從概念到現實 工業4.0路徑日漸明晰

德國“工業4.0”戰略旨在將信息通信技術同傳統制造技術進行深度結合,將對制造業產生廣泛而深遠的影響,被稱為“第四次工業革命”。德國“工業4.0”概念自從提出以來,在短短幾年時間內經過討論和實踐檢驗,實施路徑日漸明晰。

“工業4.0”從概念到現實

“工業4.0”概念的提出同德國“工業科學研究聯盟(Industry-Science　Research　Alliance)”有密不可分的關系。2006年,德國聯邦教育與研究部發起成立“工業科學研究聯盟”,旨在推動科學同工業的結合。德國聯邦外貿與投資署的信息顯示,2011年1月,“工業科學研究聯盟”正式發起動議,將“工業4.0”作為德國政府“未來項目”。后來,“工業4.0”成為德國政府2020年高科技戰略行動計劃中10大未來項目之一。

在2011年4月的漢諾威工博會上,德國人工智能研究中心主任沃爾夫岡·瓦爾斯特爾在開幕儀式致辭中談到高收入國家的企業如何面對全球競爭的時候表示,企業應該準備好迎接由互聯網帶來的第四次工業革命,“工業4.0”的概念從此開始進入公眾視野并引發持續熱議。

同前三次工業革命不同的是,“工業4.0”作為一個概念是先于事實發生的。因此,過去幾年來人們對于這一概念議論紛紛,莫衷一是。盡管討論在繼續,德國政府、科研院所和企業卻并沒有停止“工業4.0”產品和技術的研發和應用。

為推進“工業4.0”項目,德國信息技術、電信和新媒體協會、德國機械設備制造業聯合會和德國電氣電子行業協會于2013年漢諾威工博會上正式成立了德國“工業4.0平臺”,平臺由德國聯邦經濟部長加布里爾、教育科研部長約翰娜·萬卡以及來自各個行業、科技界和工會的代表共同領導。

按照“工業4.0平臺”的定義,“工業4.0”代表著第四次工業革命,是產品生命周期內全價值鏈的組織和控制的一種新水平。在“工業4.0”條件下,人、物品和系統相互聯接,從而形成有活力的、實時優化、具有自我組織功能、跨企業的價值附加網絡。這種網絡能夠根據成本和資源消耗等不同的標準進行優化。

經過幾年的發展,“工業4.0”所涵蓋的內容在不斷擴充。從近幾年的漢諾威工博會看來,德國企業在“工業4.0”的產品和解決方案的研發方面進展迅速。在2015年之前,在漢諾威工博會上展商對“工業4.0”大都停留在概念探討層面,在2015年的展會上不少大企業展出了示范性的“工業4.0”生產線,而今年的展會上許多中小企業都展出了自己的“工業4.0”產品和解決方案。

漢諾威工博會展商顧問委員會主席弗里德黑爾姆·洛指出,今年的漢諾威工博會展出了400多個“工業4.0”的實用案例,這標志著“工業4.0”已經實現了最后的突破。

“工業4.0”既是進化也是革命

盡管“工業4.0”是近些年才出現的一個新概念,但早在概念開始之前德國企業就開始進行了“工業4.0”的嘗試。就其本質而言,“工業4.0”是傳統制造技術同信息通信技術的融合,從而使得生產變得更具彈性、更加智能、互聯的程度更高、效率更高。從這個意義上來說,“工業4.0”只是數字化生產的延伸,這也是越來越多的業內人士將“工業4.0”視作進化的根本原因。

瑞士ABB集團首席執行官史畢福在接受記者采訪時指出,“工業4.0”并非憑空出現,而是在數字化時代快速和持續的進化,而ABB集團幾十年前就開始了數字化。與此同時,史畢福認為,“工業4.0”同之前的三次工業革命不同,前三次革命都發生在工廠內部,而“工業4.0”將給全生產的全價值鏈帶來變革,當物、服務和人都相互聯接之后,全價值鏈上的生產率都將得到真正的提高。

