儀器儀表商情網(wǎng)訊：中國也提出了要實施 “中國制造2025”，加快從制造大國轉(zhuǎn)向制造強國，并上升到了“中國夢”組成部分的高度，這就是中國的工業(yè)4.0版本，而問題是，我們的工業(yè)2.0，工業(yè)3.0在哪里呢?中國是一個相對特別的社會，我們不是脫胎于發(fā)達資本主義經(jīng)濟形態(tài)，而是脫胎于半封建半殖民社會，沒有經(jīng)過工業(yè)革命的洗禮，生產(chǎn)力遠遠落后，改革開放以來，我們從生產(chǎn)力極度落后的農(nóng)耕文明直接一步邁進到工業(yè)文明，表面上看是生產(chǎn)大繁榮，中國制造風靡全球，而實質(zhì)上這個繁榮是來自于我們泱泱大國擁有充足的廉價生產(chǎn)力，還有豐富的各種資源，我們輸出的也只是廉價生產(chǎn)力和最基礎的生產(chǎn)制造，對于追求更先進的生產(chǎn)力，對于工業(yè)4.0，我們的根基是不穩(wěn)的，我們是手工作業(yè)、工業(yè)1.0、2.0、3.0混雜在一起度過了改革開放的30多年，我們沒有在工業(yè)2.0、工業(yè)3.0中得到充分的沉淀和積累，而這些正是工業(yè)4.0的基礎。
目前在中低端制造業(yè)，我們存在產(chǎn)能過剩的問題，發(fā)達國家的生產(chǎn)線逐步遷移到越南、泰國、緬甸等東南亞等國家，那里的生產(chǎn)力更便宜，當?shù)貫榇龠M工業(yè)發(fā)展給出的優(yōu)惠政策更誘人;而擁有自主產(chǎn)權(quán)的高端制造業(yè)，我們與歐美日韓等發(fā)達國家相比仍有不小的差距。現(xiàn)實就是目前中國的工業(yè)處于中間地帶，首尾兩端受到擠壓，廣州話里有一句俗語“兩頭不到岸”，這是最難受的狀態(tài)。在這樣的狀態(tài)下提工業(yè)4.0注定是得其形而不得其神，所以我們看到的國內(nèi)關(guān)于工業(yè)4.0提得最多的就是以機器人代替人，產(chǎn)線智能化，生產(chǎn)率得到多少多少的提升，這只是形。那“神”是什么?“神”就是你生產(chǎn)什么。
西方發(fā)達國家提出工業(yè)4.0還有一個背景是它們過去基礎勞動力不足，或者勞動力成本太高，于是把產(chǎn)線地放到了中國，因為這里有充足的而廉價的勞動力，多年以后，發(fā)現(xiàn)這些地方的勞動力的價格也逐漸上升了(雖然現(xiàn)在還有越南、緬甸等地過渡，但這些地方的勞動力價格也必然會隨時間增加)，另外，產(chǎn)線離自己太遠，可控性太差，還時不時都有什么雇傭童工、排污超標啊等麻煩事情受到人權(quán)組織、環(huán)保組織的抨擊。既然現(xiàn)在工業(yè)4.0可以實現(xiàn)機械自動化，智能生產(chǎn)，不需要太多人工作業(yè)了，那干脆把產(chǎn)線挪回國內(nèi)吧，既省錢又省事，還能幫助政府改善下失業(yè)率。既考慮了未來的產(chǎn)業(yè)引領，又考慮了當下的生產(chǎn)力提升，這是他們這么風風火火地搞工業(yè)4.0的原因。
然而，對中國而言，工業(yè)4.0意味著什么呢?過去二十幾年里中國取得了令人矚目的發(fā)展，其很大程度上是歸功于人口紅利，改革開放以來，歐美日韓港臺等外來資本的進入，珠三角、長三角等地區(qū)加工制造業(yè)大規(guī)模興起，同時隨著城市化進程的發(fā)展，大量農(nóng)村人口涌向城市，進入工廠，在相當長一段時間里，廉價勞動力成為中國的一個標志。
其實這中間的矛盾已經(jīng)很明顯了，一方面是中國以人口紅利作為發(fā)展的動力，另一方面發(fā)達國家希望實現(xiàn)產(chǎn)線智能化，減少用工規(guī)模，提高生產(chǎn)率。這個矛盾意味著什么呢?最簡單來說，一旦發(fā)達國家工業(yè)4.0落地實施發(fā)揮效用了，就意味著我們不能代工iphone了，以后只能代工小米了。但，中國像小米這樣的企業(yè)有什么呢?缺乏創(chuàng)新驅(qū)動的小米模式又能走多遠呢?
