2013年4月，德國頒布了《關(guān)于實施 工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》白皮書，標(biāo)志著工業(yè)4.0的概念正式誕生。這一概念此后迅速席卷全球，并成為我國的熱門話題。
《工業(yè)4.0：即將來襲的第四次工業(yè)革命》一書，由德國多位資深業(yè)界人士合著，對技術(shù)問題進行了較為深入的探討，有較高的權(quán)威性和參考價值，但該書的概括性很強，技術(shù)涉及較淺，導(dǎo)致了很多爭議。要理解這本書，就要了解更多的背景。
工業(yè)4.0的特征，是將信息物理系統(tǒng)（CPS：CyberPhysicalSystem，又譯賽博物理系統(tǒng)）用于生產(chǎn)、營銷、研發(fā)、服務(wù)等各個方面，全面深入地推進智能化。CPS是由信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)深度融合而成的，可智能化地應(yīng)對系統(tǒng)內(nèi)外部狀態(tài)與環(huán)境的變化。在工業(yè)4.0時代，典型的常規(guī)生產(chǎn)將無人值守，設(shè)備自主協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)定制化的產(chǎn)品。這樣，工人就能從一線的生產(chǎn)勞動中解脫出來，轉(zhuǎn)而從事維護、創(chuàng)新、優(yōu)化、服務(wù)等技術(shù)含量高的工作并創(chuàng)造更高的價值，那時他們不僅收入更高，也會更自由。所以，工業(yè)4.0不僅會帶來技術(shù)進步，也為人類社會勾勒出更加美好的未來。
互聯(lián)網(wǎng)是推動工業(yè)4.0的東風(fēng)
在技術(shù)革命的過程中，技術(shù)進步不是孤立事件：某個關(guān)鍵技術(shù)的出現(xiàn)，就像倒下一塊多米諾骨牌，會引發(fā)一系列的創(chuàng)新和變革。關(guān)鍵技術(shù)之所以重要，是因為它能為其他技術(shù)的誕生創(chuàng)造條件、提供平臺，直接或間接地促進其他技術(shù)的發(fā)展。所以，認識技術(shù)革命，不僅要重視關(guān)鍵技術(shù)本身，更要理解技術(shù)間的關(guān)聯(lián)，才能看到技術(shù)發(fā)展的全貌和邏輯。在這樣的視野下，我們可以看看前三次工業(yè)革命的歷程。
第一次工業(yè)革命是蒸汽機催生的。它解決了機械動力問題，為紡織、運輸、冶金等行業(yè)的機器化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)；機器的廣泛使用又進一步帶動了機械制造、材料技術(shù)的發(fā)展，進而引發(fā)了內(nèi)燃機、電動機的產(chǎn)生，為第二次技術(shù)革命鋪平道路。
在第二次工業(yè)革命中，電氣設(shè)備得到了廣泛的 應(yīng)用。在這場革命中，流水線起到了關(guān)鍵的作用。流水線的建設(shè)思路，是將復(fù)雜的生產(chǎn)過程分解為簡單、標(biāo)準(zhǔn)的動作。由于這些動作恰好適合機器完成，就為電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用搭建了平臺、開拓了空間，并為控制技術(shù)的發(fā)展以及自動化產(chǎn)線的誕生奠定了基礎(chǔ)。
第三次工業(yè)革命是信息技術(shù)推動的。PLC、DSC等控制設(shè)備的應(yīng)用，提升了生產(chǎn)效率和加工精度，還帶動了 機器人、自動化生產(chǎn)線等工具的產(chǎn)生。在數(shù)控機床內(nèi)部和自動化的流水線上，機器幾乎代替了所有的體力勞動，把操作工變成了“控制單元”：通過電話、按鈕、計算機來收集、處理和發(fā)送信息。這時，就來到了工業(yè)4.0的門檻上。
