工業(yè)4.0技術(shù)催生下一場(chǎng)生產(chǎn)革命

　　日本：一是采用“小生產(chǎn)線”的企業(yè)增多，本田公司通過(guò)采取新技術(shù)減少噴漆次數(shù)、減少熱處理工序等措施把生產(chǎn)線縮短了40%，并通過(guò)改變車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)把焊接生產(chǎn)線由18 道工序減少為9 道，建成了世界最短的高端車型生產(chǎn)線。二是采用小型設(shè)備的企業(yè)增多，日本電裝公司對(duì)鋁壓鑄件的生產(chǎn)設(shè)備、工藝進(jìn)行改革，使得鑄造線生產(chǎn)成本降低了30%，設(shè)備面積減少80%，能源消費(fèi)量降低50%。三是通過(guò)機(jī)器人、無(wú)人搬運(yùn)機(jī)、無(wú)人工廠、“細(xì)胞生產(chǎn)方式”等突破成本瓶頸，佳能公司從“細(xì)胞生產(chǎn)方式”到“機(jī)械細(xì)胞方式”，再到世界首個(gè)數(shù)碼照相機(jī)無(wú)人工廠，大幅度地提高了成本競(jìng)爭(zhēng)力。

　　此外政府加大了開發(fā)力度，加大對(duì)3D 打印機(jī)等尖端技術(shù)的財(cái)政投入。2014 年，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省繼續(xù)把3D 打印機(jī)列為優(yōu)先政策扶持對(duì)象，計(jì)劃當(dāng)年投資45 億日元，實(shí)施名為“以3D 造型技術(shù)為核心的產(chǎn)品制造革命”的大規(guī)模研究開發(fā)項(xiàng)目，開發(fā)世界最高水平的金屬粉末造型用3D 打印機(jī)。

　　制造的轉(zhuǎn)變與未來(lái)發(fā)展路徑

　　德國(guó)和美國(guó)政府已經(jīng)撥出專項(xiàng)資金，用于戰(zhàn)略研究和工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)。德國(guó)撥款2.22億美元用于德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部(BMBF)的RES-COM等項(xiàng)目。同樣，美國(guó)已經(jīng)推出了Smart Manufacturing Leadership Coalition等研究項(xiàng)目。

　　包括英國(guó)在內(nèi)的其他國(guó)家也對(duì)工業(yè)4.0表現(xiàn)出很大的的熱情。GAMBICA和CLPA等制造商和貿(mào)易機(jī)構(gòu)已經(jīng)對(duì)此表示支持。雖然這些國(guó)家還未宣布推出重大舉措，但它們肯定已經(jīng)對(duì)工業(yè)4.0作出了有力支持。

　　令人高興的是，與工業(yè)4.0相關(guān)的許多技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)。但是，要采用這些技術(shù)，企業(yè)需要花費(fèi)巨額資金，尤其是那些希望搶先采用這些技術(shù)的公司。

　　對(duì)于大多數(shù)公司來(lái)說(shuō)，向工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)變將是一個(gè)漸進(jìn)的演變，而非一種迅速的革命。未來(lái)幾年，舊系統(tǒng)對(duì)制造業(yè)來(lái)說(shuō)仍然是必要的。

　　作為世界上“最大的工廠”，中國(guó)在制造領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。在中國(guó)經(jīng)濟(jì)需要轉(zhuǎn)型升級(jí)的當(dāng)下，中國(guó)的制造業(yè)正在從“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”邁進(jìn)。

　　但是，面對(duì)發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體如火如荼的再工業(yè)化運(yùn)動(dòng)，以及東盟國(guó)家、印度及拉美國(guó)家試圖超過(guò)中國(guó)的阻礙。這樣的形勢(shì)之下，保持增長(zhǎng)，同時(shí)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，對(duì)于中國(guó)制造業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，仍然是最大的挑戰(zhàn)。

