发布时间：2023-10-08 10:04:41
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西门子工业领域驱动技术集团CEO Ralf-Michael Franke在接受本刊记者采访时，描绘了制造业的未来、“工业4.0”时代愿景及西门子的努力。
工业4.0在西门子
CEI： 西门子对“工业4.0”的解读是什么？
Ralf-Michael Franke：：在西门子看来，“工业4.0”有三个要素：第一是跨企业的生产网络融合。MES将会起更加重要的作用，自动化层和MES之间的对接会变得更加重要，且更加的无缝化，还能跨企业来实现柔性的生产。所有的信息都要实时可用，供生产网络化环节使用。
第二是虚拟与现实的结合。也就是产品设计以及工程当中的数字化世界和现实世界的融合，这就使我们能够满足生产效率越来越高、产品上市周期越来越短、产品日趋多样性等带来的挑战。
第三是信息物理融合系统（CPS）。未来的智能工厂中，产品信息都被输入到产品零部件本身，他们会根据自身生产需求，直接与生产系统和设备沟通，发出接下来所需生产过程的指令，指挥设备把自己生产出来。这种自主生产模式能够满足每位用户的“定制”需求。我们将基于强大的制造运行管理系统（MOM）来实现灵活的价值链管理。
客户可以通过电子数据互换（EDI）的方式来管理供应商，在库存达到限值时ERP系统会通知供应商补货，这其中没有任何人为的干预。产品数字化不仅局限于商品本身，商品中非常复杂的部件也可以实现数字化。ERP系统可以由此计算出所有的成本，根据当下机器运转的情况去确定最大供货量和最优价格。ERP系统能做出决策的建议，让客户实现与供应商之间的最佳交流。
我们在将来肯定会敢于依赖机器，这是“工业4.0”从愿景到现实的第一步。要实现柔性的制造和生产，降低产品上市的时间，我们仍然需要更多的自动化集成。现在大家都在用“即插即用”的方式，就像你买一台新的打印机，把它插在笔记本电脑上就能使用。当一个机器人进入到了生产网络和系统当中，让机器人也可以拥有“即插即用”的能力。当然，未来的工厂并不会是“无人工厂”，人将会担当更有挑战性的角色，创新、规划、监督和协调机器的运作。只有这样，机器才会按照人的想法进行运转，制造才会更快、更加高效，才能使用到更好的资源，这是制造系统应该去遵循的原则。
CEI：西门子是如何布局并参与工业4.0的？
Ralf-Michael Franke：德国在第二次世界大战以来，一直是被各个国家所效仿的对象。我们相信这一点会持续不变一直往前走。所以，“工业4.0”得到了默克尔的极大支持。这个就像中国的“十二五”规划一样，是德国政府的一项规划。规划不仅是政府参与，大的一些企业都参与进来，作出对未来蓝图的展望。
西门子在其中起到非常大的作用，主要包括整体工业4.0框架的搭建，包括提出需要什么样的设备和什么样的网络，西门子深深参与其中。7年前西门子收购了一家美国软件公司，这家公司主要做产品的设计和仿真技术，我们主要把收购的软件和西门子现有工业软件融合在一起。此后，我们不断收购了一些其他的软件公司，尽量把他们融合在一起。西门子正式推出“工业4.0”这一概念是在2年前汉诺威的展会上。
今年我们做了更大范围的推广，我们在展台上布置了真实的“工业4.0”工厂流程。在实现“工业4.0”的路途中，有一些是已经实现了。但是这依然是“工业4.0”历程的开始，未来还需要10～20年的发展历程，来实现“工业4.0”的愿景。
西门子愿意进一步加大在这方面的投资，找一些愿意和我们合作的客户，一起来尝试新的技术，共同实现理想。可以说，只有“工业4.0”是实现现代化工业制造的唯一路径，没有其他的方式方案。我们也注意到，我们的竞争对手，也在就这些方面做出一些事情。
CEI：美国GE提出了工业互联网，这一战略与西门子正在实施的“工业4.0”有何差别？
