------ 【導讀】 ------
工業(yè)4.0是智能制造技術主導的產業(yè)升級。其主要內涵包括了自動控制、人工智能與信息處理三個方面。
在工業(yè)3.0時代，實體經濟與虛擬經濟出現(xiàn)了脫節(jié)現(xiàn)象?；ヂ?lián)網技術的發(fā)展催生了超越實體且積累財富更快的虛擬經濟。以制造業(yè)為主體的實體經濟難以與之競爭，從而導致發(fā)達國家出現(xiàn)“去工業(yè)化”浪潮。然而，實體經濟的萎縮最終引發(fā)了全球性金融危機，使全世界都受到了不同程度的危害。于是，復興工業(yè)成為各國擺脫經濟危機的重要手段。
制造業(yè)在工業(yè)體系中占據著主導地位，也是國民經濟的支柱。工業(yè)制造業(yè)分為勞動密集型、資源密集型、技術密集型等不同的發(fā)展模式。除了技術密集型制造業(yè)之外，其他的制造業(yè)在信息社會的語境下是需要被淘汰的夕陽產業(yè)。
第三次工業(yè)革命為制造業(yè)帶來了自動化生產等高新技術，讓各類制造業(yè)都不同程度地提升了生產效率，尤其是技術密集型制造業(yè)。但相對于飛速發(fā)展的信息通信技術與互聯(lián)網經濟，制造業(yè)逐漸變?yōu)槿藗冄壑凶畋Ｊ亍⒆盥浜笥跁r代的產業(yè)之一。
隨著工業(yè)4.0概念的出現(xiàn)，制造業(yè)將掀起席卷全世界的新一輪產業(yè)革命，憑借智能制造技術實現(xiàn)產業(yè)升級，重新成為“先進”的代名詞。毫不夸張地說，第四次工業(yè)革命的本質就是爭奪智能制造的主導權。誰先完成工業(yè)體系的智能化升級，誰就將在工業(yè)4.0時代執(zhí)牛耳。
智能制造是一個系統(tǒng)工程，里面包含了四大因素：用智能機器人代替工人生產的自動化生產線；高度智能化的生產線控制系統(tǒng)；融合虛擬生產與現(xiàn)實生產的物聯(lián)網系統(tǒng)；MES生產信息化管理系統(tǒng)。
其中自動化生產線主要是對制造工藝與生產工序的升級。這是實現(xiàn)智能制造的硬件基礎，也是推動制造業(yè)企業(yè)轉變發(fā)展模式的技術條件。
勞動密集型與資源密集型的傳統(tǒng)制造業(yè)，主要依靠加大勞動力與資源的投入來提高生產率，不需要太先進的制造技術。但隨著勞動力成本上漲與能源的高消耗，傳統(tǒng)制造業(yè)的競爭力不斷下降。為了降低成本，這兩種制造業(yè)企業(yè)往往會把工廠與生產線轉移到發(fā)展中國家，以便獲得更廉價的勞動力，同時更靠近資源原產地。發(fā)達國家的“去工業(yè)化”浪潮，正是由于制造業(yè)轉移海外所造成的。事實證明，這種發(fā)展模式難以經受住互聯(lián)網經濟的沖擊，注定要被以智能制造為主導的無人化、數字化生產模式取代。
自動化生產線用智能機器人代替了人工，不僅生產效率大大提高，生產成本與能源消耗也大幅度降低。如此一來，制造業(yè)企業(yè)就從勞動密集型、資源密集型的發(fā)展模式轉變?yōu)榧夹g密集型的發(fā)展模式。不必再將工廠與生產線轉移到海外發(fā)展中國家去，而是將其留在工業(yè)體系更完善、經濟環(huán)境更優(yōu)越的本國。“去工業(yè)化”與“制造業(yè)空心化”等發(fā)展瓶頸也將迎刃而解。