雖然“工業4.0”并非是單一技術突破為特征,但是“工業4.0”產品的開發,銷售以及其應用后帶來的影響都具備多種革命性特征。德國博世集團互聯工業創新小組負責人斯特凡·阿斯曼介紹說,在“工業4.0”解決方案的開發過程之中,將IT和機械等不同領域的專家集中在一起相互合作是一個挑戰。博世集團的做法是先成立一個多功能小組,在博世集團互聯工業創新小組中有100多名來自各個領域的專家,大家相互協作。一個機械工程師剛開始?能不能很順暢地同一個軟件工程師交流,但雙方就某些具體的項目展開合作之后,慢慢就能理解對方。

博世集團是“工業4.0”產品和解決方案的提供者,同時也是應用者。其已經應用“工業4.0”技術的工廠已經顯示出令人鼓舞的效果。

阿斯曼介紹說,博世能向客戶展示其內部測試的具有說服力的數據,比如說應用了“工業4.0”技術之后,物流方面減少了30%的倉儲,物流工作人員的生產提高了10%。在博世的一個規模較大的工廠內,應用了“工業4.0”的能源解決方案之后,每年僅電費就能節約100萬歐元,而“工業4.0”方面的投資一年內就能收回。

在未來競爭中,“工業4.0”技術的重要性可見一斑。阿斯曼說,“在我們看來,這(工業4.0技術)是未來企業必須擁有的技術,那些不愿意認真去研究‘工業4.0’并嘗試使用相關技術的企業未來將面臨很嚴重的危險”。

實際應用:雷聲大,雨點小?

雖然越來越多的企業開始意識到“工業4.0”技術的重要性,然而在實際應用方面,德國企業卻顯得“雷聲大”而“雨點小”。德國機械設備制造業聯合會去年10月發布的意向研究結果表明,德國中小企業在應用“工業4.0”技術方面要落后于大企業。

該研究旨在通過對德國機械工程企業的調查,獲取德國機械工程企業應用“工業4.0”技術的意愿和能力情況。針對431家德國企業的調查結果顯示,德國工程機械行業普遍認為“工業4.0”是利大于弊的積極事物。90%的企業都認為“工業4.0”有助于其在市場競爭中獲得領先地位,結果顯示,57.2%的參與調查企業表示他們的企業已經有工業4.0項目。其中20%的企業表示正積極努力開發應用“工業4.0”解決方案。另有三分之一的受訪企業表示聽說過,但還沒有采取行動應用“工業4.0”技術。僅有9%的企業表示不太清楚“工業4.0”的概念。在應用“工業4.0”技術的程度方面,12%的機械工程企業表示他們是“先行者”,另有20%表示他們是“跟隨者”,46.5%的企業表示自己還是“觀察者”。根據該研究得出的結論,人員和資金是德國企業在應用“工業4.0”技術方面面臨的主要問題。

前景:非一兩年之功,挑戰多多

截至目前,德國除了博世、西門子以及其他一些大型汽車企業之外,絕大多數中小企業在“工業4.0”技術的實際應用中都處于相對落后地位,這與“工業4.0”自身的特性密不可分。

首先,由于企業生產情況各不相同,完整的“工業4.0”解決方案通常都是針對用戶情況量身打造,這就給解決方案或者產品的開發帶來了極大難度。據悉,開發“工業4.0”解決方案需要生產制造方面的專家同IT專家相互配合,對于絕大多數中小企業而言,這幾乎是他們無法逾越的鴻溝。其次,由于“工業4.0”沒有普遍適用的“標準”產品,其銷售同傳統產品的銷售相比更加復雜。

德國機械設備制造業聯合會“工業4.0”項目發言人弗蘭克·布呂克納在接受記者采訪時指出,中小企業認識到“工業4.0”或將給他們帶來新的商業模式,提高生產率,以有競爭力的價格生產個性化產品以及在類似德國的高收入國家確保工作崗位等好處。與此同時,中小企業對于一些問題依然存疑,比如由于信息安全或者標準等因素,在“工業4.0”方面的投資安全問題；經濟回報問題；有資質的雇員數量短缺問題以及法律問題,等等。

布呂克納認為,“工業4.0”的全面推廣應用在當前條件并不成熟,因為想要通過購買的方式應用“工業4.0”解決方案幾乎是不可能的。“工業4.0”只能依靠企業自己去開發,這對企業來說可能需要花好幾年時間。布呂克納表示,“工業4.0”只是一個愿景,通往“工業4.0”卻是一個逐步進化的過程,最終實現預計需要10到15年時間。