更重要的問題，被機器代替的人將去往何處?據(jù)媒體報道，富士康昆山工廠自2010年投入巨資對車間進行自動化改造，采用自主研發(fā)機械手臂上線生產(chǎn)，在其中的一個生產(chǎn)流程中，15臺設備在3名工人的看護下，一天就可以生產(chǎn)130萬件中間產(chǎn)品，而在過去則需要幾百名工人在同一條生產(chǎn)線上接力24小時作業(yè)。自從自動化產(chǎn)線上線以來，富士康昆山工廠前后共裁減掉5萬人。
2013年4月，德國頒布了《關(guān)于實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》白皮書，標志著工業(yè)4.0的概念正式誕生。這一概念此后迅速席卷全球，并成為我國的熱門話題。
《工業(yè)4.0：即將來襲的第四次工業(yè)革命》一書，由德國多位資深業(yè)界人士合著，對技術(shù)問題進行了較為深入的探討，有較高的權(quán)威性和參考價值，但該書的概括性很強，技術(shù)涉及較淺，導致了很多爭議。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：Cyber Physical System，又譯賽博物理系統(tǒng))用于生產(chǎn)、營銷、研發(fā)、服務等各個方面，全面深入地推進智能化。CPS是由信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)深度融合而成的，可智能化地應對系統(tǒng)內(nèi)外部狀態(tài)與環(huán)境的變化。在工業(yè)4.0時代，典型的常規(guī)生產(chǎn)將無人值守，設備自主協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)定制化的產(chǎn)品。這樣，工人就能從一線的生產(chǎn)勞動中解脫出來，轉(zhuǎn)而從事維護、創(chuàng)新、優(yōu)化、服務等技術(shù)含量高的工作并創(chuàng)造更高的價值，那時他們不僅收入更高，也會更自由。所以，工業(yè)4.0不僅會帶來技術(shù)進步，也為人類社會勾勒出更加美好的未來。
互聯(lián)網(wǎng)是推動工業(yè)4.0的東風
在技術(shù)革命的過程中，技術(shù)進步不是孤立事件：某個關(guān)鍵技術(shù)的出現(xiàn)，就像倒下一塊多米諾骨牌，會引發(fā)一系列的創(chuàng)新和變革。關(guān)鍵技術(shù)之所以重要，是因為它能為其他技術(shù)的誕生創(chuàng)造條件、提供平臺，直接或間接地促進其他技術(shù)的發(fā)展。所以，認識技術(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)革命是蒸汽機催生的。它解決了機械動力問題，為紡織、運輸、冶金等行業(yè)的機器化生產(chǎn)奠定了基礎;機器的廣泛使用又進一步帶動了機械制造、材料技術(shù)的發(fā)展，進而引發(fā)了內(nèi)燃機、電動機的產(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，電氣設備得到了廣泛的應用。在這場革命中，流水線起到了關(guān)鍵的作用。流水線的建設思路，是將復雜的生產(chǎn)過程分解為簡單、標準的動作。由于這些動作恰好適合機器完成，就為電氣設備的廣泛應用搭建了平臺、開拓了空間，并為控制技術(shù)的發(fā)展以及自動化產(chǎn)線的誕生奠定了基礎。
第三次工業(yè)革命是信息技術(shù)推動的。PLC、DSC等控制設備的應用，提升了生產(chǎn)效率和加工精度，還帶動了機器人、自動化生產(chǎn)線等工具的產(chǎn)生。在數(shù)控機床內(nèi)部和自動化的流水線上，機器幾乎代替了所有的體力勞動，把操作工變成了“控制單元”：通過電話、按鈕、計算機來收集、處理和發(fā)送信息。這時，就來到了工業(yè)4.0的門檻上。
