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工業(yè)連接

全球視野下的工業(yè)4.0和中國制造2025

2025China.cn   2015年10月23日

  引言:2015年,國內(nèi)的幾個概念異常火熱——工業(yè)4.0、中國制造2025、互聯(lián)網(wǎng)+、大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新?!都~約時報》在2012年的文章中就曾寫到:移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能制造這三個技術結合在一起,正在徹底顛覆我們的生活。2015年,全球視野下的工業(yè)4.0和中國制造2025,又得到了怎樣的發(fā)展?

 

  為展現(xiàn)廣東省智能裝備及機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,結合珠三角企業(yè)轉型升級案例,集思廣益探討中國制造業(yè)未來發(fā)展之路,2015年9月29日,由新華通訊社廣東分社、參考消息報社與中國(廣州)國際智能裝備暨機器人博覽會聯(lián)合舉辦的珠三角“機器換人”與中國智造的未來專題會議在廣東珠島賓館舉行。本文為《工業(yè)4.0:正在發(fā)生的未來》一書作者之一、創(chuàng)客全球孵化器CEO、華制智能CEO趙勝在會議中的發(fā)言,經(jīng)整理供社會各界人士參考。

  《紐約時報》2012年2月13日撰文稱,“移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能制造這三個技術結合在一起,正在徹底顛覆我們的生活”。2015年中國有幾個概念非常的熱火,第一是大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新,第二是工業(yè)4.0,第三個是“互聯(lián)網(wǎng)+”。

  “互聯(lián)網(wǎng)+”

  “互聯(lián)網(wǎng)+”這個巨大無比的概念里,包含“互聯(lián)網(wǎng)+金融”、“互聯(lián)網(wǎng)+零售”等等,而“互聯(lián)網(wǎng)+制造”就是工業(yè)4.0。中國政府積極推進工業(yè)4.0工程,明確提出“制定‘互聯(lián)網(wǎng)+’行動計劃,推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結合”。國務院提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”的本質是指產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng),與早期提出的兩化融合,和現(xiàn)在提出的工業(yè)4.0不謀而合?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+”是兩化融合的升級版,將推動中國制造向中國創(chuàng)造轉型。

  中國發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+制造”具有三方面顯著優(yōu)勢:首先,ICT產(chǎn)業(yè)領先,在移動通信領域,華為、中興已經(jīng)是全球領先的電信設備供應商,中國移動是TD-LTE標準的重要推動者之一,中國企業(yè)在該領域已經(jīng)建立起自己的知識產(chǎn)權武器庫。在應用端,中國移動互聯(lián)企業(yè)也已取得全球領先地位;其次,市場前景廣闊,2012年中國制造業(yè)增加值占全球制造業(yè)增加值的22.4%,居全球第一位,比排名第二的美國高5個百分點,是排名第三的日本的兩倍多,而且中國的制造業(yè)中勞動密集型企業(yè)仍然占據(jù)很大份額,未來提升的空間很大;再次,政策支持,從中央到地方政府,已為制造業(yè)轉型升級制定多項支持計劃。2012年7月,國務院印發(fā)《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,將新一代信息技術、高端裝備制造、新能源、新材料等七大產(chǎn)業(yè)列為國家重點發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè),并把物聯(lián)網(wǎng)、云計算單獨列為重大專項工程?!爸袊圃?025”的出臺,更將互聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)的結合作為未來制造業(yè)發(fā)展的重要方向。

  助推“互聯(lián)網(wǎng)+中國制造”的三個基礎分別是:軟件一體化、創(chuàng)新生產(chǎn)硬件以及移動互聯(lián)網(wǎng)。

  移動互聯(lián)網(wǎng)在中國扎根已有十五年的時間,移動互聯(lián)網(wǎng)過去的所有的資源、資金都已經(jīng)壓在第三產(chǎn)業(yè),所以我們稱之為消費互聯(lián)網(wǎng)?,F(xiàn)在移動互聯(lián)網(wǎng)來到工業(yè)、農(nóng)業(yè)。按照馬云的說法,互聯(lián)網(wǎng)成為這個社會的底層基礎設施,是水、電、煤和高速公路。那么,隨著移動互聯(lián)網(wǎng)對工業(yè)領域、農(nóng)業(yè)領域的顛覆、侵襲,實際上整個移動互聯(lián)網(wǎng)個人認為它進入深層次的再造,深層次的重新產(chǎn)生效率的一個階段。這也就是我們中國政府提出“互聯(lián)網(wǎng)+”的核心要義所在。

