移动互联网、大数据和云计算等技术的到来,快速推动了实体经济和虚拟世界的结合,这些技术日新月异,为产品销售方式的改变、增值服务的提升,以及商业模式的创新提供了空前的可能,全球工业4.0应运而生。
进入21世纪后,产业界酝酿起第四次工业革命,2013年以来,各制造业大国暗流涌动、频频出招。德国是这一轮技术变革的先行者,早在2011年汉诺威工业博览会上,就提出“工业4.0”概念,最初的想法只是想通过物联网等媒介来提高德国制造业的水平。
出于对这一概念的重视,德国联邦教研部与联邦经济技术部立即联手弗劳恩霍夫协会、西门子公司等学术界和产业界的代表组成工作组,启动了“工业4.0”研究项目。两年后,“工业4.0”工作组在2013年汉诺威工博会上对外发布了《实施“工业4.0”战略建议书》,标志着德国正式开始实施“工业4.0”战略。
工业4.0出现于德国,一方面德国很多中小企业实际上是细分市场的隐形冠军,专业性领先,另一方面人口老龄化导致劳动力缺乏。这两点决定了德国的劳动力具有少而精的特点,要维持经济的持续发展,必须采取更加优化资源配置的发展范式。而德国领先的自动化水平和互联网技术,催生了物理信息系统的概念,期望借此实现人与机器的更广泛的联网以最少的资源产生最大的效益。
工业4.0并不存在太高的技术壁垒,与其说是革命,不如说是整合——将无数已经成熟的小模块整合成为一个大模块。在芯片设计中,模块化的一个重要元素便是接口,放之整个工业体系中,这个接口就是工业标准。
工业标准的统一大大降低了产品从一级生产到下一级生产的成本。德国的工业标准是由德国标准化学会制定的DIN标准,这一标准的权威不亚于国际标准ISO。这样精细的标准以及严格的执行确保了工业4.0在成型过程中的畅通无阻。
“工业4.0”实质是通过信息通信技术将设备相互联通并且连接到统一的网络平台上,从而将物理资源、数字信息和人紧密联系在一起,构建起“智能工厂”,从而实现“智能生产”。工业4.0的设计就是在3.0的信息化之上,大大增强流水线的可塑性,在保证质量的前提下,让流水线变得“无所不能”,通过可控的、预设的制作程序,满足客户的各种定制化需求,减少甚至消除一切人为的错误。
德国之所以成为工业4.0的焦点,源于其不仅是工业4.0的发源地,而且其正制定一系列策略来反抗美国信息技术对本国制造业的入侵。德国要用“信息物理系统”使生产设备获得智能,使工厂成为一个实现自律分散型系统的“智能工厂”。那时,云计算不过是制造业中的一个使用对象,而不会成为掌控生产制造的中枢所在。
美国在智能制造方面觉悟相当超前,早在1994年,美国国防部就提出为促进21世纪制造业发展,必须以“灵敏制造”取代“先进制造”。2009年,出任总统的奥巴马提出将重振制造业作为美国经济长远发展的重大战略。
美国互联网科技巨头们的一系列大动作更是令人震撼,美国的互联网以及ICT巨头与传统制造业领导厂商携手,GE、思科、IBM、AT&T英特尔等80多家企业成立了工业互联网联盟,正重新定义制造业的未来,并在技术、标准、产业化等方面做出一系列前瞻性布局,工业互联网正成为美国先进制造伙伴计划的重要任务之一。通用电器公司(GE)在硅谷成立了全新的研发中心,招兵买马,用最顶级的软件工程师布局“工业互联网”;谷歌以Google Glass艳惊四座,不断收购机器人公司;特斯拉的杀出更是开“汽车智能化”之先河。
德国基于其极为出色的装备制造业基础和发达的信息化基础,重视发展智能装备和智能生产过程;美国依赖其在信息通信技术方面无与伦比的实力和创新力,希望借助网络和数据的力量提升整个工业的价值创造能力。德国在战略方向上强调“硬”制造,制胜之道在于突破信息物理系统技术。与此相对的美国工业互联网联盟则更侧重“软”服务,其目标是制定未来虚拟现实世界的通用标准,抢占食物链的上端。
赫尔曼·西蒙说,中国或许是世界的工厂,但德国是世界工厂的制造者。德国虽然提出了工业4.0,但其应用市场毕竟十分有限。德国的国内市场较小,而中国拥有全球最大的机器设备市场。2015年初,中国的连续出招将全球目光吸引到了东方。3月的全国两会上,李克强总理在政府工作报告中提出将要实施“中国制造2025”战略和“互联网+”行动计划。5月8日中国版的“工业4.0”规划——《中国制造2025》经李克强总理签批正式面世。虽然不少人认为《中国制造2025》是对德国“工业4.0”的复制,但事实却是早在德国“工业4.0”尚未诞生的2012年10月,中国政府就已意识到必须提前为下一个技术变革的新纪元进行布局。
在“互联网+工业”时代,制造业传统意义上的价值创造和分配模式正在发生转变,借助互联网平台,企业、客户及利益相关方正纷纷参与到价值创造、价值传递及价值实现等生产制造的各个环节中来。“互联网+工业”不仅仅意味着“信息共享”,还将广泛开展“物理共享”,从而形成新的价值创造与共享模式,开创全新的共享经济,带动大众创业和万众创新。
中国制造业在迎接新工业革命到来的过程中必定会历经重整、洗牌,乃至停止,甚至衰退,但同时这一过程中也蕴藏着机遇,只要中国企业足够开放、敢于创新。
华为总裁任正非认为,中国的工业现在还没有走完自动化,我们不可能一步迈入新时代,一步迈入工业4.0,可能先要经历2.0、2.5,还有3.0之路。很多企业还要思考一个问题,自己的企业、团队,能否掌握信息革命的这些工具,能否攻克工业革命的堡垒,自己手里的那张“旧船票”,还能否登上产业互联网这条“快船”,对这种变化能否适应。
“中国制造2025”与德国“工业4.0”都是在新一轮科技革命和产业变革背景下针对制造业发展提出的一个重要战略举措。德国因为面临的压力和技术基础都很典型而率先诱发这场变革。但其借助技术手段再次提升社会效率的方法论却是普适的。中国人均资源更加匮乏,专业人才更加匮乏,但是面临庞大的人口基数以及对效率的渴望,必然也会从中受益。在此背景下,中德合作不仅能够极大地促进中国工业化与信息化的融合,对中国当下的经济转型、结构调整都有着重大意义,中德在很多方面都有着高度互补性,德国的开发力和中国的生产力,德国的技术与中国的市场等都组成了完美的合作基础。在智能化时代,两国的合作会更有利于双方在激烈竞争中抢占先机。
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