互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到5G時代,信息技術(shù)對生產(chǎn)制造的顛覆也逐漸顯現(xiàn)。在人類社會文明的演進中,信息技術(shù)革命一直是推動歷史發(fā)展的重要力量,一個國家對工業(yè)的重視度,關(guān)系到經(jīng)濟發(fā)展的水平和在全球市場的競爭力。
他山之石可以攻玉,號稱“第四次工業(yè)革命的血管”的5G時代已經(jīng)到來,世界其他國家在工業(yè)信息化上的布局,更能幫助我們分辨清楚未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向。
德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略
德國在制造業(yè)自動化方面一直處于世界領(lǐng)先位置,并造就了一批以西門子、SAP等為代表的德國巨頭公司。
2013年,德國宣布實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略,并提出兩大目標:即實現(xiàn)智能工廠與智能生產(chǎn)。其中,智能工廠重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)流程等的實現(xiàn);智能生產(chǎn)則涉及企業(yè)的物流生產(chǎn)管理、智能技術(shù)的應(yīng)用等,通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystem)相結(jié)合的手段,將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。
2019年,《德國工業(yè)戰(zhàn)略2030(草案)》指出,機器與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)(工業(yè)4.0)是極其重要的突破性技術(shù),機器構(gòu)成真實世界和互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的虛擬世界之間的區(qū)分正在消失,工業(yè)中應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸成為標配。
在4.0戰(zhàn)略中,企業(yè)的表現(xiàn)格外突出。西門子在2007年開始就在數(shù)字化領(lǐng)域開展了一系列并購,致力于實現(xiàn)信息系統(tǒng)與自動化控制系統(tǒng)集成,力圖將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵杠桿,并在2017年數(shù)字化業(yè)務(wù)收入超過140億歐元。此外,還聯(lián)合庫卡、費斯托、艾森曼集團等18家合作伙伴共同創(chuàng)建“MindSphere World”,打造MindSphere平臺的生態(tài)系統(tǒng)。通過強化工業(yè)APP開發(fā)與應(yīng)用服務(wù)能力,利用大數(shù)據(jù)分析做出性能數(shù)字化雙胞胎,優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計,實現(xiàn)閉環(huán)生產(chǎn)。博世融合Eclipse開源組織,打造從數(shù)字雙胞胎到嵌入式編程的邊緣開放生態(tài),博世IoT平臺集成了10余種工業(yè)協(xié)議,基于模塊化OSGi架構(gòu)下發(fā)至網(wǎng)關(guān)設(shè)備上進行靈活配置。
SAP則在HANA平臺基礎(chǔ)上,進一步推出了涵蓋邊緣計算、大數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用開發(fā)功能的Leonardo平臺。通過數(shù)字化雙胞胎網(wǎng)絡(luò),橫跨企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)、銷售、服務(wù)全價值鏈,連接產(chǎn)業(yè)鏈利益相關(guān)方,主要在物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字雙胞胎、企業(yè)資產(chǎn)管理、數(shù)字化實時工廠、機器學習、區(qū)塊鏈透明交易等六大領(lǐng)域,支持企業(yè)全方位的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與5G融合創(chuàng)新應(yīng)用。倍福(Beckhoff)、博世、德國電信、愛立信等歐洲企業(yè)聯(lián)合成立“工業(yè)互聯(lián)與自動化5G聯(lián)盟”(5G-ACIA),推動5G在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的落地。弗勞恩霍夫與愛立信等企業(yè)合作,開展智能工廠、航空發(fā)動機制造、智能工業(yè)機器人等場景的5G技術(shù)驗證。
在4.0戰(zhàn)略中,德國聯(lián)邦教育與研究部累計撥付上億歐元經(jīng)費支持工業(yè)4.0技術(shù)研發(fā)項目,德國經(jīng)濟與能源部出資5600萬歐元建立10個中小企業(yè)數(shù)字化能力中心。通過工業(yè)4.0戰(zhàn)略,德國6大國民經(jīng)濟重要行業(yè)的產(chǎn)值至2025年預計共增長780億歐元,平均每個行業(yè)每年增幅可達1.7%。
美國 “再工業(yè)化”戰(zhàn)略
第二次工業(yè)革命期間,美國實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)國向工業(yè)國的轉(zhuǎn)型,一躍成為世界一流的制造業(yè)大國。上世紀90年代以來,世界經(jīng)濟與貿(mào)易結(jié)構(gòu)重新配置,東亞地區(qū)依靠勞動力優(yōu)勢逐漸承接了以美國為首的發(fā)達國家的制造業(yè)轉(zhuǎn)移,東亞國家也依靠出口導向型的發(fā)展戰(zhàn)略成為美國主導的世界經(jīng)濟體系的關(guān)鍵一環(huán)。伴隨制造業(yè)轉(zhuǎn)移,美國金融業(yè)獲得了巨大的發(fā)展,華爾街進而成為美國經(jīng)濟的重心所在。
之后,金融危機的爆發(fā)暴露了美國經(jīng)濟中金融服務(wù)業(yè)過度膨脹、實體經(jīng)濟“空心化”及資產(chǎn)價格泡沫等問題,并導致美國經(jīng)濟的普遍衰退和失業(yè)人口的劇增。2008年,奧巴馬政府上臺為應(yīng)對美國經(jīng)濟中制造業(yè)的危機,提出了“再工業(yè)化”的口號,試圖扭轉(zhuǎn)美國制造業(yè)衰落的趨勢。