Ralf-Michael Franke：只是名词不同，没有本质的区别。实现能力或许也不同，因为西门子是唯一一个软件硬件都齐全的公司。
CEI：在中国有虚拟制造、智能制造、数字制造等概念，西门子总在谈数字工厂，德国有这些概念吗？西门子在“工业4.0”方面取得了哪些成绩？
Ralf-Michael Franke：我们没有那么多名词，只有数字工厂。我要强调“工业4.0”现在还只是一个愿景，如果有哪家企业告诉你我们工厂当中已经实现了“工业4.0”，大家听到这样的说法一定要小心谨慎。
这个愿景可能要通过今后10年、15年乃至20年的努力才能完全成为现实，但是“工业4.0”的一些构建模块今天已经具备，有一些先行的企业已经部署了“工业4.0”的一些构建模块。比方说西门子工业自动化产品成都生产和研发基地，就已经完全把数字化工厂变成现实展现在大家的面前，而数字化工厂也是未来实现“工业4.0”愿景的重要基础。
CEI： “工业4.0”更加强调协作，这是为什么？
Ralf-Michael Franke：“工业4.0”不仅仅意味着技术的转变、生产过程的转变，同时也意味着整个管理和组织结构的调整。我们必须放弃孤岛式的想法，要为变革做好准备。我们认为任何一个公司或者国家单打独斗都不可能改变全球的制造企业，这就需要我们大家进行协作，各个企业、学科、行业都要进行合作。
今天我们不光要强调员工的生产效率，整个企业在资源和能源利用上也要更加高效。我们今天不仅要提高生产速度，还要缩短产品从创意产生到上市的时间，并满足客户更加复杂的需求。这些挑战使得制造业面临着前所未有的快速变化，在这新的世界当中，过去的方法或秘诀已经不再能够带来持久的竞争优势了。
网络化的生产和数字化的制造正在成为决定成败的关键，对于离散工业和过程工业而言都是如此。所以我们要把现实的制造和虚拟的呈现完美地结合在一起。现实与虚拟生产相融合得益于创新的软件和强大的硬件。产品生命周期软件可以优化整个产品的生命周期，从最初的产品设计、生产规划，一直到生产实施，并最终服务于用户。
大数据、云计算以及物联网这些技术都会用到第四次工业革命当中，但是第四次工业革命的范围又超过了这些技术本身。最终我们会看到制造业的未来有更多长足的进展，可能在接下来的10到20年当中进一步推动“工业4.0”愿景的实现。
CEI：当前实现“工业4.0”面临的最大挑战是什么？
Ralf-Michael Franke：最大的挑战不在于科技，而在于人们设计生产产品的方式，也就是人观念的改变。最关键的是利用新的科技，去训练和培养人怎样从生产设计，到工程实施以及生产实施，到最后服务的整个环节，要他们都能实现一些合作，才能把事情做好。
CEI：德国制造业离“工业4.0”还有多大差距？在德国西门子有示范工厂，如果绝大多数的同类工厂都达到示范工厂的水平，需要多久？
Ralf-Michael Franke：实现“工业4.0”的速度绝对不取决于我们用多少人，而在于持续的投入和创新。需要多久？我想应该是20年，因为示范工厂不只取决于本身，还取决于供应商，需要整个产业链的配合。当然，单纯的复制也是不管用的，不同的企业流程不一样。
西门子已经倾尽所能。不是说20年后我们有多少个数字化工厂，而是20年以后数字化工厂变成标准。在德国数字化工厂拓展得可能更快一些，在德国我们压力很大，人工土地成本都很高，所以我们必须变得更加有效率。
“工业4.0”在中国
CEI：西门子与中国政府有没有可能在这个层面有合作？
Ralf-Michael Franke：这种可能性是完全存在的，我们和中国有关政府部门保持密切沟通。此前工业和信息化部部长参观了我们在德国的安贝格工厂，看到了我们数字化工厂已经从一个理念成为现实。
