工業(yè)4.0風暴席卷全球 中國制造業(yè)機遇在哪里？

　　當然日本、韓國、英國、印度等國也紛紛根據(jù)自身情況提出了相應(yīng)的先進制造發(fā)展戰(zhàn)略。

　　中國在2013年短暫地成為全球第一制造大國，后迅速被美國的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略沖擊而在2014年讓出了這一位置。在實體經(jīng)濟遭遇下滑、制造企業(yè)大量倒閉的情況下，中國政府也開始在制造業(yè)產(chǎn)業(yè)政策上發(fā)力，于2015年推出了“中國制造2025”，計劃通過三步走，推進信息化與工業(yè)化的融合，以實現(xiàn)綜合實力進入世界制造強國行列的遠期目標。

　　《中國制造2025》發(fā)布之后，許多人將之解讀為中國版的工業(yè)4.0，一方面是由于德國政府主動邀請中國加入工業(yè)4.0體系，另一方面則是因為兩國在制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向上有許多重合之處。

　　工業(yè)4.0隨之在中國升溫，但基本上還是定位在智能生產(chǎn)、智能工廠、智能物流和智能服務(wù)四個領(lǐng)域的縱向集成、橫向集成和端到端集成等制造領(lǐng)域上。

　　幾年來，從西門子、博世、寶馬、空客到弗勞恩霍夫協(xié)會斯圖加特研究所、德國工業(yè)科學(xué)聯(lián)盟，筆者多次到德國工業(yè)4.0的發(fā)起企業(yè)和標準制定部門參觀訪問，從中發(fā)現(xiàn)，工業(yè)4.0中真正行之有效的革命并不是表現(xiàn)在制造環(huán)節(jié)的提升上，而在于全制造過程中各個物流環(huán)節(jié)的創(chuàng)新。

　　工業(yè)4.0是以賽博物理系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem，CPS)來打通整個制造的數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，通過完善供應(yīng)鏈條的待加工件(包括產(chǎn)品、零部件及原材料)，實現(xiàn)與設(shè)備、相關(guān)人的實時互聯(lián)。其在改型改性的加工或包裝的技術(shù)、設(shè)備和工藝上并未有創(chuàng)新或本質(zhì)的改變，生產(chǎn)管理中的生產(chǎn)計劃、實時調(diào)度、質(zhì)量控制、設(shè)備運維和故障診斷也未因賽博物理系統(tǒng)CPS而有節(jié)點上的創(chuàng)新突破。因而，工業(yè)4.0并不比其他的生產(chǎn)管理模式(如福特的反U型生產(chǎn)線、大野耐一的JIT、沃馬克的精益生產(chǎn))更為有效，也不一定比企業(yè)資源規(guī)劃ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、并行工程、虛擬制造等軟硬件系統(tǒng)在制造環(huán)節(jié)的效率提升上更為創(chuàng)新。

　　但是，工業(yè)4.0卻在全供應(yīng)鏈的各個物流環(huán)節(jié)上取得了突飛猛進的效率提升。其利用賽博物理系統(tǒng)CPS為核心，將原材料、零部件或最終產(chǎn)品賦予關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)屬性，通過自組織的智能規(guī)劃，主動尋找同樣賦予關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)屬性的移動載體、分揀設(shè)備、加工設(shè)備等加工或包裝載體、各環(huán)節(jié)的管理人員、操作人員或機器人，并可以通過自組織的協(xié)同、協(xié)調(diào)能力，有效準時地完成需要的處理任務(wù)。簡單地說，就是零部件可以自己找車、找設(shè)備、找工人進行符合最優(yōu)規(guī)劃的加工，或者原材料、產(chǎn)品可以自己找車、找?guī)?、找人進行符合最優(yōu)規(guī)劃的采購、庫存、包裝和交付。

　　賽博物理系統(tǒng)CPS是工業(yè)4.0的核心，它包含了計算、網(wǎng)絡(luò)和物理實體，通過計算、通訊和控制技術(shù)的協(xié)同和融合，實現(xiàn)了人機交互和物理進程交互。

　　事實上，由于賽博物理系統(tǒng)CPS的存在，可以使得建立全產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)鏈管理仿真模型，利用物聯(lián)網(wǎng)將產(chǎn)品、AGV、叉車、貨架、托盤、周轉(zhuǎn)箱、加工設(shè)備、機器人、由人機交互設(shè)備輔助控制的操作人員和管理人員直接接入賽博物理系統(tǒng)CPS，通過完整供應(yīng)鏈供應(yīng)任務(wù)或終端市場真實而個性化的需求，綜合優(yōu)化供應(yīng)鏈資源，并進行實時的資源重組，形成自組織協(xié)同能力，完成最有效的物流保障任務(wù)。

