论文工业4.0和我国工业能源消耗分析，本文是关于工业相关大学毕业论文范文与能源和消耗和工业方面论文例文.
摘 要：“工业4.0”时代,工人在生产过程中的重复性、标准性工作将逐渐由机器人替代,工业能耗将会受到更多重视.合理分配能源资源、降低能耗,可控制生产成本、增加利润.提高生产效率和能源利用效率,是我国经济“新常态"下的迫切需求,需要从政府、企业、社会多方面协调.工业企业节能降耗,可从技术和管理两个方面采取措施.
关键词：“工业4.0”；工业能耗；节能产业制约因素；节能措施
一、“工业4.0”与“中国制造2025”
(一)工业革命的发展历程
以18世纪蒸汽机诞生为标志,拉开了第一次工业革命的序幕.19世纪到20世纪初期,随着消费者对产品需求的增加,电力驱动时代到来,形成了以电力为主的第二次工业革命.20世纪中后期,自动化技术、电子信息技术的广泛应用,产品质量、设备的可靠性和寿命得到提高,在工业2.0的基础上,诞生了以自动化、电子技术为代表的第三次工业革命.
如今,社会正迈入以CPS（CyberPhysicalSystem,信息物理系统）为主导的智能化生产时代,通过虚拟网络与实体设备结合,利用“互联网＋”、先进制造技术、大数据,形成一个智能化的生产和销售系统.智能生产时代的到来,称为“第四次工业革命”,即“工业4.0”.
（二）“工业4.0”与“中国制造2025”
“工业4.0”的概念,是德国联邦教研部与联邦经济技术部于2013年汉诺威工业博览会上提出的,它描绘了制造业的未来,是德国政府确定的面向2020年的国家战略.
2015年,我国也提出了“中国制造2025”国家战略：打造制造业创新中心、智能制造工程、工业强基工程、绿色制造工程、高端装备创新工程[5]五大工程.“中国制造2025”对接“工业4.0”,对我国制造业意义深远
二、“工业4.0”与工业能耗的关系
（一）“工业4.0”有助于降低能耗,提高生产效率
“工业4.0”的本质是实现“智能工厂”.CPS系统将软件、工业物联网、大数据、MES系统、ERP、云计算集成起来,硬件上融合机器视觉、PLC、RFID、工业机器人、数据交换器、自动化设备、数控机床等,建立一种高度零灵活的生产制造模式.
“工业4.0”智能生产通过实时监测系统,监视自动化设备能耗情况、各设备单元用能情况、投入－产出比例；通过专家系统反馈生产设备最佳状态点,能耗合理,有助于提高生产效率,优化能源消耗状态.
（二）“工业4.0”有助于工业能耗合理分配
“工业4.0”的核心是动态配置的生产方式.从事智能生产的机器人,通过网络实时接受各种信息,包括不同车间的能耗信息；CPS系统根据能耗情况,自助切换生产方式和最佳调配方式,实现资源最佳配置.当某一车间能耗较大时,CPS可以通过智能决策系统合理调配能源,甚至生产工艺.
未来的“工业4.0”智慧工厂中,装配线将实现模块化生产,如果生产出现“瓶颈”时,通过智能调度调节生产线平衡.因此,“工业4.0”能够促进生产设备的高效运转,合理分配能耗,促进企业能源消耗处于一种动态平衡状况.
（三）“工业4.0”有助于工业能耗结构优化
“工业4.0”将会促进工业能耗结构优化,以煤炭为主,污染较大的行业,如冶炼、石化等将采用电能、太阳能等能源.“工业4.0”大大推进工业化进程,促进我国制造工业产业升级,参与国际竞争.我国制造企业转型升级、生产方式的转变,将会逐步淘汰落后能源,能源消耗结构不断优化,能源利用更加合理、高效.
三、我国工业经济现状与节能产业制约因素分析
(一)我国工业经济现状
1.工业迅猛发展,但也存在不少问题
在建国之初,我国的工业基础极其薄弱,因此工业的发展一直处于探索阶段.改革开放以后,我国经济一跃成世界第二大经济体,工业发展受到极大鼓舞.在当前社会环境下,我国工业经济的发展还很不完善,仍属于传统的经济发展模式.
不可否认,粗放型的发展模式对中国工业发展起到了很大的促进作用,但该模式下对资源的大肆开采、对生态环境的破坏和对环境的破坏,阻碍了我国经济的长久持续发展.因而,走可持续性发展道路,加快工业转型是我国工业发展的必然选择.
2.地域不平衡现象严重
（1）工业经济规模总量分布不平衡.东部经济总量占全国总量的68%,而中部和西部分别占20%和12%；“长三角”“珠三角”以及环渤海地区的工业经济总量,分别占26%,26%、12%.经济呈现严重的地域不平衡.
（2）工业的税收与税负不平衡.仅仅就增值税来说,东部地区工业的应缴增值税占全部应缴增值税的60%,中部地区占24%,西部地区占16%.但东部地区应缴增值税占销售总量的3.07%,而中部和西部分别占比4.5%和4.8%.由此可看出,中部地区和西部地区的税负较重,过于沉重的税负会影响中西部地区工业的发展.
（3）工业企业的区域经济效益不平衡.中西部地区的工业企业中,国有企业、重工业占比比西部地区大.体制不畅、机制不灵活,也影响了中西部地区工业的发展.
