工业4.0研究院 ⋅ 2019-04-04 发布 阅读:230 次  ⋅   德国  工业4.0  2030愿景  

说明:在德国2019汉诺威工业博览会期间,德国教育与研究部(BMBF,Bundesministerium für Bildung und Forschung)和工业4.0平台(Plattform Industrie 4.0)联合举办了“德国工业4.0愿景2030”的研讨会,对外公开发布了“德国工业4.0愿景2030”(Leitbild 2030 für Industrie 4.0)。工业4.0研究院对相关内容作了翻译,以便国内行业人士了解。授权方式为CC-BY-SA-3.0(注明来源即可)。

工业4.0是一项复杂而重大的系统工程,涉及到价值创造、商业成功要素和工作就业这些领域的创新和变革。之前固化的价值链将变得灵活而敏捷,并构建起在全球范围内相互连接的价值系统,进而形成全球数字生态(globale, digitale Ökosysteme)。在这个数字生态中,数据及数据应用是数字商业模式的核心要素。

自2011年工业4.0概念提出以来,工业4.0的实施已经带来长足的进展。尽管如此,我们看到的仅仅还是工业4.0潜力的冰山一角。对德国工商界而言,工业4.0的机遇在于,我们在国际竞争中已处于领先地位,以此为出发点,数字化还将带来如下优势:

  • 进一步巩固我们作为全球工业4.0装备领先供应商的地位;

  • 进一步促进价值创造(工业4.0的应用)。

这些优势能够保障就业,改善工作环境,并促进社会繁荣,因此我们必须不遗余力地加强这些优势(强大的制造业、先进的科研、隐形冠军、高水平教育等)。

德国各界必须同心协力,以符合德国社会基本价值观的方式塑造变革,才能够克服当前面临的挑战。这些价值观具有德国特色,其他国家无法简单模仿。如果能够将这套价值观融入工业4.0的创新和应用,将可以加强德国在国际竞争中的地位,使供应商、用户,还有广泛的德国中小企业充分实现工业4.0的潜力。

有三个密切相关的行动领域对工业4.0的成功实施至关重要——数字主权、互操作性和可持续性。这三大行动领域是在广泛的社会共识上确立的,为德国各界的利益相关者制定进一步计划提供关键的长期指引。

上述基于价值观的模型应视为一种竞争优势,基于这个模型能够给三大行动领域作出清晰的界定。德国工业4.0平台上所有的利益相关者应遵循这一方法并将其作为未来十年的指导原则。这一方法主要考虑德国工商界的情况,同时也强调开放性,以及与欧洲及全球其他伙伴合作的重要意义。

数字主权(Souveränität)

数字主权是指市场参与者(企业、员工、科研人员和个体公民)拥有自主决策和参与公平竞争的自由,例如在工业4.0生态中,定义和塑造个性化的商业模式,做出个人的购买决定。

全球工业4.0生态中的数字主权需要考虑这些要素:

  • 数字基础设施:在不同国家之间构建持续且动态的价值网络,要求为数字化的工业价值创造提供强大而自主的基础设施。数字基础设施必须对市场中所有参与者同等开放可用。数字基础设施提供进入工业4.0生态的入口,确保广泛参与和多元市场。数字基础设施作为一项战略资产,为跨国界、跨行业的数据收集、数据交换和数据应用提供重要的条件和服务。

  • 安全性:数据保护、信息技术和信息安全是深植于德国工业和社会的原则。这些要素是工业4.0实施和数字生态中合作的前提条件。在面临诸多挑战的情况下,关于安全性的这些考虑使工业4.0得以在全球赢得高度信任。企业、员工和一般民众对安全性提出越来越高的要求——他们提供的数据需要得到保护,数据的使用需要透明化,他们要能够自主决定数据如何使用,他们还需要享有“被遗忘权”。

  • 技术进步:工业4.0的数字主权原则要求我们在数字化工业价值创造的核心领域开展“技术中立”的研发和创新。除了技术进步扮演的重要角色,我们还必须重点考虑数据保护的实施、“设计安全”(security by design)、可持续性和互操作性。另外,将新技术集成到应用和数字商业模式中,能够确保所有工业4.0生态的参与者积极推动技术进步并从中获益。

互操作性(Interoperabilität)

