產(chǎn)業(yè)變革提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力?！肮I(yè)4.0”中強(qiáng)調(diào)“智能工廠”、“智能生產(chǎn)”、“智能物流”。德國(guó)在提出“工業(yè)4.0”后，西方相關(guān)國(guó)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(guó)政府提出在機(jī)械行業(yè)發(fā)展中的能源網(wǎng)絡(luò)、再工業(yè)化，通過(guò)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)施較多的工業(yè)計(jì)劃。日本、韓國(guó)根據(jù)“工業(yè)4.0”的概念，促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械自動(dòng)化等方面的發(fā)展，提高機(jī)械制造與自動(dòng)化行業(yè)中的智能化發(fā)展水平。我國(guó)在工業(yè)4.0的發(fā)展上與德國(guó)開(kāi)展了深入的合作，相關(guān)內(nèi)容寫(xiě)進(jìn)了《中德合作行動(dòng)綱要》，我國(guó)也提出了《中國(guó)制造2025》，這是我國(guó)政府實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)，明確指出要堅(jiān)持“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、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(jiān)持“市場(chǎng)主導(dǎo)、政府引導(dǎo)，立足當(dāng)前、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，整體推進(jìn)、重點(diǎn)突破，自主發(fā)展、開(kāi)放合作”的基本原則。通過(guò)對(duì)德國(guó)“工業(yè)4.0”分析，其在工業(yè)發(fā)展格局、計(jì)劃、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)等方面同我國(guó)較接近，因而德國(guó)“工業(yè)4.0”發(fā)展的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可為我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展提供依據(jù)，通過(guò)結(jié)合先進(jìn)思想與理念，實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)的良性發(fā)展。

2 德國(guó)“工業(yè)4.0”的特點(diǎn)

2.1 注重不同產(chǎn)品的個(gè)性化需求發(fā)展

德國(guó)“工業(yè)4.0”中強(qiáng)調(diào)“用戶至上”，機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化過(guò)程中更加側(cè)重不同用戶的實(shí)際需求，強(qiáng)調(diào)不同用戶在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、資源配置利用方面的參與度。不同終端客戶不再是被動(dòng)的接受機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化產(chǎn)品，而是能夠結(jié)合不同企業(yè)、行業(yè)等實(shí)際要求，直接參與到產(chǎn)品工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)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(shí)際需要設(shè)計(jì)與生產(chǎn)出個(gè)性化需求的產(chǎn)品，通過(guò)差異性推動(dòng)機(jī)械制造及自動(dòng)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(tái)

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(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)多種資源的有效融合。工業(yè)4.0中強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下不同客戶、不同生產(chǎn)線、不同機(jī)械設(shè)備、不同機(jī)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(shí)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(shí)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?yàn)橄嚓P(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(tái)，對(duì)應(yīng)的需要有標(biāo)準(zhǔn)化的管理體系。通過(guò)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(duì)不同機(jī)械設(shè)計(jì)制造與生產(chǎn)自動(dòng)化產(chǎn)品的多樣化提出了更高要求，需要設(shè)計(jì)與制造的產(chǎn)品更多。對(duì)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(guò)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(duì)產(chǎn)品的個(gè)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(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的智能管理，提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化水平，滿足更多用戶的需求。

3 “工業(yè)4.0”對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)的影響

3.1 “工業(yè)4.0”為我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展指明方向

我國(guó)在機(jī)械制造及自動(dòng)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(guó)家相比還存在著一定的差距。德國(guó)“工業(yè)4.0”的提出與實(shí)踐可為我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)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(shí)代發(fā)展潮流，從國(guó)家層面則需要適時(shí)地調(diào)整相關(guān)政策與發(fā)展方向。依據(jù)德國(guó)“工業(yè)4.0”發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械自動(dòng)化等逐步發(fā)展，實(shí)際在發(fā)展中還需充分考慮我國(guó)的實(shí)際情況，國(guó)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(jī)械制造及自動(dòng)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(shí)現(xiàn)較多機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化，提升各類制造業(yè)的自動(dòng)化水平，提高工作效率，但同時(shí)對(duì)操作人員的綜合素質(zhì)提出要求，此外，自動(dòng)化程度較高的情況下會(huì)引起較多工人失業(yè)，社會(huì)上無(wú)業(yè)人員的增多會(huì)增加社會(huì)不穩(wěn)定因素，引起較多的社會(huì)問(wèn)題，這些都是在參照德國(guó)“工業(yè)4.0”對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展方向期間需要考慮的我國(guó)實(shí)際情況。

3.2 準(zhǔn)確進(jìn)行機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)的定位

德國(guó)“工業(yè)4.0”對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)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(lái)的發(fā)展方向。實(shí)際在“工業(yè)4.0”對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)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(yàn)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)為智能化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)向德國(guó)“工業(yè)4.0”發(fā)展目標(biāo)的靠攏。定位過(guò)程中同樣需結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，準(zhǔn)確的定位對(duì)確定“工業(yè)4.0”下機(jī)械制造及自動(dòng)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(gè)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)的基礎(chǔ)配套能力

機(jī)械制造及自動(dòng)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(jì)與實(shí)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(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

“工業(yè)4.0”對(duì)我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)產(chǎn)生影響，未來(lái)我國(guó)的機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)將會(huì)逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)，尤其是在計(jì)算機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度會(huì)進(jìn)一步提高；依靠各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)、制造等有效融合。全自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)可縮短設(shè)計(jì)流程，提高設(shè)計(jì)效率，同時(shí)能夠借助相關(guān)模擬軟件分析不同機(jī)械設(shè)計(jì)成果的運(yùn)用效果。節(jié)能降耗也是我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)，這與國(guó)家提出的“建立資源節(jié)約型社會(huì)”的要求一致，工業(yè)設(shè)計(jì)與自動(dòng)化發(fā)展中應(yīng)降低能耗，避免設(shè)備創(chuàng)新、自動(dòng)化發(fā)展等對(duì)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(jī)械設(shè)計(jì)與制造方面的應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

“工業(yè)4.0”的提出對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，我國(guó)需要結(jié)合自身實(shí)際情況，明確發(fā)展方向，準(zhǔn)確定位，逐步通過(guò)對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械設(shè)備制造、自動(dòng)化的發(fā)展。