　　魯思沃博士建議，通過(guò)發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)綠色制造，轉(zhuǎn)型為以服務(wù)為基礎(chǔ)的制造業(yè)，中國(guó)就能沿著全新的道路走向以高技術(shù)含量、優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量、低能源消耗以及高經(jīng)濟(jì)效率和充分利用人力資源優(yōu)勢(shì)為特征的工業(yè)化。同時(shí)，他認(rèn)為，提高生產(chǎn)力、加快產(chǎn)品上市、靈活的生產(chǎn)模式以及提高資源效率，是從“中國(guó)制造”轉(zhuǎn)向“中國(guó)創(chuàng)造”的關(guān)鍵因素。

　　為了實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，需要先進(jìn)的技術(shù)和高效的生產(chǎn)體系。因此，制造企業(yè)應(yīng)該逐步轉(zhuǎn)向信息化、數(shù)字化和智能化，從而將生產(chǎn)水平提升到一個(gè)新的高度，為“引領(lǐng)制造業(yè)未來(lái)”做好準(zhǔn)備。

　　而數(shù)字化的企業(yè)平臺(tái)，就是企業(yè)實(shí)現(xiàn)全生命周期兩化融合的途徑。西門子(中國(guó))有限公司執(zhí)行副總裁、工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁吳和樂(lè)博士向記者介紹，數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字制造的載體。它可以實(shí)現(xiàn)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程，到生產(chǎn)執(zhí)行和服務(wù)的全生命周期的高效運(yùn)行，以最小的資源消耗獲取最高的生產(chǎn)效率。

　　該平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)需要企業(yè)以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)的強(qiáng)力支持下，集成目前最先進(jìn)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)及軟件和硬件，如產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)軟件以及控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)等。

　　在提升資源效率層面，制造業(yè)企業(yè)首先需要考慮設(shè)備層面的資源效率提升方案，例如高效電機(jī)、變頻器等進(jìn)行設(shè)備層面的節(jié)能。同時(shí)，企業(yè)需要將眼光放遠(yuǎn)，關(guān)注能夠使全生命周期資源效率提升的整體解決方案。

　　所謂整體解決方案，指將現(xiàn)有的技術(shù)和創(chuàng)新全部整合到一個(gè)數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)中，從企業(yè)層面到設(shè)備層面給出“基于成本設(shè)計(jì)”及“基于節(jié)能和資源設(shè)計(jì)”的完整資源方案。產(chǎn)品開發(fā)流程和生產(chǎn)流程中的所有環(huán)節(jié)在生產(chǎn)開始之前就已在虛擬環(huán)境達(dá)到了最優(yōu)化。產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)任務(wù)配置所消耗的時(shí)間、人力、設(shè)備和原材料資源會(huì)得到大幅縮減，生產(chǎn)流程也會(huì)大大改進(jìn)。

　　工業(yè)4.0給人類社會(huì)的影響

　　工業(yè)4.0將帶來(lái)五大機(jī)遇。一是可以通過(guò)使用新的數(shù)字化技術(shù)來(lái)提升效率和生產(chǎn)力，以重獲競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)并實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展;二是可利用中國(guó)頂尖的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)完全數(shù)字化的價(jià)值鏈，并提供全新的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)模式;三是可把握日益擴(kuò)大的中產(chǎn)階層對(duì)個(gè)性化定制產(chǎn)品的需求，并升級(jí)制造業(yè)部門以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制化生產(chǎn);四是滿足客戶對(duì)生命周期加快的期望值，提升供應(yīng)鏈的速度和靈活性;五是通過(guò)更好地理解和滿足客戶需求來(lái)提升其滿意度?？傮w來(lái)看，他認(rèn)為工業(yè)4.0給中國(guó)帶來(lái)的收益主要體現(xiàn)在企業(yè)的生產(chǎn)效率提升上。

