“工業(yè)4.0”：從試水進(jìn)入深度競爭

孟秋

如果從直觀上看“工業(yè)4.0”，常常會看不出門道。2019年10月，筆者在新加坡先進(jìn)再制造業(yè)及技術(shù)中心（ARTC）看到的一切多少帶有這樣的意味。這個(gè)中心是新加坡政府和南洋理工大學(xué)合作的實(shí)驗(yàn)室，里面有數(shù)十個(gè)帶有實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的機(jī)器人在不斷地工作，一個(gè)VR實(shí)驗(yàn)室以供三維模擬培訓(xùn)和監(jiān)控，另外還有一間擺滿顯示器的監(jiān)控室，顯示器是各種眼花繚亂的數(shù)據(jù)。

這家實(shí)驗(yàn)室里聽不到喧囂的機(jī)器響聲，工業(yè)機(jī)器人在熟練地運(yùn)轉(zhuǎn)，旁邊沒有專門的員工。在這里，傳統(tǒng)大工業(yè)生產(chǎn)中的火花四濺、熱火朝天的生產(chǎn)情況不復(fù)存在。一位ARTC的工作人員表示，實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以在監(jiān)控室里看到，未來甚至不用人們守在監(jiān)控室，身邊有一臺iPad或者智能手機(jī)就能控制生產(chǎn)?？床灰姷木W(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了“工業(yè)4.0”的應(yīng)用。

這個(gè)說法雖然看上去略有夸張，但是這正是“工業(yè)4.0 ”的一個(gè)發(fā)展方向。

消費(fèi)者的“高級定制”？

“工業(yè)4.0”是2011年德國漢諾威工業(yè)博覽會上提出的一個(gè)未來工業(yè)制造發(fā)展趨勢。用一句簡單的話概括說，它就是制造業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化。但是這一趨勢背后的含義極其豐富。達(dá)沃斯世界經(jīng)濟(jì)論壇創(chuàng)始人兼執(zhí)行主席克勞斯·施瓦布將其當(dāng)作是“第四次工業(yè)革命”的重要組成部分。市場研究機(jī)構(gòu)德勤在2019年的一份研報(bào)中總結(jié)的“工業(yè)4.0”概念包括以下組成部分：智能制造；智能工廠；熄燈工廠（即無需人工的工廠）以及物聯(lián)網(wǎng)（IoT）。

在過去8年中，疊加在“工業(yè)4.0”概念上的技術(shù)因素還包括：信息物理系統(tǒng)（CPS）、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）、云計(jì)算、認(rèn)知計(jì)算以及人工智能（AI）。

這些抽象的信息看起來可能很難理解，其實(shí)具體操作情況無非如下：由于有了高度發(fā)達(dá)的物聯(lián)網(wǎng)，機(jī)器與機(jī)器，機(jī)器與網(wǎng)絡(luò)直接實(shí)現(xiàn)了高度的信息交換，因此在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，機(jī)器可以通過不斷的信息交換，積累大量的數(shù)據(jù)。人工智能通過云端的數(shù)據(jù)分析，向機(jī)器下達(dá)靈活的生產(chǎn)任務(wù)，使產(chǎn)品能夠適應(yīng)不同的客戶要求——人工智能在數(shù)據(jù)分析的過程中，能夠通過深度學(xué)習(xí)（認(rèn)知計(jì)算），逐漸對產(chǎn)品形成深度認(rèn)知，從而能夠?qū)?fù)雜的生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)策略進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。這樣能夠節(jié)約成本，提高效率。