  實際上在過去的15年當中,我本人不僅見證了自動化到互聯(lián)網(wǎng)化,還洞察了萬物互聯(lián)所帶來的技術變遷。以移動互聯(lián)網(wǎng)為核心的工業(yè)制造業(yè),它影響到整個中國的就業(yè),因為在制造領域里,就業(yè)人員達8000萬以上,它會影響到軍事、國防,影響所有的產(chǎn)品生產(chǎn)、制造、流程、供應鏈,是對制造業(yè)中傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式的徹底顛覆,稱之為工業(yè)革命,是毫不為過的。

 

  工業(yè)4.0

  翻看世界工業(yè)的演進史會發(fā)現(xiàn),工業(yè)革命是經(jīng)濟史上的“奇點”,它推動了一系列的政治、軍事、經(jīng)濟和社會變革。工業(yè)革命在放大人類力量的過程中形成了一些重要特點,第一次工業(yè)革命以蒸汽機與大機械結合為代表,生產(chǎn)效率大幅提高,生產(chǎn)引領消費,延續(xù)時間86年;第二次工業(yè)革命以內(nèi)燃機與電氣結合為代表,物動人不動,生產(chǎn)線將產(chǎn)品隨時送到工作臺,工人站定崗位,每人完成單一任務,以“一對多”規(guī)模生產(chǎn),延續(xù)時間99年;第三次工業(yè)革命以自動化與網(wǎng)絡化結合為代表,人動物也動,靈活生產(chǎn)“一對一”產(chǎn)品,到現(xiàn)在已經(jīng)44年,大概還會延續(xù)10到20年。

  第四次工業(yè)革命以2013年德國漢諾威為起始,基于信息物理融合系統(tǒng)的智能制造誕生。此次新一輪全球工業(yè)革命實際上是工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)融合。

  美國提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準,希望關注設備互聯(lián)、數(shù)據(jù)分析、以及數(shù)據(jù)基礎上對業(yè)務的洞察,他們對傳統(tǒng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通,其關注點在大數(shù)據(jù)和云計算。德國提出工業(yè)4.0,擁有強大的機械制造技術,嵌入式以及控制設備的先進設備和能力,德國很關注生產(chǎn)過程智能化和虛擬化的深刻改變。

  可以看到,美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和德國工業(yè)4.0,實施路徑和邏輯相反,但是目標一致。美國是以GE、IBM這些公司為支持,側重于從軟件出發(fā)打通硬件;德國是以西門子、庫卡、SAP這些公司為主導,希望可以從硬件打通到軟件。無論從軟到硬,還是從硬到軟,兩者的目標是一致的,就是實現(xiàn)智能制造,實現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)的融合。

  德國政府所定義的德國工業(yè)4.0,由一個信息,一個網(wǎng)絡,四大主題、三項集成、八項計劃組成的框架結構。德國推出工業(yè)4.0,目的在于重新引導全球制造業(yè)潮流、引導第四次工業(yè)革命。誰主導了這場工業(yè)革命,誰可以制訂標準,就可以成為這個革命的王者,可以挽救歐盟的衰落,也可以使德國重新成為世界的霸主。

  工業(yè)4.0帶來的三大紅利領域

  第一類,智能工廠。也分為兩小類:一是傳統(tǒng)的工廠轉型成智能工廠;二是一出生就是智能工廠的。

  第二類,技術解決方案公司。為制造業(yè)提供智能工廠、頂層設計、轉型路徑圖、軟硬件一體化設施的“工業(yè)4.0”解決方案公司,總集成商。在“工業(yè)4.0”解決方案里,包括軟件、硬件。軟件有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)網(wǎng)絡安全、工業(yè)大數(shù)據(jù)、云計算平臺、MES系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實,人工智能,支持工作的自動化等。硬件有機器人(包括高端的零部件)、傳感器、RFID、3D打印,機器視覺,智能物流,也是AGV,PLC,數(shù)據(jù)采集器,工業(yè)交換機等。

