【文章內(nèi)容簡介】 “最后一分鐘”的要求。這些模式也將使中小企業(yè)有能力使用在當前許可和商業(yè)模式下無力負擔的服務和軟件系統(tǒng)。新的商業(yè)模式將為以下問題提供解決方案：考慮客戶與競爭對手情況的動態(tài)定價，以及以網(wǎng)絡化和商業(yè)伙伴間的合作為特點的背景下與服務水平協(xié)議（SLAs）的質(zhì)量相關(guān)的問題。新商業(yè)模式將努力確保價值鏈中的所有利益攸關(guān)者（其中包括新加入者）都能公平地分享潛在商業(yè)利益。更廣泛的監(jiān)管要求，例如減少二氧化碳排放量（），可以且應該被整合到這些商業(yè)模式中，以便讓商業(yè)網(wǎng)絡中的合作伙伴共同滿足這些要求（見圖3）。與“網(wǎng)絡化制造”、“自組織適應性物流（selforganising adaptive logistics）”和“客戶集成工程（customerintegrated engineering）”（use case scenario）將要求如下商業(yè)模式：該商業(yè)模式主要由高度動態(tài)的企業(yè)網(wǎng)絡來實現(xiàn)，而不是單家企業(yè)來實現(xiàn)。這就引發(fā)了許多問題，如融資、開發(fā)、可靠性、風險、責任、以及知識產(chǎn)權(quán)和專有技術(shù)保護等有關(guān)問題。就該網(wǎng)絡的組織及其服務的合理差異化（qualified differentiation）而言，依據(jù)相關(guān)約束性文件，確保責任在商業(yè)網(wǎng)絡中被正確分配至關(guān)重要。對商業(yè)模式的實時詳細監(jiān)測 “實時”指與現(xiàn)實世界中的事件同步進行的數(shù)據(jù)處理，不同于存在延遲的數(shù)據(jù)處理。也將在記錄處理步驟和系統(tǒng)狀態(tài)（以證明符合合約和監(jiān)管條件）方面發(fā)揮關(guān)鍵的作用。可以隨時跟蹤業(yè)務流程的各個步驟，這為這些流程的完成情況提供書面證據(jù)（）。為了確保能夠高效提供個性化服務，有必要精確地確定：相關(guān)服務生命周期的具體特征，哪些承諾能夠被保證，以及哪類許可模式和條件將允許新的合作伙伴（尤其是中小企業(yè)）加入到該商業(yè)網(wǎng)絡中來。鑒于上述情況，造就高度動態(tài)的環(huán)境。新技術(shù)的顛覆性（disruptive nature）及其對法律問題（例如，關(guān)于技術(shù)、敏感的企業(yè)數(shù)據(jù)、責任、數(shù)據(jù)保護、貿(mào)易限制、密碼使用等）的影響，可能威脅到現(xiàn)有法律的可執(zhí)行性。較短的創(chuàng)新周期要求不斷更新監(jiān)管框架，并導致監(jiān)管實施方面的長期失靈（chronic failings）。因此，將有必要采用一種全新的方法，并根據(jù)此方法，在技術(shù)開發(fā)之前和開發(fā)過程中就技術(shù)與法律的兼容性進行測試（）。（）。這一領(lǐng)域再次需要采取一種更積極主動的方法。此外，確?！耙栽O(shè)計促保障（Security by Design）”的觀念并不僅僅局限于功能部分，這一點很重要。 工作場所的新社會基礎(chǔ)設(shè)施——德國的人口老齡化程度全球第二，僅次于日本；與此同時，許多德國制造企業(yè)的員工平均年齡大約四十五歲。年輕員工的數(shù)量在不斷下降，在某些專業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)熟練勞動力和學徒工短缺的現(xiàn)象。為了確保人口結(jié)構(gòu)變化不會以當前的生活水平為代價，與此同時維持和提高勞動力大軍的生產(chǎn)率。提高就業(yè)人口中的老年人和婦女的比例尤其重要。