在2014年10月第三輪中德政府磋商後發表的《中德合作行動綱要：共塑創新》中，工業(ye) 4.0是其中一個(ge) 合作內(nei) 容。這一綱要的發布，進一步引發了國內(nei) 業(ye) 界對於(yu) 工業(ye) 4.0新一輪的熱議。

    　　工業(ye) 發展的選擇

　　工業(ye) 4.0是德國政府提出的願景，以保持德國製造業(ye) 的全球領先地位。工業(ye) 4.0描繪了製造業(ye) 的未來願景，提出繼蒸汽機應用、規模化生產(chan) 和電子信息技術應用等三次工業(ye) 革命後，人類將迎來以信息物理係統(CPS)為(wei) 基礎，以生產(chan) 高度數字化、網絡化、機器自組織為(wei) 標誌的第四次工業(ye) 革命。

　　工業(ye) 4.0之所以在我國引起廣泛關(guan) 注，是因為(wei) 在人工成本上升、原材料價(jia) 格波動、信息技術對產(chan) 業(ye) 影響不斷深入等的背景下，我國製造業(ye) 正麵臨(lin) 轉型。而且工業(ye) 4.0的很多理念，與(yu) 我國提出的“兩(liang) 化”融合戰略不謀而合。

　　“工業(ye) 4.0是行業(ye) 大趨勢，可能也是工業(ye) 發展的惟一選擇。”SAP全球高級副總裁、全球研發網絡和快速增長戰略市場總裁柯曼認為(wei) ，“中國不僅(jin) 是工業(ye) 4.0或物聯網發展的受益者，更是重要的推動者。”這一方麵是因為(wei) 中國本身是個(ge) 工業(ye) 大國，正處在工業(ye) 轉型升級的關(guan) 鍵時刻，而工業(ye) 4.0有助於(yu) 中國工業(ye) 提高效率、降低生產(chan) 成本、提高生產(chan) 的靈活性以滿足消費者的個(ge) 性化需求;另一方麵，是因為(wei) 中國擁有大量高科技公司，以及潛力巨大的移動互聯網和電子商務產(chan) 業(ye) ，為(wei) 工業(ye) 4.0的落地提供了技術基礎。

　　SAP大中華區總裁紀秉盟認為(wei) ，僅(jin) 僅(jin) 解放生產(chan) 力還遠遠不夠，工業(ye) 4.0要解決(jue) 中國製造業(ye) 麵臨(lin) 的更深層次的問題。中國製造企業(ye) 的角色將逐漸向服務提供商轉變，不僅(jin) 出售設備，還需提供包括維保在內(nei) 的全套服務。因此，服務創新將是製造企業(ye) 的下一個(ge) 戰略高地。而工業(ye) 4.0並不局限於(yu) 生產(chan) 線，它還與(yu) 物聯網技術緊密聯係，為(wei) 中國製造企業(ye) 攀登戰略高地創造全新機遇。

　　據了解，為(wei) 了推動工業(ye) 4.0從(cong) 概念走向工程實踐，同濟大學中德工程學院與(yu) 德國企業(ye) 菲尼克斯電氣於(yu) 去年10月共同建成了國內(nei) 首個(ge) 工業(ye) 4.0實驗室。

　　不僅(jin) 是智能工廠

　　德國費斯托(Festo)工廠哈雷摩托車生產(chan) 中心借助SAP智慧工廠解決(jue) 方案實現了混線生產(chan) ，使得個(ge) 性化定製的摩托車生產(chan) 周期從(cong) 21天縮減到6個(ge) 小時。如果客戶白天下單，晚上就能收到個(ge) 性十足的哈雷摩托車了。

　　這是工業(ye) 4.0的一個(ge) 典型案例，也是工業(ye) 4.0的核心——智能工廠的一個(ge) 體(ti) 現。所謂智能工廠，是指工廠在整個(ge) 生產(chan) 過程中所需的每個(ge) 部件都可以通過傳(chuan) 感器與(yu) 生產(chan) 設備互聯，這就使得同一條生產(chan) 線可以同時生產(chan) 完全不一樣的產(chan) 品。而在以往，通常同一條生產(chan) 線隻能生產(chan) 一個(ge) 型號的產(chan) 品。

　　紀秉盟認為(wei) ，小批量、多批次、差異化生產(chan) 將是未來製造業(ye) 的趨勢。SAP位於(yu) 波茨坦的創新中心的開放式集成工廠對這樣的生產(chan) 模式進行了充分展示：通過融合世界一流的製造技術與(yu) IT係統，車間的同一生產(chan) 線能夠生產(chan) 任意訂單、任意數量的不同產(chan) 品，不僅(jin) 擺脫了對於(yu) 生產(chan) 線控製員的依賴，同時還能靈活處理訂單更改、產(chan) 品組合和流程調整等工作。