不同利益相关者通过灵活联网来构建敏捷的价值网络,这是工业4.0中数字业务流程的核心要素。在塑造复杂的、去中心化的价值网络时,所有利益相关者的互操作性是关键的战略要素。一方面,高度的互操作性是确保跨企业和跨行业的工厂和流程能够直接联网的必要条件,因此价值网络中的所有伙伴必须对互操作性做出同等的承诺和贡献。另一方面,可互操作的架构和接口让制造商和客户能够轻松地接入数字价值网络,在此基础上创造新商业模式。从这个角度而言,互操作性促进了数字主权的实现。

全球工业4.0生态中的互操作性需要考虑这些要素:

  • 标准和集成:如果说,集成个性化解决方案来形成工业4.0系统解决方案,这么做使德国工业得以占据全球领先地位,那么原因在于德国在标准制定方面长期持续的大量投入。标准制定大幅减少集成的难度,为互操作性奠定基础。德国在标准制定方面的核心能力需要进一步发展,以适应工业4.0数字生态发展的需要。特别是,我们已经形成了跨领域的参考架构,管理壳方案也提供了真实世界映射到数字世界的方法,这些新方法已经逐渐成熟,成为了“工业4.0标配”。

  • 监管框架:为了确保所有的利益相关者能够在开放的生态系统中公平、平等地连接网络、交换数据和开展合作,我们需要在德国、欧洲和国际层面建立一个监管框架。相关的工作包括明确治理规则和完善创新体系,对数字主权、安全性、员工权益及民众普遍利益等方面深思熟虑。

  • 分布式系统和人工智能:具有嵌入式智能的自主分布式系统对B2B领域数字生态的重要性远甚于B2C领域。在工业4.0生态中,基于标准化的架构,协作地、透明地使用和连接不同种类的机器和用户数据,使生态中的参与者得以借助各种人工智能应用来实现解决方案和商业模式的创新。在将人工智应用到不同层面的工业实践并期望获得收益时,智能数据(以及大数据)的收集和利用扮演着关键角色。

可持续性(Nachhaltigkeit)

经济、环境和社会的可持续性是德国社会价值观的重要支柱。这可以从两方面加以解释:其一,可持续性是工业4.0固有的特点;其二,工业4.0有力地促进了经济、环境和社会的可持续性。例如,经济繁荣和民众的高质量生活很大程度上取决于未来具有竞争力的工业。完善创新生态和实施工业4.0为我们营造了良好的大环境,从而促进了经济、环境和社会的可持续性,这反过来促使工业4.0得以持续实施和发展,最终有力地维系德国社会的高生活标准。

全球工业4.0生态中的可持续性需要考虑这些要素:

  • 良好的就业和教育:工业4.0将“人”放在中心位置,致力于改善人类的工作环境。德国创新的装备制造商和具有国际竞争力的消费行业说明,工业4.0帮助德国维持高水平的就业。乘数效应和溢出效应将这一影响延伸到德国的其他行业。德国劳动力接受高水平教育,这为他们今后的终生学习打下坚实基础。大量职业培训机会满足了劳动市场的需求。德国应该发挥和巩固这方面的已有优势,响应持续改变的技能需求。

  • 社会参与:工业4.0是一个变革的过程,牵涉到整个社会,给所有的利益相关者带来深远变革。其中,首要的目标是:工业4.0在工业和社会领域引发的创新不仅带来挑战,更多的是带来机遇。社会变革的过程不仅要求我们在企业层面紧密合作,还要求所有利益相关者共同参与、共商决策:数字技术和人工智能在我们日常生活中的应用,最初仅限于个别企业及其伙伴之间的对话,后来发展为跨企业、跨行业的合作,进而成为整个社会的重要议题。

  • 气候变迁:工业4.0促使资源效率进一步提高。基于设计的方法与基于流程的方法相结合可以在整个产品生命周期中实现材料的循环利用。在面向服务的商业模式中,产品是服务的基础,制造商负责对产品进行维护,因此制造商倾向于打造更具有持续性的产品设计。这意味着工业4.0成为循环经济、环境保护和气候调节的关键使能因素。

注意:为了让国内读者从第一手资料了解“德国工业4.0愿景2030”的情况,本文内容翻译自德文,括号中部分标注为德文。

* 针对“2019汉诺威工博会”,开源工业互联网联盟发起了为时一周的微信在线交流小群,进入交流的人员需要支付100元红包。

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