中国工业已经发展到了一个新阶段，中国制造的产品越来越先进，像高铁、计算机、先进机械、汽车、飞机和宇宙飞船，对于中国的制造业和工业来说一切皆有可能，都有能力去制造。
另外非常重要的一点，在中国我们能够看到全球制造业发展的各个阶段，在中国都在以不同的形式存在。有些制造企业还处在“工业3.0”的阶段，有些企业在向“工业4.0”过度的历程上已经走到了非常前沿的位置。中国要实现自己的“工业4.0”，也需要中国政府有和德国一样相应的战略的推出。
从西门子的角度来说，我们有范围非常广泛的各种各样的产品服务解决方案，能够满足处在工业化不同阶段的需求，从工业化3.0到工业化3.X以及面向未来的各个不同的发展阶段。对于中国和中国的广大客户，西门子是涵盖范围非常广的合作伙伴，可以和中国广大的客户携手同行，共同去实现“工业4.0”的愿景。
CEI：当前信息安全受到前所未有的重视，西门子是如何在“工业4.0”时代保证工业信息安全？
Ralf-Michael Franke：信息安全对于“工业4.0”是非常重要的。西门子在这方面做了很多工作，不只是在工厂设备之间加强了防护，同时在设备与中央处理之间，我们也做了防护。今后我们将进一步加强工业领域安全的防护。所以在通往“工业4.0”的路上持续提高信息安全防护水平是保障我们实现目标的很重要的方面。
信息安全并不是可以作为自动化解决方案当中的一个完全标准化或单点产品，并不是采购过来就能够解决问题的。在工业信息网络当中，每一个参与者都要采取一系列的措施、遵循一系列行为的规则来确保网络连接的安全。
对于每一个客户、每一个装机点来说，都要决定他们需要何种类型的连接或者是通讯，并且去判断在特定的连接通讯模式当中所存在着的对于IT的威胁、对于信息安全的威胁。然后再去找到正确的解决方案，对系统进行正确的设置，制定正确的流程、策略，对于人员进行正确的培训，培养所有网络参与者的正确行为来确保信息安全。
实现工业信息安全，不仅要靠西门子的产品以及解决方案当中的一些组件，同时也要依赖大量的服务，包括一些咨询服务，帮助客户去设定正确的流程、策略，对人员进行培训，从而确保这种工业信息的通信是安全可靠的。
CEI：中国在实现“工业4.0”的路上，西门子能够提供哪些帮助？
Ralf-Michael Franke：140多年前西门子开始在中国的业务。中国一直以来都是西门子最重要也最重视的市场之一。多年来，我们见证并参与了中国工业几乎所有领域的发展。如今，仅西门子工业业务领域，就在中国成立了8个研发中心，18个运营公司和41个销售办事处，设计和制造符合中国制造业市场需求的产品。我们与众多企业建立了深厚友谊和合作伙伴关系。对于西门子来说中国是极其重要的市场，是西门子第二大海外市场。
我们在中国已经拥有近32000名员工，既为中国市场服务，也把先进的产品和解决方案以中国为基地向全球出口。我们在中国设立了76家运营公司，我们在中国各地都得到了欢迎和认可。
一、中职《经济与政治常识》课程中数字多媒体教学的应用现状
多媒体教学技术作为一种全新的先进教学手段，已随着教学改革的不断深入和计算机技术的飞速发展，作为教育现代化的重要手段，在教育中得到了广泛有效的应用。中职学校《经济与政治常识》课程的授课，也越来越多地采用数字多媒体手段，就目前教学中多媒体的应用现状来看，中职学校德育课程中数字多媒体教学存在的问题大于已经取得的成绩，我们主要分为两大类来具体探讨目前的问题：
（一）数字多媒体已经得到广泛应用，但是存在教学效果差的问题
在教学实践中，数字多媒体这样一种辅助手段，占据了主要的位置。教师在课堂上的主导作用逐渐淡化，师生之间缺少十分必要的互动，而且学生的主体作用也弱化了。有师生共同参与的一堂课，其中就不单单只有知识信息的交流，还潜在的有着更为重要的思想情感方面的交流。尤其是《经济与政治常识》课，运用多媒体数字教学的手段，可以使许多难以理解的问题，在多媒体演示中化难为易，使枯燥的东西变得形象生动，更便于理解。但在实际的数字多媒体教学中，部分教师因为害怕漏掉课件上列出的要点，变成了照着课件宣读，而无暇顾及学生的感受和整个课堂的气氛，从而导致授课形式十分呆板，学生很难与教师心灵互动，这无疑削弱了教学的效果，难以达到德育课程既定的教学目的。
