新一輪工業(yè)革命來臨：工業(yè)4.0

工業(yè)1.0、2.0、3.0、4.0是什么？

工業(yè)4.0提出的背景

   2013年德國(guó)在分析本國(guó)機(jī)械產(chǎn)品對(duì)外出口數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)過去5-6年的時(shí)間內(nèi)這一數(shù)據(jù)沒有增長(zhǎng)，一方面來自最大的發(fā)展中國(guó)家——中國(guó)工業(yè)化過程已經(jīng)基本結(jié)束；另一方面，德國(guó)產(chǎn)品的使用壽命周期長(zhǎng)，一旦賣出很長(zhǎng)時(shí)間都不會(huì)更換。在這樣的背景下，德國(guó)需要尋求制造業(yè)的突破不能繼續(xù)圍繞把產(chǎn)品做好一個(gè)目標(biāo)，于是提出了工業(yè)4.0，即產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要為客戶提供更多的價(jià)值，其內(nèi)容主要針對(duì)信息與制造。

“工業(yè)4.0”是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)——信息物理系統(tǒng)相結(jié)合的手段，實(shí)現(xiàn)新的制造方式。信息物理系統(tǒng)是指通過傳感網(wǎng)緊密聯(lián)系物理世界，感知客戶真實(shí)的效用，將網(wǎng)絡(luò)空間的高級(jí)計(jì)算能力有效地應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界中，從而在生產(chǎn)制造過程中，設(shè)計(jì)、開發(fā)、工程、規(guī)劃、制造、運(yùn)營(yíng)和物流流程中實(shí)施最高標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)的左右數(shù)據(jù)通過傳感器采集進(jìn)行分析，以達(dá)到動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)優(yōu)化的、自我組織的價(jià)值鏈，并形成可以自律操作的智能生產(chǎn)和服務(wù)系統(tǒng)。

   作為虛擬網(wǎng)絡(luò)——實(shí)體系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem,簡(jiǎn)稱CPS）融合的主要思想，早在2006年美國(guó)就提出來了。2013年12月12日，美國(guó)白宮召開了第一次CPS成員會(huì)議，討論的內(nèi)容跟德國(guó)的工業(yè)4.0幾乎是一樣的，但應(yīng)用領(lǐng)域包括能源、健康服務(wù)、航空、天然火災(zāi)等級(jí)。美國(guó)以CPS為概念的先進(jìn)制造一直在持續(xù)。以通用電氣為代表的工業(yè)大數(shù)據(jù)計(jì)劃已經(jīng)啟動(dòng)，通用電氣與亞馬遜、埃森哲及威睿等企業(yè)共同合作，投資數(shù)十億美元，致力于工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)浪潮。其目的是將航空、電力、采油、醫(yī)療器械等命脈行業(yè)通過傳感器同互聯(lián)網(wǎng)連接，經(jīng)云計(jì)算平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析，來控制調(diào)節(jié)工業(yè)機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及維護(hù)，提高機(jī)器效率，節(jié)省使用維護(hù)成本等。

工業(yè)4.0顛覆什么

   工業(yè)1.0即機(jī)械化時(shí)代，那次工業(yè)革命是基于對(duì)人力解放的需求。發(fā)生在18世紀(jì)末，主要特征是以蒸汽機(jī)為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，使經(jīng)濟(jì)從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到以機(jī)械制造為基礎(chǔ)的發(fā)展模式，人類開始以機(jī)械設(shè)備代替手工作業(yè)；工業(yè)2.0即流水線時(shí)代，發(fā)生在19世紀(jì)初，以電力推動(dòng)的規(guī)模化生產(chǎn)，通過零配件和裝配線成功分離而實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，代表企業(yè)是福特汽車，其基于在商品經(jīng)濟(jì)日趨繁榮的環(huán)境下大規(guī)模生產(chǎn)對(duì)效率的需求；工業(yè)3.0即工業(yè)自動(dòng)化時(shí)代，是以電子與信息技術(shù)結(jié)合為標(biāo)志，使工業(yè)生產(chǎn)高度自動(dòng)化，這次以美國(guó)硅谷主導(dǎo)的工業(yè)革命解決的是對(duì)制造精度的需求；工業(yè)4.0即智能化時(shí)代，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，機(jī)械化與信息化深度融合，讓信息變得更有價(jià)值，通過數(shù)據(jù)優(yōu)化和高效的執(zhí)行系統(tǒng)為產(chǎn)品創(chuàng)造更加接近用戶需求的價(jià)值，即實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造的需求。

