馬振

棗莊市標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量研究中心 山東棗莊 277800

在全球制造業(yè)競爭越來越激烈的時(shí)代，在2013年的德國漢諾威國際工業(yè)博覽會(huì)上，德國正式提出了工業(yè)4.0的概念，并相應(yīng)推出了一系列實(shí)施建議，以此來保證德國制造業(yè)的傳統(tǒng)的優(yōu)勢，并有助于強(qiáng)化德國工業(yè)的競爭能力。所謂工業(yè)4.0，也就是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，在第四次工業(yè)革命之前發(fā)生的工業(yè)革命包括機(jī)械化革命、電氣化革命以及信息化革命這三次工業(yè)革命。此次工業(yè)4.0是建立在信息物理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上的，它的比較典型的標(biāo)志是數(shù)字化以及網(wǎng)絡(luò)化，通過信息技術(shù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并將機(jī)、電以及自動(dòng)化進(jìn)一步融合，達(dá)到智能化制造的目的[1]。工業(yè)4.0革命對全球制造業(yè)的生產(chǎn)加工方式產(chǎn)生一定程度的改變，并致使了產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步變革，對工業(yè)的生產(chǎn)方式以及產(chǎn)業(yè)形態(tài)都帶來很大的影響。在工業(yè)4.0的提出以來，全球各個(gè)國家為了應(yīng)對這種挑戰(zhàn)，都相應(yīng)提出了發(fā)展自己國家制造業(yè)的戰(zhàn)略，美國提出了先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃，日本提出了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略，中國提出了《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略。與此同時(shí)，中國制造業(yè)面對著非常多的挑戰(zhàn)。主要體現(xiàn)在：第一，全球的發(fā)達(dá)國家都在實(shí)施“再工業(yè)化”的戰(zhàn)略，中國的制造業(yè)面對著“雙向擠壓”的挑戰(zhàn)。第二，中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐漸進(jìn)入到新常態(tài)，從長期的發(fā)展來看，存在資源缺乏、環(huán)境惡劣、勞動(dòng)力成本增加、發(fā)展效率降低等缺點(diǎn)，中國的制造業(yè)亟需轉(zhuǎn)型升級[2]。第三，中國的工業(yè)化水平與世界發(fā)達(dá)國家的工業(yè)化水平相比，競爭力有待進(jìn)一步提高，中國的工業(yè)特點(diǎn)表現(xiàn)出大而不強(qiáng)，中國必須加強(qiáng)其制造業(yè)的發(fā)展，爭取在下一階段到達(dá)更高的點(diǎn)。

在工業(yè)4.0時(shí)代，標(biāo)準(zhǔn)化逐漸演化為一個(gè)重要的領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)化是推動(dòng)工業(yè)4.0的核心力量。雖然，現(xiàn)階段工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)化在初級階段，在初期，提出了標(biāo)準(zhǔn)化線路圖，以及建立了標(biāo)準(zhǔn)化的框架結(jié)構(gòu)，中國需要進(jìn)一步加強(qiáng)對工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化的制定，用以搶占標(biāo)準(zhǔn)制定的更高點(diǎn)。中國制造業(yè)企業(yè)在工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化的情形下，對于標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用效果，在一定程度上影響工業(yè)4.0時(shí)代中國企業(yè)能夠順利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級，是否能夠帶領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)階段，中國對于工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化的研究涉及得比較少，對于中國制造業(yè)在工業(yè)4.0時(shí)代標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)對策略的研究更少，所以，本文側(cè)重于工業(yè)4.0時(shí)代標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展，并提出工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)對策略，具有重大的意義。