光有自動化生產線還不夠。工業(yè)3.0時代已經出現(xiàn)了自動化生產線，但還遠遠談不上智能制造。因為智能制造不僅僅需要升級硬件系統(tǒng)（生產線），還需要建立配套的軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)的升級主要集中在生產制造流程，而軟件系統(tǒng)更多用于優(yōu)化整個制造業(yè)的管理與決策。如果沒有生產線控制系統(tǒng)、物聯(lián)網系統(tǒng)和MES（生產信息化管理系統(tǒng)）等軟件系統(tǒng)的支持，就算不上真正的智能制造系統(tǒng)。
最先提出工業(yè)4.0的德國人，把以智能制造為主導的產業(yè)升級當成了戰(zhàn)略目標。盡管德國一直沒有“去工業(yè)化”，但也面臨著來自互聯(lián)網經濟的嚴峻挑戰(zhàn)。
德國總理默克爾曾指出，當今全球90％的技術與知識創(chuàng)新不是在歐洲產生的。此外，德國企業(yè)的各種數據資源都掌握在美國硅谷的互聯(lián)網巨頭手中。不僅亞洲新興國家在互聯(lián)網經濟中迅速崛起，美國也通過發(fā)展先進制造業(yè)來克服“去工業(yè)化”的問題。錯失互聯(lián)網機遇的德國對此深感憂慮。但與此同時，德國也敏銳地意識到高科技制造業(yè)競爭將成為未來產業(yè)發(fā)展的制高點。
洞悉新一輪產業(yè)革命的不僅是德國。美國、歐洲其他工業(yè)國、日本等發(fā)達國家，都不約而同地把制造業(yè)的智能化改造視為第四次工業(yè)革命的“天王山”。盡管美國用的概念是“工業(yè)互聯(lián)網”與“先進制造”，日本用的概念是“工業(yè)智能化”，但其本質都是緊緊抓住“智能制造”這個重中之重。
縱觀人類的科技發(fā)展史，每一次技術革命都可以視為制造技術的升級。在以蒸汽機技術為主導的工業(yè)1.0時代，工廠生產的是“蒸汽一代”產品。在以電機技術為主導的工業(yè)2.0時代，工廠生產的是“電氣一代”產品；在以信息技術為主導的工業(yè)3.0時代，工廠生產的是“數控一代”產品；而隨著工業(yè)4.0的到來，未來工廠生產的將是“智能一代”產品。這個定義的主要依據就是工業(yè)制造技術的特征。
從這個角度說，第四次工業(yè)革命是一場以智能制造為主導的產業(yè)革命。這場革命將促使制造業(yè)的產業(yè)模式發(fā)生兩個根本性變化：
一是，以標準化為基礎的大規(guī)模流水線生產模式，將轉變?yōu)橐詡€性化為宗旨的定制化規(guī)模生產；
二是，制造業(yè)的產業(yè)形態(tài)將從“生產型制造”升級為“生產服務型制造”，進一步強化對消費者的服務職能。
當前各國的產業(yè)升級戰(zhàn)略規(guī)劃雖大相徑庭，但它具有以下三個共同點。
第一， 用數字化、智能化的信息技術全面、徹底地改造傳統(tǒng)制造業(yè)，將制造工藝、生產流程、管理方式變得更加智能化。
第二， 國家推出以發(fā)展智能制造業(yè)為核心的戰(zhàn)略規(guī)劃，制定了一系列優(yōu)惠政策，并加強對基礎設施升級的投入，從全局角度部署工業(yè)4.0的發(fā)展。
第三， 產業(yè)界、學術界與政府進行全方位聯(lián)合，從不同的角度推動智能制造技術的研發(fā)與推廣。
由此可見，智能制造已經被各國列為工業(yè)4.0的核心。打造自己的智能制造產業(yè)體系，成為各國競爭未來發(fā)展主導權的焦點。