最新的研究表明，員工個體的生產(chǎn)率并不取決于其年齡，而是與他們擔任某一特定職位的時間長短、工作的組織方式以及工作環(huán)境息息相關(guān)。倘若要在延長的工作年限中維持和提高生產(chǎn)率，那么有必要協(xié)調(diào)和改變工作場所的若干方面，其中包括健康管理和工作組織、終身學習和職業(yè)生涯模式（career path model）、團隊結(jié)構(gòu)和知識管理 見《Altern in Deutschland》，第9卷：Gewonnene Jahre，Empfehlungen der Akademiengruppe，Nova Acta Leopoldina NF 371號，第107卷，斯圖加特（Stuttgart 2009），第49,56頁。移民和低技能工作者（如果他們接受更進一步的培訓）也構(gòu)成了勞動力市場待開發(fā)潛力的來源，見經(jīng)合組織：外國工人入境：德國（Zuwanderung ausl228。ndischer Arbeitskr228。fte：Deutschland），2013，原文鏈接：。不僅企業(yè)，而且特別是教育系統(tǒng)都將必須應對這一挑戰(zhàn)。因此，決定德國未來競爭力的除了新技術(shù)、商業(yè)和法律因素外，這些社會基礎(chǔ)設(shè)施能夠使員工更大程度的結(jié)構(gòu)性參與（structural involvement）創(chuàng)新過程。，其中新形式的協(xié)作工廠工作（collaborative factory work）可以在工廠以外的虛擬、移動辦公場所完成。配有多模態(tài)（multimodal）、用戶友好型界面的智能輔助系統(tǒng)將為員工的工作提供支持。除了全面培訓和持續(xù)職業(yè)發(fā)展這兩類措施外，工作組織和設(shè)計模式將是實現(xiàn)（受勞動力大軍歡迎的）成功轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。這些模式應當將高標準的自我管理（selfregulated autonomy）與分權(quán)式（decentralised）領(lǐng)導和管理方法相結(jié)合。員工應該擁有更大的決策自由，更加積極地參與公司業(yè)務，并調(diào)節(jié)自己的工作量。在加深對創(chuàng)新過程中人力工作的重要性的認識基礎(chǔ)上，促進開發(fā)亟需的創(chuàng)新。、實時啟用的新型信息物理系統(tǒng)平臺，該平臺旨在為面向智能工廠和智能產(chǎn)品生命周期各個方面的協(xié)作性工業(yè)業(yè)務流程和相關(guān)業(yè)務網(wǎng)絡提供支持。這些平臺所提供的服務和應用將實現(xiàn)人、物和系統(tǒng)的相互連接（見圖4），并將擁有以下特征：●服務與應用（包括基于信息物理系統(tǒng)的軟件）的快速和簡單編配（orchestration）帶來的靈活性●參照應用商店（App Store）模式簡單配置和部署業(yè)務流程●整個業(yè)務流程提供的全面、安全和可靠的支持●從傳感器到用戶界面所有要素的安全性、保障性和可靠性●支持移動終端設(shè)備●支持業(yè)務網(wǎng)絡中的協(xié)作制造、服務、分析和預測流程。在業(yè)務網(wǎng)絡中，特別需要有關(guān)共享CPS平臺上的服務與應用的編配的IT開發(fā)工作，因為這也正是工業(yè)業(yè)務流程中對信息物理系統(tǒng)、應用和服務進行橫向和垂直整合的具體需求所在（）。，“編配”這個詞語應該得到更寬泛的解讀，而不僅局限于網(wǎng)絡服務這一通常情況，這一點非常重要。該詞語應明確包括公司間的協(xié)作流程和業(yè)務網(wǎng)絡中共享的服務和應用的創(chuàng)建。