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全球视野下的工业4.0和中国制造2025(一)
发布时间:2015-10-23


为展现广东省智能装备及机器人产业发展现状,结合珠三角企业转型升级案例,集思广益探讨中国制造业未来发展之路,2015年9月29日,由新华通讯社广东分社、参考消息报社与中国(广州)国际智能装备暨机器人博览会联合举办的珠三角“机器换人”与中国智造的未来专题会议在广东珠岛宾馆举行。本文为《工业4.0:正在发生的未来》一书作者之一、创客全球孵化器CEO、华制智能CEO赵胜在会议中的发言,经整理供社会各界人士参考。  

《纽约时报》2012年2月13日撰文称,“移动互联网、大数据、智能制造这三个技术结合在一起,正在彻底颠覆我们的生活”。2015年中国有几个概念非常的热火,第一是大众创业、万众创新,第二是工业4.0,第三个是“互联网+”。  

   

“互联网+”

   

“互联网+”这个巨大无比的概念里,包含“互联网+金融”、“互联网+零售”等等,而“互联网+制造”就是工业4.0。中国政府积极推进工业4.0工程,明确提出“制定‘互联网+’行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合”。国务院提出的“互联网+”的本质是指产业互联网,与早期提出的两化融合,和现在提出的工业4.0不谋而合。“互联网+”是两化融合的升级版,将推动中国制造向中国创造转型。  

中国发展“互联网+制造”具有三方面显著优势:首先,ICT产业领先,在移动通信领域,华为、中兴已经是全球领先的电信设备供应商,中国移动是TD-LTE标准的重要推动者之一,中国企业在该领域已经建立起自己的知识产权武器库。在应用端,中国移动互联企业也已取得全球领先地位;其次,市场前景广阔,2012年中国制造业增加值占全球制造业增加值的22.4%,居全球第一位,比排名第二的美国高5个百分点,是排名第三的日本的两倍多,而且中国的制造业中劳动密集型企业仍然占据很大份额,未来提升的空间很大;再次,政策支持,从中央到地方政府,已为制造业转型升级制定多项支持计划。2012年7月,国务院印发《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》,将新一代信息技术、高端装备制造、新能源、新材料等七大产业列为国家重点发展的新兴产业,并把物联网、云计算单独列为重大专项工程。“中国制造2025”的出台,更将互联网和制造业的结合作为未来制造业发展的重要方向。  

助推“互联网+中国制造”的三个基础分别是:软件一体化、创新生产硬件以及移动互联网。  

移动互联网在中国扎根已有十五年的时间,移动互联网过去的所有的资源、资金都已经压在第三产业,所以我们称之为消费互联网。现在移动互联网来到工业、农业。按照马云的说法,互联网成为这个社会的底层基础设施,是水、电、煤和高速公路。那么,随着移动互联网对工业领域、农业领域的颠覆、侵袭,实际上整个移动互联网个人认为它进入深层次的再造,深层次的重新产生效率的一个阶段。这也就是我们中国政府提出“互联网+”的核心要义所在。  

实际上在过去的15年当中,我本人不仅见证了自动化到互联网化,还洞察了万物互联所带来的技术变迁。以移动互联网为核心的工业制造业,它影响到整个中国的就业,因为在制造领域里,就业人员达8000万以上,它会影响到军事、国防,影响所有的产品生产、制造、流程、供应链,是对制造业中传统工业生产模式的彻底颠覆,称之为工业革命,是毫不为过的。  

   

   

工业4.0  

   

翻看世界工业的演进史会发现,工业革命是经济史上的“奇点”,它推动了一系列的政治、军事、经济和社会变革。工业革命在放大人类力量的过程中形成了一些重要特点,第一次工业革命以蒸汽机与大机械结合为代表,生产效率大幅提高,生产引领消费,延续时间86年;第二次工业革命以内燃机与电气结合为代表,物动人不动,生产线将产品随时送到工作台,工人站定岗位,每人完成单一任务,以“一对多”规模生产,延续时间99年;第三次工业革命以自动化与网络化结合为代表,人动物也动,灵活生产“一对一”产品,到现在已经44年,大概还会延续10到20年。  