　　因此，在工業(yè)4.0運行環(huán)境中，產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)、加工設(shè)備、加工技術(shù)、加工工藝、生產(chǎn)線以及生產(chǎn)管理中的排產(chǎn)、調(diào)度、質(zhì)量控制和設(shè)備運維并不需要改變，需要改變的是每一個智能化的保障系統(tǒng)或保障單元，如待加工件、AGV小車、貨架及周轉(zhuǎn)箱、分揀系統(tǒng)、機器人等，這些保障系統(tǒng)和保障單元通過主動協(xié)同賽博物理系統(tǒng)的其他相關(guān)單元，使得物流作業(yè)網(wǎng)絡(luò)更加高效、準時和低成本，以完成供應(yīng)鏈的系統(tǒng)優(yōu)化。

　　在工業(yè)4.0中，人是極其重要的組成單元。一方面是因為人本身就具有自組織的主動協(xié)調(diào)和協(xié)同作業(yè)能力，另一方面則是可以通過人機交互接口實現(xiàn)對人操作的輔助支撐功能，讓人發(fā)揮出更大的主動能力。

　　中國制造業(yè)企業(yè)的信息化基礎(chǔ)還很差，但是互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、供應(yīng)鏈商業(yè)渠道優(yōu)化的基礎(chǔ)卻位居全球前列，完全有條件先在制造過程的物流保障體系、供應(yīng)鏈系統(tǒng)優(yōu)化方面實現(xiàn)信息化與工業(yè)化融合，提高制造過程的效率，從而形成制造業(yè)的競爭力。(作者系清華大學(xué)工程管理碩士教育中心執(zhí)行主任，博士生導(dǎo)師)

　　工業(yè)4.0時代如何撰寫中國名片

　　E·J·霍布斯鮑恩(Hobsbawm)在《革命的時代》中寫道，產(chǎn)業(yè)革命是既無開頭也無結(jié)尾的樂章，它仍在奏響。事實也正如這句話所描述的一樣，在社會不斷進步的齒輪下，前三次工業(yè)革命的歷史光環(huán)逐漸被第四次工業(yè)革命所取代，工業(yè)4.0時代正在逐漸拉開帷幕，這對于中國的制造業(yè)是巨大的挑戰(zhàn)，同時也意味著前所未有的契機。

　　在上一輪的國際分工中，中國被分到了產(chǎn)業(yè)鏈的最低端，兢兢業(yè)業(yè)，一干就是40年，并且憑借著強大的人力成本優(yōu)勢，成為了“世界工廠”，“中國制造”也一度成為了中國最響亮的名片。

　　然而，隨著第四次工業(yè)革命的不斷深入，傳統(tǒng)的勞動密集型企業(yè)面臨著人力成本不斷上升、技術(shù)升級成本巨大等陣痛，同時，印度等第三世界國家制造業(yè)的興起也對中國傳統(tǒng)制造業(yè)形成了挑戰(zhàn)。在這種挑戰(zhàn)下，不少企業(yè)受到了巨大沖擊甚至倒閉，其中不乏勝華科技這樣知名的企業(yè)。

　　數(shù)據(jù)顯示，2015年我國智能制造產(chǎn)值在1萬億元左右，2020年有望超3萬億元，年復(fù)合增長率約20%。智能化將在第四次工業(yè)革命中成為中國制造業(yè)發(fā)展的最終目標，也將成為中國從“制造大國”發(fā)展為“制造強國”的契機。

　　鑒于此，在工信部的支持和指導(dǎo)下，一些知名的中國企業(yè)從去年開始加大產(chǎn)業(yè)智能化的腳步。其中，以海爾和新日的產(chǎn)品智能化升級效果最為顯著，而這兩家企業(yè)也為其他企業(yè)提供了產(chǎn)品智能升級的兩個思路。

　　海爾從去年開始致力于對于家電智能生態(tài)圈的建立，希望形成完整產(chǎn)品鏈。而新日電動車作為傳統(tǒng)制造業(yè)則將重心更多放在了智能系統(tǒng)和單品的研發(fā)，比如最新上市的智能車款——新日獵鷹，憑借著一鍵啟動、智能防盜、智能影音等讓人耳目一新的功能取得了驚人的銷量。

　　李克強總理曾盛贊中國高鐵是國家的“黃金名片”，而工業(yè)4.0時代，制造業(yè)如何撰寫好“中國名片”，這仍然是一個值得不斷探索的問題。