  實際上中國有400萬傳統(tǒng)的制造業(yè)企業(yè),在未來10年,甚至20年的時間,他們都會逐漸地分步驟地轉型成“工業(yè)4.0”工廠。那么,這里就面臨一個巨大的市場。

  第三類,為中國的制造業(yè)轉型成“工業(yè)4.0”過程當中的九大技術供應商,包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),工業(yè)網(wǎng)絡安全,工業(yè)大數(shù)據(jù),云計算平臺等等。

  工業(yè)4.0的兩大目標:智能制造&智能工廠

  第一個目標是智能制造,第二個是智能工廠。過去智能制造商有幾種說法:第一數(shù)字化制造,第二智慧制造,這些表述都不準確。工信部和中國工程院把中國版的工業(yè)4.0的核心目標定義為智能制造,這個詞表述非常準確。由智能制造再延伸到具體的工廠而言,就是智能工廠。

  智能制造是工業(yè)4.0的核心,作為廣義概念,智能制造包含五個方面,實現(xiàn)這五個方面的智能化之后,才可以實現(xiàn)大的智能制造的概念。

 

  智能制造是一個巨系統(tǒng),工業(yè)4.0就意味著超復雜的巨系統(tǒng)正在形成,車間里面的機器如同智能手機,通過更新操作系統(tǒng)實現(xiàn)功能升級,通過工業(yè)APP實現(xiàn)各種功能,通過API不斷拓展制造生態(tài)系統(tǒng)。

  所有的機器、產(chǎn)品、零部件、人員、原材料、所有的研發(fā)工具、測試驗證平臺、虛擬產(chǎn)品和工廠,所有的產(chǎn)品管理、生產(chǎn)管理、運營管理流程,所有的研發(fā)、生產(chǎn)、管理、銷售員工,各級供應商以及成千上萬的客戶,都將是這一個系統(tǒng)的重要組成部分,一個基于云端、管道、端到端的信息復雜的體系正在形成。在這里面,車間的機器就像智能手機一樣,整個操作會形成一個巨大無比的巨系統(tǒng)。

  在智能工廠,德國人希望實現(xiàn)兩個概念目標。第一個是機器生產(chǎn)機器,或者說自己生產(chǎn)自己。第二個就是無人工廠,或者是黑燈工廠,或百分百全智能工廠,人與智能機器并存。智能工廠是現(xiàn)代工廠發(fā)展的新階段,是在數(shù)字化基礎上,利用物聯(lián)網(wǎng)技術和設備監(jiān)控技術,來加強信息和服務。

  智能工廠有三大特征:第一個特征是信息基礎設施高度互聯(lián),包括生產(chǎn)設備、機器人、操作人員、物料和成品;第二是制造過程數(shù)據(jù)具備實時性,生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有平穩(wěn)的節(jié)拍和到達流,數(shù)據(jù)的存儲與處理也具有實時性;第三是可以利用存儲的數(shù)據(jù)從事數(shù)據(jù)挖掘分析,有自學習功能,還可以改善不優(yōu)化制造工藝過程。

  智能工廠的發(fā)展趨勢是從柔性化到敏捷化到智能化再到信息化。

  工業(yè)4.0的五個特點

  互聯(lián)

  互聯(lián)工業(yè)4.0的核心是連接,當然今天移動互聯(lián)網(wǎng)的整個世界核心在連接,就像百度一樣,在連接人和信息,就像騰訊一樣,連接人和人。工業(yè)4.0要把設備、生產(chǎn)線、工廠、供應商、產(chǎn)品和客戶緊密地聯(lián)系在一起。

  數(shù)據(jù)