網(wǎng)上有個(gè)流傳甚廣的案例，用來形容“工業(yè)4.0”的應(yīng)用：現(xiàn)在生產(chǎn)的鞋子，同一款產(chǎn)品按照尺碼生產(chǎn)出不同大小的鞋子，每款產(chǎn)品按照市場調(diào)查的數(shù)據(jù)，生產(chǎn)數(shù)量上有一定冗余，然后上市銷售。但是用戶的腳型各有不同，偏瘦或者偏肥，對鞋面色彩的要求也沒法統(tǒng)一，有些用戶是平足希望有對應(yīng)的鞋，有些用戶希望穿上鞋子要顯得更高一些。在“工業(yè)4.0”時(shí)代，用戶可以自己下單提出要求，然后工廠用智能化生產(chǎn)的方式進(jìn)行定制，這樣能夠降低生產(chǎn)冗余，自動(dòng)化生產(chǎn)也能夠降低人工成本。另外，由于數(shù)據(jù)的存在，未來工廠再為這位用戶生產(chǎn)鞋子，就會都按照用戶的具體情況進(jìn)行定制。

類似的做法還可以用在定制汽車、定制手機(jī)等等方面。這一生產(chǎn)模式被稱為“C2M”，就是“從消費(fèi)者到制造”的模式。

其實(shí)這只是“工業(yè)4.0”所表現(xiàn)的某一個(gè)特征。在這一“定制模式”下，整個(gè)企業(yè)供應(yīng)鏈格局發(fā)生根本性的改變，在這里不再是C2F模式，而是B2B。新加坡智能制造企業(yè)ABB向我展示了另外一個(gè)方面：在一個(gè)馬達(dá)上，安裝了一個(gè)煙盒大小的感應(yīng)器，實(shí)時(shí)將馬達(dá)的各種數(shù)據(jù)——包括震動(dòng)頻率、電流壓力和轉(zhuǎn)速等——上傳到數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心根據(jù)馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的效果，向用戶提供維修保養(yǎng)建議。例如，在馬達(dá)到達(dá)維修期的前幾天，數(shù)據(jù)中心會提醒用戶馬達(dá)即將維修，請用戶提前調(diào)整好生產(chǎn)計(jì)劃，將維修的時(shí)間成本降到最低。

類似的情況，兩年前筆者在日立的一次活動(dòng)上也曾經(jīng)見到。日立給用戶提供的電梯產(chǎn)品擁有一個(gè)全壽命期的服務(wù)解決方案。日立隨時(shí)通過互聯(lián)方案監(jiān)測電梯運(yùn)行狀況，以隨時(shí)向用戶提供維修保養(yǎng)建議。

原來的供應(yīng)商，產(chǎn)品供應(yīng)和服務(wù)之間的輕重分配，正在由傾向于產(chǎn)品，轉(zhuǎn)向傾向于服務(wù)。

商業(yè)模式還不清晰

然而，沒想到的是，“工業(yè)4.0”應(yīng)用在鞋子上的設(shè)想，從2011年到今天卻還沒找到成功的商業(yè)化案例。

2016年和2017年，德國阿迪達(dá)斯宣布啟動(dòng)在德國和美國的兩家智能工廠設(shè)置。這兩家工廠在建成后完全使用機(jī)器人生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化以避開歐美過高的人力成本壓力，同時(shí)將產(chǎn)地貼近主要消費(fèi)市場，以降低運(yùn)輸成本。但到2019年年底，阿迪達(dá)斯宣布將關(guān)閉這兩家工廠，同時(shí)將生產(chǎn)線重點(diǎn)重新設(shè)置在亞洲。

阿迪達(dá)斯的嘗試失敗，當(dāng)然并不意味著“工業(yè)4.0”的失敗。但它的這一嘗試，暴露出了“工業(yè)4.0”在商業(yè)應(yīng)用中還缺乏有效商業(yè)模式的問題。這一問題具體表現(xiàn)在三方面：

首先是機(jī)器投入成本較高，機(jī)器人應(yīng)用和3D打印技術(shù)的價(jià)格不菲，導(dǎo)致前期投資成本高于人工成本，這使得在歐美設(shè)廠仍顯得不劃算。此外，技術(shù)上還沒有過關(guān)，仍舊沒有能力滿足用戶的多樣化需求。

