工業(yè)4.0為什么?
2011年德國(guó)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，德國(guó)相關(guān)協(xié)會(huì)提出工業(yè)4.0的初步概念，此后德機(jī)械設(shè)備制造聯(lián)合會(huì)等協(xié)會(huì)牽頭，來(lái)自企業(yè)、政府、研究機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家成立了“工業(yè)4.0工作組”進(jìn)一步加強(qiáng)工業(yè)4.0的研究并向德國(guó)政府進(jìn)行報(bào)告，2013年發(fā)表了工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，組建設(shè)了由協(xié)會(huì)和企業(yè)參與的工業(yè)4.0平臺(tái)(Platform-i4.0)，德國(guó)政府也將工業(yè)4.0納入《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》中，工業(yè)4.0正式成為一項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略。目前，德國(guó)正計(jì)劃制訂推進(jìn)工業(yè)4.0的相關(guān)法律，把工業(yè)4.0從一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)政策上升為國(guó)家法律。德國(guó)工業(yè)4.0在很短的時(shí)間內(nèi)得到了來(lái)自黨派、政府、企業(yè)、協(xié)會(huì)、院所的廣泛認(rèn)同，并取得一致共識(shí)，從一個(gè)來(lái)自民間的概念迅速演變國(guó)家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略，正從一個(gè)產(chǎn)業(yè)政策上升為國(guó)家法律。工業(yè)4.0在這么短的時(shí)間內(nèi)在德國(guó)得到廣泛認(rèn)同，有其偶然性也有必然性，這種認(rèn)識(shí)來(lái)自于德國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)把工業(yè)作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的基石，來(lái)自于信息通信技術(shù)給工業(yè)帶來(lái)的革命性影響，也來(lái)自于新一輪科技革命中對(duì)德國(guó)工業(yè)地位擔(dān)憂。概括起來(lái)，主要是由于三種意識(shí)：危機(jī)意識(shí)、機(jī)遇意識(shí)和領(lǐng)先意識(shí)。
(一)危機(jī)意識(shí)
德國(guó)是傳統(tǒng)的科技工業(yè)強(qiáng)國(guó)，但是在新一輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命中，傳統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)受到了來(lái)自各方面的挑戰(zhàn)，一部分新興產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)乏力，各界對(duì)德國(guó)未來(lái)發(fā)展表現(xiàn)出某種憂慮。
一是對(duì)新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力的憂慮。信息通信技術(shù)是全球新一輪產(chǎn)業(yè)變革中最具活力的技術(shù)，德國(guó)各界的普及共識(shí)是，德國(guó)乃至整歐洲喪失了全球信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇。在全球產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新最活躍的互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，全球市值最大20個(gè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中沒(méi)有歐洲企業(yè)，歐洲的互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)基本被美國(guó)企業(yè)壟斷，德國(guó)副部理兼經(jīng)濟(jì)和能源部長(zhǎng)加布里爾曾說(shuō)，德國(guó)企業(yè)的數(shù)據(jù)由美國(guó)硅谷的四大科技把持，這正是他所擔(dān)心的。全球通信產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，但歐洲企業(yè)節(jié)節(jié)敗退，僅有少數(shù)企業(yè)在苦苦支撐。歐洲的集成電路公司紛紛轉(zhuǎn)型設(shè)計(jì)企業(yè)，并不斷從消費(fèi)市場(chǎng)退出。當(dāng)前，美國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)以及ICT巨頭與傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商攜手，GE、思科、IBM、AT&T英特爾等80多家企業(yè)成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，重新定義制造業(yè)的未來(lái)，并在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)化等方面做出一系列前瞻性布局，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與成為美國(guó)先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃的重要任務(wù)之一。歐洲及德國(guó)對(duì)新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力及對(duì)未來(lái)發(fā)展前景表現(xiàn)出了一種深深的憂慮。
