受中国液压气动密封件工业协会委托,笔者观摩参与了德国汉诺威 2013 工业博览会。这次汉诺威博览会的热议话题是“第四次工业革命”。
“第四次工业革命”(Industrie 4.0)最早是在 2011 年汉诺威博览会上,由三位大学教授提出来的。
制造业在德国的国民经济中(创造的价值)占26%。作为提升传统制造业的战略发展方向,112页的实施建议由项目研究组在2012年10月2日提交给德国联邦政府此项目牵头的教育科研部(BMBF)、经济部(BMWi)和内政部(BMI)。已拨款2亿欧元(约16亿人民币)作为第一步的研发经费。
这是一场有组织的革命。德国的机械设备制造协会(VDMA)、电子工业中央联盟(ZVEI)和信息通讯新媒体协会(BITKOM)有史以来第一次搭建了一个联合工作平台,2013年4月开始工作,任务之一就是协调已有的和要开始的研究项目。
在德国,工业革命是如此认定划分的:
第一次,机械化。从18世纪末开始,蒸汽机逐步取代人力。
当时,机器采用集中动力驱动,动力从上空的动力轴通过皮带传给机器。
机械制造,之前已开始有分工,但直到采用新动力方式,才开始如今天的形态。
机床制造,作为一个行业,最早从英国开始。“Made in Germany”就是当年英国人在德国人造的机床上贴的(作为劣质品的)警告标志。
第二次,流水线生产。始于1913年美国人福特采用流水线制造汽车,规格化生产,成本大大下降,价格从850US$降到370US$。但同时也大大地放弃了个性化。
机器和流水线开始逐步由电驱动,更易控制。
第三次,自动化。始于1974年。当时在德国一个小地方(Neuhausen im Enzkreis)的一个小企业(Klaschka GmbH)研发出了由集成电路制成的PLC(可编程逻辑控制器)。控制逻辑,相对继电器组成的控制器,可以更方便更灵活地更换修改,迈出了微处理器控制工业
应用的第一步。但当时正值冷战,没有人想到这个小东西会对工业生产带来如此大的变化,以致值得称之为革命。以后,硬件水平、集成度不断提高,采用了C语言和更高级的编程语言,不仅可以描述简单的与或逻辑关系,还可以描述各种复杂的控制策略(PID、自适应、自学习等等),现在已被广泛使用,几乎无处不在。
一个典型的例子是汽车工业。在上世纪八十年代末,美国麻省理工学院完成的一项耗资500万US$的调研报告“改变了世界的机器”说,日本汽车工业之所以能在20年里抢占世界三分之一市场,除了“苗条”(零库存)工厂外,最重要的一点是因为广泛实现了装配自动化,
机器人[-0.71% 资金 研报]辅助的装配大幅度地提高了质量与生产率,因此,今后美国和欧洲的汽车工业很难与之竞争。但是,德国的汽车工业挺住了,其中一个原因就是,德国的机器人中都装有PLC,程序可以灵活地不断更换改进。
而第四次工业革命的目标则是工厂智能化Intelligente Fabrik(Smart Factory)。