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工業(yè)4.0

歐盟工業(yè)4.0三部曲(中)| 正眼看工業(yè)4.0

2025China.cn   2016年04月12日

  引言:對(duì)于工業(yè)4.0,歐盟智庫認(rèn)為:物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)將是工業(yè)4.0的兩大基石。工業(yè)4.0作為德國十大未來項(xiàng)目之一,正確看待工業(yè)4.0 ,可以確保德國成為領(lǐng)先供應(yīng)者和領(lǐng)先市場。

 

  歐盟看工業(yè)4.0定義歐盟智庫認(rèn)為,工業(yè)4.0描述了生產(chǎn)過程的全新組織方式,在整個(gè)價(jià)值鏈上的進(jìn)行自主通信和交流。換言之,一個(gè)關(guān)于未來智能工廠的模型,其物理過程通過計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)來進(jìn)行監(jiān)控;與此同時(shí),再創(chuàng)立一個(gè)物理世界的對(duì)應(yīng)虛擬模型,并且通過自組織機(jī)制來實(shí)現(xiàn)去中心化控制。

  圖1 歐盟智庫報(bào)告實(shí)際上,對(duì)于工業(yè)4.0的定義,歐盟智庫沿用了德國政府最早給出的描述,稱其為囊括先進(jìn)技術(shù)和價(jià)值網(wǎng)絡(luò)這兩方面的一個(gè)寬泛且包容的概念。其具體化實(shí)施對(duì)象是基于科技的生產(chǎn)過程架構(gòu)和沿著價(jià)值鏈能夠自主交流的智能設(shè)備。這個(gè)概念考慮了制造業(yè)中信息化,以及基于傳感器的物理對(duì)象,無縫融入信息網(wǎng)絡(luò)。作為結(jié)果,制造系統(tǒng)在工廠和企業(yè)之間的業(yè)務(wù)流程上實(shí)現(xiàn)垂直互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)。不同層級(jí)的信息系統(tǒng)從傳感器,控制,生產(chǎn),制造,執(zhí)行到規(guī)劃,流程和自動(dòng)化都被設(shè)計(jì)和虛擬集成在一個(gè)流程里。物理模型甚至將變得不那么重要。

  同時(shí)在空間分散的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)橫向互聯(lián),并能夠?qū)嵤?shí)時(shí)管理,無論是訂單產(chǎn)生,還是最后的物流外送;而制造業(yè)變革的最底層邏輯的,將實(shí)現(xiàn)端到端的工程數(shù)字化集成,貫穿整個(gè)價(jià)值鏈:從設(shè)計(jì),物流采購到制造,市場營銷,物流外送,服務(wù),直到售后服務(wù)。這些數(shù)字化技術(shù),最后將工業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)轉(zhuǎn)變成具有綜合屬性的產(chǎn)品,制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的邊界將逐漸模糊。從本質(zhì)來看,工業(yè)4.0被定位為將物聯(lián)網(wǎng)融入到制造和服務(wù)過程中去的一項(xiàng)應(yīng)用。

  因此,歐盟智庫堅(jiān)定的認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)被認(rèn)為是工業(yè)4.0的兩大基石。

  圖2 六大基本特征然而歐盟智庫也無力地承認(rèn),工業(yè)4.0所追求的變革仍然處于萌芽階段。工業(yè)4.0作為概念本身,其仍需要進(jìn)一步定義和充實(shí)。歐盟并不認(rèn)同工4的邏輯德國工業(yè)4.0工作組認(rèn)為工業(yè)4.0概念,作為一些列顛覆性創(chuàng)新和工業(yè)過程的跨越,將極大的提高生產(chǎn)率。按照這個(gè)邏輯,第四次工業(yè)革命將智能設(shè)備和價(jià)值鏈中的每一部分互聯(lián),并且下一代的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)從2010年起出現(xiàn)。

  對(duì)此,歐盟并不買賬,認(rèn)為如此來區(qū)分歷次工業(yè)革命顯得過于簡單,歷史經(jīng)濟(jì)學(xué)家將會(huì)區(qū)分這到底是第三次工業(yè)革命的開始、延續(xù)還是第四次工業(yè)革命的開端。一個(gè)最為重大的缺陷是,同時(shí),這個(gè)模型沒有指出伴隨著歷次工業(yè)革命,工業(yè)領(lǐng)頭羊由英國轉(zhuǎn)向德國和歐洲大陸,繼而轉(zhuǎn)向美國。然而除了歷史觀之外,還有兩個(gè)關(guān)鍵問題有待回答。一是工業(yè)4.0會(huì)在什么程度上改變游戲規(guī)則,并且導(dǎo)致生產(chǎn)率的跨越式增長而不是增量式的增長。

  如果對(duì)于第一個(gè)回答是肯定的,第二個(gè)問題是在何種程度上這種變革能被總結(jié)并且推廣到更多的國家和更多的行業(yè)。

  顯然,這樣的爭論符合對(duì)于工業(yè)系統(tǒng)發(fā)展的觀察,將逐漸偏離從1970年代以來用于塑造生產(chǎn)系統(tǒng)的泰勒模式和福特模式。這個(gè)重要命題的普適性,需要回答。積極的動(dòng)態(tài)進(jìn)展盡管歐盟智庫并不太喜歡工業(yè)4.0中提到的導(dǎo)致顛覆性革命的潛力。但這絲毫并不影響一些歐盟智庫對(duì)動(dòng)態(tài)技術(shù)的積極態(tài)度。例如最近幾年在工業(yè)現(xiàn)場,首次可以將過去的信息孤島,通過RFID(射頻識(shí)別)芯片或微型異頻雷達(dá)發(fā)射機(jī)聯(lián)接起來形成生產(chǎn)鏈。這意味著每個(gè)產(chǎn)品都可以被嵌入其數(shù)字信息,并當(dāng)它在生產(chǎn)線上移動(dòng)時(shí)能通過無線電信號(hào)進(jìn)行共享,產(chǎn)品間能夠不通過人機(jī)交互界面而相互通信。由此產(chǎn)生的信息可以通過大數(shù)據(jù)和云計(jì)算過程進(jìn)行分析,這將允許檢測和發(fā)現(xiàn)一些存在于車間層面的問題,如機(jī)器老化,部件磨損等。