2010年,美國提出“再工業(yè)化戰(zhàn)略”,2011年,美國政府正式啟動了“先進制造伙伴計劃”,提出了“在哪里發(fā)明、在哪里制造”的口號,要重新奪回制造業(yè)的世界市場。為了解決高校基礎(chǔ)研究和企業(yè)成果轉(zhuǎn)化之間的矛盾(稱之為“死亡谷”),美國政府專門建立了由一批“制造創(chuàng)新研究院”組成的國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。第一批擬建15個:增材制造、數(shù)字化制造和設(shè)計、輕量化材料制造、新一代電力電子器件制造、柔性混合電子器件制造、集成光電子制造、智慧制造。美國力圖通過“再工業(yè)化”重振本土工業(yè),一方面是防止制造業(yè)萎縮失去世界創(chuàng)新領(lǐng)導者的地位, 一方面是要通過產(chǎn)業(yè)升級化解高成本壓力。
在“再工業(yè)化” 基礎(chǔ)上,美國還積極打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展生態(tài)。2014年3月,GE、AT&T、Cisco、IBM、Intel等5家企業(yè)聯(lián)合成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC),推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標準化和試點應(yīng)用,打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系。2015年IIC發(fā)布工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu),系統(tǒng)性界定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)體系。2016年3月,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟和“工業(yè)4.0”平臺代表在瑞士蘇黎世探討分別推出的工業(yè)4.0參考架構(gòu)模型和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)的潛在一致性。截至2019年,美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟已有來自全球33個國家的260 余家成員單位,致力于開展測試驗證、標準制定、國際合作等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)建設(shè)。
日本機器人新戰(zhàn)略
不可否認,機器人應(yīng)用造就了日本制造輝煌時代。
20世紀80年代以來,日本機器人以制造業(yè)工廠應(yīng)用為主,迅速普及。尤其是在主要需求領(lǐng)域汽車與電子制造產(chǎn)業(yè)中,機器人的安裝使用帶動了生產(chǎn)效率的大幅提升。2012年,日本機器人產(chǎn)值約為3400億日元,占據(jù)全球市場份額的50%,安裝數(shù)量(存量)約30萬臺,占全球市場份額的23%。而且,機器人的主要零部件,包括機器人精密減速機、伺服電機、重力傳感器等,占據(jù)90%以上的全球市場份額。
2015年,日本政府發(fā)布了《機器人新戰(zhàn)略(Japans Robot Strategy)》。該戰(zhàn)略認為,在世界快速進入物聯(lián)網(wǎng)時代的今天,日本要繼續(xù)保持自身“機器人大國”(以產(chǎn)業(yè)機器人為主)的優(yōu)勢地位,就必須策劃實施機器人革命新戰(zhàn)略,將機器人與IT技術(shù)、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、人工智能等深度融合,在日本積極建立世界機器人技術(shù)創(chuàng)新高地,營造世界一流的機器人應(yīng)用社會,繼續(xù)引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)時代機器人的發(fā)展。
面對新的市場變化與機遇,發(fā)那科、安川電器、三菱、東芝等日本知名機器人廠商紛紛推出新產(chǎn)品和解決方案。人機協(xié)作機器人、人工智能機器人、智能工廠集成式解決方案成為各大廠商的研發(fā)推廣重點。
其他國家力爭趕超
智能制造已經(jīng)成為制造業(yè)未來發(fā)展的全新驅(qū)動因素,世界各國也都提出明確的政策支持體系來應(yīng)對新一輪制造業(yè)革新浪潮。
印度在2014年提出“印度制造計劃”,明確以基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、制造業(yè)和智慧城市為經(jīng)濟改革戰(zhàn)略的三大支柱,通過智能制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用,將印度打造成新的“全球制造中心”;2 014年,英國提出“高價值制造”戰(zhàn)略,應(yīng)用智能化技術(shù)和專業(yè)知識,以創(chuàng)造力帶來持續(xù)增長和高價值潛力的產(chǎn)品、生產(chǎn)過程和相關(guān)服務(wù),達到重振英國制造業(yè)的目標;韓國2009年提出“新增長動力規(guī)劃及發(fā)展戰(zhàn)略”,法國2013年提出通過創(chuàng)新重塑工業(yè)實力的“新工業(yè)法國”計劃,我國在2015年提出“中國制造2025”,通過“三步走”實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標。
歷經(jīng)四次工業(yè)革命,從大機器生產(chǎn)到智能化制造,如今,隨著通訊信息技術(shù)的進步,互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐步滲透進入實體經(jīng)濟,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng),車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域,萬物互聯(lián)更是為產(chǎn)業(yè)之間搭建了互惠互利的合作橋梁。世界各國都在力爭通過推動互聯(lián)網(wǎng)與產(chǎn)業(yè)制造融合,搶占發(fā)展制高點。