1 工業(yè)4.0的相關(guān)概念

1.1 工業(yè)4.0的概念

工業(yè)4.0的基礎(chǔ)是信息物理系統(tǒng)，并且主要是以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及機(jī)器自動(dòng)化為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命，通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)等一系列的信息技術(shù)作為重要驅(qū)動(dòng)，融合虛與實(shí)，進(jìn)一步融合機(jī)、電、自動(dòng)化、企業(yè)管理流程以及通信技術(shù)，從而達(dá)到向智能化制造轉(zhuǎn)型的目的。工業(yè)4.0的目標(biāo)之一是構(gòu)建個(gè)性化以及數(shù)字化的生產(chǎn)流程，將控制方式由原來的集中式向分散式轉(zhuǎn)變，并突破傳統(tǒng)的行業(yè)界限，對生產(chǎn)流程進(jìn)行重組。其中，信息物理系統(tǒng)是工業(yè)4.0的一支重要力量，信息物理系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)的分析以及交互，對那些獨(dú)立的設(shè)計(jì)、運(yùn)營、生產(chǎn)和服務(wù)等職能進(jìn)行一系列的整合，有助于提高工廠的管理和運(yùn)作。

另外，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及先進(jìn)制造有助于提升工業(yè)4.0的發(fā)展，工業(yè)4.0通過這些智能化平臺，來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、安裝、生產(chǎn)以及服務(wù)所有流程的個(gè)性化服務(wù)。從另一個(gè)角度來說，工業(yè)4.0有助于提高機(jī)器的可利用率、可適應(yīng)性以及可靠性，提升了生產(chǎn)過程以及產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品的開發(fā)周期逐漸縮短。從以上分析可知，工業(yè)4.0是新時(shí)代的一種新的工業(yè)發(fā)展模式，它是將信息技術(shù)以及制造業(yè)結(jié)合到一起發(fā)展的產(chǎn)物。但是，工業(yè)4.0沒有引進(jìn)新技術(shù)，只是將已有的計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)一步利用，工業(yè)4.0通過和物理設(shè)備進(jìn)行融合，構(gòu)建一種高度協(xié)調(diào)的互聯(lián)互通關(guān)系，這是一種通過智能制造為主的革命性生產(chǎn)方法。因此，從根本上來說，工業(yè)4.0就是把制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型的過程，是一種基于信息物理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)新的生產(chǎn)方式[3]。

1.2 工業(yè)4.0的內(nèi)容

在《德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計(jì)劃實(shí)施建議》中，一共包括七部分的內(nèi)容：也就是引言、愿景、雙重策略、需求研究、優(yōu)先行動(dòng)領(lǐng)域、德國如何與世界其他國家競爭以及展望等。

2 工業(yè)4.0時(shí)代標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展分析

2.1 工業(yè)4.0對標(biāo)準(zhǔn)化的依賴分析

工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)離不開標(biāo)準(zhǔn)化，工業(yè)4.0對標(biāo)準(zhǔn)化的依賴是其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵?，F(xiàn)階段，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0主要由三個(gè)方面的阻礙，這三個(gè)方面包括：標(biāo)準(zhǔn)化、工作的組織以及產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)，其中，標(biāo)準(zhǔn)化是第一重要的因素。工業(yè)4.0需要實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域、跨層次以及跨全生命周期的系統(tǒng)的集成，但是，這些方面的實(shí)現(xiàn)只能運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語以及概念來協(xié)調(diào)相關(guān)的方面，這樣有助于保證應(yīng)用間的協(xié)調(diào)性以及一致性，有助于保障利益各方更加準(zhǔn)確的理解信息資料，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的更加深刻的交互以及存儲。工業(yè)4.0通過對標(biāo)準(zhǔn)化的依賴，能夠保證各方之間的協(xié)調(diào)以及配套，從而保證一種良好的接口關(guān)系。通過標(biāo)準(zhǔn)化，有助于明確產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，有助于保障產(chǎn)品質(zhì)量以及服務(wù)質(zhì)量，提升顧客的滿意度，提升產(chǎn)品的可塑性[4]。通過標(biāo)準(zhǔn)化，使用模塊化以及系列化的手段，有助于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能生產(chǎn)，從而滿足顧客的個(gè)性化的需求。另外，工業(yè)4.0涉及到諸多方面，包括機(jī)器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、信息數(shù)據(jù)以及人力等，這些諸多影響因素都是在標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)框架下成立的，有助于保證各方面的運(yùn)行，從而得到好的標(biāo)準(zhǔn)化的效果。所以，標(biāo)準(zhǔn)化對于工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)是不可缺少的一步。

