工業4.0的挑戰

工業4.0是由德國率先提出。金融危機后，幾乎所有的發達國家經濟都萎靡不振，但德國依靠制造業，不但失業率低且經濟增長迅速，這讓德國政府意識到制造業是維持德國經濟增長不可或缺的“頂梁柱”。于是，2013年4月，德國政府推出《保障德國制造業的未來：關于實施工業4.0戰略的建議》。隨后，世界各國高度關注并紛紛開始布局，爭取制造業話語權：美國在2014年12月推出“工業互聯網”戰略，將虛擬網絡與實體連接，形成更具有效率的生產系統；日本于2015年1月23日推出《機器人新戰略》；法國推出“新工業法國”方案；中國也于2015年出臺《中國制造2025》十年戰略規劃。

眾所周知，第一次工業革命發生在英國，工業1.0是透過蒸汽推動機械化；第二次工業革命是由電力推動大規模生產；第三次工業革命是由電子信息技術推動自動化；第四次工業革命叫做智能化。

過去在工業1.0、2.0到3.0的時代，一定要透過原料、機械設備、工廠、運輸、銷售五大模塊，都是固定的環節，缺一不可。而“工業4.0”是應用物聯網、智能化等新技術提高制造業水平，將制造業向智能化轉型，通過決定生產制造過程等的網絡技術，實現實時管理。它“自下而上”的生產模式革命，不但節約創新技術、成本與時間，還擁有培育新市場的潛力與機會。

工業4.0有一個關鍵點，就是“原材料（物質）”=“信息”。具體來講，就是工廠內采購來的原材料，被“貼上”一個標簽：這是給A客戶生產的XX產品，XX項工藝中的原材料。準確來說，是智能工廠中使用了含有信息的“原材料”，實現了“原材料（物質）”=“信息”，制造業終將成為信息產業的一部分。以德國飛梭哈雷機車生產工廠為例，在工業3.0以前的時代，生產一臺哈雷機車需要21天，因為它的生產過程全部都是固定機械化的。但到了工業4.0的時代，一位顧客早上9時下單訂購一輛個人定制化的摩托車，這五大模塊統統“活”了，按照顧客的需要，自己找原料，自己找工廠重新包裝重新組合，在6小時之內就可以把私人定制的摩托車交給客戶。不但效率提高，成本也大為降低。

工業4.0的目標是智能制造，延伸智能到具體的工廠，就是智能工廠。在智能工廠，第一個是機器生產機器，或者說自己生產自己。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。智能工廠是現代工廠發展的新階段，是在數字化基礎上，利用物聯網技術和設備監控技術，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，包括生產設備、機器人、操作人員、物料和成品；第二是制造過程數據具備實時性，生產數據具有平穩的節拍和到達流，數據的存儲與處理也具有實時性；第三是可以利用存儲的數據從事數據挖掘分析，有自學習功能，還可以改善不優化制造工藝過程。智能工廠的發展趨勢是從柔性化到敏捷化到智能化再到信息化。

商業模式對制造業來說至關重要。在工業4.0時代，未來制造業的商業模式就是以解決顧客問題為主。所以說，未來制造企業將不僅僅進行硬件的銷售，還通過提供售后服務和其他后續服務，來獲取更多的附加價值，這就是軟性制造。而帶有“信息”功能的系統成為硬件產品新的核心，意味著個性化需求、批量定制制造將成為潮流。制造業的企業家們要在制造過程中盡可能多地增加產品附加價值，拓展更多、更豐富的服務，提出更好、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”的道路。如此，我國制造業企業才能跟上全球工業革命步伐，由“中國制造”真正轉型為“中國智造”。

中國制造向“中國智造”轉變

改革開放以來，中國已經發展成為工業大國，中國的制造業更是在全球供應鏈中占據重要地位。到2010年，中國制造業的規模已經超過了美國，躍居世界第一。隨著快速崛起的新興經濟體以更為低廉的成本優勢加入競爭，我國部分以代工為主的生產企業面臨巨大的生存壓力。2014年以來，東南沿海地區部分加工制造企業倒閉，由此可能會引發其他地區制造企業關門倒閉的連鎖反應。與此同時，很多發達國家正在反思“制造業空心化”問題，積極推進新的制造業發展戰略，這些因素都對中國制造業形成高壓態勢，中國制造業正面臨著國內外“雙重擠壓”的局面。因此，中國制造轉型升級勢在必行。

如果按照德國工業4.0的標準來劃分，我國的工業主體還處于“補2.0的課，普及3.0，同時正在朝著4.0發展”的階段。而大部分發達國家都發展到了工業3.0的階段。從一個工業大國向一個工業強國轉變的過程，實質就是推進工業現代化的過程，而我國工業強國戰略的核心任務就是推進我國的工業現代化進程。在工業化后期階段同樣重視制造業，并更重視“質”和“強”。依靠大量消耗物質資源的傳統方式已難以為繼，只有轉變工業發展方式，方能適應新一階段經濟發展的需要。在普及工業3.0的同時，要用工業4.0的理念改造傳統產業，發展新產業新業態。2015年以來，國務院先后發布了《中國制造2025》《關于大力推進大眾創業萬眾創新若干政策措施的意見》《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》等一系列頂層設計文件，這為我國傳統工業轉型升級、尋求新的動能做好了鋪墊。

“智能制造”被認為是未來工業轉型的核心。我國制造業轉型升級的方向是制造業信息化，具體來說就是數字化和智能化方向。智能制造的發展方向不僅僅意味著智能化程度的提升，還應該更符合消費者的需求。在過去，制造業都是大批量、低成本的，未來智能制造可以協調解決消費者低成本、高質量、個性化的需求。或許，隨著當前勞動力成本的急劇上升以及新的技術革命和產業革命的推動，加上產業結構的轉型升級，機器人將為“智能制造”增添動力。目前，中國機器人產業正在迅速發展，工業機器人設計技術已基本成熟，先驅企業已經走上自主發展之路，服務機器人產業也在孕育中。