其次，基礎(chǔ)設(shè)施可能存在不足?！肮I(yè)4.0”的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，需要兩方面的ICT基礎(chǔ)設(shè)施支持，一個(gè)是高帶寬、低延時(shí)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)是云端儲存和云計(jì)算能力。目前“工業(yè)4.0”，或者說，智能制造還缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)企業(yè)獨(dú)自作戰(zhàn)，顯得勢單力薄。未來引入5G并組網(wǎng)后，這一狀況可望出現(xiàn)改變。

第三，數(shù)據(jù)隱私目前成為智能制造一大阻礙。由于企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)均需要存儲在云端，云供應(yīng)商的隱私保護(hù)問題就顯得非常突出。這需要各個(gè)國家進(jìn)行相關(guān)立法，同時(shí)也需要技術(shù)進(jìn)步予以支持。如果說剛剛興起的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)降低了云廠商和制造商彼此的互聯(lián)和計(jì)算成版本，那么邊緣計(jì)算則在隱私保護(hù)上做出了貢獻(xiàn)。從這個(gè)角度看，阿迪達(dá)斯的嘗試為“工業(yè)4.0”提出了有待解決的問題，是有其積極意義的。

標(biāo)準(zhǔn)之爭將開啟

眼下的觀察來看，“工業(yè)4.0”的應(yīng)用首先仍將是B2B方向。只有通過企業(yè)之間的合作和磨合，才能最后形成成熟的商業(yè)模式，并予以推廣。這主要是因?yàn)閠o B的產(chǎn)品需求比較穩(wěn)定，能夠?yàn)殡p邊提供比較長期的商業(yè)收益，技術(shù)改進(jìn)和應(yīng)用的響應(yīng)周期比較合理。新加坡引入的“工業(yè)4.0”概念，目前來看，也并不用于直接生產(chǎn)消費(fèi)品，更多程度上應(yīng)用在企業(yè)端生產(chǎn)進(jìn)程中的效率管理和提升上。

不過，自從這一概念提出后，有許多國家提出了類似于“工業(yè)4.0”的計(jì)劃，說明它所包含的工業(yè)革命思維，受到各方的關(guān)注。韓國提出了“制造業(yè)創(chuàng)新3.0”，美國提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，德國也向全球積極銷售“工業(yè)4.0”的概念。在中國，它與中國的類似版本展開了對接，在中國的部分企業(yè)中獲得應(yīng)用。

新加坡在2015年提出了《未來制造業(yè)倡議》，正式加入了“工業(yè)4.0”的大合唱。2018年，漢諾威工業(yè)展覽會首次與新加坡工業(yè)展覽會（ITAP）聯(lián)合舉行了亞洲分展。作為“工業(yè)4.0”的首倡者，西門子在新加坡設(shè)立了“工業(yè)4.0”實(shí)驗(yàn)室。德國人選擇“工業(yè)4.0”在新加坡落地。新加坡作為東南亞的先進(jìn)制造業(yè)中心，其工業(yè)產(chǎn)品影響力輻射整個(gè)東盟。而東盟的各國的工業(yè)發(fā)展程度不一，是一個(gè)極為理想的“工業(yè)4.0”商業(yè)落地實(shí)驗(yàn)基地。

2019年，5G的商用化在美歐亞等地幾乎同期開啟，這無疑為“工業(yè)4.0”的發(fā)展提供了良好的技術(shù)支持。“工業(yè)4.0”在技術(shù)上的快速成熟將會啟動(dòng)一輪標(biāo)準(zhǔn)之爭，將會波及機(jī)器人、數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)品質(zhì)量體系等等環(huán)節(jié)。顯然，誰的應(yīng)用范疇更大，誰就在標(biāo)準(zhǔn)制訂上有話語權(quán)。

以“工業(yè)4.0”為代表的智能制造將會進(jìn)入一個(gè)深度競爭的世界。