2.2 工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)化框架分析

標(biāo)準(zhǔn)化在工業(yè)4.0中的作用顯而易見，德國電工電子以及信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)迅速發(fā)布了第一版德國工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，這一版圖是對德國工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化的一項(xiàng)頂層的設(shè)計(jì)。這是一項(xiàng)工業(yè)4.0參考架構(gòu)模型（RAMI4.0）,它是從產(chǎn)品生命周期、層級以及架構(gòu)等級，從這三個(gè)不同的維度對工業(yè)4.0從多個(gè)角度進(jìn)行描述，表明德國對工業(yè)4.0所進(jìn)行的全局式的思考?？梢钥闯?，RAMI4.0是以一個(gè)三維模型顯示了工業(yè)4.0設(shè)計(jì)的諸多的重要因素，通過這一模型，有助于識別出現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)在工業(yè)4.0中的地位，也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的缺點(diǎn)。

RAMI4.0模型的第一個(gè)維度，主要利用信息以及通信技術(shù)的通常的分層定義。其思考的思路類似于ISOOSI七層模型，各個(gè)層級之間實(shí)現(xiàn)比較獨(dú)立的功能，另外，下層給上層提供接口，且上層利用下層的服務(wù)。根據(jù)從下層到上層的分級，可以分為：資產(chǎn)層、集成層、通信層、信息層、功能層和業(yè)務(wù)層，通過各個(gè)層級不同的視角來達(dá)到工業(yè)4.0建模以及實(shí)施的目標(biāo)。RAMI4.0模型的第二個(gè)維度，主要說明全生命周期和其相關(guān)價(jià)值鏈。這個(gè)維度主要從產(chǎn)品全生命周期的角度來看，說明了以零部件、工廠以及機(jī)器作為代表的工業(yè)要素從虛擬原型轉(zhuǎn)向?qū)嵨锏娜^程。這個(gè)過程主要是指生產(chǎn)過程，一個(gè)完整的生命周期，包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、仿真、制造、銷售以及服務(wù)。RAMI4.0模型的第三個(gè)維度，說明了工業(yè)4.0在不同生產(chǎn)環(huán)境下的功能分類，并明確了企業(yè)控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等各個(gè)層級的集成化標(biāo)準(zhǔn)。通過更多的分析得知，工業(yè)4.0偏向于關(guān)注協(xié)同，所以在底層添加了一層“產(chǎn)品層”，還在工廠頂層添加了“互聯(lián)世界層”，這些工作說明了工業(yè)4.0針對產(chǎn)品服務(wù)以及企業(yè)系統(tǒng)的需求。

2.3 工業(yè)4.0時(shí)代標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)分析

標(biāo)準(zhǔn)化從產(chǎn)生到發(fā)展，已經(jīng)經(jīng)歷了一百多年的時(shí)間，一般來說，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化模式屬于事后管理模式，只有在事物發(fā)展以及變化到了一定階段，并且處于比較成熟時(shí)才會(huì)重新制定標(biāo)準(zhǔn)。這種模式一般應(yīng)用在技術(shù)變革緩慢、基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)積累比較多以及產(chǎn)品成熟期比較長的產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品中?？梢钥闯觯瑐鹘y(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的過程以及方法比較簡單，其針對的標(biāo)準(zhǔn)化對象相對單一，比較看重單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)效益，對于那些需要跨領(lǐng)域協(xié)調(diào)的問題缺乏關(guān)注。傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)之一是不斷積累標(biāo)準(zhǔn)，其對于標(biāo)準(zhǔn)的制定是孤立的，無法從整體上考慮問題，很難應(yīng)對更加復(fù)雜的大型系統(tǒng)以及跨領(lǐng)域和多行業(yè)的綜合化的網(wǎng)絡(luò)[5]。

