德國宣布向工業(yè)4.0進(jìn)軍，對于還未全面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和生產(chǎn)自動化即工業(yè)3.0的中國而言，依靠中低端產(chǎn)品、資源消耗和勞動力成本優(yōu)勢所確立的工業(yè)地位將受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)，中國版工業(yè)4.0有何戰(zhàn)略意義？企業(yè)及政府該如何應(yīng)對？
德國“工業(yè)4.0”概念在2013年4月漢諾威工業(yè)博覽會正式推出，隨后升級為國家戰(zhàn)略，推出一年多以來受到全球工業(yè)界、媒體和經(jīng)濟(jì)學(xué)人士的廣泛熱捧。隨著全球各國相繼提出類似“工業(yè)4.0”的發(fā)展目標(biāo)，以智能化制造、兩化深度融合為代表的新型制造方式終將引起工業(yè)界乃至社會發(fā)展的巨大變革。
“工業(yè)4.0”：全球工業(yè)的未來
“工業(yè)4.0”是2012年德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界在三位德國教授倡議的基礎(chǔ)上推動形成的。在隨后的2013年德國聯(lián)邦政府將“工業(yè)4.0”上升為國家級戰(zhàn)略，并正式發(fā)布了《實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略規(guī)劃建議》白皮書，旨在確保德國在工業(yè)界綜合實(shí)力的領(lǐng)先地位。簡要來說，“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略旨在建立一個(gè)信息物理融合系統(tǒng)(cps)網(wǎng)絡(luò)，通過有線/無線等方式將所有生產(chǎn)企業(yè)的自動化設(shè)備、客戶需求、物流倉儲、生產(chǎn)管理、各類軟件等產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)納入其中，使工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測、自我調(diào)整、人機(jī)互動并以最優(yōu)生產(chǎn)方式完成生產(chǎn)實(shí)踐。德國“工業(yè)4.0”可總結(jié)為：建立一個(gè)信息物理融合系統(tǒng)(cps)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)虛擬世界與不同層次、分工物理生產(chǎn)設(shè)備的融合；研究智能工廠和智能生產(chǎn)兩大主題，即智能網(wǎng)絡(luò)分布化生產(chǎn)系統(tǒng)和高度靈活個(gè)性化生產(chǎn)流程；實(shí)現(xiàn)橫向、縱向與端對端等在網(wǎng)絡(luò)上任意方向的集成，使人與人、人與設(shè)備、設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)；最后實(shí)施“標(biāo)準(zhǔn)化參考架構(gòu)”等八項(xiàng)計(jì)劃以保障“工業(yè)4.0”順利實(shí)現(xiàn)。
其他各主要國家也紛紛從金融大潮中認(rèn)識到工業(yè)對于國家經(jīng)濟(jì)的重要性。2012年美國國家科技委員會發(fā)布了美國《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃》，提出促進(jìn)美國先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的五大目標(biāo)及對策措施，重點(diǎn)在于縮小研發(fā)與先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用間的鴻溝，與先前頒布的《重振美國制造業(yè)政策框架》、《先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃》共同作為美國促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的“再工業(yè)化”一攬子計(jì)劃。英國于2008年提出“高價(jià)值制造”戰(zhàn)略，主要措施包括推出以22項(xiàng)“制造業(yè)能力”標(biāo)準(zhǔn)為投資依據(jù)的系列資金扶持措施，開放知識交流平臺等。歐洲范圍內(nèi)除德國外，以瑞典為代表的“再工業(yè)化”成果卓著，全球競爭力排名最高升至第二位。西班牙、日本等國也均開始加大高科技工業(yè)生產(chǎn)的資金、政策投入。
中國科學(xué)院300余位專家在2009年完成的目標(biāo)指向2020、2030、2050年科技發(fā)展路線圖的戰(zhàn)略研究系列報(bào)告《創(chuàng)新2050：科技革命與中國的未來》，極具前瞻性地闡述了“工業(yè)4.0”所描繪的全部核心內(nèi)容，且在其他非工業(yè)領(lǐng)域也有詳實(shí)且超前的指導(dǎo)性表述。目前，世界各國將智能化工業(yè)生產(chǎn)方式作為自身工業(yè)發(fā)展未來發(fā)展方向的大趨勢已經(jīng)形成。
中國版“工業(yè)4.0”意義重大
“工業(yè)4.0”將促進(jìn)生產(chǎn)方式進(jìn)行深刻變革。旨在保證德國未來工業(yè)發(fā)展處于領(lǐng)先地位的“工業(yè)4.0”，歸根結(jié)底是一個(gè)通過頂層設(shè)計(jì)整合各種技術(shù)手段來完成工業(yè)效率最大化的前瞻性戰(zhàn)略?！肮I(yè)4.0”將建立一個(gè)物與服務(wù)聯(lián)網(wǎng)(iots)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)充分交互的網(wǎng)絡(luò)化世界，可實(shí)時(shí)影響所有工業(yè)生產(chǎn)性設(shè)備，人與設(shè)備、設(shè)備之間、設(shè)備與產(chǎn)品、乃至產(chǎn)品與客戶/管理/物流等可進(jìn)行自發(fā)性連通與交流，并自動向最優(yōu)解決方案調(diào)整，從而構(gòu)建一個(gè)具有高度靈活性、個(gè)性化、利用最少資源進(jìn)行最高效率生產(chǎn)的工業(yè)生產(chǎn)體系。