二是對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的憂慮。德國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)在全球的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)仍十分突出，但是在新一代信息技術(shù)與工業(yè)加速融合，產(chǎn)品、裝備、工藝、服務(wù)智能化步伐不斷加快的背景下，德國(guó)能否跟上時(shí)代發(fā)展的潮流，德國(guó)各界有深刻的危機(jī)意識(shí)。德國(guó)總理默克爾也指出，目前90%的創(chuàng)新在歐洲之外產(chǎn)生，歐洲不能錯(cuò)失下一代工業(yè)技術(shù)變革。默克爾同時(shí)對(duì)德國(guó)的制造業(yè)能否及時(shí)與現(xiàn)代的信息和通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，保障德國(guó)制造業(yè)在世界上的領(lǐng)先地位表示擔(dān)憂。德國(guó)企業(yè)界對(duì)美國(guó)再工業(yè)化、中國(guó)制造業(yè)發(fā)展給予了充分的關(guān)注，2014年6月24日，德國(guó)機(jī)械協(xié)會(huì)(VDMA)主席在日本說(shuō)，德國(guó)和日本攜手應(yīng)用中國(guó)的挑戰(zhàn)。德國(guó)信息技術(shù)、通訊、新媒體協(xié)會(huì)工業(yè)4.0部部長(zhǎng)曾說(shuō)，不僅僅亞洲對(duì)德國(guó)工業(yè)構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)威脅，美國(guó)正通過(guò)各種計(jì)劃應(yīng)對(duì)“去工業(yè)化”，加快先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展。
三是對(duì)國(guó)家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略方向的憂慮。2008年國(guó)際金融危機(jī)后，新一代信息技術(shù)的突破擴(kuò)散及與工業(yè)融合發(fā)展，引發(fā)了國(guó)際社會(huì)對(duì)第三工業(yè)革命、能源互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化制造等一系列發(fā)展理念和發(fā)展模式的廣泛討論和思考。以美國(guó)、歐盟、日本、韓國(guó)等紛紛制訂了一系列規(guī)劃和行動(dòng)計(jì)劃，實(shí)施制造業(yè)回歸戰(zhàn)略。這既體現(xiàn)了發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)制造業(yè)傳統(tǒng)發(fā)展理念的深刻反思，也反映了其搶占新一輪國(guó)際制高點(diǎn)意圖和決心。德國(guó)作為全球制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，在新一輪技術(shù)變革中能不能找到工業(yè)發(fā)展方向并引領(lǐng)全球工業(yè)發(fā)展，是德國(guó)各界廣泛關(guān)注的問(wèn)題。
(二)機(jī)遇意識(shí)
在與德國(guó)工業(yè)4.0參與方交流中，我們能深切體會(huì)到，盡管德國(guó)各界對(duì)有些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的不盡如人意表現(xiàn)出了憂慮，但對(duì)德國(guó)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力還是表現(xiàn)出強(qiáng)烈的自信，認(rèn)為德國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨許多機(jī)遇。
一是市場(chǎng)機(jī)遇。信息通信技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展帶來(lái)一個(gè)重要變革就是智能制造時(shí)代的來(lái)臨，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等驅(qū)動(dòng)人類(lèi)智能邁向更高境界，推動(dòng)著人類(lèi)各種生產(chǎn)工具的智能化和現(xiàn)代化，在廉價(jià)體力勞動(dòng)不斷被機(jī)器替代同時(shí)，越來(lái)越多的腦力勞動(dòng)者正在被智能工具所替代，人類(lèi)正在邁向第二次機(jī)器時(shí)代，其帶來(lái)產(chǎn)業(yè)變革和就業(yè)結(jié)構(gòu)影響將超越過(guò)去300年工業(yè)化歷史。基于新一代智能裝備生產(chǎn)組織方式將廣泛普及，從普及單機(jī)智能化到普及智能生產(chǎn)線、智能車(chē)間、智能工廠，其背后是龐大的、快速成長(zhǎng)的智能裝備市場(chǎng)。德國(guó)各界一直在探討以什么樣的方式抓住快速成長(zhǎng)的市場(chǎng)。