　　業(ye) 界很多人認為(wei) ，智能工廠就是工業(ye) 4.0。這種看法有點偏頗。作為(wei) 德國工業(ye) 4.0的重要參與(yu) 者，SAP和西門子都不那麽(me) 認為(wei) 。如果我們(men) 觀察一下工業(ye) 產(chan) 業(ye) 的變化就可以理解這一點。

　　近日，京東(dong) 商城創始人、董事局主席兼首席執行官劉強東(dong) 公開表示，冰箱應該完全免費，而通過背後的數據和服務賺錢。比如用戶的冰箱裏沒有飲料了，冰箱會(hui) 在屏幕上推送京東(dong) 的購買(mai) 信息，一鍵購買(mai) 。京東(dong) 還為(wei) 此成立了專(zhuan) 門的智能硬件公司。

　　如此可見，製造業(ye) 已經不再是以往的製造業(ye) ，工業(ye) 也不再是以往的工業(ye) 。工業(ye) 4.0時代，我們(men) 要采用與(yu) 以往完全不同的心態，以及生產(chan) 和運營模式。預測性維護、智能化物流也被認為(wei) 是工業(ye) 4.0的重要特征。

　　和以往要基於(yu) 設備、產(chan) 品的運行時間定期維護不一樣的是，在工業(ye) 4.0時代，維護人員根據傳(chuan) 感器回傳(chuan) 的設備運行信息，並對這些信息進行分析後，預先掌握設備性能狀態，從(cong) 而更加靈活、高效地對設備、產(chan) 品進行有針對性的維護、保養(yang) 。據悉，SAP已經在歐洲幫助風力發電企業(ye) 降低維護、保養(yang) 成本，節省資源，提高風力發電機組的性能和工作績效。紀秉盟認為(wei) ，通過采用能夠報告自身性能的智能設備，製造商可以收集海量數據，然後利用諸如SAPHANA這樣的分析工具來分析這些數據，建立一個(ge) 預測性維護服務平台。從(cong) 長遠來看，製造商的角色將逐漸向服務提供商轉變，不僅(jin) 出售機器，還提供全套服務和使用模式。這樣，客戶就隻管使用產(chan) 品，而無需擔心產(chan) 品維護。

　　柯曼認為(wei) 物流智能化可以分對內(nei) 物流和對外物流兩(liang) 類來看。對內(nei) 物流舉(ju) 例來說，物流公司可以根據貨輪運載的集裝箱上安裝的傳(chuan) 感器傳(chuan) 送的地理位置等信息預測貨輪到港時間，合理安排貨車進港時間，從(cong) 而減少貨車等待時間，緩解碼頭的擁堵狀態。吞吐能力達到1.4萬(wan) 噸、可容納5500輛卡車的德國漢堡港已經做了示範。此前，為(wei) 了合理安排每天進出港口的5500輛貨車，漢堡港要做很多協調、調度工作。現在漢堡港通過與(yu) 輪船進行信息交互，根據貨船的到港時間或者貨輪上裝載的貨物特性來為(wei) 貨車進出港的時間排序。這樣，貨車平均在港口停留30分鍾即可完成作業(ye) ，大大緩解了港口交通擁堵的狀態。漢堡港口未來還希望連通所有運輸領域，從(cong) 水路到公路一直到鐵路。對外物流舉(ju) 例來說，整車生產(chan) 廠家可以預測整車生產(chan) 還需要多長時間，從(cong) 而合理安排貨運，減少貨車的等待時間。 

　　夯實信息化基礎

　　國家新材料產(chan) 業(ye) 發展戰略谘詢委員會(hui) 副主任邵立勤近日在一次公開的會(hui) 議發表言論稱，歐美已經開始工業(ye) 4.0革命，而中國還在為(wei) 淘寶買(mai) 賣廉價(jia) 次品而沾沾自喜，這樣即將到來的工業(ye) 革命很可能會(hui) 把中國拋棄掉。這一言論引起了業(ye) 界的熱議。

　　工業(ye) 4.0看起來很美，但是確實似乎離我們(men) 有點遠。記者在近年的采訪過程中走訪不少工廠發現，盡管我國不乏非常先進的工業(ye) 企業(ye) ，但是很多工廠的自動化程度都比較低，信息化應用水平還比較低。甚至可以說，有些工業(ye) 企業(ye) 可能還處於(yu) 工業(ye) 2.0時代。

　　中國工程院院士、中國互聯網協會(hui) 理事長鄔賀銓在2014年舉(ju) 辦的中國國際工業(ye) 博覽會(hui) 上坦言，我國的工廠差別很大，在落實工業(ye) 4.0過程中的關(guan) 鍵難點是在於(yu) ，目前有些工廠實現內(nei) 部數據共享都很難，更別說要在企業(ye) 之間打通信息孤島了。

　　現在說擁抱工業(ye) 4.0是否為(wei) 時過早?