工業(yè)4.0時(shí)代下，標(biāo)準(zhǔn)化集中應(yīng)對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)變革快速，并且技術(shù)難度較高。所以，工業(yè)4.0時(shí)代的標(biāo)準(zhǔn)化和傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化對比，具有一些新特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在：第一，工業(yè)4.0時(shí)代的標(biāo)準(zhǔn)化更加要求戰(zhàn)略性。和傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化注重技術(shù)性相比，工業(yè)4.0時(shí)代的標(biāo)準(zhǔn)化更加注重戰(zhàn)略性。工業(yè)4.0是德國的制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，它的主要目的是保證德國制造業(yè)在世界的領(lǐng)導(dǎo)地位。與此對應(yīng)的是，中國的《中國制造2025》也是為了使得中國制造業(yè)的發(fā)展而構(gòu)建的國家戰(zhàn)略。第二，工業(yè)4.0時(shí)代的標(biāo)準(zhǔn)化更加注重國際性。在初級階段，工業(yè)4.0的運(yùn)轉(zhuǎn)離不開世界各國的統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)以及發(fā)展。工業(yè)4.0的國際標(biāo)準(zhǔn)化中，不管是國家之間，還是技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域之間，以及各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織之間，都要求彼此共同協(xié)作。只有通過這種緊密的協(xié)作，整合世界各國的各種生產(chǎn)要素，打開各種阻礙，有助于提升各國的互相合作，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的偉大愿景。第三，工業(yè)4.0時(shí)代的標(biāo)準(zhǔn)化的新特點(diǎn)表現(xiàn)在系統(tǒng)性以及綜合性。如今的標(biāo)準(zhǔn)化與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化相比，不再是簡單的結(jié)構(gòu)，而是通過產(chǎn)品生命周期或者價(jià)值鏈、層架以及架構(gòu)三個(gè)維度構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的空間，其中的每一條標(biāo)準(zhǔn)都作為這個(gè)體系的一個(gè)組成元素而存在，各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間都由比較強(qiáng)的協(xié)調(diào)性，能夠從整體上發(fā)揮效用，這都體現(xiàn)了系統(tǒng)性的特點(diǎn)。另外，跨領(lǐng)域、跨層次以及跨生命周期的集成，都需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)構(gòu)建一整套標(biāo)準(zhǔn)，并通過這一整套標(biāo)準(zhǔn)來解決重要問題，達(dá)到整體效益更好的目的，這體現(xiàn)了綜合性的特點(diǎn)。

3 結(jié)語

在工業(yè)4.0時(shí)代，企業(yè)必須要根據(jù)自身的形勢，立足于自身的形勢，對工業(yè)4.0時(shí)代對未來制造業(yè)產(chǎn)生的影響有一定的認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0，標(biāo)準(zhǔn)化的因素非常重要，因此企業(yè)在立足自身形勢的情況下，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的戰(zhàn)略，從整體規(guī)劃和全面布局出發(fā)，利用企業(yè)自身的技術(shù)條件以及行業(yè)地位，合理科學(xué)地構(gòu)建出企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略。在工業(yè)4.0時(shí)代下的標(biāo)準(zhǔn)化，其特點(diǎn)主要包括系統(tǒng)性、動(dòng)態(tài)性、協(xié)調(diào)性以及開放性等，由于傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化方法比較單一，難以應(yīng)對比較復(fù)雜的形勢，這要求必須實(shí)施綜合標(biāo)準(zhǔn)化。也就是，使用系統(tǒng)分析方法，參考RAMI4.0模型，以系統(tǒng)的整體效益作為目標(biāo)，通過頂層設(shè)計(jì)和全盤考慮，有組織、有計(jì)劃以及整體的構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)綜合體。