二是技術(shù)機(jī)遇。智能制造不僅需要單項(xiàng)技術(shù)突破，也需要各種技術(shù)綜合集成，而這正是德國(guó)的優(yōu)勢(shì)所在。面對(duì)全球新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合的趨勢(shì)，德國(guó)迎來(lái)了鞏固和強(qiáng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)的機(jī)遇。具體來(lái)說(shuō)，一是工業(yè)軟件優(yōu)勢(shì)。工業(yè)軟件是智能裝備的核心和基礎(chǔ)，德國(guó)企業(yè)資源管理(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、產(chǎn)品生命周期管理(PLM)、可編程控制器(PLC)等核心工業(yè)軟件在全球都處于領(lǐng)導(dǎo)地位。二是工業(yè)電子優(yōu)勢(shì)。集成了傳感、計(jì)算、通信的工業(yè)電子是智能裝備的核心，這也是德國(guó)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域所在，一批德國(guó)企業(yè)在汽車(chē)電子、機(jī)械電子、機(jī)床電子、醫(yī)療電子等領(lǐng)域引領(lǐng)全球發(fā)展。三是制造技術(shù)優(yōu)勢(shì)。德國(guó)工業(yè)的基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)裝備、基礎(chǔ)元器件核心技術(shù)領(lǐng)域一直在全球處于領(lǐng)先地位，機(jī)械出口占全球16%，居全球首位，其在創(chuàng)新性制造技術(shù)領(lǐng)域的研究、開(kāi)和生產(chǎn)，以及復(fù)雜工業(yè)過(guò)程管理領(lǐng)先性無(wú)人能比。傳統(tǒng)制造技術(shù)與工業(yè)軟件、工業(yè)電子技術(shù)的結(jié)合，為德國(guó)搶占智能裝備競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)帶來(lái)了難的機(jī)遇。
三是產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。裝備制造業(yè)是德國(guó)最具優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)，面對(duì)全球智能制造帶來(lái)的機(jī)遇，德國(guó)各界的共識(shí)是，要把握信息通信技術(shù)與裝備制造業(yè)融合的趨勢(shì)，瞄準(zhǔn)全球快速成長(zhǎng)的智能工廠裝備市場(chǎng)，確保德國(guó)企業(yè)成為全球智能制造產(chǎn)業(yè)“領(lǐng)先的供應(yīng)商”地位。對(duì)于德國(guó)而言，這個(gè)市場(chǎng)是潛在的、也是現(xiàn)實(shí)的，沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家比德國(guó)更有條件和優(yōu)勢(shì)發(fā)展智能制造。德國(guó)相關(guān)協(xié)會(huì)調(diào)查表明，60%的德國(guó)機(jī)械設(shè)備制造商確信他們的技術(shù)和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在未來(lái)五年會(huì)得到提高。正如德國(guó)所說(shuō)，歐洲、德國(guó)失去了互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)遇，但不能失去物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)遇，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng)是工業(yè)領(lǐng)域，德國(guó)不僅可以而且能夠在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)變革中抓住機(jī)遇引領(lǐng)潮流。
(三)領(lǐng)先意識(shí)
在新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革中，德國(guó)人有危機(jī)感，也看到新機(jī)遇，并試圖在工業(yè)領(lǐng)域繼續(xù)保持全球領(lǐng)先的地位，基本途徑就是，在向工業(yè)化4.0邁進(jìn)的過(guò)程中先發(fā)制人，與世界制造強(qiáng)國(guó)爭(zhēng)奪新科技產(chǎn)業(yè)革命的話語(yǔ)權(quán)，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)。具體來(lái)講，就是要實(shí)現(xiàn)五個(gè)領(lǐng)先：
一是理念領(lǐng)先。信息技術(shù)領(lǐng)域從來(lái)不缺乏新概念和新理念，但真正能夠被各界廣泛認(rèn)可并快速傳播的發(fā)展理念屈指可數(shù)。物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)廣泛普及并推進(jìn)生產(chǎn)方式變革，當(dāng)各國(guó)紛紛提出數(shù)字化制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等制造業(yè)發(fā)展新理念時(shí)候，德國(guó)作為歐洲傳統(tǒng)的工業(yè)強(qiáng)國(guó)，需要一個(gè)既能繼承傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展思想、又能啟發(fā)未來(lái)工業(yè)趨勢(shì)的新理念，搶占發(fā)展理念的制高點(diǎn)，并引領(lǐng)德國(guó)工業(yè)繼續(xù)保持全球領(lǐng)導(dǎo)地位。正是在這一背景下，德國(guó)工業(yè)4.0的概念出現(xiàn)了，這一概念最大的成功在于它把幾百年工業(yè)發(fā)展的歷史與現(xiàn)代信息技術(shù)趨勢(shì)進(jìn)行了完美的集成，它是繼承性與創(chuàng)新性的統(tǒng)一、理論性與通俗化的統(tǒng)一、嚴(yán)肅性與時(shí)尚性的統(tǒng)一，其傳播的速度、廣度、深度也超過(guò)了德國(guó)人的預(yù)期。
