中國如何發(fā)展“工業(yè)4.0”

劉青華

（華晨寶馬汽車有限公司，遼寧 沈陽 110143）

“工業(yè)4.0”概念從引入到我國，經(jīng)過一段時間的發(fā)酵，變成了一個十分熱門的話題。德國作為一個制造業(yè)發(fā)展先進的國家，在裝備制造業(yè)擁有豐富的經(jīng)驗，這對于我們進行工業(yè)升級具有很好的借鑒意義。但是，在利用這些發(fā)展經(jīng)驗時還有以下幾點需要明確。

（1）需要明確“工業(yè)4.0”概念提出的背景?！肮I(yè)4.0”是德國工業(yè)發(fā)展到一定階段，出于自身的發(fā)展要求應運而生的。即使在德國這仍然是處于初步推廣階段，可以說是德國對于工業(yè)未來發(fā)展方向的一個愿景，并沒有得到大范圍的推廣。盡管有一些大型的企業(yè)，如西門子等公司建立了智能示范工廠，但也是僅此而已。甚至在中小企業(yè)中這個概念并沒有得到一個廣泛的認同，因為目前他們對于工業(yè)信息的互聯(lián)需求并不強烈。其大部分設備已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的電氣化、自動化，甚至有些生產(chǎn)設備具備一些互聯(lián)互通的功能。但是對于“工業(yè)4.0”所描繪的藍圖并沒有迫切的需求。因此即使是在德國，“工業(yè)4.0”也還沒有到達全面推廣的階段。認識這一點十分重要，這使得我們對待“工業(yè)4.0”的時候會更加理性。

（2）制造業(yè)近年來在中國有了快速的發(fā)展，尤其是與歷史相比已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍，雖然與美國、德國等國家在橫向比較在高端制造業(yè)上還有差距，但是我國在中端機電產(chǎn)品上在世界上占有重要的地位。我們應該看到，中國在近年來對制造業(yè)有很大的投入，對于工業(yè)設備的數(shù)字化、信息化都有了一些基礎(chǔ)。在另一方面，我國網(wǎng)絡信息技術(shù)上有很大的進步，例如在電商購買了商品，購買后可以在APP上看到所購買商品的物流信息，甚至可以看到物流的大概位置。當然，這個位置是電商根據(jù)物流信息及大數(shù)據(jù)收集后計算的大致位置，而不是實時的具體位置。但是這就是未來“工業(yè)4.0”的一種使用場景。想象一下，未來上游零件供應商可以把零件的物流信息通過衛(wèi)星定位及通訊技術(shù)實時傳送給制造商，制造商可以根據(jù)物流的狀態(tài)實時監(jiān)控并根據(jù)物流情況調(diào)整生產(chǎn)計劃，這樣就可以在減少物流存放空間的同時提高生產(chǎn)效率，并且這些都是我們節(jié)省的成本。所以說，“工業(yè)4.0”距離我們并不遙遠。

通過以上對比可知，中國的工業(yè)發(fā)展沒有必要沿著德國的發(fā)展道路亦步亦趨。因為德國之所以提出“工業(yè)4.0”的概念，是出于其對未來發(fā)展的戰(zhàn)略考慮，想通過這一概念將本已在世界上領(lǐng)先的工業(yè)制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，期望憑借其雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)來贏得新一代工業(yè)標準系統(tǒng)的制定權(quán)，從而確立其在未來的發(fā)展優(yōu)勢，進而贏得與其他國家的競爭，保障領(lǐng)先地位。這是德國提出“工業(yè)4.0”的初衷。在此還要提到美國，美國與德國不同，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要強于德國，所以提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念。這個概念是由GE公式率先提出，其核心是將互聯(lián)網(wǎng)與機器設備相結(jié)合后利用對機器運轉(zhuǎn)的大數(shù)據(jù)進行分析提升效率。

無論是德國還是美國都是強化已經(jīng)建立的優(yōu)勢將其他部分與自己的強項聯(lián)合，從而建立未來競爭的優(yōu)勢。所以對于我國來說，應該承認“工業(yè)4.0”或者“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的提出都是出于順應“萬物互聯(lián)”的發(fā)展趨勢，并且也可以看到發(fā)展“工業(yè)4.0”可以帶來效率的提高。但是我國的國情及發(fā)展情況是與德國不同的。并且與德國相比，在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)已經(jīng)處于世界的前列，所以我們需要做的，就是將在信息產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢應用在我國制造業(yè)的升級改造中來。探索出屬于自己的道路才能把握機會實現(xiàn)跨越式發(fā)展。也許這就是我國政府提出“互聯(lián)網(wǎng)+”的原因。