為了編配及后續(xù)協(xié)作制造和服務流程的高效、可靠、安全和有保障運行，以及為了在信息物理系統(tǒng)平臺上動態(tài)業(yè)務流程的實施，需要對諸如安全和保障、保密、可靠性、使用、運營商模式趨同、實時分析和預測等問題進行審查。此外，這將涉及到應對由各類數(shù)據(jù)源和終端設(shè)備帶來的挑戰(zhàn)。目前，上述提到的要求僅通過通用的云基礎(chǔ)設(shè)施計劃這種非常初級的方式來滿足。IT、軟件和服務提供商以及用戶本身在公司間使用信息物理系統(tǒng)平臺，該參考架構(gòu)需要考慮信息通訊技術(shù)（ICT）和制造業(yè)的不同方面（）。要為這些信息物理系統(tǒng)平臺開發(fā)新的應用和服務，則需要運用建模的方法（modelled method），以便管理因以下幾方面帶來的復雜性：功能增加、定制化、動態(tài)化以及不同學科和組織之間的合作（）。要確保必要的安全數(shù)據(jù)交換，提供一個擁有高速寬帶的安全且高效的網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施將很關(guān)鍵（）。 （evolutionary process），各行各業(yè)、各企業(yè)都將以不同速度向前推進。今年年初，德國信息技術(shù)、通訊與新媒體協(xié)會（BITKOM）、德國機械及制造商協(xié)會（VDMA）、德國電子電氣制造商協(xié)會（ZVEI）三個專業(yè)協(xié)會針對“”聯(lián)手開展了一項調(diào)查，該調(diào)查證實了“”這一論題對于德國產(chǎn)業(yè)競爭力的重要性，并闡述了對更全面且更有針對性信息的需求（見圖5）。在此次調(diào)查中，約47%的公司 278家企業(yè)參與了此次調(diào)查，資料來源：德國信息技術(shù)、通訊與新媒體協(xié)會（BITKOM）、德國機械及制造商協(xié)會（VDMA）、德國電子電氣制造商協(xié)會（ZVEI），2013年1月。表示。18%的企業(yè)表示，與此同時，12%的企業(yè)聲稱已將此愿景付諸實踐。 圖5：（2013年1月）278家企業(yè)參與了此次調(diào)查，這些企業(yè)主要來自機械和裝備制造業(yè)。員工數(shù)在500名以下的受訪企業(yè)有205家。*數(shù)字代表企業(yè)的數(shù)量，**平均得分是基于所有企業(yè)的回答計算得出的資料來源：德國信息技術(shù)、通訊與新媒體協(xié)會（BITKOM）、德國機械及制造商協(xié)會（VDMA）、德國電子電氣制造商協(xié)會（ZVEI）2013我們認為，：標準化、工作組織以及產(chǎn)品可得性。除了積極參與工作組之外，——企業(yè)可以在會上分享經(jīng)驗——和定期通訊。在確保穩(wěn)定“溝通（flow of munication）”，與社會伙伴、學術(shù)團體和公眾密切合作方面，專業(yè)協(xié)會將發(fā)揮重要的作用。近50%的受訪企業(yè)表示。此外，工作組認為，：●落實實時啟動的信息物理系統(tǒng)解決方案將對服務與網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施（在空間、技術(shù)質(zhì)量和可靠性方面）的可得性提出了較高要求。為了確保德國的國際競爭力，全球與國家層面的政策制定者都應該支持以下做法：通過引進相關(guān)的國際標準實現(xiàn)服務與商業(yè)模式的協(xié)調(diào)統(tǒng)一（）?！衲壳?，制造業(yè)的業(yè)務流程通常仍是靜態(tài)的，并且通過極度缺乏靈活性的軟件系統(tǒng)來實施。然而，這些軟件系統(tǒng)又不可能一夜之間就被服務系統(tǒng)取代。將新技術(shù)整合到舊技術(shù)中（反之亦然）將至關(guān)重要——舊系統(tǒng)需要利用實時啟動系統(tǒng)（realtime enabled system）來升級?！