推進工業(yè)4.0，只關(guān)注技術(shù)邏輯是不夠的。無人工廠是工業(yè)4.0的終極目標之一。但是，最初的無人工廠早在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。先進技術(shù)能否被企業(yè)采用，本質(zhì)上取決于經(jīng)濟因素。例如，國內(nèi)機器人的使用量很少，因為勞動力成本低，采用機器人不合算。過去建無人工廠，經(jīng)濟上往往不合算。要實現(xiàn)自動化，要把生產(chǎn)過程拆分成適合機器自動完成的簡單動作;生產(chǎn)越復雜，拆出的環(huán)節(jié)就越多、投資就越大、經(jīng)濟性就越差。同時，這種產(chǎn)線往往缺乏柔性，只能生產(chǎn)相對固定的產(chǎn)品，難以適應市場的變化。可喜的是，隨著工業(yè)機器人、數(shù)控機床、PLC等智能設備的發(fā)展，現(xiàn)在建設全自動產(chǎn)線的復雜度和成本逐漸降低，無人工廠逐漸逼近經(jīng)濟可行的門檻。
在生產(chǎn)過剩的年代，經(jīng)濟增長要依靠更好的服務，工業(yè)4.0推崇個性化定制就是這個原因。但要實現(xiàn)個性化定制，僅改變工廠是不夠的,如何得知用戶需求?設計成本和效率如何?如何獲得后續(xù)服務?部件質(zhì)量和交貨期能否保證、采購成本如何?應對這些空前的挑戰(zhàn)，必須依靠互聯(lián)網(wǎng)，將用戶、研發(fā)、服務、銷售、供應商聯(lián)系在一起，形成全新的價值網(wǎng)絡，就可更經(jīng)濟地解決這些問題。
所以，推動工業(yè)4.0的“東風”其實是互聯(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;用“火車”運送“服務”就具有了經(jīng)濟性。事實上，人類在幾十年前就開始使用CPS，重視服務也不是最近的觀念。但只有在互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達的今天，“服務”才能更好地落地，CPS的開發(fā)和應用才變成“木桶的短邊”，成為第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。
中國與工業(yè)4.0
工業(yè)4.0將是個漫長的演進過程。要保持冷靜的頭腦，防止拔苗助長。
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進化來的;體力勞動由機器完成、操作工成為“控制單元”時，無人工廠建設就比較容易;反之，就要進行改造。
推進工業(yè)4.0，要學會算經(jīng)濟賬。要估算勞動力成本、設備和軟件成本;要分析維護費用和能耗是否變化、研發(fā)和制造效率能否提高等。推進工業(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、自動化水平高的行業(yè)的經(jīng)濟性往往更好，容易成為突破口。
要提高經(jīng)濟性，就要充分利用互聯(lián)網(wǎng)，加強與用戶的聯(lián)系，用服務來放大產(chǎn)品的價值;要推進數(shù)字化研發(fā)和服務，還要重視組織和商業(yè)模式的創(chuàng)新。
我國重視工業(yè)4.0，不僅是為了追上國際趨勢，還有深刻的社會原因：在2022年開始的10年中，我國勞動力總?cè)丝谝獪p少一億左右。這是嚴峻的挑戰(zhàn)，但也為企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了驅(qū)動力。
在全球化的時代，設備、軟件都能買到，成功的關(guān)鍵在人。智能工廠的設計和運作，需要高素質(zhì)的管理和技術(shù)人才、認真敬業(yè)的態(tài)度和科學的方法。