  在某種意義上,這一過是一個(gè)完全自動(dòng)化的過程,智能設(shè)備通過獲得未成品信息和調(diào)整自身參數(shù)來實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)運(yùn)作管理及其優(yōu)化。此外,這些技術(shù)改進(jìn)將使個(gè)性化產(chǎn)品定制變成可能,將消費(fèi)者加入到批量生產(chǎn)的過程中來。另一方面,這種形式又使得制造企業(yè)能夠?qū)Σ粩嘧兓目蛻粜枨蠛褪袌鰲l件作出迅速反應(yīng)。歐盟實(shí)施工4的戰(zhàn)略在實(shí)施工業(yè)4.0的過程中,報(bào)告建議歐盟在確保原有“領(lǐng)先供應(yīng)者(Leading supplier)”戰(zhàn)略的同時(shí),將“領(lǐng)先市場(Lead market)”這一新戰(zhàn)略吸納為其“雙輪驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略”中的另一個(gè)輪子。雙輪戰(zhàn)略的提出,是歐盟智庫,基于德國政府一段對(duì)于工業(yè)4.0背景及其意義的描述。工業(yè)4.0作為德國政府確定的十大未來項(xiàng)目之一,以確保使德國成為領(lǐng)先供應(yīng)者和領(lǐng)先市場。“領(lǐng)先供應(yīng)者”戰(zhàn)略,用“中國話”來說,可以稱為“供給側(cè)”方面的戰(zhàn)略。就是政府通過鼓勵(lì)科技創(chuàng)新,技術(shù)改革以使企業(yè)達(dá)在與同行的全球市場競爭中脫穎而出,保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

  與其對(duì)應(yīng)的自然而然就是“需求側(cè)”方面的戰(zhàn)略,而“領(lǐng)先市場”戰(zhàn)略正是其具體化的體現(xiàn)?!邦I(lǐng)先市場”作為一個(gè)創(chuàng)新學(xué)概念,在2000年初由Marian Beise教授提出,并在2007年后被吸納入歐盟重啟后的“里斯本戰(zhàn)略”,成為其產(chǎn)業(yè)政策的一部分?!邦I(lǐng)先市場”的學(xué)術(shù)定義是指最早將具有全球性潛力創(chuàng)新大規(guī)模應(yīng)用并成功將其先其他市場推廣的區(qū)域性市場。值得注意的是,這些創(chuàng)新并不要求一定由“領(lǐng)先市場”所原創(chuàng),而卻必須是在“領(lǐng)先市場”首先成功推廣。一個(gè)著名的例子是商用移動(dòng)電話,其最早在美國發(fā)明,卻最先在北歐地區(qū)得以市場化成功推廣。作為“領(lǐng)先市場”的北歐在向全球市場推廣(在創(chuàng)新學(xué)中稱為“滲透”)過程中,通過制定國際標(biāo)準(zhǔn),轉(zhuǎn)讓知識(shí)產(chǎn)權(quán)等手段,獲得了超出平均水平的收益,并創(chuàng)造出愛立信等跨國巨頭。

  不但鼓勵(lì)自己企業(yè)不斷創(chuàng)新,還要保證引進(jìn)創(chuàng)新能成功推廣,這就要求政府能夠構(gòu)建創(chuàng)新友好型市場。作為政策工具,政府可以通過立法,標(biāo)簽,標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)證,和技術(shù)引導(dǎo)型采購來建立“領(lǐng)先市場”。比如,歐盟在2012年11月通過實(shí)施輪胎標(biāo)簽法案,強(qiáng)制要求市場上銷售的輪胎必須標(biāo)明其滾動(dòng)阻力,噪音和濕滑路面抓地力的性能等級(jí)。這一法案的推廣,一方面極大加強(qiáng)了歐洲輪胎企業(yè)同發(fā)展中國家同行的競爭力,另一方面也推動(dòng)全球輪胎企業(yè)增加研發(fā)投入,通過創(chuàng)新提高產(chǎn)品質(zhì)量。然而單獨(dú)采取“領(lǐng)先市場”或“領(lǐng)先供應(yīng)者”戰(zhàn)略并不能推進(jìn)工業(yè)4.0的實(shí)施,而兩者的結(jié)合卻有著極其重大的意義?!邦I(lǐng)先供應(yīng)者”作為供給側(cè)戰(zhàn)略通過科技創(chuàng)新來“推”(Push),而“領(lǐng)導(dǎo)市場”作為需求側(cè)戰(zhàn)略通過消費(fèi)來“拉”(Pull)。一推一拉之間,市場通過資源配置,不斷動(dòng)態(tài)調(diào)整供給和需求雙方并最終推動(dòng)創(chuàng)新和變革。

  圖3 雙輪戰(zhàn)略,編者手繪圖

 

  盡管各個(gè)國家對(duì)于工業(yè)4.0的看法說法不一,但基本共識(shí)是一致的,那就是通過數(shù)字化這個(gè)抓手推動(dòng)技術(shù)和服務(wù),將實(shí)體和虛擬,內(nèi)部和外部,端點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無縫地集成與融合,從而形成全價(jià)值鏈的服務(wù)。

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