工業4.0（第四次工業革命）

 工業4.0是德國(guó)政府提出的一個高科技戰略計劃。該項目由德國(guó)聯邦教育及研究部和聯邦經(jīng)濟技術部聯合資助，投資預計達2億歐元。旨在提升制造業的智能(néng)化水平，建立具有适應性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業流程及價值流程中整合客戶及商業夥伴。其技術基礎是網絡實體系統及物聯網。

德國(guó)所謂的工業四代(Industry4.0)是指利用物聯信息系統(Cyber—PhysicalSystem簡稱CPS)將(jiāng)生産中的供應，制造，銷售信息數據化、智慧化，最後(hòu)達到快速，有效，個人化的産品供應。

工業4.0已經(jīng)進(jìn)入中德合作新時代，中德雙方簽署的《中德合作行動綱要》中，有關工業4.0合作的内容共有4條，第一條就明确提出工業生産的數字化就是“工業4.0”對(duì)于未來中德經(jīng)濟發(fā)展具有重大意義。

背景

“工業4.0” 研究項目由德國(guó)聯邦教研部與聯邦經(jīng)濟技術部聯手資助，在德國(guó)工程院、弗勞恩霍夫協會(huì)、西門子公司等德國(guó)學(xué)術界和産業界的建議和推動下形成(chéng)，并已上升爲國(guó)家級戰略。德國(guó)聯邦政府投入達2億歐元。

德國(guó)政府提出“工業4.0”戰略，并在2013年4月的漢諾威工業博覽會(huì)上正式推出，其目的是爲了提高德國(guó)工業的競争力，在新一輪工業革命中占領先機。 該戰略已經(jīng)得到德國(guó)科研機構和産業界的廣泛認同，弗勞恩霍夫協會(huì)將(jiāng)在其下屬6－7個生産領域的研究所引入工業4.0概念，西門子公司已經(jīng)開(kāi)始將(jiāng)這(zhè)一概念引入其工業軟件開(kāi)發(fā)和生産控制系統。 

内涵

“工業4.0”概念包含了由集中式控制向(xiàng)分散式增強型控制的基本模式轉變，目标是建立一個高度靈活的個性化和數字化的産品與服務的生産模式。在這(zhè)種(zhǒng)模式中，傳統的行業界限將(jiāng)消失，并會(huì)産生各種(zhǒng)新的活動領域和合作形式。創造新價值的過(guò)程正在發(fā)生改變，産業鏈分工將(jiāng)被(bèi)重組。

德國(guó)學(xué)術界和産業界認爲，“工業4.0”概念即是以智能(néng)制造爲主導的第四次工業革命，或革命性的生産方法。該戰略旨在通過(guò)充分利用信息通訊技術和網絡空間虛拟系統—信息物理系統（Cyber-Physical System)相結合的手段，將(jiāng)制造業向(xiàng)智能(néng)化轉型。

“工業4.0”項目主要分爲三大主題：

一是“智能(néng)工廠”，重點研究智能(néng)化生産系統及過(guò)程，以及網絡化分布式生産設施的實現；

二是“智能(néng)生産”，主要涉及整個企業的生産物流管理、人機互動以及3D技術在工業生産過(guò)程中的應用等。該計劃將(jiāng)特别注重吸引中小企業參與，力圖使中小企業成(chéng)爲新一代智能(néng)化生産技術的使用者和受益者，同時也成(chéng)爲先進(jìn)工業生産技術的創造者和供應者；

三是“智能(néng)物流”，主要通過(guò)互聯網、物聯網、物流網，整合物流資源，充分發(fā)揮現有物流資源供應方的效率，而需求方，則能(néng)夠快速獲得服務匹配，得到物流支持。

目标

德國(guó)制造業是世界上最具競争力的制造業之一，在全球制造裝備領域擁有領頭羊的地位。這(zhè)在很大程度上源于德國(guó)專注于創新工業科技産品的科研和開(kāi)發(fā)，以及對(duì)複雜工業過(guò)程的管理。德國(guó)擁有強大的設備和車間制造工業，在世界信息技術領域擁有很高的能(néng)力水平，在嵌入式系統和自動化工程方面(miàn)也有很專業的技術，這(zhè)些因素共同奠定了德國(guó)在制造工程工業上的領軍地位。通過(guò)工業4.0戰略的實施，將(jiāng)使德國(guó)成(chéng)爲新一代工業生産技術（即信息物理系統）的供應國(guó)和主導市場，會(huì)使德國(guó)在繼續保持國(guó)内制造業發(fā)展的前提下再次提升它的全球競争力。