同时，因为多数德育课教师年龄偏大，数字多媒体技术掌握不够纯熟，很多老教师甚至是边学边用，由此导致在《经济与政治常识》课教学实践中，如课件制作，影视、音像素材的处理等环节，不少老教师还存在技术层面的问题。而另有一些教师因为平时积累的素材不够，课件制作的过程中只能大量堆砌和照搬教材内容，把多媒体等同于传统的教案和板书。当然也有教师，制作课件时脱离了教学实际，片面追求课件的形式上的美化，导致课件设计忽略了教学最根本的东西，实际教学效果事与愿违。
此外，实际教学中也有因为信息太丰富，也使得教学效果不尽如人意。数字多媒体课程的生动直观优势，使得一节课可以容纳更多的信息量。但教学实践中因为为了赶时间，教师操作课件画面时切换太快，学生根本分不清重点和难点。对理解与接受能力相对较弱的中职生来说，更不容易接纳和理解教学内容，长此以往，会削弱他们对学习的兴趣和信心，产生的效果也值得我们深思。
（二）数字多媒体未能得到广泛应用，趋向应用多媒体但难题较多
相当一部分中职学校的信息技术设备配置仍不足。先进的教学设施，是开展德育课多媒体教学的前提和基础，而现实中，目前部分中职学校教学设备投入存在不足，多功能网络教室、多媒体教室，教师的办公设施若不能及时投入，将会影响多媒体教学的正常开展。其次德育课在许多中职学校没有得到足够重视，而且对德育教师缺乏足够的教学指导，许多教师很难有机会提高自己的多媒体教学能力。所以加强教师培训十分必要，进一步提高多媒体课件制作和运用水平，熟练掌握现代科技手段，通过网络获取最新信息，将其加工、整理、创新，根据自身的教学风格、教学思想和各专业学生的学习特点，制作适合学生实际的多媒体教学课件，再相互之间进行交流学习，提高教学质量。
二、中职《经济与政治常识》的课程特色及应用数字多媒体教学的优势
中职学校德育课程中《经济与政治常识》部分，与培养学生的社会适应能力息息相关，是学生融入经济生活、政治生活的知识基础和重要桥梁。不论是讲理财窍门和消费观念，了解货币、银行和投资，还是讲市场经济、经济制度、分配制度、税收制度和企业，又或者是讲公民权利和义务，讲选举、建议和申诉，都能为我们的日常生活提供帮助。
其课程内容本身的实用性强，既可以为学生将来的生活和事业服务，也利于促进青年为国家建设做贡献。但也因为课程贴近生活，学生对许多内容的熟悉程度高，反而导致教学中学生的注意力难以集中。因此促使《经济与政治常识》课程的教学方法改革与创新刻不容缓。在突出教学内容实用和贴近生活的特色中，革新教学形式，促使课堂教学与社会实践结合；通过改善师与生、教与学的关系，使学生认识到课程本身的重要意义，从而促使学生主动学习、学用结合。
随着信息时代的来临，科学技术的不断发展，现代教学也随之出现新手段，越来越多的教师利用数字多媒体教学。相比于传统的教学模式，数字多媒体教学本身所拥有的一些特点，比如丰富的内容信息、多样化的展现形式、便捷化的传播途径、互动的交流沟通、无限制的时空传播等特点，使得其具有的优势十分明显。实践中我们发现，应用数字多媒体教学具有以下特点：
数字多媒体教学，能够有效提高学生的学习积极性，也为学科教学创造了渗透德育思想的条件。常言道：兴趣是最好的老师。数字多媒体教学中声、光、图、录像和动画的综合运用，可以促使学生对《经济与政治常识》的授课内容更感兴趣，有利于增强学生在视觉、听觉上的注意力，使一些在传统教学手段下难以表达的教学内容，或无法观察到的现象，都能形象、生动而直观地显示出来，从而有效增强《经济与政治常识》课内容的感染力，提高教学质量；有利于促进学生对问题的理解、记忆，提高学生学习《经济与政治常识》课内容的积极性与主动性，实现增强教学效果的目的。
