中國如何發展“工業4.0”

劉青華

（華晨寶馬汽車有限公司，遼寧 沈陽 110143）

“工業4.0”概念從引入到我國，經過一段時間的發酵，變成了一個十分熱門的話題。德國作為一個制造業發展先進的國家，在裝備制造業擁有豐富的經驗，這對于我們進行工業升級具有很好的借鑒意義。但是，在利用這些發展經驗時還有以下幾點需要明確。

（1）需要明確“工業4.0”概念提出的背景。“工業4.0”是德國工業發展到一定階段，出于自身的發展要求應運而生的。即使在德國這仍然是處于初步推廣階段，可以說是德國對于工業未來發展方向的一個愿景，并沒有得到大范圍的推廣。盡管有一些大型的企業，如西門子等公司建立了智能示范工廠，但也是僅此而已。甚至在中小企業中這個概念并沒有得到一個廣泛的認同，因為目前他們對于工業信息的互聯需求并不強烈。其大部分設備已經實現了工業生產的電氣化、自動化，甚至有些生產設備具備一些互聯互通的功能。但是對于“工業4.0”所描繪的藍圖并沒有迫切的需求。因此即使是在德國，“工業4.0”也還沒有到達全面推廣的階段。認識這一點十分重要，這使得我們對待“工業4.0”的時候會更加理性。

（2）制造業近年來在中國有了快速的發展，尤其是與歷史相比已經有了質的飛躍，雖然與美國、德國等國家在橫向比較在高端制造業上還有差距，但是我國在中端機電產品上在世界上占有重要的地位。我們應該看到，中國在近年來對制造業有很大的投入，對于工業設備的數字化、信息化都有了一些基礎。在另一方面，我國網絡信息技術上有很大的進步，例如在電商購買了商品，購買后可以在APP上看到所購買商品的物流信息，甚至可以看到物流的大概位置。當然，這個位置是電商根據物流信息及大數據收集后計算的大致位置，而不是實時的具體位置。但是這就是未來“工業4.0”的一種使用場景。想象一下，未來上游零件供應商可以把零件的物流信息通過衛星定位及通訊技術實時傳送給制造商，制造商可以根據物流的狀態實時監控并根據物流情況調整生產計劃，這樣就可以在減少物流存放空間的同時提高生產效率，并且這些都是我們節省的成本。所以說，“工業4.0”距離我們并不遙遠。

通過以上對比可知，中國的工業發展沒有必要沿著德國的發展道路亦步亦趨。因為德國之所以提出“工業4.0”的概念，是出于其對未來發展的戰略考慮，想通過這一概念將本已在世界上領先的工業制造業與互聯網技術結合，期望憑借其雄厚的工業基礎來贏得新一代工業標準系統的制定權，從而確立其在未來的發展優勢，進而贏得與其他國家的競爭，保障領先地位。這是德國提出“工業4.0”的初衷。在此還要提到美國，美國與德國不同，在互聯網技術要強于德國，所以提出“工業互聯網”的概念。這個概念是由GE公式率先提出，其核心是將互聯網與機器設備相結合后利用對機器運轉的大數據進行分析提升效率。

無論是德國還是美國都是強化已經建立的優勢將其他部分與自己的強項聯合，從而建立未來競爭的優勢。所以對于我國來說，應該承認“工業4.0”或者“工業互聯網”的提出都是出于順應“萬物互聯”的發展趨勢，并且也可以看到發展“工業4.0”可以帶來效率的提高。但是我國的國情及發展情況是與德國不同的。并且與德國相比，在互聯網行業已經處于世界的前列，所以我們需要做的，就是將在信息產業的優勢應用在我國制造業的升級改造中來。探索出屬于自己的道路才能把握機會實現跨越式發展。也許這就是我國政府提出“互聯網+”的原因。