面(miàn)臨的挑戰

缺乏足夠的技能(néng)來加快第四次工業革命的進(jìn)程

企業的IT部門有冗餘的威脅利益

相關者普遍不願意改變 

關鍵點

工業4.0有一個關鍵點，就是“原材料(物質)”=“信息”。具體來講，就是工廠内采購來的原材料，被(bèi)“貼上”一個标簽：這(zhè)是給A客戶生産的XX産品，XX項工藝中的原材料。準确來說，是智能(néng)工廠中使用了含有信息的“原材料”，實現了“原材料(物質)”=“信息”，制造業終將(jiāng)成(chéng)爲信息産業的一部分，所以工業4.0將(jiāng)成(chéng)爲最後(hòu)一次工業革命。

商業模式

商業模式對(duì)制造業來說至關重要。那麼(me)，在工業4.0時代，未來制造業的商業模式是什麼(me)?就是以解決顧客問題爲主。所以說，未來制造企業將(jiāng)不僅僅進(jìn)行硬件的銷售，而是通過(guò)提供售後(hòu)服務和其他後(hòu)續服務，來獲取更多的附加價值，這(zhè)就是軟性制造。而帶有“信息”功能(néng)的系統成(chéng)爲硬件産品新的核心，意味著(zhe)個性化需求、批量定制制造將(jiāng)成(chéng)爲潮流。制造業的企業家們要在制造過(guò)程中盡可能(néng)多的增加産品附加價值，拓展更多、更豐富的服務，提出更好(hǎo)、更完善的解決方案，滿足消費者的個性化需求，走軟性制造+個性化定制道(dào)路。

發(fā)展現狀

工業自動化是德國(guó)得以啓動工業4.0的重要前提之一，主要是在機械制造和電氣工程領域。目前在德國(guó)和國(guó)際制造業中廣泛采用的“嵌入式系統”，正是將(jiāng)機械或電氣部件完全嵌入到受控器件内部，是一種(zhǒng)特定應用設計的專用計算機系統。數據顯示，這(zhè)種(zhǒng)“嵌入式系統”每年獲得的市場效益高達200億歐元，而這(zhè)個數字到2020年將(jiāng)提升至400億歐元。

有專家預計，不斷推廣的工業4.0將(jiāng)爲德國(guó)的西門子、ABB、通快（Trumpf）等機械和電氣設備生産商，以及菲尼克斯電氣（Phoenix Contact）、浩亭（Harting）以及魏德米勒（Weidmuller）等中小企業帶來大量訂單。

德國(guó)聯邦貿易與投資署專家Jerome Hull在接受時代周報記者專訪時表示，工業4.0是運用智能(néng)去創建更靈活的生産程序、支持制造業的革新以及更好(hǎo)地服務消費者，它代表著(zhe)集中生産模式的轉變。

Jerome Hull介紹：所謂的系統應用、智能(néng)生産工藝和工業制造，并不是簡單的一種(zhǒng)生産過(guò)程，而是産品和機器的溝通交流，産品來告訴機器該怎麼(me)做。生産智能(néng)化在未來是可行的， 將(jiāng)工廠、産品和智能(néng)服務通聯起(qǐ)來，將(jiāng)是全球在新的制造業時代一件非常正常的事(shì)情。

工業4.0是涉及諸多不同企業、部門和領域，以不同速度發(fā)展的漸進(jìn)性過(guò)程，跨行業、跨部門的協作成(chéng)爲必然。同樣(yàng)是在2013年漢諾威工業博覽會(huì)上，由德國(guó)機械設備制造業聯合會(huì)（VDMA）、德國(guó)電氣和電子工業聯合會(huì)（ZVEI）以及德國(guó)信息技術、通訊、新媒體協會(huì)（BITKOM）三個專業協會(huì)共同建立的工業4.0平台正式成(chéng)立。