第四次工业革命以2013年德国汉诺威为起始,基于信息物理融合系统的智能制造诞生。此次新一轮全球工业革命实际上是工业和互联网融合。  

美国提出了工业互联网标准,希望关注设备互联、数据分析、以及数据基础上对业务的洞察,他们对传统工业互联网互联互通,其关注点在大数据和云计算。德国提出工业4.0,拥有强大的机械制造技术,嵌入式以及控制设备的先进设备和能力,德国很关注生产过程智能化和虚拟化的深刻改变。  

可以看到,美国工业互联网和德国工业4.0,实施路径和逻辑相反,但是目标一致。美国是以GE、IBM这些公司为支持,侧重于从软件出发打通硬件;德国是以西门子、库卡、SAP这些公司为主导,希望可以从硬件打通到软件。无论从软到硬,还是从硬到软,两者的目标是一致的,就是实现智能制造,实现移动互联网和工业的融合。  

德国政府所定义的德国工业4.0,由一个信息,一个网络,四大主题、三项集成、八项计划组成的框架结构。德国推出工业4.0,目的在于重新引导全球制造业潮流、引导第四次工业革命。谁主导了这场工业革命,谁可以制订标准,就可以成为这个革命的王者,可以挽救欧盟的衰落,也可以使德国重新成为世界的霸主。  

   

工业4.0带来的三大红利领域

   

第一类,智能工厂。也分为两小类:一是传统的工厂转型成智能工厂;二是一出生就是智能工厂的。  

第二类,技术解决方案公司。为制造业提供智能工厂、顶层设计、转型路径图、软硬件一体化设施的“工业4.0”解决方案公司,总集成商。在“工业4.0”解决方案里,包括软件、硬件。软件有工业物联网、工业网络安全、工业大数据、云计算平台、MES系统、虚拟现实,人工智能,支持工作的自动化等。硬件有机器人(包括高端的零部件)、传感器、RFID、3D打印,机器视觉,智能物流,也是AGV,PLC,数据采集器,工业交换机等。  

实际上中国有400万传统的制造业企业,在未来10年,甚至20年的时间,他们都会逐渐地分步骤地转型成“工业4.0”工厂。那么,这里就面临一个巨大的市场。  

第三类,为中国的制造业转型成“工业4.0”过程当中的九大技术供应商,包括工业物联网,工业网络安全,工业大数据,云计算平台等等。  


工业4.0的两大目标:智能制造&智能工厂  


第一个目标是智能制造,第二个是智能工厂。过去智能制造商有几种说法:第一数字化制造,第二智慧制造,这些表述都不准确。工信部和中国工程院把中国版的工业4.0的核心目标定义为智能制造,这个词表述非常准确。由智能制造再延伸到具体的工厂而言,就是智能工厂。  

智能制造是工业4.0的核心,作为广义概念,智能制造包含五个方面,实现这五个方面的智能化之后,才可以实现大的智能制造的概念。  

智能制造是一个巨系统,工业4.0就意味着超复杂的巨系统正在形成,车间里面的机器如同智能手机,通过更新操作系统实现功能升级,通过工业APP实现各种功能,通过API不断拓展制造生态系统。  

所有的机器、产品、零部件、人员、原材料、所有的研发工具、测试验证平台、虚拟产品和工厂,所有的产品管理、生产管理、运营管理流程,所有的研发、生产、管理、销售员工,各级供应商以及成千上万的客户,都将是这一个系统的重要组成部分,一个基于云端、管道、端到端的信息复杂的体系正在形成。在这里面,车间的机器就像智能手机一样,整个操作会形成一个巨大无比的巨系统。  