实践中我们还发现，数字多媒体教学，在解决学时矛盾方面体现出很大的优势。由于多媒体课件具有快速投放的特点，可以在短时间播放大量的信息，既节约了老师的板书时间，也可以有效增加课堂教学的信息量，扩充德育理论前沿信息，缓解了教学内容多与教学时间少的矛盾。增加了老师在授课过程中的灵活性和实时性，增大了老师临场发挥的空间，也提升了学生参与课堂交流的积极性与热情。
因数字多媒体教学手段具有高度灵活性，借助这一特性，可用多元化教学方式引导、激发学生积极思考、踊跃发言。同时在课堂讨论中，学生能及时反馈在学习过程中遇到的问题，这有利于老师通过了解到的学生学习进度和思想状况，有针对性地进行研究式教学，制定巩固知识的教案。此外，多元化教学方式也有效地延伸、拓宽了教学时空。通过图像、声音、动画等多种元素来制作教学信息的载体，传播教学信息，能够有效解除时间和空间对教学产生的限制，这对培养学生获取信息、分析信息和处理信息的自主学习能力也十分有效。教师则可以空余出更多的时间和精力，用于了解学生的学习目标、学习兴趣、学习风格、人生观等方面上，从而在教学过程中真正做到因材施教。
三、数字多媒体教学在中职《经济与政治常识》课程中的开发实践
（一）数字多媒体教学和传统教学手段有机结合
我们发现，把数字多媒体辅助教学与传统教学有机结合起来，比如对于那些内容相对抽象和难以理解的概念部分，更多使用多媒体；而对于重点和难点问题，适当进行板书，并辅之以提问讨论、举实例等各种形式，组织课堂教学，对提高课堂教学实效起到了显而易见的促进作用。传统教学相比于数字多媒体教学，还是有其自身的优越性，比如，传统教学模式中，教师在课堂互动交流过程中占主导地位，这对于管理课堂纪律、组织教学过程较为有利。另外，如果能巧妙利用板书，便能有效加深学生对教学内容的理解，解决多媒体课件图文转换过快造成的学生注意力不足的问题。
（二）注意选择好数字多媒体使用的最佳时机
多媒体优势很多，但也要善于利用，才会起到最佳效果。比如使用多媒体导入新课，能够使学生更快的融入课堂。如在讲解社会主义初级阶段的经济制度时，用具体的国有企业中国石化的广告视频导入，再通过提问引导学生。
（三）充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用
以理服人，以情感人，是德育教学的关键。因此教师应认识到，德育课堂的教学不仅是基础知识传授的过程，更是学生积极参与课堂教学、师生情感互动的过程。运用多媒体教学手段进行德育教学，要提高对学生的关注，注意调动学生参与课堂的积极性。从课件制作到课堂演示、操作，再到日常的作业练习，都是一个完整的、系统的过程，不应忽视师生之间的互动交流。
（四）注重积累和开发个性化教学素材
素材的优劣直接影响到教学课件的优劣，优秀的课件，能充分调动学生的学习热情，能对症下药、全方位的实现教学目的，实现预定的教学效果。数字多媒体素材的收集，必须立足教学实际，带有目的性地积累课件中常用的各种视觉和听觉材料，积累用以表达教学思想的各种元素，积累用于说明的图形和图像，积累用于喧染气氛的音响和特效等教学素材。充分挖掘教材内容，对教材图文进行再利用，将现有教辅影音光盘中的知识点素材重新分类、组合、归纳、整理，从各类公共的音像节目和影视资料中选取并重新编辑，从网上下载可以用于教学过程的图片、文本、音频、视频等素材，加以开发制作出个性化的多媒体教学素材。
综上所述，在《经济与政治常识》课教学中，恰当的运用数字多媒体教学手段，既可以提高学生的学习兴趣，较好的实现教师的教学意图，也为教师减轻一定程度的备课压力，起到事半功倍的效果。因此教师加强学习现代教育技术理论与操作技能，更新教学理念，适应时展的需求，则显得极为重要。必须不断探索数字多媒体教学的教学艺术，使新的技术手段更好地为日常教学服务。
