工業(yè)4.0風(fēng)暴席卷全球 中國(guó)制造業(yè)機(jī)遇在哪里？

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

　　中國(guó)在2013年短暫地成為全球第一制造大國(guó)，后迅速被美國(guó)的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略沖擊而在2014年讓出了這一位置。在實(shí)體經(jīng)濟(jì)遭遇下滑、制造企業(yè)大量倒閉的情況下，中國(guó)政府也開(kāi)始在制造業(yè)產(chǎn)業(yè)政策上發(fā)力，于2015年推出了“中國(guó)制造2025”，計(jì)劃通過(guò)三步走，推進(jìn)信息化與工業(yè)化的融合，以實(shí)現(xiàn)綜合實(shí)力進(jìn)入世界制造強(qiáng)國(guó)行列的遠(yuǎn)期目標(biāo)。

　　《中國(guó)制造2025》發(fā)布之后，許多人將之解讀為中國(guó)版的工業(yè)4.0，一方面是由于德國(guó)政府主動(dòng)邀請(qǐng)中國(guó)加入工業(yè)4.0體系，另一方面則是因?yàn)閮蓢?guó)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(guó)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(gè)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(lái)，從西門(mén)子、博世、寶馬、空客到弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)斯圖加特研究所、德國(guó)工業(yè)科學(xué)聯(lián)盟，筆者多次到德國(guó)工業(yè)4.0的發(fā)起企業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)制定部門(mén)參觀訪問(wèn)，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(guò)程中各個(gè)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(lái)打通整個(gè)制造的數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，通過(guò)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(shí)現(xiàn)與設(shè)備、相關(guān)人的實(shí)時(shí)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(jì)劃、實(shí)時(shí)調(diào)度、質(zhì)量控制、設(shè)備運(yùn)維和故障診斷也未因賽博物理系統(tǒng)CPS而有節(jié)點(diǎn)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(gè)物流環(huán)節(jié)上取得了突飛猛進(jìn)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(guò)自組織的智能規(guī)劃，主動(dòng)尋找同樣賦予關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)屬性的移動(dòng)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(jī)器人，并可以通過(guò)自組織的協(xié)同、協(xié)調(diào)能力，有效準(zhǔn)時(shí)地完成需要的處理任務(wù)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是零部件可以自己找車(chē)、找設(shè)備、找工人進(jìn)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(chē)、找?guī)?、找人進(jìn)行符合最優(yōu)規(guī)劃的采購(gòu)、庫(kù)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(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和物理實(shí)體，通過(guò)計(jì)算、通訊和控制技術(shù)的協(xié)同和融合，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互和物理進(jìn)程交互。

　　事實(shí)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(chē)、貨架、托盤(pán)、周轉(zhuǎn)箱、加工設(shè)備、機(jī)器人、由人機(jī)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(guò)完整供應(yīng)鏈供應(yīng)任務(wù)或終端市場(chǎng)真實(shí)而個(gè)性化的需求，綜合優(yōu)化供應(yīng)鏈資源，并進(jìn)行實(shí)時(shí)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(yùn)行環(huán)境中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)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(yùn)維并不需要改變，需要改變的是每一個(gè)智能化的保障系統(tǒng)或保障單元，如待加工件、AGV小車(chē)、貨架及周轉(zhuǎn)箱、分揀系統(tǒng)、機(jī)器人等，這些保障系統(tǒng)和保障單元通過(guò)主動(dòng)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(zhǔn)時(shí)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?yàn)槿吮旧砭途哂凶越M織的主動(dòng)協(xié)調(diào)和協(xié)同作業(yè)能力，另一方面則是可以通過(guò)人機(jī)交互接口實(shí)現(xiàn)對(duì)人操作的輔助支撐功能，讓人發(fā)揮出更大的主動(dòng)能力。

　　中國(guó)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(dòng)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(guò)程的物流保障體系、供應(yīng)鏈系統(tǒng)優(yōu)化方面實(shí)現(xiàn)信息化與工業(yè)化融合，提高制造過(guò)程的效率，從而形成制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)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(shí)代如何撰寫(xiě)中國(guó)名片

　　E·J·霍布斯鮑恩(Hobsbawm)在《革命的時(shí)代》中寫(xiě)道，產(chǎn)業(yè)革命是既無(wú)開(kāi)頭也無(wú)結(jié)尾的樂(lè)章，它仍在奏響。事實(shí)也正如這句話所描述的一樣，在社會(huì)不斷進(jìn)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(shí)代正在逐漸拉開(kāi)帷幕，這對(duì)于中國(guó)的制造業(yè)是巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)也意味著前所未有的契機(jī)。

　　在上一輪的國(guó)際分工中，中國(guó)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(qiáng)大的人力成本優(yōu)勢(shì)，成為了“世界工廠”，“中國(guó)制造”也一度成為了中國(guó)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(dòng)密集型企業(yè)面臨著人力成本不斷上升、技術(shù)升級(jí)成本巨大等陣痛，同時(shí)，印度等第三世界國(guó)家制造業(yè)的興起也對(duì)中國(guó)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(guó)智能制造產(chǎn)值在1萬(wàn)億元左右，2020年有望超3萬(wàn)億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率約20%。智能化將在第四次工業(yè)革命中成為中國(guó)制造業(yè)發(fā)展的最終目標(biāo)，也將成為中國(guó)從“制造大國(guó)”發(fā)展為“制造強(qiáng)國(guó)”的契機(jī)。

　　鑒于此，在工信部的支持和指導(dǎo)下，一些知名的中國(guó)企業(yè)從去年開(kāi)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(jí)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(jí)的兩個(gè)思路。

　　海爾從去年開(kāi)始致力于對(duì)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(dòng)車(chē)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(chē)款——新日獵鷹，憑借著一鍵啟動(dòng)、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(xiāo)量。

　　李克強(qiáng)總理曾盛贊中國(guó)高鐵是國(guó)家的“黃金名片”，而工業(yè)4.0時(shí)代，制造業(yè)如何撰寫(xiě)好“中國(guó)名片”，這仍然是一個(gè)值得不斷探索的問(wèn)題。