裨谖锖头章?lián)網(wǎng)中，制造業(yè)新商業(yè)模式的發(fā)展速度將接近于互聯(lián)網(wǎng)自身的發(fā)展和變化的速度。●員工將在早期階段參與工作組織、持續(xù)職業(yè)發(fā)展和技術(shù)開發(fā)的創(chuàng)新社會技術(shù)設(shè)計（）?！瘢琁CT產(chǎn)業(yè)（適應于短的創(chuàng)新周期）有必要與機械和設(shè)備制造商及機電系統(tǒng)供應商（他們通常站在更長的創(chuàng)新周期的角度來思考）密切合作，以便開發(fā)令所有合作伙伴們都可接受的商業(yè)模式。重要訊息：結(jié)合智慧生產(chǎn)、智能物流、智能電網(wǎng)和智能產(chǎn)品，制造業(yè)中物和服務聯(lián)網(wǎng)的使用日益增加將改變價值鏈，并衍生出新的商業(yè)模式?！啊睉?zhàn)略計劃將利用現(xiàn)有的技術(shù)和商業(yè)潛力。應用實例1：減少車身組裝線在空閑狀態(tài)下的能耗現(xiàn)今，能效已成為機械設(shè)備的一項重要要求。滿足該要求的一個關(guān)鍵推動因素是：在生產(chǎn)中斷期間，系統(tǒng)切斷生產(chǎn)線閑置部分（inactive parts）電源的能力。為此，通過確保將這種能力不斷整合到生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和運行中去。資料來源：西門子 2013資料來源：西門子 2013目前，許多生產(chǎn)線或生產(chǎn)線的部分設(shè)備在生產(chǎn)間歇、周末和換班間歇時仍在繼續(xù)運行并繼續(xù)消耗了大量能源。例如，使用激光焊接技術(shù)的車身組裝線總能耗的12%發(fā)生在生產(chǎn)間歇期間。在實行三班制的情況下，該生產(chǎn)線每周運行5天。雖然該復雜的組裝線在周末不生產(chǎn)，但整條生產(chǎn)線仍然處于開機狀態(tài)，以便在周末結(jié)束后立即恢復生產(chǎn)。生產(chǎn)間歇期間90%的功耗（power consumption）來自以下幾方面：機器人（robot）（2030%）、排氣扇（35100%）以及激光光源（laser sources）及其冷卻系統(tǒng)（050%）。利用能效潛力的措施：未來，即使在暫短的生產(chǎn)間歇期間，機器人理所當然地會斷電。如果生產(chǎn)間歇時間較長，機器人將進入待機模式（所謂的“遠程喚醒（WakeOnLAN）”模式） 機器人使用PROFlenergy（指PROFINET用戶組織定義的一個與制造商無關(guān)的行規(guī)，這一行規(guī)提供了靈活的、智能的、在短期內(nèi)關(guān)閉一個耗能組件或整個生產(chǎn)單元的方法。——譯者注）來控制。排氣扇將利用可以被調(diào)節(jié)以滿足要求的調(diào)速電動機，以替代不能以這種方式進行控制的電動機。至于激光光源，進行改進的唯一途徑是引進全新的系統(tǒng)?？傊?，這些措施將總能耗減少了12%（從45,000kWh/w到近40,000kWh/w）,并將生產(chǎn)間歇期間的能耗降低了90%。在信息物理系統(tǒng)的設(shè)計之初，就應該考慮這些能效因素。潛在效益對車身組裝線各個組成部分通、斷電的協(xié)調(diào)一致可以提高能效。雖然升級現(xiàn)有機械設(shè)備的成本/風險比率以及成本效益并不那么明顯，從而使能效提高得以實現(xiàn)。3 雙重戰(zhàn)略：成為領(lǐng)先的市場和供應商第四次工業(yè)革命（）為德國的制造業(yè)帶來了巨大的潛力。加大信息物理系統(tǒng)在德國工廠中的部署，將通過提高國內(nèi)生產(chǎn)的效率，增強德國制造業(yè)的實力。與此同時，信息物理系統(tǒng)技術(shù)的開發(fā)為技術(shù)和產(chǎn)品的出口提供了重要機遇。