工業(yè)4.0的真相是什么
德國中部小鎮(zhèn)凱澤斯勞滕的未來工廠車間里,三個輸液袋似的容器被懸置在生產(chǎn)線上方,里面分別裝著紅、黃、藍三種顏色的肥皂液。順著下垂到流水線上的軟管,肥皂液流入流水線上不斷傳遞過來的空塑料瓶里。
不過,是哪種顏色的肥皂液進入瓶子?如果是混合的,比例如何?應(yīng)該蓋上什么顏色的瓶蓋?標簽上寫什么?這一切都將由貼在塑料瓶背面的四方形黏紙—一個存儲著“產(chǎn)品記憶”的電腦芯片來指示設(shè)備完成。
作為德國人工智能研究中心建造的未來工廠模型的一部分,這條生產(chǎn)線是未來智能工廠的理想,亦是德國實踐工業(yè)4.0的一個標本。
自2013年4月在漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出以來,工業(yè)4.0迅速成為德國的另一個標簽,并在全球范圍內(nèi)引發(fā)了新一輪的工業(yè)轉(zhuǎn)型競賽。在中小制造業(yè)企業(yè)云集的中國,工業(yè)4.0的概念也備受追捧,被各地政府列入工業(yè)轉(zhuǎn)型的方案當中,然而,在德國,工業(yè)4.0的真相到底是什么?遠遠不同于德國制造企業(yè)的中國氣壓,在工業(yè)4.0的熱炒之下,如何尋找適合自己的轉(zhuǎn)型?
產(chǎn)品指揮機器
“工業(yè)4.0為德國提供了一個機會,使其進一步鞏固其作為生產(chǎn)制造基地、生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商和IT業(yè)務(wù)解決方案供應(yīng)商的地位!钡聡こ淘涸洪L孔翰寧(Henning Kagermann)教授如此評價工業(yè)4.0。
集政治、科學(xué)和產(chǎn)業(yè)之力,從而達到在社會和經(jīng)濟領(lǐng)域的具體目標,工業(yè)4.0無疑是實現(xiàn)社會與經(jīng)濟進步的典型的德國模式。雖然它并非德國實現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型的唯一路徑,但其自身的重要性和巨大潛力讓德國政府視之為首選。
在2013年才被正式推出的工業(yè)4.0概念,實際上早在2010年就已存在。當年7月,德國政府發(fā)布《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》,工業(yè)4.0是該戰(zhàn)略確定的十大未來項目之一。按照規(guī)劃,德國政府將投資2億歐元,在10-15年的時間里,通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)完成大生產(chǎn),最大程度地實現(xiàn)生產(chǎn)全自動化、個性化、彈性化、自我優(yōu)化和提高生產(chǎn)資源效率,降低生產(chǎn)成本的全新生產(chǎn)方式,以實現(xiàn)革命性、大幅度提高生產(chǎn)力的最終目標。
工業(yè)自動化是德國得以啟動工業(yè)4.0的重要前提之一,主要是在機械制造和電氣工程領(lǐng)域。目前在德國和國際制造業(yè)中廣泛采用的“嵌入式系統(tǒng)”,正是將機械或電氣部件完全嵌入到受控器件內(nèi)部,是一種特定應(yīng)用設(shè)計的專用計算機系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示,這種“嵌入式系統(tǒng)”每年獲得的市場效益高達200億歐元,而這個數(shù)字到2020年將提升至400億歐元。
有專家預(yù)計,不斷推廣的工業(yè)4.0將為德國的西門子、ABB、通快(Trumpf)等機械和電氣設(shè)備生產(chǎn)商,以及菲尼克斯電氣(Phoenix Contact)、浩亭(Harting)以及魏德米勒(Weidmuller)等中小企業(yè)帶來大量訂單。
德國聯(lián)邦貿(mào)易與投資署專家Jerome Hull在接受時代周報記者專訪時表示,工業(yè)4.0是運用智能去創(chuàng)建更靈活的生產(chǎn)程序、支持制造業(yè)的革新以及更好地服務(wù)消費者,它代表著集中生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變。
“所謂的系統(tǒng)應(yīng)用、智能生產(chǎn)工藝和工業(yè)制造,并不是簡單的一種生產(chǎn)過程,而是產(chǎn)品和機器的溝通交流,產(chǎn)品來告訴機器該怎么做!盝erome Hull對時代周報記者說,“生產(chǎn)智能化在未來是可行的, 將工廠、產(chǎn)品和智能服務(wù)通聯(lián)起來,將是全球在新的制造業(yè)時代一件非常正常的事情!