既然明確了發展的方向，如何做才能讓工業4.0與我國國情相適應呢？數字化智能工廠的本質是通過網絡使用強大的信息系統來控制具體產品的生產，從而在提高生產效率、產品精度的同時降低生產成本。但是到底如何提高效率降低成本呢？主要是智能生產可以讓生產更加靈活。因為通過信息將機器和機器連接起來，減少生產對人的依賴，提高生產的精度及產品的合格率；將客戶、經銷商與生產線、物流聯系起來提高利用率減少物流存儲的消耗。以前，在企業中尤其是在一些裝配制造行業，產品從立項到設計、生產、樣品實驗、到形成量產是一個較長的周期。這種方式在之前可能沒有問題，因為在以前產品是廠家主導的，產品的生命周期比較長。也就是說生產時單一型號、大量生產。但是隨著時代的發展，用戶的需求也發生了變化。需求已經變得更加多樣化，這些需求為產品生產帶來了巨大的變革，生產模式由單一品種大批量變為多品種小批量，并且需要快速切換來應對用戶帶來的挑戰。

這些場景，都是對未來工業生產模式的一個愿景。但是，當前在這個變革的時代應該如何去做呢？這就需要在規劃新的生產設備時以“互聯互通”思想來指導我們。畢竟產品生產企業和新興的互聯網企業還是有區別的，生產線升級周期長，要求的可靠性高，這些特性就注定了“工業4.0”是不可能一蹴而就的。盡管目前沒有實現“工業4.0”，但是卻要以“工業4.0”思想指導設備規劃的全部流程中。就是要預留硬件、軟件及程序接口，為將來的互聯準備好基礎。

“工業4.0”本質上是標準——通訊的標準、硬件的標準等，因為設備間、生產廠家與用戶需要連接彼此，需要用同一種通訊協議、同一種硬件連接方式，所以如果能手握這些通訊協議或設備標準，那么在未來的競爭中就會占據有利的位置。一方面在產品生產廠家的角度，從新進設備的時候，就要有意識地留出未來通訊的接口，以及思考未來柔性生產的實現方式，而不是只滿足目前的需求；另一方面，在自動化行業及相關信息產業廠商努力研發推廣自己的產業標準，如果能夠憑借廣大的市場及產品需求推廣這些標準，就能占有未來競爭的先手。因為“工業4.0”有一個概念是物理信息融合系統（Cyber—Physical System，CPS）。從廣義上理解，就是一個在環境感知的基礎上，深度融合了計算、通信和控制能力的可控、可信、可擴展的網絡化物理設備系統，目前在信息產業及通訊產業已經有了相當多的積累，如果更好地利用和增強這方面的優勢，就能借助“工業4.0”實現彎道超車。

“工業4.0”適應了萬物互聯的發展趨勢，將為各傳統行業帶來巨大的效率提升，從中看到了美好前景。但“工業4.0”從戰略上看是德國對抗別國競爭的產物，我國不應該被目前的“工業4.0”所束縛。其實無論“工業4.0”還是“工業互聯網”或其他概念，不管是以互聯網為主還是以制造業為主，其最終的反映的是一個趨勢，那就是整合，將互聯網、裝備制造、物流等領域的跨行業跨領域的一個整合。對于這種未來的發展趨勢，首先做到深入研究“工業4.0”的基本理念，從中找到參考和借鑒，學會對制造業各個方面的集成實現對生產原料的靈活配置，達到實現小批量多品種的高度柔性化的自動生產。從中積累經驗，裝備制造業能夠緊跟未來的趨勢，因地制宜逐步實現“中國智造”。以應對未來激烈的競爭。我國發布了制造業的長期規劃《中國制造2025》，其中也涵蓋了相應的應對策略，例如實行五大工程，包括制造業創新中心建設的工程、強化基礎的工程、智能制造工程、綠色制造工程和高端裝備創新工程。其中有大半的描述都可以在“工業4.0”找到影子。這其中應該已經充分考慮到了未來競爭對手帶來的沖擊和競爭因素。

“工業4.0”來了，我們應該積極面對，因為CPS，工業互聯網等會取代傳統封閉的生產制造系統。而我們應該適應趨勢，逐步建立標準，以信息融合的思想來面對它的到來。