編者按：工業(yè)4.0是德國(guó)針對(duì)自身特點(diǎn)推出的超越計(jì)劃。他們不走美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的路徑，而是根據(jù)自身在制造研發(fā)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，力圖實(shí)現(xiàn)彎道超車。
德國(guó)為什么要提出工業(yè)4.0，背后的推動(dòng)力是什么?
工業(yè)4.0戰(zhàn)略的次提出是在2013年的德國(guó)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)。此后，工業(yè)4.0概念逐漸引人注目。
之所以被稱為工業(yè)4.0，主要相對(duì)于前三次工業(yè)革命而言：工業(yè)1.0指的是18世紀(jì)開始的次工業(yè)革命，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械生產(chǎn)代替手工勞動(dòng);第二次工業(yè)革命始于20世紀(jì)初，依靠生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn);工業(yè)3.0則為現(xiàn)代人所熟悉，指的是20世紀(jì)70年代后，依靠電子系統(tǒng)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。
過去20年來，美國(guó)引領(lǐng)的互聯(lián)網(wǎng)革命深深改變了人類的生活方式，其他紛紛仿效。有分析認(rèn)為，為了與工業(yè)3.0時(shí)代的集大成者美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)，德國(guó)迫切希望阻止信息技術(shù)對(duì)制造業(yè)的支配，進(jìn)而引領(lǐng)新一輪工業(yè)革命，成為新游戲規(guī)則的制定者。
德國(guó)有著和美國(guó)不一樣的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：制造業(yè)。無論是質(zhì)量還是技術(shù)，德國(guó)制造在全范圍都是優(yōu)秀的代名詞。德國(guó)70%左右的制造業(yè)產(chǎn)品都用于出口到各地。也正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，在近幾年的經(jīng)濟(jì)危機(jī)中，德國(guó)經(jīng)濟(jì)才能保持強(qiáng)勁的穩(wěn)定性，和美國(guó)、歐洲其他形成了鮮明對(duì)比。
“與美國(guó)相比，德國(guó)有一點(diǎn)不同，德國(guó)擁有強(qiáng)大的制造業(yè)，它從另一個(gè)基礎(chǔ)開始起步。”德國(guó)聯(lián)邦外貿(mào)與投資署駐華代表韓佩德表示，德國(guó)現(xiàn)在的目標(biāo)是把傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型成電子型制造業(yè)，并在制造業(yè)中加入新的服務(wù)，純粹是靠制造業(yè)推動(dòng)。“我們的支柱產(chǎn)業(yè)，在我看來，就是制造業(yè)。”他補(bǔ)充說。
在這一背景下，結(jié)合傳統(tǒng)的制造業(yè)優(yōu)勢(shì)，德國(guó)終在層面推出了工業(yè)4.0戰(zhàn)略，并由總理默克爾出面背書。工業(yè)4.0概念的提出者、德國(guó)工程院院長(zhǎng)孔翰寧(HenNIngKagermann)表示，工業(yè)4.0為德國(guó)提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，進(jìn)一步鞏固其作為生產(chǎn)制造基地、生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商和IT業(yè)務(wù)解決方案供應(yīng)商的地位。
從某種意義上說，工業(yè)4.0是德國(guó)針對(duì)自身特點(diǎn)推出的超越計(jì)劃。他們不走美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)的路徑，而是根據(jù)自身在制造研發(fā)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，力圖實(shí)現(xiàn)彎道超車。
有著濃厚德國(guó)特色的工業(yè)4.0其實(shí)是個(gè)龐大工程。根據(jù)德國(guó)工業(yè)巨頭西門子公司官網(wǎng)的介紹，工業(yè)4.0的核心是智能制造，通過嵌入式的處理器、存儲(chǔ)器、傳感器和通信模塊，把設(shè)備、產(chǎn)品、原材料、軟件聯(lián)系在一起，使得產(chǎn)品和不同的生產(chǎn)設(shè)備能夠互聯(lián)互通并交換命令。
