2013年4月，德國(guó)頒布了《關(guān)于實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》白皮書，標(biāo)志著工業(yè)4.0的概念正式誕生。這一概念此后迅速席卷全球，并成為我國(guó)的熱門話題。

《工業(yè)4.0：即將來(lái)襲的第四次工業(yè)革命》一書，由德國(guó)多位資深業(yè)界人士合著，對(duì)技術(shù)問題進(jìn)行了較為深入的探討，有較高的權(quán)威性和參考價(jià)值，但該書的概括性很強(qiáng)，技術(shù)涉及較淺，導(dǎo)致了很多爭(zhēng)議。要理解這本書，就要了解更多的背景。

工業(yè)4.0的特征，是將信息物理系統(tǒng)（CPS：CyberPhysicalSystem，又譯賽博物理系統(tǒng)）用于生產(chǎn)、營(yíng)銷、研發(fā)、服務(wù)等各個(gè)方面，全面深入地推進(jìn)智能化。CPS是由信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)深度融合而成的，可智能化地應(yīng)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)外部狀態(tài)與環(huán)境的變化。在工業(yè)4.0時(shí)代，典型的常規(guī)生產(chǎn)將無(wú)人值守，設(shè)備自主協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)定制化的產(chǎn)品。這樣，工人就能從一線的生產(chǎn)勞動(dòng)中解脫出來(lái)，轉(zhuǎn)而從事維護(hù)、創(chuàng)新、優(yōu)化、服務(wù)等技術(shù)含量高的工作并創(chuàng)造更高的價(jià)值，那時(shí)他們不僅收入更高，也會(huì)更自由。所以，工業(yè)4.0不僅會(huì)帶來(lái)技術(shù)進(jìn)步，也為人類社會(huì)勾勒出更加美好的未來(lái)。

互聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)工業(yè)4.0的東風(fēng)

在技術(shù)革命的過程中，技術(shù)進(jìn)步不是孤立事件：某個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的出現(xiàn)，就像倒下一塊多米諾骨牌，會(huì)引發(fā)一系列的創(chuàng)新和變革。關(guān)鍵技術(shù)之所以重要，是因?yàn)樗転槠渌夹g(shù)的誕生創(chuàng)造條件、提供平臺(tái)，直接或間接地促進(jìn)其他技術(shù)的發(fā)展。所以，認(rèn)識(shí)技術(shù)革命，不僅要重視關(guān)鍵技術(shù)本身，更要理解技術(shù)間的關(guān)聯(lián)，才能看到技術(shù)發(fā)展的全貌和邏輯。在這樣的視野下，我們可以看看前三次工業(yè)革命的歷程。

第一次工業(yè)革命是蒸汽機(jī)催生的。它解決了機(jī)械動(dòng)力問題，為紡織、運(yùn)輸、冶金等行業(yè)的機(jī)器化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)；機(jī)器的廣泛使用又進(jìn)一步帶動(dòng)了機(jī)械制造、材料技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)而引發(fā)了內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)生，為第二次技術(shù)革命鋪平道路。

在第二次工業(yè)革命中，電氣設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。在這場(chǎng)革命中，流水線起到了關(guān)鍵的作用。流水線的建設(shè)思路，是將復(fù)雜的生產(chǎn)過程分解為簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作。由于這些動(dòng)作恰好適合機(jī)器完成，就為電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用搭建了平臺(tái)、開拓了空間，并為控制技術(shù)的發(fā)展以及自動(dòng)化產(chǎn)線的誕生奠定了基礎(chǔ)。

第三次工業(yè)革命是信息技術(shù)推動(dòng)的。PLC、DSC等控制設(shè)備的應(yīng)用，提升了生產(chǎn)效率和加工精度，還帶動(dòng)了機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等工具的產(chǎn)生。在數(shù)控機(jī)床內(nèi)部和自動(dòng)化的流水線上，機(jī)器幾乎代替了所有的體力勞動(dòng)，把操作工變成了“控制單元”：通過電話、按鈕、計(jì)算機(jī)來(lái)收集、處理和發(fā)送信息。這時(shí)，就來(lái)到了工業(yè)4.0的門檻上。

