工業4.0: 顛覆全球制造業的新思維

摘要：由德國人提出工 業4.0概念正在風靡全球。所謂“工業4.0”，是通過虛擬生產結合現實得一種生產途徑，未來制造業將實現更高的工程效率、靈活性以及更短的上市時間。在“工業4.0”時代，虛擬全球將與現實全球相融合。通過計算、自主控制和聯網，人、機器和信息能夠互相聯接，融為一體。

由德國人提出工業4.0概念正在風靡全球。所謂“工業4.0”，是通過虛擬生產結合現實得一種生產途徑，未來制造業將實現更高的工程效率、靈活性以及更短的上市時間。在“工業4.0”時代，虛擬全球將與現實全球相融合。通過計算、自主控制和聯網，人、機器和信息能夠互相聯接，融為一體。

德國是最早提出工業4.0概念的國家，在德國政府推出的《高技術戰略2020》中，工業4.0被列為十大未來項目之一。與美國流行的第三次工業革命的說法不同，德國將制造業領域技術的漸進性進步描述為工業革命的四個階段，即工業4.0的進化歷程。“工業4.0”一詞最早出現在2011年德國舉行的漢諾威工業博覽會上，在2013年漢諾威工業博覽會上，“工業4.0”概念正式由德國“工業4.0小組”提出。

而此前的工業3.0時代始于20世紀70年代并一直延續到現在，即電子與信息技術的廣泛應用，使得制造過程不斷實現自動化，此時機器已能夠逐步替代人類作業。如今，工業4.0則為我們展現了一幅全新的工業藍圖：在一個“智能、網絡化的世界”里，物聯網和務聯網（服務互聯網技術）將滲透到所有的關鍵領域，創造新價值的過程逐步發生改變，產業鏈分工將重組，傳統的行業界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。

值得注意的是，工業4.0將發展出全新的商業模式和合作模式。“網絡化制造”、“自我組織適應性強的物流”和“集成客戶的制造工程”等特征，也使得它率先滿足動態的商業網絡而非單個公司，這將引發一系列諸如融資、發展、可靠性、風險、責任和知識產權以及技術安全等問題。

在中國，去年1月，中國工程院啟動并開展“制造強國戰略研究”咨詢項目，由中國工程院院長周濟和原常務副院長朱高峰院士擔任項目組長。項目明確中國成為制造強國的階段性目標和各項指標，并于今年初提出在2025年進入制造強國行列的指導方針和優先行動。

事實上，中國制造業發展和轉型一直面臨著“歐美發達國家和發展中國家的前后夾擊；勞動力、土地成本等要素成本快速上升；國內經濟轉入中速增長期；資源環境約束進一步增強以及自主創新能力不足，資源利用效率偏低，產業結構不盡合理”等挑戰。

今年6月初，在2014年國際工程科技大會上，中國工程院院士李培根首次披露了正在制定的“中國制造2025規劃”四大轉變和一條主線：即由要素驅動向創新驅動轉變；由低成本競爭優勢向質量效益競爭優勢轉變；由資源消耗大、污染物排放多的粗放制造向綠色制造轉變；由生產型制造向服務型制造轉變。主線則是將體現信息技術與制造技術深度融合的數字化、智能化制造作為今后發展的主線。

此前，項目組通過“制造強國的主要指標研究”、“制造業創新發展戰略研究”和“制造質量強國戰略研究”3個綜合課題組以及機械、運載、能源、冶金化工、信息電子、輕工紡織、儀器和制造服務業8個領域課題組同時展開。這也意味未來公布的“中國制造2025規劃”，將在總綱要的基礎上，還會明確相關領域的專項行動規劃。

“傳統的制造中，一般是研發時出一張圖紙，然后交給生產部門作出樣品，圖紙再返回研發部門調整、修改后再生產。數字化制造下，從研發到制造都基于同一個數據平臺，改變了傳統制造節奏，研發和生產幾乎同步，而且完全不需要紙質的圖紙、訂單。”一位業內人士曾這樣闡述數字化制造帶來的改變。這種節奏的改變帶來的是產品上市時間的大大壓縮、生產效率和產品質量的有效提升。

顯然，“工業4.0”不僅僅意味著技術的轉變、生產過程的轉變，同時也意味著整個管理和組織結構的調整。對此，企業必須放棄孤島式的想法，要為變革做好準備。大數據、云計算以及物聯網這些技術都會用到第四次工業革命當中，它們協同作戰將全面顛覆傳統的制造業的思維方式。