換句話說，未來工廠能夠自行優(yōu)化并控制生產(chǎn)過程。而根據(jù)業(yè)界進(jìn)一步的設(shè)想，除了產(chǎn)品和機(jī)器的互聯(lián)外，工業(yè)4.0還將在未來實(shí)現(xiàn)工廠、消費(fèi)者、產(chǎn)品、信息數(shù)據(jù)的互聯(lián)，終實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，從而重構(gòu)整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)方式。從德國(guó)的制造業(yè)基礎(chǔ)來說，很多條件已經(jīng)具備，缺得就是如何實(shí)現(xiàn)智慧聯(lián)接。
“工業(yè)4.0”項(xiàng)目主要分為三大主題：
一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn);
二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計(jì)劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時(shí)也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者;
三是“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。
德國(guó)工業(yè)4.0可以概括為：
一個(gè)核心：互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)，將信息物理融合系統(tǒng)(CPS)廣泛深入地應(yīng)用于制造業(yè)，構(gòu)建智能工廠、實(shí)現(xiàn)智能制造。
兩個(gè)重點(diǎn)：的供應(yīng)商策略，成為“智能生產(chǎn)”設(shè)備的主要供應(yīng)者;主導(dǎo)的市場(chǎng)策略，設(shè)計(jì)并實(shí)施一套全面的知識(shí)和技術(shù)轉(zhuǎn)化方案，引領(lǐng)市場(chǎng)發(fā)展。
三大集成：企業(yè)內(nèi)部靈活且可重新組合的縱向集成，企業(yè)之間價(jià)值鏈的橫向集成，全社會(huì)價(jià)值鏈的端到端工程數(shù)字化集成。
四個(gè)特征：生產(chǎn)可調(diào)節(jié)，可自我調(diào)節(jié)以應(yīng)對(duì)不同形勢(shì);產(chǎn)品可識(shí)別，可以在任何時(shí)候把產(chǎn)品分辨出來;需求可變通，可以根據(jù)臨時(shí)的需求變化而改變?cè)O(shè)計(jì)、構(gòu)造、計(jì)劃、生產(chǎn)和運(yùn)作，并且仍有獲利空間;四是過程可監(jiān)測(cè)，可以實(shí)時(shí)針對(duì)商業(yè)模式全過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。六項(xiàng)措施：實(shí)現(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和開放標(biāo)準(zhǔn)的參考體系;建立復(fù)雜模型管理系統(tǒng);建立一套綜合的工業(yè)寬帶基礎(chǔ)設(shè)施;建立安全保障機(jī)制和規(guī)章制度;創(chuàng)新工作組織和設(shè)計(jì)方式;加強(qiáng)培訓(xùn)和持續(xù)職業(yè)教育。
關(guān)于工業(yè)4.0的四個(gè)神話
1、數(shù)字化工廠
位于硅谷的思科公司是一家基礎(chǔ)設(shè)施的公司，在它的總部，你可以在大屏幕上看見思科分布于全的工廠，點(diǎn)擊一個(gè)工廠的圖標(biāo)，就可以看見工廠的具體情況，發(fā)現(xiàn)工廠遇到的問題;工廠里的工人佩戴增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，如果機(jī)器有問題，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡可以提示工人如何修理;遠(yuǎn)程儀表盤可讓一切都視覺化。
未來的工廠里幾乎看不到工人，都由機(jī)器手臂進(jìn)行操作，兩年前大的機(jī)器人制造商之一的KUKA公司推出了一款只有24公斤重的輕型機(jī)器人LBR IIWA R 800，體重輕意味著靈活，可以隨時(shí)移動(dòng)，身體帶有傳感器，遇到障礙物時(shí)還可以停下來，不會(huì)對(duì)人類造成傷害。