标準制定

根據德國(guó)DE雜志對(duì)該問題的解釋，“安全”在這(zhè)裡(lǐ)有兩(liǎng)層含義：一方面(miàn)，人們所獲取的數據必須可信的，另一方面(miàn)他們必須具有安全防盜功能(néng)，可以免遭外部的竊取或損害，如黑客攻擊、間諜。

“誰來保證安全的數據轉換，這(zhè)是主要的問題。包括政府、研究人員和企業在内的所有人員都(dōu)同意，我們需要有新的标準來實際有效地執行新的解決方案。”Jerome Hull對(duì)時代周報記者說。

标準化的缺失實際上是德國(guó)工業4.0項目推行過(guò)程中所遭遇的另一個困難。設備不僅必須會(huì)說話，而且必須講同一種(zhǒng)語言，即通向(xiàng)數據終端的“接口”。

德國(guó)正緻力成(chéng)爲這(zhè)個标準的制定者和推廣者。德國(guó)總理默克爾認爲，德國(guó)可成(chéng)爲工業4.0标準的推動者，并在歐洲甚至全球推行這(zhè)些标準。

德國(guó)官方并沒(méi)有透露這(zhè)些标準的相關内容，但據悉，标準的制定工作正在緊鑼密鼓地進(jìn)行當中。近日，工業4.0平台剛剛發(fā)布了一個工業數據空間，訪問者可以通過(guò)該空間獲取世界上所有工業的信息。這(zhè)個空間有著(zhe)統一的“接口”标準，并且允許所有人對(duì)其進(jìn)行訪問。

探索标準化的還(hái)有他人。事(shì)實是，爲了應對(duì)去工業化、將(jiāng)物聯網和智能(néng)服務引入制造業的國(guó)家并不止德國(guó)一個。盡管提法不同，但内容卻類似，如美國(guó)的“先進(jìn)制造業國(guó)家戰略計劃”、日本的“科技工業聯盟”、英國(guó)的“工業2050戰略”等。而中國(guó)制造業頂層設計—“中國(guó)制造2025”也已經(jīng)在今年上半年推出。

2014年11月李克強總理訪問德國(guó)期間，中德雙方發(fā)表了《中德合作行動綱要：共塑創新》，宣布兩(liǎng)國(guó)將(jiāng)開(kāi)展工業4.0合作，該領域的合作有望成(chéng)爲中德未來産業合作的新方向(xiàng)。而借鑒德國(guó)工業4.0計劃，是“中國(guó)制造2025”的既定方略。

德國(guó)聯邦貿易與投資署中國(guó)事(shì)務專家Christina Otte在接受時代周報記者書面(miàn)采訪時認爲，中國(guó)工業轉型在中國(guó)轉變經(jīng)濟增長(cháng)模式的過(guò)程中扮演著(zhe)重要角色。中國(guó)政府試圖重新去平衡經(jīng)濟發(fā)展，即減少以投資和出口爲基礎的增長(cháng)，尋求更多的來自内需驅動的增長(cháng)。爲了實現這(zhè)一目标，中國(guó)需要實現工業現代化。爲了保持GDP在一個穩定的增長(cháng)水平上，它需要從勞動密集型生産模式切換至高效的高科技生産模式。勞動力成(chéng)本急劇上漲，并且在將(jiāng)來仍會(huì)繼續擴大。中國(guó)將(jiāng)在不久的將(jiāng)來面(miàn)臨合格人才的短缺。從長(cháng)期來看，隻有那些進(jìn)入高端制造業的企業才有機會(huì)留在市場裡(lǐ)。這(zhè)種(zhǒng)由現代化所帶來的壓力將(jiāng)影響到中國(guó)幾乎所有的行業，而工業自動化和新一代信息技術的集成(chéng)是關鍵。

“德國(guó)的工業4.0可以爲中國(guó)提供一種(zhǒng)未來工業發(fā)展的模式，幫助中國(guó)解決眼下所面(miàn)臨的一些挑戰，如資源和能(néng)源效益、城市生産和人口變化等。”Christina Otte說。

随著(zhe)中國(guó)的加入，德國(guó)對(duì)工業4.0标準的制定或將(jiāng)加速 。