因此，“雙重戰(zhàn)略”來利用德國制造業(yè)的市場潛力 制造業(yè)包括在制造系統(tǒng)中通過加工原材料和半成品，進而制造（或外包制造）實物產(chǎn)品的所有企業(yè)。制造業(yè)包括機械制造以及基于流程的加工（processbased processing）。該“雙重戰(zhàn)略”由以下兩方面構(gòu)成：一方面，在制造業(yè)部署信息物理系統(tǒng)；另一方面，營銷信息物理系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品，以增強德國的制造裝備業(yè)。 領(lǐng)先的供應商戰(zhàn)略領(lǐng)先的供應商戰(zhàn)略從設(shè)備供應商行業(yè) 設(shè)備供應商行業(yè)包括機械和設(shè)備制造商，自動化產(chǎn)品、系統(tǒng)和解決方案供應商，以及供應產(chǎn)品生命周期管理（PLM）系統(tǒng)、制造或物流軟件程序或業(yè)務規(guī)劃軟件系統(tǒng)等的軟件公司。德國的設(shè)備供應商為制造業(yè)提供了世界領(lǐng)先的技術(shù)解決方案，因此他們在如下方面處于領(lǐng)先位置：、生產(chǎn)和全球營銷方面成為全球領(lǐng)軍企業(yè)。目前的關(guān)鍵在于，找到智能方法，將卓越的技術(shù)解決方案與信息技術(shù)帶來的新潛力相結(jié)合，以便實現(xiàn)創(chuàng)新領(lǐng)域的巨大飛躍。正是信息和通訊技術(shù)與傳統(tǒng)高科技戰(zhàn)略的這種系統(tǒng)性組合，使企業(yè)能夠成功地管理快速變化的市場和日益復雜的全球市場過程，從而為自身開拓出市場新機遇。●需要改變現(xiàn)有IT基礎(chǔ)技術(shù)以適應制造業(yè)的具體要求，并在考慮到這一特殊運用的情況下繼續(xù)開發(fā)現(xiàn)有IT基礎(chǔ)技術(shù)。為了實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟以及確保廣泛有效，有必要對具有信息物理系統(tǒng)功能的現(xiàn)有設(shè)施的制造技術(shù)和IT系統(tǒng)進行提升。與此同時，有必要為在新廠址設(shè)計和實施信息物理系統(tǒng)制造結(jié)構(gòu)制定模式和策略?！袢绻聡Ｍ麑崿F(xiàn)“”的目標，應該優(yōu)先推進研究、技術(shù)和培訓計劃，著手為自動化工程建模和系統(tǒng)優(yōu)化制定方法和開發(fā)試點應用（）?！襁\用技術(shù)創(chuàng)建新的價值網(wǎng)絡是另一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。這將涉及開發(fā)新的商業(yè)模式，尤其是將產(chǎn)品與合適的服務聯(lián)系起來的商業(yè)模式。 領(lǐng)先市場戰(zhàn)略。為了塑造并成功地拓展該領(lǐng)先市場，需要位于各地的企業(yè)分支機構(gòu)實現(xiàn)緊密互聯(lián)，同時加強不同企業(yè)之間的緊密合作。相應地，這需要對不同價值創(chuàng)造階段、產(chǎn)品的生命周期、產(chǎn)品系列和對應的制造系統(tǒng)實現(xiàn)邏輯的、端到端的數(shù)字一體化。一個特殊的挑戰(zhàn)是：將目前已在全球運營的大型企業(yè)以及通常僅在地區(qū)運營的中小企業(yè)同時整合到這些新興價值網(wǎng)絡中。德國制造業(yè)的優(yōu)勢在很大程度上歸因于其平衡的結(jié)構(gòu)——德國的制造業(yè)由大量的中小企業(yè)和少量的大型企業(yè)組成。然而，要么是因為這些中小企業(yè)缺少必要的專業(yè)人員，要么是因為這