　　未來(lái)5至10年間，越來(lái)越多的本土公司會(huì)遵循工業(yè)4.0時(shí)代的要求發(fā)展，這將提升國(guó)內(nèi)制造業(yè)的整體生產(chǎn)效率。轉(zhuǎn)換成本(不包括材料成本)的提升幅度為15%~25%。如果將材料成本考慮在內(nèi)，那么能實(shí)現(xiàn)5%~8%的提升幅度。據(jù)計(jì)算，制造業(yè)累計(jì)產(chǎn)品銷售成本約85萬(wàn)億元，這意味著中國(guó)工業(yè)總體生產(chǎn)效率有4萬(wàn)億~6萬(wàn)億元的提升潛力。值得注意的是，各行業(yè)的改善程度會(huì)參差不齊，工業(yè)元件生產(chǎn)商可能實(shí)現(xiàn)最高的生產(chǎn)效率提升幅度(20%~35%)，而預(yù)計(jì)汽車公司的提升幅度只有10%~20%。

　　針對(duì)中國(guó)在落實(shí)工業(yè)4.0技術(shù)方面存在的四大挑戰(zhàn)，即：不同行業(yè)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部制造業(yè)的成熟程度及工業(yè)4.0的準(zhǔn)備度差異極大;其他發(fā)達(dá)國(guó)家落實(shí)工業(yè)4.0技術(shù)后競(jìng)爭(zhēng)壓力會(huì)進(jìn)一步加劇;工業(yè)4.0需要跨部門乃至公司上下的通力協(xié)作;工業(yè)4.0相關(guān)議題需要企業(yè)發(fā)展全新的能力，杜偉建議企業(yè)可以分別采取以下四大應(yīng)對(duì)措施。

　　一是因?yàn)槌墒於炔煌枰贫ㄓ嗅槍?duì)性的戰(zhàn)略，各企業(yè)實(shí)施工作的起點(diǎn)也不盡相同;二是中國(guó)可利用其快速行動(dòng)的優(yōu)勢(shì)來(lái)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)力，并在工業(yè)4.0大潮中實(shí)現(xiàn)跨躍式發(fā)展;三是需由上而下推動(dòng)變革，并推動(dòng)流程、企業(yè)文化和思維方式的轉(zhuǎn)型;四是中國(guó)政府和企業(yè)必須密切合作，對(duì)專家和員工的教育培訓(xùn)進(jìn)行持續(xù)性投入。

　　波士頓咨詢公司推出的新報(bào)告《工業(yè)4.0：未來(lái)生產(chǎn)力與制造業(yè)發(fā)展前景》指出，零部件、機(jī)器和人員之間的互聯(lián)互通性日益加強(qiáng)，由此生產(chǎn)系統(tǒng)的速度和效率分別能提升30%和25%，同時(shí)大規(guī)模定制也將實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。

　　報(bào)告認(rèn)為，在中國(guó)，工業(yè)4.0帶來(lái)的收益主要體現(xiàn)在生產(chǎn)效率提升上。未來(lái)5-10年間，越來(lái)越多的本土公司會(huì)遵循工業(yè)4.0時(shí)代的要求發(fā)展，這將提升國(guó)內(nèi)制造業(yè)的整體生產(chǎn)效率。轉(zhuǎn)換成本(不包括材料成本)的提升幅度為15-25%。如果將材料成本考慮在內(nèi)，那么能實(shí)現(xiàn)5-8%的提升幅度。據(jù)計(jì)算，制造業(yè)累計(jì)產(chǎn)品銷售成本約85萬(wàn)億元，這意味著中國(guó)工業(yè)總體生產(chǎn)效率有4萬(wàn)億元-6萬(wàn)億元的提升潛力。各行業(yè)的改善程度會(huì)參差不齊。

　　報(bào)告強(qiáng)調(diào)，未來(lái)會(huì)出現(xiàn)更多就業(yè)機(jī)會(huì)，同時(shí)淘汰一些過(guò)時(shí)的崗位。生產(chǎn)企業(yè)將越來(lái)越多地使用機(jī)器人和其他一些先進(jìn)技術(shù)來(lái)輔助人工。這就意味著勞動(dòng)強(qiáng)度大的常規(guī)工作崗位會(huì)不斷減少，而更多的工作崗位需要具備靈活應(yīng)對(duì)、解決問(wèn)題和提出定制化解決方案的能力。