参考文献：
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关键词： 国际化；数字；场馆；工程
Key words: internationalization；digital；venues；engineering
中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）21-0106-02
0 引言
西安是举世闻名的世界四大文明古都之一，居中国古都之首，有着“天然历史博物馆”的美誉。当今的西安是中国中西部地区最大最重要的科研、高等教育、国防科技工业和高新技术产业基地。2009年国家颁布的《关中-天水经济区发展规划》中西安被列为继北京、上海之后，我国第三个“国际化大都市”。在这一背景下，西安将会在周边兴建和改扩建一批现代化的体育场馆设施以便服务于社会，同时宣传健康的理念。数字化的场馆设施的建设应当是首选，因为数字化建设在体育场馆的新、改建及日常经营中具有不可替代的重要性。具有良好的数字化设施的体育场馆，不仅能够更有效地满足各种比赛的要求，创造良好的互动交流环境，还能拓展健身服务市场，有效地提升体育产业的形象，保障体育产业的健康、持续发展。
1 数字场馆概念
目前对被处理的对象、事物或问题的信息进行数字量化的过程，称为数字化。数字化的目的是使用数字电子计算机和数字网络，快速进行信息的处理，提高工作效率。数字化是信息化的高级表现形式。“数字场馆”就是用数字化的手段，借助于信息高速公路，最大限度地利用信息资源，变革场馆传统管理方式，实现场馆内部业务流程自动化、场馆管理智能化、服务人性化的全新体育场馆设施。数字场馆的基础在场馆内部各种业务均实现数字化，其核心就是要重视信息技术和体育场馆产业的结合，通过场馆数字化建设，促进场馆向城市公共活动中心转变，改善内部管理，提高服务水平，增强社会竞争力，吸引更多的群众加入全民健身的洪流中来。数字场馆是今后体育场馆建设和发展的大趋势，必将影响今后体育场馆建设和发展的思路。
2 数字场馆建设的必要性
2.1 “国际化大都市”对数字场馆建设提出要求 随着国家颁布的《关中-天水经济区发展规划》以及陕西省政府制定的《西安国际化大都市发展计划2009-2020》的进一步实施，在通讯、电子商务系统、全民健身信息平台、社会综合服务系统等多个方面提出了建设要求。体育场馆作为城市形象及对承接国际性比赛的重要场所其地位非常重要。因此，建设“数字场馆”等一批高水平的体育场馆设施是大西安计划的重要内容之一。
2.2 “全民健身”呼唤数字场馆 目前，包括中国在内的一批新兴发展中国家都面临着生活方式导致的健康问题的挑战，已经引起政府的高度重视。从上世纪90年代中期开始推行“全民健身行动计划”，取得了举世瞩目的成就。随着西安大批体育场馆和全民健身设施的兴建，西安市民全民健身的硬件基础和群众参与健身的积极性会有很大改观。当群众的健身热情被调动起来的时候，完善的信息服务必须跟上。这不但可以促进人们的热情，而且有利于场馆资源、利用的最大化。在这方面，信息技术可以大显身手。计算机网络、多媒体技术可以把丰富多彩的健身资讯和场所信息随时传递到人们面前，而且可以各取所需。这样，人们的意识增强了，才会把健身付诸行动。
2.3 新时代的体育场馆要求实现数字化 西安体育场馆资源丰富，目前拥有各种类型的体育场馆设施，近500余家，为迎合国际化大都市的发展，将会兴建大批高水平的国际级体育场馆。体育场馆面对激烈的市场竞争，如何最大可能地吸引健身人群进入体育场馆进行锻炼成为了场馆管理者关心的问题。通过应用了各种数字系统的数字场馆能够较好地解决这个问题，比赛、管理、健身方面的信息自动处理、，提高了工作效率，提升了场馆的形象。