既然明確了發(fā)展的方向，如何做才能讓工業(yè)4.0與我國國情相適應呢？數(shù)字化智能工廠的本質(zhì)是通過網(wǎng)絡使用強大的信息系統(tǒng)來控制具體產(chǎn)品的生產(chǎn)，從而在提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品精度的同時降低生產(chǎn)成本。但是到底如何提高效率降低成本呢？主要是智能生產(chǎn)可以讓生產(chǎn)更加靈活。因為通過信息將機器和機器連接起來，減少生產(chǎn)對人的依賴，提高生產(chǎn)的精度及產(chǎn)品的合格率；將客戶、經(jīng)銷商與生產(chǎn)線、物流聯(lián)系起來提高利用率減少物流存儲的消耗。以前，在企業(yè)中尤其是在一些裝配制造行業(yè)，產(chǎn)品從立項到設計、生產(chǎn)、樣品實驗、到形成量產(chǎn)是一個較長的周期。這種方式在之前可能沒有問題，因為在以前產(chǎn)品是廠家主導的，產(chǎn)品的生命周期比較長。也就是說生產(chǎn)時單一型號、大量生產(chǎn)。但是隨著時代的發(fā)展，用戶的需求也發(fā)生了變化。需求已經(jīng)變得更加多樣化，這些需求為產(chǎn)品生產(chǎn)帶來了巨大的變革，生產(chǎn)模式由單一品種大批量變?yōu)槎嗥贩N小批量，并且需要快速切換來應對用戶帶來的挑戰(zhàn)。

這些場景，都是對未來工業(yè)生產(chǎn)模式的一個愿景。但是，當前在這個變革的時代應該如何去做呢？這就需要在規(guī)劃新的生產(chǎn)設備時以“互聯(lián)互通”思想來指導我們。畢竟產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)和新興的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)還是有區(qū)別的，生產(chǎn)線升級周期長，要求的可靠性高，這些特性就注定了“工業(yè)4.0”是不可能一蹴而就的。盡管目前沒有實現(xiàn)“工業(yè)4.0”，但是卻要以“工業(yè)4.0”思想指導設備規(guī)劃的全部流程中。就是要預留硬件、軟件及程序接口，為將來的互聯(lián)準備好基礎(chǔ)。

“工業(yè)4.0”本質(zhì)上是標準——通訊的標準、硬件的標準等，因為設備間、生產(chǎn)廠家與用戶需要連接彼此，需要用同一種通訊協(xié)議、同一種硬件連接方式，所以如果能手握這些通訊協(xié)議或設備標準，那么在未來的競爭中就會占據(jù)有利的位置。一方面在產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的角度，從新進設備的時候，就要有意識地留出未來通訊的接口，以及思考未來柔性生產(chǎn)的實現(xiàn)方式，而不是只滿足目前的需求；另一方面，在自動化行業(yè)及相關(guān)信息產(chǎn)業(yè)廠商努力研發(fā)推廣自己的產(chǎn)業(yè)標準，如果能夠憑借廣大的市場及產(chǎn)品需求推廣這些標準，就能占有未來競爭的先手。因為“工業(yè)4.0”有一個概念是物理信息融合系統(tǒng)（Cyber—Physical System，CPS）。從廣義上理解，就是一個在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上，深度融合了計算、通信和控制能力的可控、可信、可擴展的網(wǎng)絡化物理設備系統(tǒng)，目前在信息產(chǎn)業(yè)及通訊產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有了相當多的積累，如果更好地利用和增強這方面的優(yōu)勢，就能借助“工業(yè)4.0”實現(xiàn)彎道超車。

“工業(yè)4.0”適應了萬物互聯(lián)的發(fā)展趨勢，將為各傳統(tǒng)行業(yè)帶來巨大的效率提升，從中看到了美好前景。但“工業(yè)4.0”從戰(zhàn)略上看是德國對抗別國競爭的產(chǎn)物，我國不應該被目前的“工業(yè)4.0”所束縛。其實無論“工業(yè)4.0”還是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”或其他概念，不管是以互聯(lián)網(wǎng)為主還是以制造業(yè)為主，其最終的反映的是一個趨勢，那就是整合，將互聯(lián)網(wǎng)、裝備制造、物流等領(lǐng)域的跨行業(yè)跨領(lǐng)域的一個整合。對于這種未來的發(fā)展趨勢，首先做到深入研究“工業(yè)4.0”的基本理念，從中找到參考和借鑒，學會對制造業(yè)各個方面的集成實現(xiàn)對生產(chǎn)原料的靈活配置，達到實現(xiàn)小批量多品種的高度柔性化的自動生產(chǎn)。從中積累經(jīng)驗，裝備制造業(yè)能夠緊跟未來的趨勢，因地制宜逐步實現(xiàn)“中國智造”。以應對未來激烈的競爭。我國發(fā)布了制造業(yè)的長期規(guī)劃《中國制造2025》，其中也涵蓋了相應的應對策略，例如實行五大工程，包括制造業(yè)創(chuàng)新中心建設的工程、強化基礎(chǔ)的工程、智能制造工程、綠色制造工程和高端裝備創(chuàng)新工程。其中有大半的描述都可以在“工業(yè)4.0”找到影子。這其中應該已經(jīng)充分考慮到了未來競爭對手帶來的沖擊和競爭因素。

“工業(yè)4.0”來了，我們應該積極面對，因為CPS，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等會取代傳統(tǒng)封閉的生產(chǎn)制造系統(tǒng)。而我們應該適應趨勢，逐步建立標準，以信息融合的思想來面對它的到來。