2、數(shù)字化制造
增材制造就是一種數(shù)字化制造，更具體地說就是3D打油4D打印制造。3D打印有很多好處，它可以制造出很多傳統(tǒng)工藝制造不出的復(fù)雜部件;相對(duì)于鍛造，它的冷卻效果更佳，因而可以提高效率，縮短投放市場(chǎng)的時(shí)間;內(nèi)部的蜂窩結(jié)構(gòu)，使得3D打印產(chǎn)品的重量更輕;還能減少組裝元件的數(shù)量。
在Gartner曲線上，3D打印在B2B領(lǐng)域已經(jīng)是比較可行的技術(shù)，但目前還比較小眾，航天、奢侈品、醫(yī)療等高端制造業(yè)已經(jīng)開始使用3D打櫻
制造業(yè)大的成本在于模具成本，汽車廠如果要生產(chǎn)一款新車，必須先制作一批新的車身、引擎蓋等模具，耗資不菲，需要賣出一定數(shù)量的車才能掙回模具成本，模具成本收回以后，汽車賣得越多，收益越多，這就是規(guī)模經(jīng)濟(jì)。3D打印對(duì)規(guī)模經(jīng)濟(jì)要求不高，它的主要成本在于工藝成本和材料成本，其材料成本大約是普通制造材料成本的4倍至100倍。如果生產(chǎn)量低于某個(gè)點(diǎn)，3D打印更合適;而如果產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于某個(gè)點(diǎn)，傳統(tǒng)制造業(yè)則更有效。
3、數(shù)字化配送
以前，在每年忙亂的圣誕季，亞馬遜在商品配送方面總會(huì)出岔子，2012年，亞馬遜收購(gòu)了位于美國(guó)東海岸的Kiva系統(tǒng)公司，2014年，亞馬遜將這種系統(tǒng)在其美國(guó)所有配送中心推廣開來。
Kiva系統(tǒng)是一種外形像冰球的機(jī)器人，會(huì)掃描地上條碼前進(jìn)，能根據(jù)無線指令的訂單將貨物所在的貨架從倉(cāng)庫搬運(yùn)至員工處理區(qū)，這樣工作人員每小時(shí)可挑揀、掃描300件商品，效率是之前的三倍，并且Kiva機(jī)器人準(zhǔn)確率達(dá)到了99.99%。它有三大好處，先，減少人力浪費(fèi)，員工無需在倉(cāng)庫中四處走動(dòng);其次，用傳送帶取代傳統(tǒng)的運(yùn)輸裝置;第三，有助于更快擴(kuò)展升級(jí)。
亞馬遜正在做的一件事是無人機(jī)快遞服務(wù)(Amazon Prime Air)。當(dāng)倉(cāng)庫員工將商品裝入一個(gè)類似午餐盒的黃色箱子后，便由傳送帶及機(jī)械手臂自動(dòng)裝載于無人機(jī)上，通過平板電腦即可控制無人機(jī)，無人機(jī)從倉(cāng)庫起飛，在客戶家門口著陸后卸下貨物。
4、數(shù)字化商業(yè)模式
紐約曼哈頓有一家名叫Shapeways的3D打印公司，采用的是一種全新的商業(yè)模式。如果你想給自己的朋友送一件禮品，例如袖扣或小茶幾，你可以自行設(shè)計(jì)，然后把設(shè)計(jì)方案發(fā)送給該公司，Shapeways把設(shè)計(jì)打印出來，快遞給你的朋友。當(dāng)然，這樣的禮品價(jià)格不菲，因此你可以把自己的設(shè)計(jì)上傳到Shapeways的網(wǎng)站上，如果有人覺得好，就可以直接下單打印，利潤(rùn)由Shapeways和設(shè)計(jì)者分成。
對(duì)的啟示：積極迎接智能經(jīng)濟(jì)新時(shí)代
《制造2025》頒布10個(gè)月后，工信部正在抓緊編制與其配套的11個(gè)規(guī)劃，謀劃未來三到五年的工作，將其作為構(gòu)建產(chǎn)業(yè)新體系的核心抓手。這是工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩21日在發(fā)展高層論壇上透露的內(nèi)容。同日，李克強(qiáng)會(huì)見德國(guó)總統(tǒng)高克表示，推進(jìn)“制造2025”與德國(guó)“工業(yè)4.0”對(duì)接。發(fā)改委主任徐紹史接受采訪時(shí)也表示，國(guó)際社會(huì)都在關(guān)注工業(yè)4.0，經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇寄希望于科技革命。
繼3月20日-24日德國(guó)總統(tǒng)高克對(duì)進(jìn)行國(guó)事訪問之后，駐德國(guó)大使史明德接受媒體采訪時(shí)表示，預(yù)計(jì)今年年中，默克爾總理將要來主持第四次中德政府磋商，9月份還要來參加G20峰會(huì)。而在華舉行的第四輪中德政府磋商，重點(diǎn)將就德國(guó)工業(yè)4 .0和制造2025進(jìn)行戰(zhàn)略對(duì)接。
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