(二)我国节能产业的制约因素
1.节能政策规划凌乱,融资渠道少,市场化程度低
目前,节能产业管理部门属于多头管理,体制复杂,产业发展定位并不清晰,甚至各部门之间的管理政策出现矛盾；节能政策和产业规划缺乏前瞻性,难以真正落实；节能产业市场化程度低、融资困难.由于是以政府投资为主,因此企业过度依赖政府政策和资金,造成企业竞争能力不强.
2.科技创新能力弱
近年来,我国节能技术虽然得到了快速发展,但与世界先进水平相比仍存在较大差距.据统计,美国政府每年用于节能技术研发的费用超过30亿美元,其节能环保产业研发成果转化率高达70%,处于世界领先地位.日本将节能环保技术、电子技术、汽车技术列为三大先进技术.
3.节能工业技术水平低,缺乏关键重要和通用技术
虽然我国取得了一部分自主知识产权技术,但是离世界先进水平仍有不少差距,节能工业技术水平低,缺乏对行业发展至关重要的关键和通用技术.行业核心竞争力较低,企业数量少,企业风险较小,低端传统产品大于大企业.因此,行业整体水平和质量的提高空间还很大,迫切需要技术产品的同质化来解决这一问题.
四、我国工业能源消耗状况与能源结构特点
(一)行业能源消耗状况
我国人口众多,能源消耗量巨大.随着国家节能减排措施不断推出,以及“工业4.0”“中国制造2025”逐渐落地,近几年能源消耗稳中有升.根据《中国统计年鉴》2016年的统计数据,可得出2013－2015年各行业的能耗状况,具体如图1所示.
1.经济增长与能源消耗存在正相关关系
由图1可知,2013－2015年期间,我国能源消耗总量不断提高.其中,2013－2014年能源消耗总量上涨了2%,而2014－2015年的涨幅为0.9%.这从侧面印证了随着经济增长速度放缓,能耗总量增长也逐渐变缓,说明经济增长与能源消耗存在正相关关系.
2.机械制造行业注重能源消耗并取得了一定成效虽然我国能耗总量2014－2015年有所上升,但机械制造业的能耗总量却降低了.反映出作为能耗大户的机械制造行业已开始注重能源消耗问题,从技术、管理、政策等多方面开展节能减排行动,取得了一定成效.随着“工业4.0”的不断推进,制造业升级改造,制造业生产效率的提升,将会推进企业能耗总体呈下降趋势.
(二)能源结构特点
1.不同能源消耗情况
2011－2015年不同能源消耗情况,如图2所示.
2.能源结构特点
从图2可看出,目前我国消耗的主要能源仍为煤炭,占比为60%以上.其次是石油消耗,相对较稳定.增长较快的是天然气消耗和电力消耗,说明天然气和电力消耗仍有较大的增长空间.
由于我国能源结构调整速度较为缓慢,仍以煤炭为主,因此需要采取多重环保措施和政策,提高能源使用效率,优化能源消耗结构,降低以煤炭为主的能源消耗结构.
五、工业企业节能措施
节能不是减少能源消耗,而是提高能源利用效率,也是我国经济“新常态”下的迫切需求,需要从政府、企业、社会多方面协调.可从技术和管理两个方面采取措施.
(一)技术节能
1.技术节能的概念
技术节能是从技术角度开展节能.如通过能源信息系统、专家系统,查询能源消耗状况,重点对高能耗设备进行技术改造,采用新型节能设备、淘汰落后工艺、优化工艺步骤.
2.技术节能的措施
在节能材料选择上,充分运用超导材料、耐高温、耐高压、耐腐蚀、保温等节能材料.
在利用先进制造技术上,机器人控制、信息技术、使用高效能源等方式,以及集约化用能,协调供电、供水系统综合运用,将“工业4.0”的CPS系统和企业能源信息管理系统结合起来,从能源消耗、能源监控、制造生产、销售等全生命周期的整体角度,考虑实现节能降耗、提高生产效率.
(二)管理节能
1.管理节能的概念
管理节能是从建立节能管理机构、完善节能制度,科学制造企业能源消耗计划开始.另外,还需要用活、用好现行能源政策.
2.管理节能的措施
（1）遵照政府颁布的节能法规和措施,工业企业应结合自身情况,积极申报政府部门的节能重点项目,争取政府资金支持企业节能.
（2）建立健全保障制度,抓好企业流程优化,制定专项方案,整改高能耗部门和车间.
（3）推行全员节能减排,将节能减排融入日常工作管理和成本管理中,层层落实责任,将能耗优化深入到整个企业.
（4）建立科学奖惩机制,开展以降耗为主题的合理化改善和建议活动,表彰节能优秀员工,使企业生产制造和节能减排、成本控制融入一体,形成系统工程,达到节能减排的目的.
六、结论
在“工业4.0”时代,工人在生产过程中的重复性、标准性工作,将逐渐由机器人所替代,工业能耗将会受到更多重视.合理分配能源资源、降低能耗,可以控制生产成本、提高利润.通过分析“工业4.0”战略对工业能耗的影响和作用,以及我国工业能耗状态和结构特点,提出从技术节能和管理节能多种手段,实现节能降耗,可为工业企业节能减排提供借鉴.
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参考文献：
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