“工業(yè)4.0”的生產(chǎn)模式將由集中向分散方式轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品同質(zhì)化向個(gè)性化轉(zhuǎn)變，將打破傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)優(yōu)化且自我組織的產(chǎn)業(yè)鏈，以往傳統(tǒng)的自上而下或自下而上的包括原材料開采、多級零部件供應(yīng)商、多級生產(chǎn)企業(yè)、多級經(jīng)銷商再到消費(fèi)者的商品生產(chǎn)銷售模式將不復(fù)存在，取而代之的是更智能的生產(chǎn)消費(fèi)模式：消費(fèi)者的個(gè)性化需求訂單通過網(wǎng)絡(luò)直接傳遞至總生產(chǎn)商，通過人與設(shè)備、設(shè)備之間的交互在眾多相關(guān)企業(yè)間形成一個(gè)最優(yōu)生產(chǎn)分配方案，企業(yè)當(dāng)前時(shí)點(diǎn)的生產(chǎn)負(fù)荷、設(shè)備損耗、庫存多寡、與總生產(chǎn)商的距離遠(yuǎn)近、物流情況等各種因素對生產(chǎn)過程的影響均被充分考慮，在生產(chǎn)實(shí)施過程中，各地廠商的相關(guān)設(shè)備通過實(shí)時(shí)互通，自動調(diào)整生產(chǎn)進(jìn)度并相互配合完成生產(chǎn)工作，而消費(fèi)者通過移動客戶端就可便捷的對產(chǎn)品生產(chǎn)情況進(jìn)行追蹤乃至更改訂單內(nèi)容?！肮I(yè)4.0”將使產(chǎn)品價(jià)格大幅接近生產(chǎn)成本，并使大規(guī)模智能化私人訂制成為可能。
“工業(yè)4.0”的實(shí)現(xiàn)將對我國工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響。在我國全面實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”，則需對現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行智能化改造，使其具備通信、計(jì)算、感知等智能化基本功能，同時(shí)需要建立功能齊全的信息物理融合系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)生產(chǎn)及供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)需要大幅改造升級，諸多沿用多年占據(jù)主導(dǎo)地位的工業(yè)自動化技術(shù)將面臨淘汰。于此同時(shí)一個(gè)包含新型工業(yè)pc、網(wǎng)絡(luò)化plc、自動化及通訊元器件、高精度傳感器、智能儀器儀表、工業(yè)機(jī)器人及智能生產(chǎn)線等相關(guān)整機(jī)和零部件的超萬億市場將被創(chuàng)造出來，市場廣度將覆蓋機(jī)械與設(shè)備工程、機(jī)動車與零部件、信息與通信技術(shù)、軟件設(shè)計(jì)、電子設(shè)備、化工行業(yè)、農(nóng)林業(yè)等諸多領(lǐng)域。
全面實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”將使工業(yè)生產(chǎn)效率大幅提高，相關(guān)工業(yè)數(shù)據(jù)大幅增長。據(jù)賽迪顧問裝備產(chǎn)業(yè)研究中心測算，“工業(yè)4.0”將使我國總體生產(chǎn)效率提升25%-30%；資源利用及節(jié)能減排方面，將減少60%以上的工廠非計(jì)劃停機(jī)，降低40%以上的生產(chǎn)線機(jī)器人能耗，消除25%以上的非生產(chǎn)性耗能，總碳排放量減少20%以上；物流方面，“工業(yè)4.0”將減少10%左右的國內(nèi)物流訂單，而其真正影響主要體現(xiàn)在國際運(yùn)輸市場上，由于各國智能工廠通力合作，將大幅減少工業(yè)產(chǎn)品、半成品、原材料的運(yùn)輸環(huán)節(jié)；商品供需和倉儲方面，“工業(yè)4.0”將減少70%以上的商品過剩和倉儲積壓，在未來智能工廠內(nèi)不再需要大型倉儲設(shè)施，庫存將被壓縮至保證當(dāng)前時(shí)點(diǎn)生產(chǎn)需要的最小值并可隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整；由于大批量制造與個(gè)性化定制在成本上的差異大幅縮小，將導(dǎo)致維修成本減少60%以上；“工業(yè)4.0”對其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)如大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、軟件業(yè)等的促進(jìn)作用不可估量。由于“工業(yè)4.0”的多產(chǎn)業(yè)綜合性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”還將為我國工業(yè)提供一個(gè)搶占先機(jī)實(shí)現(xiàn)跳躍式發(fā)展、加速趕超美國、德國、日本等傳統(tǒng)工業(yè)強(qiáng)國的機(jī)會。