從價值創(chuàng)造與技術創(chuàng)新的角度看，工業(yè)3.0時代的技術密集型制造業(yè)是一種生產制造型企業(yè)。智能制造對于這種企業(yè)的意義，更多是提升效率、降低成本、強化質量，從而獲得行業(yè)市場的主導權。但在工業(yè)4.0時代，制造業(yè)企業(yè)必須向“生產服務型制造”的經營模式轉變。
因為，第四次工業(yè)革命所需要的，不單是工業(yè)設備的升級，也不局限于局部的智能機器人研究，而是要求各國在信息技術與物聯(lián)網、服務網絡的基礎上，對整個制造行業(yè)進行深度整合與徹底的智能化改造。由此可見，智能制造不僅僅是換一條更先進的生產線，而是一個覆蓋整個產業(yè)價值鏈的系統(tǒng)工程。
若想實現(xiàn)產業(yè)升級的戰(zhàn)略目標，制造業(yè)需要在以下五個方面推行智能化升級：
第一， 產品的智能化。
智能制造技術的關鍵，是讓產品能夠被自動化生產線有效識別、定位、追溯，從而讓生產線上的智能機器設備可以根據不同產品的定制要求進行制造加工。這就要求產品本身具備自動存儲數據、感知指令、與控制中心通信的能力。具體而言就是，在各種待加工產品中加入智能傳感器、處理器、信息存儲器、無線通信器等微型智能設備。
未來的工業(yè)4.0世界將是一個網絡化、智能化的世界，其最主要的標志就是智能產品的廣泛運用。
業(yè)內人士預言，產品智能化進程將持續(xù)數十年。智能化產品具有普適性、漸進性、顛覆性三大特征。例如，智能手機、智能計算機、智能冰箱、智能彩電、智能家居、智能穿戴、智能汽車、智能機器人等產品，都是工業(yè)4.0物聯(lián)網的有機組成部分。
智能產品的廣泛運用，不僅為消費者的生活帶來空前的便利，也對企業(yè)生產提出了新的挑戰(zhàn)。通過制造智能產品來打造智慧城市，也是工業(yè)4.0的一個重要發(fā)展方向。
第二， 工業(yè)設備的智能化。
智能制造的主體是智能化的工業(yè)設備。例如，從單個的智能機械手、智能傳感器、智能機床到智能生產線、智能工廠，工業(yè)生產設備都采用高水平的人工智能。工業(yè)設備的智能化可以說是狹義的“智能制造”。其他領域的智能化，都離不開制造設備的智能化。唯有這樣，制造業(yè)才能發(fā)展出智能工廠，重組工業(yè)產業(yè)鏈。
第三， 生產方式的智能化。
所謂智能化的生產方式，主要指的是個性化生產與服務型制造。在工業(yè)4.0時代，智能工廠完全根據消費者的個性化需求進行自動生產。企業(yè)內部組織將與產品的最終用戶、業(yè)務合作伙伴形成一個新的產業(yè)價值鏈。信息流、產品流、資金流在生產制造流程中的運行方式也將有所改變。
第四， 管理的智能化。
企業(yè)在工業(yè)大數據的幫助下實現(xiàn)了縱向、橫向、端對端集成，可以及時、完整、精確地獲得海量的用戶數據。企業(yè)將與產業(yè)價值鏈上的所有利益相關方共同打造產業(yè)物聯(lián)網，從而更加科學、高效、靈活、便捷地管理企業(yè)。
第五， 服務的智能化。
智能制造模式可以讓最終用戶全程參與整個產品的生命周期，與智能工廠攜手完成研發(fā)設計、制造加工、組裝包裝、物流配送等環(huán)節(jié)。由于實現(xiàn)了與消費者的全程無障礙溝通，智能工廠可以在整個產品生命周期中為消費者提供更加人性化的服務。
總之，智能制造是系統(tǒng)中的系統(tǒng)，是第四次工業(yè)革命的核心內容。只有建立起一個完整的智能制造產業(yè)體系，才能占領工業(yè)4.0時代的制高點。
