第四次工業革命：未來工廠生產可單件設計盈利

編者按作為中國制造業未來10年的頂層規劃和路線圖，“中國制造2025”的基本思路是，借助兩個IT的結合(Industry Technology & Information Technology，工業技術和信息技術)，改變中國制造業現狀，令中國到2025年躋身現代工業強國之列。其中，借鑒德國版工業4.0計劃，也是“中國制造2025”的既定方略。追根溯源，早報記者遍訪德國工業界，本周推出“德國工業4.0”系列報道。以下是本組稿件的開篇，獨家對話《德國工業4.0戰略計劃實施建議》的兩位起草者——德國信息技術、通信、新媒體協會工業4.0部部長東斯特和德國機械設備制造業聯合會(VDMA)工業4.0部門負責人雷曼。未來的工廠會是什么樣的?讓我們試著在腦中勾勒出這樣的畫面：工廠里，人、機器和資源如同在社交網絡里一樣溝通協作。產品能理解制造的細節以及自己將被如何使用。同時，它們能協助生產過程，回答諸如“我是什么時候被制造的”、“哪組參數應該被用來處理我”、“我應該被傳送到哪”等問題。工廠擁有智能移動、智能物流和智能系統網絡，從生產到最后的產品回收服務，都能實時監控。可以說，未來，一切都是智能的。這正是工業4.0描繪的工業愿景。“工業4.0”概念源于2011年漢諾威工業博覽會，最初想法只是通過物聯網等媒介來提高德國制造業水平。2013年漢諾威工業博覽會上，由“產官學”組成的德國“工業4.0工作組”發表了題為《德國工業4.0戰略計劃實施建議》(以下簡稱《建議》)，稱物聯網和制造業服務化宣告著第四次工業革命到來。《建議》的主要編寫者是德國信息技術、通信、新媒體協會(BITKOM)、德國機械設備制造業聯合會(VDMA)、德國電氣和電子工業聯合會(ZVEI)。早報記者專訪了《建議》的兩位起草者。工業4.0：虛實融合，是網絡化生產作為制造業強國，德國提出工業4.0的初衷是什么?德國信息技術、通信、新媒體協會工業4.0部部長東斯特(Wolfgang Dorst)對早報記者說，這是因為在制造工程領域，全球競爭愈演愈烈，德國不是惟一已經認識到要在制造行業引入物聯網和服務的國家，“不僅僅亞洲對德國工業構成競爭威脅，美國也正在采取措施，通過各種計劃來應對‘去工業化’，促成‘先進制造業’的發展。”“我們的工作在2011年就已經開始了。”德國機械設備制造業聯合會(VDMA)工業4.0部門負責人雷曼對早報記者說，“當時，由德國工程院和德國政府來提出這項工作。我們三家協會是德國工業4.0里涉及的部門，工業4.0的愿景，正是希望通過通信技術、機械制造和電氣等行業來改變工業。”那么，工業4.0究竟是什么?工業1.0主要是機器制造，機械化生產;工業2.0是流水線，批量生產，標準化;工業3.0是高度自動化，無人化(少人化)生產;而工業4.0是網絡化生產，虛實融合。關于工業4.0，《建議》有詳細描述：在一個“智能、網絡化的世界”里，物聯網和服務網(the Internet of Things and Services)將滲透到所有的關鍵領域。智能電網將能源供應領域、可持續移動通信戰略領域(智能移動、智能物流)，以及醫療智能健康領域融合。在整個制造領域中，信息化、自動化、數字化貫穿整個產品生命周期、端到端工程、橫向集成(協調各部門間的關系)，成為工業化第四階段的引領者，也即“工業4.0”。在東斯特看來，工業4.0是一個愿景，或是一盞指路明燈，代表的是第四次工業革命，是產品生命周期中整個組織、管理的飛躍。“這樣的生命周期以不斷增加個體消費需求為導向。它橫跨產品最初的設計、生產、發展、配送，再到最后的回收，并包括所有相關服務。”他介紹，實時網絡提供的所有相關信息、價值鏈的各個部分，以及隨時獲得最優價值的能力，是工業4.0的基礎。也就是說，工業4.0想要打造的是整個產品生產鏈的實時監控，產品配套服務設施之間的合作。