  當傳感器無處不在,智能設備無處不在,智能終端無處不在,連接無處不在,必然的結果就是數(shù)據(jù)無處不在。這些數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設備數(shù)據(jù)、研發(fā)數(shù)據(jù)、工業(yè)鏈數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、消費者數(shù)據(jù)等等。

  馬云說過,阿里巴巴本質上是一家數(shù)據(jù)公司,雷軍也講過,小米本質是一家數(shù)據(jù)公司,從IT到DT,未來整個社會變成大數(shù)據(jù)的社會。

  從工業(yè)3.0到工業(yè)4.0,我提出一個自己的觀點,實際上從模具到數(shù)據(jù),3.0的工業(yè)是以模具為核心,4.0的工業(yè)是以數(shù)據(jù)為基礎,所有的工廠都會變成數(shù)據(jù)工廠。

  集成

  集成是工業(yè)4.0的關鍵詞,也是中國推動兩化融合的關鍵詞,工業(yè)4.0將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設施通過CPS形成一個智能網(wǎng)絡。

  通過這個智能網(wǎng)絡,使人與人、人與機器、機器與機器、以及服務于服務之間,能夠形成一個互聯(lián),從而實現(xiàn)橫向、縱向和端到端的高度集成。

  創(chuàng)新

  工業(yè)4.0的實施過程是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過程,制造技術、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新,將會層出不窮,從技術創(chuàng)新到產(chǎn)品創(chuàng)新,到模式創(chuàng)新,再到液態(tài)創(chuàng)新,最后到組織創(chuàng)新。

  轉型

  對于中國的傳統(tǒng)制造業(yè)而言,轉型實際上是從傳統(tǒng)的工廠,從2.0、3.0的工廠轉型到4.0的工廠,整個生產(chǎn)形態(tài)上,從大規(guī)模生產(chǎn),轉向個性化定制。阿里巴巴在三年前就提出,整個制造業(yè)的生產(chǎn)流程,從B2B、B2C,轉成C2B。他們很敏銳地看到了這樣的一個方向,整個生產(chǎn)的過程更加柔性化、個性化、定制化。這是工業(yè)4.0一個非常重要的特征。

  工業(yè)4.0是從生產(chǎn)型制造轉型成服務型制造。未來生產(chǎn)和服務的界限會更加模糊,按照德國工業(yè)4.0整個框架來說,未來的工廠有可能從集中式生產(chǎn)轉成分布式生產(chǎn)。3D打印會快速使用,未來工廠的概念,可能是一個全新的概念,不是我們今天所看到的,有幾百人、幾千人和設備。未來的工廠可能在客戶的客廳,通過3D打印來完成,有可能每一個客戶的客廳都是一個生產(chǎn)的車間。

  舉一個例子,過去生產(chǎn)一臺電飯煲,可能在中國的廣東生產(chǎn),然后運到非洲送給客戶。但是在未來,工業(yè)4.0時代,這個廣東的電飯煲公司只需要電腦設計圖紙,傳到非洲客戶的電腦,客戶就可以通過客廳的3D打印機把這臺電飯煲打印出來,就意味著客廳已經(jīng)成為生產(chǎn)車間,所以未來工廠的概念是需要刷新我們的想象的。

  工業(yè)4.0是從過去要素驅動向未來的創(chuàng)新驅動。過去是基于人口紅利,是基于整個生產(chǎn)的大規(guī)?;?、定制化,基于匯率低估,破壞環(huán)境所導致的要素驅動。未來工業(yè)4.0時代,整個生產(chǎn)制造業(yè)向4.0工廠轉型、向創(chuàng)新驅動,科技的含量會變的越來越多,工廠人數(shù)在急劇減少,過去藍領工人會轉向黑領工人,是由電腦操作人員在操作整個機器,車間里面會大量使用低成本自動化裝備,啟用工業(yè)機器人,生產(chǎn)過程當中機器可以實現(xiàn)德國4.0所定義的自己生產(chǎn)自己,機器生產(chǎn)機器。

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標簽:工業(yè)4 0 中國制造2025 智能制造 我要反饋 
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