   每一次工業(yè)革命都是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)的顛覆，工業(yè)4.0是技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，需要思維模式與商業(yè)模式的轉(zhuǎn)型。以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析為技術(shù)基礎(chǔ)、以軟件為載體，實(shí)現(xiàn)管理經(jīng)驗(yàn)的軟件化。利用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析，提前預(yù)知客戶需求，創(chuàng)造新的商業(yè)價(jià)值?！肮I(yè)4.0”項(xiàng)目主要分為兩大主題：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)，即將工藝流程數(shù)字化；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，將人的真實(shí)需求、效用通過數(shù)字化反饋到產(chǎn)品與服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。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。智能化工廠將是一個(gè)自我比較、自我重復(fù)、自我優(yōu)化的過程?，F(xiàn)在工廠追求的是品質(zhì)和性能，未來工廠追求的是效率和效用。

    對(duì)于工業(yè)企業(yè)，未來的競(jìng)爭(zhēng)是在看不到的市場(chǎng)上：服務(wù)——?jiǎng)?chuàng)新思維模式。美國(guó)辛辛那提教授李杰提出了“煎蛋理論”，工業(yè)企業(yè)核心產(chǎn)品和價(jià)值創(chuàng)造的關(guān)系猶如蛋黃、蛋白的關(guān)系。核心產(chǎn)品是蛋黃、價(jià)值創(chuàng)造是蛋白，蛋白是相對(duì)蛋黃的多維延伸。不是數(shù)據(jù)的堆砌處理、也不是傳統(tǒng)的商業(yè)模式。需要在以下三個(gè)方面重新建立體系：⑴建立更全面的生產(chǎn)關(guān)系、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；⑵更廣泛的數(shù)據(jù)；⑶專業(yè)人才體系與先進(jìn)的技術(shù)；

    工業(yè)4.0本質(zhì)上是思維模式與商業(yè)模式的轉(zhuǎn)型。過去，運(yùn)營(yíng)企業(yè)和制造企業(yè)是買賣關(guān)系，現(xiàn)在要轉(zhuǎn)為戰(zhàn)略同盟，從設(shè)備買賣過渡到能力買賣，即價(jià)值導(dǎo)向的解決方案：改變自己的商業(yè)模式來滿足客戶的具體要求與未來的未知需求。背后的邏輯是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的分析，提前預(yù)知客戶的需求。

中國(guó)制造2025戰(zhàn)略

 “中國(guó)制造2025”提出了我國(guó)制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)三個(gè)十年的“三步走”戰(zhàn)略，是第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)?！爸袊?guó)制造2025”應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，立足我國(guó)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式實(shí)際需要，圍繞創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展、人才為本等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以及先進(jìn)制造、高端裝備等重點(diǎn)領(lǐng)域，提出了加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提升增效的重大戰(zhàn)略任務(wù)和重大政策舉措，力爭(zhēng)到2025年從制造大國(guó)邁入制造強(qiáng)國(guó)行列。

 智能制造被定位為中國(guó)制造的主攻方向。加快機(jī)械、航空、船舶、汽車、輕工、紡織、食品、電子等行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的智能化改造，提高精準(zhǔn)制造、敏捷制造能力。統(tǒng)籌布局和推動(dòng)智能交通工具、智能工程機(jī)械、服務(wù)機(jī)器人、智能家電、智能照明電器、可穿戴設(shè)備等產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

工業(yè)4.0資料整理自《物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)》