工业4.0和工业互联网的同与异——快易优自动化选型

小妹子

        为了在新一轮工业革命中占领先机，争夺国际产业竞争话语权，德国实施工业4.0战略，美国则推动了工业互联网概念，二者基本理念相近，都是将虚拟网络与实体连接，是对工业未来发展方向和发展模式的探索。工业4.0旨在推进生产或服务模式由集中式控制向分散式增强型控制转变，帮助实现高度灵活的个性化和数字化生产或服务。工业互联网更加注重软件、网络和大数据，目的是实现通信、控制和计算的集合，二者在应用范围、强调重点和实现方式等方面存在一定差异。本文在总结二者差异的基础上，把握各自重点和特征，总结出对我国推进制造业智能化发展的启示和建议，为政府决策提供参考。


     一、工业4.0与工业互联网的相同点


       从推动力量上看，二者都体现了由大企业主导的产学研密切配合。工业4.0是由德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等联合发起的，并由德国政府纳入《高技术战略2020》，成为国家十大未来项目之一。工业互联网则是由美国通用电气公司发起的，并由AT＆T、思科、通用电气、IBM和英特尔成立工业互联网联盟进行推广的。由于两大战略都是由企业提出的，企业具有内在动力去宣传、推广和实施，市场亲和度较高。因此，在推行过程中都得到了产业界的认可与欢迎。这反映出企业对创新活动的热情，以及对产业未来方向的深刻把握，也启示我们在工业发展战略制定过程中，应注重引导和支持企业开展产学研合作，激发企业的创新创业热情，充分调动企业及各方面的积极性，共同推进产业和技术的进步。


       从发展目标上看，打造智能化的产业体系实现生产效率提升是两大战略的核心。数字化、网络化和智能化已经成为制造业发展的重要特征，是制造业企业未来发展的主要方向。工业互联网和工业4.0战略都不约而同地提出，利用信息化、智能化技术改造当前的生产制造与服务模式，提高企业的生产效率，提升产品和服务的市场竞争力。其中，工业4.0战略提出，要把信息互联技术与传统工业制造相结合，打造“智能工厂”与“智能生产”，以提高资源利用率。工业互联网战略则提出，要将工业与互联网在设计、研发、制造、营销、服务等各个阶段进行充分融合，以提高整个系统运行效率。


       从实现方法上看，依托互联网、物联网与大数据实现集成与互联是两大战略的基础。集成与互联是实现智能化制造的核心，两大战略都是以物联网和互联网为基础，进行实时数据的收集、传输、处理和反馈。其中，工业4.0提出，通过信息网络与工业生产系统的充分融合，打造数字工厂，实现价值链上企业间的横向集成，网络化制造系统的纵向集成，以及端对端的工程数字化集成，来改变当前的工业生产与服务模式。工业互联网提出，要将带有内置感应器的机器和复杂的软件与其他机器、人连接起来，从中提取数据并进行深入分析，挖掘生产或服务系统在性能提高、质量提升等方面的潜力，实现系统资源效率提升与优化。


       二、工业4.0与工业互联网的不同之处


       从产业链环节上看，工业4.0战略偏重生产制造的“硬”环节，工业互联网战略偏重分析服务的“软”环节。工业4.0立足于“智能工厂”与“智能生产”两大主题，偏重于生产与制造过程，旨在推进生产或服务模式由集中式控制向分散式增强型控制转变，实现高度灵活的个性化和数字化生产或服务。工业互联网则旨在形成开放且全球化的工业网络，实现通信、控制和计算的集合，在智能制造产业体系中偏重于设计、服务环节，注重物联网、互联网、大数据等对生产设备管理与服务性能的改善。


     从发展重点上看，工业4.0强调生产过程的智能化，工业互联网强调生产设备的智能化。工业4.0倡导的是以CPS为核心，将产品与生产设备之间、工厂与工厂之间的横向集成，实现生产系统的有机整合，进而实现生产过程的智能化与效率提升。工业互联网立足于全行业的信息资源，提高设备安全性与可靠性、降低能耗、物耗与维护费用等，同时，可以减少生产过程中的人力劳动需求，提高生产过程的柔性与智能化水平。


     三、几点启示


     一是立足基础，完善我国制造业智能化进程的顶层设计。工业互联网与工业4.0分别由美国和德国提出，是有着深刻的历史渊源与产业背景的。美国信息技术世界领先，推行工业互联网有先天优势；德国制造闻名全球，发展工业4.0条件得天独厚。相比之下，我国虽拥有世界最完整的供应链条和工业体系，传感器、控制系统智能化的核心技术与设备仍受制于人，短时间内难以复制、推广、实现两大战略的发展目标。因此，我国在推进制造业智能化过程中，应立足产业发展基础，科学规划发展方向与实施路径。一方面要布局前沿，把握产业与技术变革的历史机遇；另一方面要强化产业基础能力培养，避免高端产业的空心化与低端化发展。


     二是优化环境，推进制造业智能化的配套体系建设。在推进制造业智能化过程中，由富于冒险精神、敢于先行先试的企业进行探索和尝试，政府应组织实施一揽子支持计划，鼓励企业进行模式探索和业务创新。逐步加强宽带基础设施建设，提高通讯网络的稳定性和可靠性，满足未来智能制造模式对大数据和网络的服务需求。推进标准化体系建设，鼓励企业参与标准的制定，推进中国标准的国际化进程。同时要逐步完善相关法律体系，为企业营造良好公平的竞争氛围。


     三是强化安全，加快信息安全防护体系建设。工业互联网与工业4.0都是以网络为基础进行数据传递与生产控制，对互联网的可靠性及信息安全提出了更高的要求。目前，我国在信息安全体系建设方面仍存在核心产品与技术依赖进口、制度化的防范机制缺失、网络安全管理人才匮乏等问题。未来，要加强互联网及信息安全关键产品设备的研发，实现关键产品的自主可控。同时，要加快在网络防护、入侵检测等领域信息安全关键技术研发，推进安全防护中介机构建设，培养网络安全人才队伍，全面提高工业网络的安全防护能力。


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