工業(yè)4.0是涉及諸多不同企業(yè)、部門和領(lǐng)域,以不同速度發(fā)展的漸進性過程,跨行業(yè)、跨部門的協(xié)作成為必然。同樣是在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上,由德國機械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會(VDMA)、德國電氣和電子工業(yè)聯(lián)合會(ZVEI)以及德國信息技術(shù)、通訊、新媒體協(xié)會(BITKOM)三個專業(yè)協(xié)會共同建立的工業(yè)4.0平臺正式成立。
中小企業(yè)缺席
現(xiàn)階段,德國工業(yè)4.0計劃正由德國人工智能研究所的智能工廠與眾多和信息技術(shù)、機器人技術(shù)、激光感應(yīng)技術(shù)相關(guān)企業(yè)合作,進行技術(shù)試驗,其中部分研究成果已在德國的大企業(yè)中進行嘗試性實施。
Jerome Hull向時代周報記者坦言,從本質(zhì)上來講,德國的工業(yè)4.0仍處于初始階段,在這個階段更多地是“研究和開發(fā)”。
“與工業(yè)4.0相關(guān)的應(yīng)用程序和解決方案的完成是漸進的過程。在我們正式向市場推出和工業(yè)4.0相關(guān)的實質(zhì)產(chǎn)品之前,還需要一段時間!盝erome Hull對時代周報記者說。
2013年年初,VDMA、ZVEI和BITKOM提出了一項名為“工業(yè)4.0前景”的調(diào)查。調(diào)查顯示,在參與調(diào)查的278家企業(yè)中,47%的企業(yè)表示已經(jīng)積極參與工業(yè)4.0計劃,18%的企業(yè)參加了對工業(yè)4.0計劃的研究,12%的企業(yè)則已經(jīng)開始實施工業(yè)4.0計劃。
根據(jù)Jerome Hull及其同事的研究,目前參與到德國工業(yè)4.0項目中的企業(yè)是特定產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的特定企業(yè),其中以大企業(yè)和大機構(gòu)為主,如博世、西門子等,并且他們的積極性頗高。中小型企業(yè)的參與度卻始終很低。
德國大約有330多萬中小企業(yè),他們是德國經(jīng)濟的支柱和推動力量。對于工業(yè)4.0,大部分中小型企業(yè)仍持觀望態(tài)度,都在等待合適的市場框架形成。
據(jù)德國明鏡周刊報道,德國復(fù)興信貸銀行(KfW)公布的一項調(diào)查報告顯示,約28%的德國中小企業(yè)準備投資研發(fā)新產(chǎn)品,其創(chuàng)新意愿連續(xù)3年下降,甚至要低于2007-2009年金融危機期間,就連以往最具創(chuàng)新動力的機械制造、電子和化工領(lǐng)域的企業(yè)也創(chuàng)新乏力。德國復(fù)興信貸銀行首席經(jīng)濟學(xué)家佐伊納表示,中小企業(yè)創(chuàng)新意愿下降將直接影響到德國經(jīng)濟的國際競爭力和德國工業(yè)強國的地位。
如何推動更多的中小型企業(yè)參與,成了發(fā)展工業(yè)4.0的最大挑戰(zhàn)之一。
Jerome Hull認為,工業(yè)4.0自身面對的挑戰(zhàn)首先必須得到解決!捌渲幸粋主要挑戰(zhàn)是,越來越多的機器和產(chǎn)品將通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)彼此溝通,用于控制流通的大數(shù)據(jù)將會對每個人開放。很多企業(yè)都提出疑問,在未來,誰來控制這些大數(shù)據(jù),誰來操控這整個系統(tǒng)?我們需要回答這些問題,才能進一步促進企業(yè)參與到工業(yè)4.0中,尤其是中小型企業(yè)。”
誰來制定標準?