在智能工厂,德国人希望实现两个概念目标。第一个是机器生产机器,或者说自己生产自己。第二个就是无人工厂,或者是黑灯工厂,或百分百全智能工厂,人与智能机器并存。智能工厂是现代工厂发展的新阶段,是在数字化基础上,利用物联网技术和设备监控技术,来加强信息和服务。  

智能工厂有三大特征:第一个特征是信息基础设施高度互联,包括生产设备、机器人、操作人员、物料和成品;第二是制造过程数据具备实时性,生产数据具有平稳的节拍和到达流,数据的存储与处理也具有实时性;第三是可以利用存储的数据从事数据挖掘分析,有自学习功能,还可以改善不优化制造工艺过程。  

   

智能工厂的发展趋势是从柔性化到敏捷化到智能化再到信息化。  

   

工业4.0的五个特点

   

互联

   

互联工业4.0的核心是连接,当然今天移动互联网的整个世界核心在连接,就像百度一样,在连接人和信息,就像腾讯一样,连接人和人。工业4.0要把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地联系在一起。  

   

数据

   

当传感器无处不在,智能设备无处不在,智能终端无处不在,连接无处不在,必然的结果就是数据无处不在。这些数据包括产品数据、设备数据、研发数据、工业链数据、运营数据、管理数据、销售数据、消费者数据等等。  

马云说过,阿里巴巴本质上是一家数据公司,雷军也讲过,小米本质是一家数据公司,从IT到DT,未来整个社会变成大数据的社会。  

从工业3.0到工业4.0,我提出一个自己的观点,实际上从模具到数据,3.0的工业是以模具为核心,4.0的工业是以数据为基础,所有的工厂都会变成数据工厂。  

   

集成

   

集成是工业4.0的关键词,也是中国推动两化融合的关键词,工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络。  

通过这个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器、以及服务于服务之间,能够形成一个互联,从而实现横向、纵向和端到端的高度集成。  

   

创新

   

工业4.0的实施过程是制造业创新发展的过程,制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新,将会层出不穷,从技术创新到产品创新,到模式创新,再到液态创新,最后到组织创新。  

   

转型

   

对于中国的传统制造业而言,转型实际上是从传统的工厂,从2.0、3.0的工厂转型到4.0的工厂,整个生产形态上,从大规模生产,转向个性化定制。阿里巴巴在三年前就提出,整个制造业的生产流程,从B2B、B2C,转成C2B。他们很敏锐地看到了这样的一个方向,整个生产的过程更加柔性化、个性化、定制化。这是工业4.0一个非常重要的特征。  

工业4.0是从生产型制造转型成服务型制造。未来生产和服务的界限会更加模糊,按照德国工业4.0整个框架来说,未来的工厂有可能从集中式生产转成分布式生产。3D打印会快速使用,未来工厂的概念,可能是一个全新的概念,不是我们今天所看到的,有几百人、几千人和设备。未来的工厂可能在客户的客厅,通过3D打印来完成,有可能每一个客户的客厅都是一个生产的车间。  

举一个例子,过去生产一台电饭煲,可能在中国的广东生产,然后运到非洲送给客户。但是在未来,工业4.0时代,这个广东的电饭煲公司只需要电脑设计图纸,传到非洲客户的电脑,客户就可以通过客厅的3D打印机把这台电饭煲打印出来,就意味着客厅已经成为生产车间,所以未来工厂的概念是需要刷新我们的想象的。  

工业4.0是从过去要素驱动向未来的创新驱动。过去是基于人口红利,是基于整个生产的大规模化、定制化,基于汇率低估,破坏环境所导致的要素驱动。未来工业4.0时代,整个生产制造业向4.0工厂转型、向创新驱动,科技的含量会变的越来越多,工厂人数在急剧减少,过去蓝领工人会转向黑领工人,是由电脑操作人员在操作整个机器,车间里面会大量使用低成本自动化装备,启用工业机器人,生产过程当中机器可以实现德国4.0所定义的自己生产自己,机器生产机器。  

(来源:新华网)