　　事實並非如此。現實正在驅動中國工業(ye) 轉型變革。波士頓谘詢集團(BostonConsultingGroup)最近進行的一項研究發現，過去十年中國勞動力的工資漲幅超過4倍，再加上人民幣升值，使得中國的製造成本直逼美國。低廉的勞動力成本不能再作為(wei) 中國製造在全球市場上的優(you) 勢標簽，中國製造企業(ye) 要最大化利用資源，將生產(chan) 變得更加高效;要盡可能地縮短產(chan) 品上市時間，對市場的響應更加快速，從(cong) 而快速滿足不斷變化的客戶需求;還要快速實現各環節的靈活變動，將生產(chan) 變得更加柔性。

　　擁抱被普遍認為(wei) 是工業(ye) 發展方向的工業(ye) 4.0無疑是一條可行之路。拷貝了德國工業(ye) 4.0示範工廠——德國安貝格電子工廠的西門子成都工廠為(wei) 未來中國製造的變革方向提供了一個(ge) 良好的參考。數據顯示，通過數字化的工廠規劃，可以減少產(chan) 品上市時間至少30%;通過優(you) 化規劃質量，可以降低製造成本13%。

　　來自西門子的資料稱，數字化企業(ye) 平台是實現數字製造的載體(ti) ，它可以實現從(cong) 產(chan) 品設計、生產(chan) 規劃、生產(chan) 工程，到生產(chan) 執行和服務的全生命周期的高效運行。西門子成都工廠所應用的數字化企業(ye) 平台涵蓋五個(ge) 層麵：第一層企業(ye) 層，主要指由PLM軟件和ERP係統構建的企業(ye) 頂層結構，用於(yu) 提供統一的生產(chan) 數據、工藝路線、設計清單等;第二層管理層，主要包括MES(製造執行係統)等生產(chan) 管理軟件，用於(yu) 對重要的數據流和生產(chan) 管理進行控製;第三層操作層，主要包含西門子集散數據係統(DCS)數據采集與(yu) 監視控製(SCADA)係統設備狀態管理係統，用於(yu) 監控生產(chan) 過程、設備狀態;第四層現場控製層，主要包含西門子可編程邏輯控製器(PLC);第五層，設備控製層。第四層和第五層為(wei) 上層的MES等係統提供各種數據並進行交換。

　　但是，對於(yu) 多數傳(chuan) 統製造企業(ye) 來說，信息化水平要達到西門子成都工廠那樣的水平並不容易。SAP中國研究院院長李瑞成近日撰文稱，實現工業(ye) 4.0並不是短期內(nei) 可以一蹴而就的，這是一個(ge) 長期、漸進的過程。在此過程中，軟件是重中之重。目前，基本的技術和現有製造體(ti) 係的核心價(jia) 值等均需要調整才能適應工業(ye) 4.0的具體(ti) 要求。

　　如此可見，對於(yu) 我國生產(chan) 製造來說，當前向智能製造、工業(ye) 4.0邁進的很重要的一點，就是在信息化方麵參考西門子成都工廠的五層架構查缺補漏，最終建成一個(ge) 完善的數字化企業(ye) 平台。

　　中國電子信息產(chan) 業(ye) 發展研究院院長羅文在《工業(ye) 4.0中國啟示錄》一文中指出，德國工業(ye) 4.0戰略與(yu) 我國提出的“兩(liang) 化”深度融合有很多相通之處，我國應該把“兩(liang) 化”深度融合作為(wei) 主要著力點。

　　從(cong) 某種角度來看，工業(ye) 4.0是由新技術驅動的，因此在邁向工業(ye) 4.0的過程中，新技術的引入至關(guan) 重要。

　　注重標準和平台建設

　　工業(ye) 4.0強調由集中式控製向分散式增強型控製模式的轉變，從(cong) 而建立一個(ge) 高度靈活的個(ge) 性化和數字化的產(chan) 品與(yu) 服務的生產(chan) 模式，這需要大量的新技術作為(wei) 支撐。柯曼認為(wei) ，大數據、雲(yun) 計算和移動互聯等將技術在工業(ye) 4.0中大有作為(wei) ：在海量終端實現互聯後，需要大數據技術對海量結構化數據進行存儲(chu) 和分析處理;而雲(yun) 計算則是將不同利益相關(guan) 者通過同一套數據進行互聯的最好途徑;移動互聯技術可以將具有可預見特性的維修信息推送到終端，還可以幫助用戶通過移動終端實時了解工廠的運行情況，而不一定在工廠的控製中心。