這一切的起點，只需要個體消費者的一個需求。“未來，工廠的生產是可以做到單件設計盈利的。”雷曼說。從第一次工業革命到現在，過去150多年的工業歷程中，人類一直追求的是，投入更少的工作，產出更多的產品。未來，這一原則依舊不會改變。根據德國工業4.0的描述，智能工廠中，自動化機器將成為生產重點。那么，德國工業4.0是否意味著未來將不再需要投入更多的人力?“工業4.0并不旨在創造減少勞動力的工廠，其將創造更多新的工作，特別是在服務和軟件行業。”東斯特稱，跨領域的知識將對未來產品的設計、運行和生產起到重要作用，“熟練的工人和擁有跨領域背景的勞動力是我們所急需的。”政企聯動的德國模式“中國應該借鑒”德國工業4.0是一個既龐大又有野心的計劃。在這個計劃中，政府、企業、各類組織各司其職，互相聯動。東斯特透露，“德國工業4.0的愿景將由商業先鋒和企業來推行，但它所產生的經濟影響要求德國政府在教育、研究、基礎設施和法律法規等方面提出政策。”在雷曼看來，工業4.0更多是工業、研究中心，高科技公司在推動，“我們現在的任務是讓更多的公司加入我們。工業4.0是一份長久計劃，需要花很長時間。目前，我們沒有已完成多少的說法。但確實有德國企業，像Festo、Harting、Weidmüller、Bosch Rexroth、Trumpf等公司已經朝這個計劃行動。”也許，大企業行動起來比較容易，它們有雄厚的資金，在工業革命過程中擁有發言權，但要帶動小型制造業向數字化發展，則面臨標準、管理、生產能力等問題。因此，如何解決小企業面臨的問題，是“工業4.0”未來的重點。目前，德國正在準備把中小型企業的互動融入大企業，使其能夠享受到數字化影響。傳動與控制公司Bosch Rexroth(博世力士樂)介紹，他們現在的主要工作就包括中小企業咨詢，介紹和推廣德國工業4.0，“讓大企業參與很容易，它們很多本身就是德國工業4.0的編寫和推進者。中小企業要改變會比較困難。”有了核心概念，以及推廣的組織和路徑，在工業4.0的框架下，未來德國工業將采取雙重戰略。根據工業4.0的計劃，德國的裝備制造業會不斷將信息和通信技術集成到傳統工業上，維持其全球市場領導地位，以便成為智能制造技術的主要供應商。與此同時，德國還將為CPS(Cyber-physical systems，信息物理系統)技術和產品，建立、培育新的主導市場。所謂CPS，即通過3C(Computation、Communication、Control)技術的有機融合與深度協作，實現大型工程系統的實時感知、信息服務和動態控制。東斯特表示，“德國傳統工業的核心架構以及它在國際上的卓越地位，能夠和互聯網科技結合。互聯網通信技術、自動化和生產技術在德國工業4.0的框架下，能比以前更好地結合。現在，數字化浪潮將改變德國傳統的工業。德國希望在這股互聯網浪潮中扮演主要的角色。”德國工業4.0的最終報告要求在8個方面采取行動，分別是：標準化和參考架構、管理控制系統、為工業建立全面寬頻的基礎設施、安全和保障、工作的組織和設計、培訓和持續的專業發展、監管框架、資源利用效率。德國工業4.0除了在德國受到重視，中國也對其非常感興趣。今年3月28日，國家主席習近平訪問德國時在《法蘭克福匯報》發表署名文章說，當前全球新一輪科技和產業革命呼之欲出，世界各國爭相調整、適應，抓緊實施必要改革。其中，便重點提到德國“工業4.0”戰略。事實上，全球金融危機后，中國制造業在全球范圍內的競爭力下降。中國制造被貼上山寨、劣質的標簽，如何將中國制造轉變為中國創造，提升全球競爭力，成為中國政府、企業的首要任務。除了制定中國制造業未來10年的頂層規劃和路線圖——“中國制造2025”，中國也在向德國工業4.0靠攏。 “我對中國的工業了解不多。但我知道，像阿里巴巴(B2B)和淘寶(B2C)或者百度這樣的公司可能會對德國工業4.0感興趣。”東斯特說，中國當然應該借鑒德國工業4.0。