大數(shù)據(jù)的操控權(quán)歸屬背后,是來自數(shù)據(jù)安全的挑戰(zhàn)。
根據(jù)德國DE雜志對該問題的解釋,“安全”在這里有兩層含義:一方面,人們所獲取的數(shù)據(jù)必須可信的,另一方面他們必須具有安全防盜功能,可以免遭外部的竊取或損害,如黑客攻擊、間諜。
“誰來保證安全的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,這是主要的問題。包括政府、研究人員和企業(yè)在內(nèi)的所有人員都同意,我們需要有新的標準來實際有效地執(zhí)行新的解決方案。”Jerome Hull對時代周報記者說。
標準化的缺失實際上是德國工業(yè)4.0項目推行過程中所遭遇的另一個困難。設(shè)備不僅必須會說話,而且必須講同一種語言,即通向數(shù)據(jù)終端的“接口”。
德國正致力成為這個標準的制定者和推廣者。德國總理默克爾認為,德國可成為工業(yè)4.0標準的推動者,并在歐洲甚至全球推行這些標準。
德國官方并沒有透露這些標準的相關(guān)內(nèi)容,但據(jù)悉,標準的制定工作正在緊鑼密鼓地進行當中。近日,工業(yè)4.0平臺剛剛發(fā)布了一個工業(yè)數(shù)據(jù)空間,訪問者可以通過該空間獲取世界上所有工業(yè)的信息。這個空間有著統(tǒng)一的“接口”標準,并且允許所有人對其進行訪問。
探索標準化的還有他人。事實是,為了應(yīng)對去工業(yè)化、將物聯(lián)網(wǎng)和智能服務(wù)引入制造業(yè)的國家并不止德國一個。盡管提法不同,但內(nèi)容卻類似,如美國的“先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃”、日本的“科技工業(yè)聯(lián)盟”、英國的“工業(yè)2050戰(zhàn)略”等。而中國制造業(yè)頂層設(shè)計—“中國制造2025”也有望在今年上半年推出。
2014年11月李克強總理訪問德國期間,中德雙方發(fā)表了《中德合作行動綱要:共塑創(chuàng)新》,宣布兩國將開展工業(yè)4.0合作,該領(lǐng)域的合作有望成為中德未來產(chǎn)業(yè)合作的新方向。而借鑒德國工業(yè)4.0計劃,是“中國制造2025”的既定方略。
德國聯(lián)邦貿(mào)易與投資署中國事務(wù)專家Christina Otte在接受記者書面采訪時認為,中國工業(yè)轉(zhuǎn)型在中國轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長模式的過程中扮演著重要角色。中國政府試圖重新去平衡經(jīng)濟發(fā)展,即減少以投資和出口為基礎(chǔ)的增長,尋求更多的來自內(nèi)需驅(qū)動的增長。為了實現(xiàn)這一目標,中國需要實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化。為了保持GDP在一個穩(wěn)定的增長水平上,它需要從勞動密集型生產(chǎn)模式切換至高效的高科技生產(chǎn)模式。勞動力成本急劇上漲,并且在將來仍會繼續(xù)擴大。中國將在不久的將來面臨合格人才的短缺。從長期來看,只有那些進入高端制造業(yè)的企業(yè)才有機會留在市場里。這種由現(xiàn)代化所帶來的壓力將影響到中國幾乎所有的行業(yè),而工業(yè)自動化和新一代信息技術(shù)的集成是關(guān)鍵。
“德國的工業(yè)4.0可以為中國提供一種未來工業(yè)發(fā)展的模式,幫助中國解決眼下所面臨的一些挑戰(zhàn),如資源和能源效益、城市生產(chǎn)和人口變化等!盋hristina Otte說。