推進工業(yè)4.0，只關(guān)注技術(shù)邏輯是不夠的。無人工廠是工業(yè)4.0的終極目標(biāo)之一。但是，最初的無人工廠早在1984年就誕生了，但卻沒有被企業(yè)界采納。為了避免重蹈覆轍，還要理解背后的原因。先進技術(shù)能否被企業(yè)采用，本質(zhì)上取決于經(jīng)濟因素。例如，國內(nèi)機器人的使用量很少，因為勞動力成本低，采用機器人不合算。過去建無人工廠，經(jīng)濟上往往不合算。要實現(xiàn)自動化，要把生產(chǎn)過程拆分成適合機器自動完成的簡單動作；生產(chǎn)越復(fù)雜，拆出的環(huán)節(jié)就越多、投資就越大、經(jīng)濟性就越差。同時，這種產(chǎn)線往往缺乏柔性，只能生產(chǎn)相對固定的產(chǎn)品，難以適應(yīng)市場的變化。可喜的是，隨著 工業(yè)機器人、數(shù)控機床、PLC等智能設(shè)備的發(fā)展，現(xiàn)在建設(shè)全自動產(chǎn)線的復(fù)雜度和成本逐漸降低，無人工廠逐漸逼近經(jīng)濟可行的門檻。
在生產(chǎn)過剩的年代，經(jīng)濟增長要依靠更好的服務(wù)，工業(yè)4.0推崇個性化定制就是這個原因。但要實現(xiàn)個性化定制，僅改變工廠是不夠的,如何得知用戶需求？設(shè)計成本和效率如何？如何獲得后續(xù)服務(wù)？部件質(zhì)量和交貨期能否保證、采購成本如何？應(yīng)對這些空前的挑戰(zhàn)，必須依靠互聯(lián)網(wǎng)，將用戶、研發(fā)、服務(wù)、銷售、供應(yīng)商聯(lián)系在一起，形成全新的價值網(wǎng)絡(luò)，就可更經(jīng)濟地解決這些問題。
所以，推動工業(yè)4.0的“東風(fēng)”其實是互聯(lián)網(wǎng)。如果把CPS比喻成火車頭，互聯(lián)網(wǎng)就是鐵路：有了互聯(lián)網(wǎng)，CPS的作用才能發(fā)揮出來；用“火車”運送“服務(wù)”就具有了經(jīng)濟性。事實上，人類在幾十年前就開始使用CPS，重視服務(wù)也不是最近的觀念。但只有在互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達的今天，“服務(wù)”才能更好地落地，CPS的開發(fā)和應(yīng)用才變成“木桶的短邊”，成為第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。
中國與工業(yè)4.0
工業(yè)4.0將是個漫長的演進過程。要保持冷靜的頭腦，防止拔苗助長。
把握規(guī)律，就要遵循技術(shù)發(fā)展的邏輯。例如，4.0是從3.0進化來的；體力勞動由機器完成、操作工成為“控制單元”時，無人工廠建設(shè)就比較容易；反之，就要進行改造。
推進工業(yè)4.0，要學(xué)會算經(jīng)濟賬。要估算勞動力成本、設(shè)備和軟件成本；要分析維護費用和能耗是否變化、研發(fā)和制造效率能否提高等。推進工業(yè)4.0需要結(jié)合行業(yè)特征：規(guī)模大、附加值高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、自動化水平高的行業(yè)的經(jīng)濟性往往更好，容易成為突破口。
要提高經(jīng)濟性，就要充分利用互聯(lián)網(wǎng)，加強與用戶的聯(lián)系，用服務(wù)來放大產(chǎn)品的價值；要推進數(shù)字化研發(fā)和服務(wù)，還要重視組織和商業(yè)模式的創(chuàng)新。
我國重視工業(yè)4.0，不僅是為了追上國際趨勢，還有深刻的社會原因：在2022年開始的10年中，我國勞動力總?cè)丝谝獪p少一億左右。這是嚴峻的挑戰(zhàn)，但也為企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了驅(qū)動力。
在全球化的時代，設(shè)備、軟件都能買到，成功的關(guān)鍵在人。智能工廠的設(shè)計和運作，需要高素質(zhì)的管理和技術(shù)人才、認真敬業(yè)的態(tài)度和科學(xué)的方法。
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