二是技術(shù)領(lǐng)先。當(dāng)前，信息技術(shù)創(chuàng)新步伐不斷加快，正步入泛在、智能、集成的新階段。從計(jì)算、傳輸?shù)教幚恚瑥母兄鞲械街悄埽涸谶B接和普適計(jì)算已無(wú)所不在，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等驅(qū)動(dòng)人類(lèi)智能邁向更高境界，虛擬化技術(shù)、3D打印、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)將重構(gòu)制造業(yè)技術(shù)體系。德國(guó)提出“工業(yè)4.0”，其宗旨也是支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，大力推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，從而應(yīng)對(duì)新一輪科技革命帶來(lái)的挑戰(zhàn)，以此搶占信息技術(shù)與工業(yè)融合發(fā)展中技術(shù)的制高點(diǎn)。
三是產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先。在新一輪科技革命的影響下，全球新的產(chǎn)業(yè)分工體系和分工格局正在形成，基于信息物理系統(tǒng)(CPS)的智能工廠和智能制造模式正在引領(lǐng)制造方式的變革，全球研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、服務(wù)交易等資源配置體系加速重組，網(wǎng)絡(luò)眾包、異地協(xié)同設(shè)計(jì)、大規(guī)模個(gè)性化定制、精準(zhǔn)供應(yīng)鏈管理等正在構(gòu)建企業(yè)新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，全生命周期管理、總集成總承包、互聯(lián)網(wǎng)金融、電子商務(wù)等加速重構(gòu)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈新體系。德國(guó)提出“工業(yè)4.0”，在智能生產(chǎn)體系的支撐下，重構(gòu)全球的生產(chǎn)方式。德國(guó)信息技術(shù)、通訊、新媒體協(xié)會(huì)工業(yè)4.0部部長(zhǎng)說(shuō)，德國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)的核心架構(gòu)以及它在國(guó)際上的卓越地位，能夠與ICT技術(shù)結(jié)合并改革德國(guó)的傳統(tǒng)工業(yè)，德國(guó)希望在新一輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命浪潮中扮演主要角色。
四是標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)先。產(chǎn)品的智能化、裝備的智能化、生產(chǎn)的智能化、管理的智能化以及服務(wù)的智能化，迫切要求裝備、產(chǎn)品之間，裝備和人之間，以及企業(yè)、產(chǎn)品、用戶(hù)之間全流程、全方位、實(shí)時(shí)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確交換、識(shí)別、處理、維護(hù)，研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)的高度協(xié)同對(duì)智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化提出了新的要求，這就必須通過(guò)制定和執(zhí)行許許多多的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)，智能制造的標(biāo)準(zhǔn)體系是全球產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)制高點(diǎn)，德國(guó)已搶先一步，制定了《“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)路線圖》，，以此搶占“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的制高點(diǎn)。
五是市場(chǎng)領(lǐng)先。鞏固并不斷擴(kuò)大全球市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)是德國(guó)工業(yè)4.0的根本出發(fā)點(diǎn)，也是各界的共識(shí)。在“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略中，德國(guó)采用了“領(lǐng)先的供應(yīng)商戰(zhàn)略”與“領(lǐng)先的市場(chǎng)戰(zhàn)略”的雙重戰(zhàn)略來(lái)釋放市場(chǎng)潛力。“領(lǐng)先的供應(yīng)商戰(zhàn)略”強(qiáng)調(diào)德國(guó)裝備制造供應(yīng)商要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和集成，不斷提供世界領(lǐng)先的技術(shù)解決方案，并藉此成為“工業(yè)4.0”產(chǎn)品的全球領(lǐng)先的開(kāi)發(fā)商、生廠商;“領(lǐng)先的市場(chǎng)戰(zhàn)略”強(qiáng)調(diào)將德國(guó)國(guó)內(nèi)制造業(yè)作為主導(dǎo)市場(chǎng)加以培育，率先在德國(guó)國(guó)內(nèi)制造企業(yè)加快推行“工業(yè)4.0”與部署信息物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CPS)，進(jìn)一步壯大德國(guó)裝備制造業(yè)。