相關：中德對接需要解決的難題

德國總理默克爾再次啟程前往中國，正式開啟她任內第9次訪華之旅。在這次訪華之旅中，“創新”是核心議題之一，兩國將推動德國“工業4.0”和“中國制造2025”對接。作為回應，李克強總理在會晤默克爾時也表示，中方愿同德方深入探討“中國制造2025”與德國“工業4.0”對接的問題。

“工業4.0”概念甫一提出就成為業界追逐焦點。據美國波士頓咨詢公司出具的研報顯示，工業4.0的影響力將極其巨大。僅在德國，未來10年它將貢獻德國GDP的1%，創造39萬個工作崗位，增加投資額達2500億歐元，相當于制造業總收入的1%-1.5%。對于制造業如此程度的提升，使得“工業4.0”概念風靡全球，中國自然沒有例外，也對“工業4.0”產生了濃厚的興趣，并希望與“中國制造2025”實現對接。

關于“中國制造2025”與德國“工業4.0”對接。在6月13日中德經濟技術合作論壇分論壇上，德國經濟和能源部數字與創新政策司司長斯蒂芬.施諾直言，德國中小制造企業數字化能力較弱，德國政府出臺德國數字化戰略2025給出了解決方案，其中除了提到要加強光纖等基礎通信設施的性能外，還設立專門機構扶持中小企業，幫助他們嘗試新投資框架，創新商業模式。

雖然從最高決策層到企業層面，中德雙方都對“中國制造2025”和“工業4.0”的對接抱持積極態度，但現實中對接并非易事。據原德國徠斯機器?公司內部人士向第一財經記者表示，要想實現“中國制造2025”與“工業4.0”的對接，首先要解決的就是統一標準問題。要知道德國工業強大、并且不斷升級的基礎來自于不同企業共同構成基于統一標準的生態體系，協同作用強大。而這在中國是個難題，在中國，有些企業采用美國標準，有些則接受德國標準，更有一些中國企業按照自己的標準來。這使得在中國的制造體系內部，符合德國標準的制造業會更容易匹配的德國“工業4.0”概念。

該業內人士進一步表示，標準的不統一以及中國巨大的經濟體量都決定了“中國制造2025”與“工業4.0”之間的對接將會有一段漫長的磨合期。而“中國制造2025”更多的外在表現將是雜交體，既有不同標準和模式的雜交，同時也是高中低端制造業之間的雜交。幾十年時間中國建立起來世界范圍內的中低端制造業的領先優勢，中國不應放棄這些優勢。因為并不是所有低端制造業都是錯的，應該是看競爭力，應該是讓他們回流的。

中國機器人產業聯盟理事長曲道奎對于將“工業4.0”與“中國制造2025”對接也并不樂觀。他多次呼吁，作為“中國制造2025”關鍵一環的中國機器人行業要避免重蹈汽車業的覆轍。隨著制造業轉型，2014年中國已經躍升為全球最大的機器人市場。但快速成長的市場，可能是“餡餅”，也可能是“陷阱”。

一方面，中國全面對接“工業4.0”有現實難度，另一方面，從德國自身角度來看，向世界輸出“工業4.0”其實也是德國在制造業面臨種種危機之后的自救措施。上海微技術工研院SOC高級經理武潔向第一財經記者表示，德國之前依靠企業技術上的優勢在海外單打獨斗的時代已經過去。大量的德國企業正被中國企業收購，據公開資料顯示，今年年初以來，中國投資者正以大約每周一家的速度收購德國公司。從年初到目前為止，中國投資者已經向24家德國公司發出了收購提議。除了庫卡，中國化工以10億美元收購德國先進的塑料和橡膠處理設備生產商克勞斯瑪菲集團;北京控股以15.9億美元收購一家德國高科技垃圾能源公司。面對中國企業對德國企業的收購潮，據德國《時代周刊》報道，德國政府正考慮收緊外資投資法規，以保護本國企業不受中國投資者收購。這種對本國企業收購條款的收緊，更多的是體現了德國從上到下各個層面對于本國制造業深重的危機意識。

“要想保持德國制造業企業在世界范圍內的競爭力，重新實現工業制造標準的輸出，讓世界在新一輪的工業浪潮中接受德國的工業標準是目前德國正在思考的”，原德國徠斯機器人內部人士表示。