　　柯曼補充說，工業(ye) 4.0要獲得成功，需要滿足以下7個(ge) 因素：解決(jue) 網絡安全問題，製定相關(guan) 安全政策;在數據傳(chuan) 輸等方麵製定國際統一標準;要為(wei) 社交所帶來的影響做好準備，並積累相關(guan) 技能和人才;應對好複雜性帶來的挑戰;完善工業(ye) 領域帶寬基礎架構;法律框架與(yu) 監管體(ti) 製調整;以開放的心態麵對信息交流和互動。

　　李瑞成比喻，未來的製造業(ye) 將和服務行業(ye) 一樣，建立在互聯網這一“共同的底盤”之上，人與(yu) 人、人與(yu) 機器、機器與(yu) 機器之間將對話協同，工廠生產(chan) 由高度自動化轉向智能生產(chan) 。

　　“共同的底盤”使得橫向和縱向的數據集成變得更加重要。如何才能真正實現集成?被廣泛認可和采用的規則和標準就顯得尤為(wei) 重要。

　　事實上，為(wei) 了保障工業(ye) 4.0的順利實現，德國把標準化排在工業(ye) 4.0八項行動中的首位，同時建議在工業(ye) 4.0平台下成立一個(ge) 工作小組，專(zhuan) 門處理標準化和參考架構的問題。2013年12月，德國電氣電子和信息技術協會(hui) 發表了德國首個(ge) 工業(ye) 4.0標準化路線圖。 

　　《中德合作行動綱要：共塑創新》指出，工業(ye) 4.0在世界範圍內(nei) 的成功取決(jue) 於(yu) 國際通行的規則與(yu) 標準。中德兩(liang) 國將在標準問題上緊密合作，並將工業(ye) 4.0議題納入中德標準化合作委員會(hui) 。雙方將繼續加強中德標準化合作委員會(hui) 框架下的現有合作，致力於(yu) 開展更具係統性和戰略性的合作。

　　為(wei) 此，羅文建議，我國在推進“兩(liang) 化”深度融合的具體(ti) 實踐中，也應高度重視發揮標準化工作在產(chan) 業(ye) 發展中的引領作用，及時製定、出台“兩(liang) 化”深度融合標準化路線圖，引導企業(ye) 推進信息化建設。同時，還要著力實現標準的國際化，使得中國製定的標準得到國際上的廣泛采用，以奪取未來產(chan) 業(ye) 競爭(zheng) 的製高點和話語權。

　　柯曼透露，已經全方位參與(yu) 中國工業(ye) 4.0建設的SAP非常重視這一點，SAP中國研究院作為(wei) 中國物聯網協會(hui) 的主要成員將參與(yu) 中國相關(guan) 的行業(ye) 標準的製定工作。

　　從(cong) 國家層麵來看，羅文還建議要超前部署、建設國家信息物理係統網絡平台。信息物理係統將改變人類與(yu) 物理世界的交互方式，物質生產(chan) 力、信息生產(chan) 力，實現能源、材料和信息三種資源高度融合，將使未來產(chan) 業(ye) 發生真正革命性的變革，對未來世界產(chan) 生深遠影響。他指出，美、德等世界工業(ye) 強國都高度重視信息物理空間構建，加強戰略前瞻部署，並取得積極研究進展。中國要決(jue) 勝未來的競爭(zheng) ，必須在構建信息物理係統網絡平台上先行一步：一方麵，在國家新的信息化發展戰略中加強對CPS的總體(ti) 布局，研究製定CPS建設的戰略目標、重點任務、發展路徑和政策舉(ju) 措。同時，在製造業(ye) 發展、智慧城市建設、國家網絡和信息安全等工作中加強前瞻部署和應用推廣。另一方麵，可借鑒美國組建“國家製造創新網絡中心”的做法，組建一批國家信息物理係統網絡平台，負責承擔基礎理論研究，組織力量研發突破CPS軟件、傳(chuan) 感器、移動終端設備等工具和裝備，推動重點行業(ye) 企業(ye) 的開發應用。

　　事實上，業(ye) 界還有一個(ge) 說法，就是我國相比其他國家更容易將工業(ye) 4.0落地。這是因為(wei) 我國政府的推動力比其他國家更大。

一場關(guan) 於(yu) 工業(ye) 4.0的專(zhuan) 題會(hui) 議即將舉(ju) 辦，備受關(guan) 注的“2015 中國裝備智能化與(yu) 工業(ye) 4.0技術大會(hui) ”將於(yu) 5月7-9日在深圳會(hui) 展中心舉(ju) 辦，屆時將邀請相關(guan) 專(zhuan) 家探討工業(ye) 4.0發展。

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