推進(jìn)工業(yè)4.0，只關(guān)注技術(shù)邏輯是不夠的。無(wú)人工廠是工業(yè)4.0的終極目標(biāo)之一。但是，最初的無(wú)人工廠早在1984年就誕生了，但卻沒有被企業(yè)界采納。為了避免重蹈覆轍，還要理解背后的原因。先進(jìn)技術(shù)能否被企業(yè)采用，本質(zhì)上取決于經(jīng)濟(jì)因素。例如，國(guó)內(nèi)機(jī)器人的使用量很少，因?yàn)閯趧?dòng)力成本低，采用機(jī)器人不合算。過去建無(wú)人工廠，經(jīng)濟(jì)上往往不合算。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，要把生產(chǎn)過程拆分成適合機(jī)器自動(dòng)完成的簡(jiǎn)單動(dòng)作；生產(chǎn)越復(fù)雜，拆出的環(huán)節(jié)就越多、投資就越大、經(jīng)濟(jì)性就越差。同時(shí)，這種產(chǎn)線往往缺乏柔性，只能生產(chǎn)相對(duì)固定的產(chǎn)品，難以適應(yīng)市場(chǎng)的變化?？上驳氖?，隨著工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、PLC等智能設(shè)備的發(fā)展，現(xiàn)在建設(shè)全自動(dòng)產(chǎn)線的復(fù)雜度和成本逐漸降低，無(wú)人工廠逐漸逼近經(jīng)濟(jì)可行的門檻。

在生產(chǎn)過剩的年代，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)要依靠更好的服務(wù)，工業(yè)4.0推崇個(gè)性化定制就是這個(gè)原因。但要實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，僅改變工廠是不夠的,如何得知用戶需求？設(shè)計(jì)成本和效率如何？如何獲得后續(xù)服務(wù)？部件質(zhì)量和交貨期能否保證、采購(gòu)成本如何？應(yīng)對(duì)這些空前的挑戰(zhàn)，必須依靠互聯(lián)網(wǎng)，將用戶、研發(fā)、服務(wù)、銷售、供應(yīng)商聯(lián)系在一起，形成全新的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)，就可更經(jīng)濟(jì)地解決這些問題。

所以，推動(dòng)工業(yè)4.0的“東風(fēng)”其實(shí)是互聯(lián)網(wǎng)。如果把CPS比喻成火車頭，互聯(lián)網(wǎng)就是鐵路：有了互聯(lián)網(wǎng)，CPS的作用才能發(fā)揮出來(lái)；用“火車”運(yùn)送“服務(wù)”就具有了經(jīng)濟(jì)性。事實(shí)上，人類在幾十年前就開始使用CPS，重視服務(wù)也不是最近的觀念。但只有在互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)的今天，“服務(wù)”才能更好地落地，CPS的開發(fā)和應(yīng)用才變成“木桶的短邊”，成為第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。

中國(guó)與工業(yè)4.0

工業(yè)4.0將是個(gè)漫長(zhǎng)的演進(jìn)過程。要保持冷靜的頭腦，防止拔苗助長(zhǎng)。

把握規(guī)律，就要遵循技術(shù)發(fā)展的邏輯。例如，4.0是從3.0進(jìn)化來(lái)的；體力勞動(dòng)由機(jī)器完成、操作工成為“控制單元”時(shí)，無(wú)人工廠建設(shè)就比較容易；反之，就要進(jìn)行改造。

推進(jìn)工業(yè)4.0，要學(xué)會(huì)算經(jīng)濟(jì)賬。要估算勞動(dòng)力成本、設(shè)備和軟件成本；要分析維護(hù)費(fèi)用和能耗是否變化、研發(fā)和制造效率能否提高等。推進(jìn)工業(yè)4.0需要結(jié)合行業(yè)特征：規(guī)模大、附加值高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、自動(dòng)化水平高的行業(yè)的經(jīng)濟(jì)性往往更好，容易成為突破口。

要提高經(jīng)濟(jì)性，就要充分利用互聯(lián)網(wǎng)，加強(qiáng)與用戶的聯(lián)系，用服務(wù)來(lái)放大產(chǎn)品的價(jià)值；要推進(jìn)數(shù)字化研發(fā)和服務(wù)，還要重視組織和商業(yè)模式的創(chuàng)新。

我國(guó)重視工業(yè)4.0，不僅是為了追上國(guó)際趨勢(shì)，還有深刻的社會(huì)原因：在2022年開始的10年中，我國(guó)勞動(dòng)力總?cè)丝谝獪p少一億左右。這是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，但也為企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了驅(qū)動(dòng)力。

在全球化的時(shí)代，設(shè)備、軟件都能買到，成功的關(guān)鍵在人。智能工廠的設(shè)計(jì)和運(yùn)作，需要高素質(zhì)的管理和技術(shù)人才、認(rèn)真敬業(yè)的態(tài)度和科學(xué)的方法。

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