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发达国家制造产业的动向与工业4.0

  • 2020.03.22 16:02:50
  • 米思米
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   1. 发达国家制造产业的动向

   2. 解读工业4.0

   3. 工业4.0的展开计划

 1. 日本、美国、德国等各个发达国家制造产业的动向

发达国家制造产业的动向与工业4.0

   与日本企业一样,存在硬件和组件方面占优势的骨干企业,这是其特征所在。通过挑战很难出现价格竞争的领域,确保了以附加值来决一胜负的市场地位。与日本企业相比,模块化和系统指向更强,也积极致力于全球化,全球竞争力位居世界第2位,利用大众和博世模块战略的开放&封闭战略(※参照注释),不断进攻亚洲的新兴国家市场。 (※参考文献1)

发达国家制造产业的动向与工业4.0

   全球企业尽早开展开放&封闭战略,将制造的硬件和组件的制造部分交给人工费低廉的亚洲国家,利用价值链中企划和设计的最上层位置,从战略上构建取得附加值的商业生态系统(国际分工体制)。全球竞争力位居世界第3位。 (※参考文献2)

发达国家制造产业的动向与工业4.0

   虽然在硬件&组件方面发挥了优势,但随着数字化的发展,向海外传授技术的速度加快,新兴国家正在急速赶上。同时,软件和系统化方面的应对迟滞,与新兴国家之间发生了价格竞争。 (※参考文献3)
   另一方面,由于日元贬值和石油价格的稳定化倾向,也可以看到高价格区间的制造向国内回归的动向。将在下期第2次中进一步详细解说。

 【注释】 开放&封闭战略
   除了隐匿技术等,或者实施专利权等垄断性排他权的封闭型知识产权战略之外,还采用了向其他公司公开或授权的开放型知识产权战略,从而形成以扩大本公司利益为目的的战略。

   图1:日本、美国、德国制造产业的现状比较

发达国家制造产业的动向与工业4.0


 2. 解读工业4.0

   工业4.0的目标

   4.0的目标是加强德国制造业的国际竞争力。有效利用第1章中所述的德国制造产业的优势,让先进生产系统的“标准化”渗透到德国国内的每个企业,并让“I 4.0标准”渗透到国外,从而加强满足标准的制造装置和机器的出口能力,这是德国擅长的“标准化战略”。在过去的事例中,FA行业的“标准化战略”的成果有PLC编程语言的国际标准IEC61131-3(PLCopen)等。 (※参考文献4)

   工业4.0的概要

   a) 根据产业革命的历史区分

   4.0按照“第4次产业革命”的解释解说,分别指以下的变革期。

   ・第1次产业革命(18世纪后期~)  英国的纺织产业诞生了使用煤炭能源/水蒸气、正式利用蒸汽机的产业形态。

   ・第2次产业革命(19世纪后期~)美国诞生了使用石油能源/电力的输送带式大量生产的产业形态。

   ・第3次产业革命(20世纪后期~)通过电子和IT技术控制生产过程的自动化产业形态在发达国家正式普及。

   ・第4次产业革命(21世纪初期~)是指用信息系统连接企业之间的活动,通过分析大数据来引导最佳企业活动的产业形态

   b) CPS(信息物理系统)和I o T(物联网)与I 4.0

   CPS:所谓信息物理系统,是指将现实企业中运转的机器(物理系统)与可以说是虚拟世界的计算(信息系统)结合起来的系统。前者是随着传感器网络等技术的发展而出现的新概念,后者是随着云技术的发展而出现的新概念。(※参照图2) (※参考文献4)

   在CPS环境中,从物理系统收集庞大的数据(大数据),并用新的数学模型进行分析、应用。传统的数据分析方法一开始都是“假设”,利用数据来验证该假设。因此,不得不依赖优秀的研究员或技术人员的假设形成能力。但是,在CPS空间有效利用大数据的目标是“发现假设”,这是传统的思考法做不到的,因此必须开发实现“发现假设”的数据库引擎,这一点至关重要。若能得到“发现假设”,就可能独占出乎意料的(极高的价值)。 (※参考文献5)

   I o T翻译成“物联网”,由CPS提供构建该“物联网”的基础。CPS和I o T与I 4.0的关系可以用以下的结构表现。

                      发达国家制造产业的动向与工业4.0

   图2:信息物理系统的示意图

发达国家制造产业的动向与工业4.0


 3. 工业4.0的展开计划

   日本I 4.0的目标是在2020年~2025年左右实现,描绘的路线图是在2025年超越中国、美国成为世界第1位出口大国。 (※参考文献6)

   第1步:                          德国国内制定I 4.0体制

   第2步:                          EU全域推广标准

   第3步(~2035年):    在全球推广标准并实现国际标准化


   参考文献

   1. 发达国家制造产业的理想状态方面的调查研究报告、2014年3月
       Deloitte Touche Tohmatsu Limited and U.S. Council on Competitiveness. 2013 Global Manufacturing Competitiveness Index

   2. Fraunhofer magazine, 2014, 1/15

   3. Industry4.0给制造业带来的变革和蓝图、Jay Lee, IMS

   4. 德国推进的工业4.0的目标、川野俊充、机器人 No.221, 2014.11

   5. 根据传感器网络信息创造新价值的信息物理系统、NII Today No.59

   6. 次世代製造技術の研究開発 德国篇、棚田朋子、CRDS、2015年1月

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