杜品圣

(菲尼克斯電氣中國投資公司,江蘇 南京　211100)

回歸“工業(yè)4.0”的本源，駛向智能制造的快車道

杜品圣

(菲尼克斯電氣中國投資公司,江蘇 南京211100)

摘要：科技革命推動了工業(yè)革命，“工業(yè)4.0”是一種新型生產(chǎn)制造模式的變革。分析了德國“工業(yè)4.0”的現(xiàn)狀和困境，闡述了對“工業(yè)4.0”的再認識。提出實現(xiàn)“工業(yè)4.0”四部曲的原則：實現(xiàn)生產(chǎn)制造自動化，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量；實現(xiàn)流程管理數(shù)字化，降低運行成本，提高工作效率；實現(xiàn)企業(yè)管理網(wǎng)絡化，提高管理效率，加快研發(fā)速度；實現(xiàn)智能制造云端化，共享社會資源，提高服務效率。最后，提出 “工業(yè)4.0”對于“中國制造2025”戰(zhàn)略的指導意義：回歸“工業(yè)4.0”的本源，駛向智能制造的快車道。

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0中國制造2025智能制造科技革命自動化數(shù)字化云端化

0引言

眾所周知，全球工業(yè)領(lǐng)域的競爭越來越激烈。 2012年，美國推出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；2013年，法國推出了“新工業(yè)法國”，德國推出了“工業(yè)4.0”；2014年，日本推出了日本機器人戰(zhàn)略；2015年，中國推出了“中國制造2025”。短短三年多時間，全球主流國家一致將戰(zhàn)略目光聚焦在工業(yè)界。毫無疑問，一場新的工業(yè)革命已經(jīng)開始。

2015年，冬季達沃斯世界經(jīng)濟論壇破天荒地將主題定為“掌控第四次工業(yè)革命”，第一次將工業(yè)革命上升到社會革命的地位，由世界著名的金融界、政界、商界和企業(yè)界的大伽們一起來討論由德國首先提出的第四次工業(yè)革命。論壇創(chuàng)始人 Klaus Schwab 斷言：第四次工業(yè)革命的速度、規(guī)模和系統(tǒng)性足以顛覆全球各個產(chǎn)業(yè)，此次工業(yè)革命不再是某一個產(chǎn)品或服務的革新，而是整個系統(tǒng)的創(chuàng)新。正因為如此，全世界各行各業(yè)的精英們，無論是教育、人文思想、人才培養(yǎng)、社會人士，還是金融巨頭、企業(yè)領(lǐng)袖和IT巨頭，都將社會發(fā)展聚焦在“工業(yè)4.0”上。人們在知識的海洋中漫游，努力尋找這場工業(yè)革命的來源，探索這次工業(yè)革命的起因。研討會、高峰會風起云涌，出國訪問、考察遍地皆是，文章、新書、各種評論滿天飛，大數(shù)據(jù)、云制造、智能制造、工業(yè)互聯(lián)、互聯(lián)網(wǎng)+等概念被大量炒作。

很多專家對此作出許許多多充滿想象力的描述和介紹，從不同的立場和領(lǐng)域提出自己的觀點和見解。真所謂八仙過海，各顯神通。一個工業(yè)領(lǐng)域話題的討論從來沒有這樣吸引眼球，似乎一場具有顛覆性、劃時代的革命真的來到了[1]。但是事情的發(fā)展是否是這樣呢？ 通過對現(xiàn)實的客觀分析，文章將提出一些新的觀點。

1德國“工業(yè)4.0”的困境和現(xiàn)狀

1.1“工業(yè)4.0”的困惑

這場工業(yè)革命的宣傳來勢兇猛，發(fā)展迅速，影響面廣。人們在這場聲勢浩大的“大革命”面前有點驚慌失措，束手無策。在以往的兩三年間，人們過多地研究“工業(yè)4.0”到底是什么，而很少鉆研“工業(yè)4.0”到底要干什么；過多地宣傳“工業(yè)4.0”的未來是什么，而很少提出當前要干的是什么；過多地炫耀互聯(lián)網(wǎng)對于工業(yè)革命的顛覆性，而很少提出如何解決目前工業(yè)制造所遇到的瓶頸和困局的方案。

大多數(shù)企業(yè)家和技術(shù)人員，特別是中小型企業(yè)，都將信將疑地聽著“工業(yè)4.0”的演說，私下則在擔憂自己企業(yè)發(fā)展的前途。每次工業(yè)變革都會帶來贏家和輸家，作為一個企業(yè)家當然要思考如何跟上這次工業(yè)革命的步伐，保持其在市場的地位，致力成為變革的贏家。但是，當真的想要在企業(yè)中推動“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略時，又面臨著巨大的問題：要開發(fā)產(chǎn)品，沒有任何的技術(shù)規(guī)范和技術(shù)指標；要開發(fā)技術(shù)，又不知如何與現(xiàn)實相結(jié)合，無處著手。

目前大家基本上都持觀望態(tài)度。這個現(xiàn)象也出現(xiàn)在“工業(yè)4.0”的首創(chuàng)國——德國。從2012年到2015年上半年，德國的理論界和企業(yè)界過多地宣傳“工業(yè)4.0”的概念和前景，大多數(shù)企業(yè)和工程人員都搞不清“工業(yè)4.0”到底要干什么，智能工廠到底如何來建造。

最近，德國民意調(diào)查機構(gòu)Allensbach對“工業(yè)4.0”概念進行了調(diào)查，結(jié)果如圖1所示。德國民眾對德國制造、創(chuàng)新精神和技術(shù)都充滿了自信和自豪感，但對“工業(yè)4.0”，較多德國民眾卻持有懷疑和不解的態(tài)度。德國政府必須改變策略，喚醒民眾投入到這個工業(yè)革命中去。因此，從2015年上半年開始，德國政府對“工業(yè)4.0”的宣傳和推動有了根本變化。

圖1　德國民意調(diào)查結(jié)果(“工業(yè)4.0”)

1.2“工業(yè)4.0”的現(xiàn)狀

從2015年以來，德國政府認識到，必須將實踐與理論相結(jié)合，將概念轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實。德國副總理、經(jīng)濟部部長Gabriel明確提出，各企業(yè)、研究院校、公司必須加快研發(fā)步伐，盡快將研發(fā)成果應用到實踐，打造可復制的樣板示范工程;同時,應盡快確定一個新的業(yè)務模式。2015年5月，德國經(jīng)濟部和教育研究部牽頭重組“工業(yè)4.0”平臺，著重于“工業(yè)4.0”標準的制定，于2015年11月，發(fā)布RAMI4.0第二版，并將其上報IEC委員會。此版標準強調(diào)了實踐的重要性，將成為德國DIN標準。此外，德國在很短時間內(nèi)制定了“工業(yè)4.0”實施示范分布圖，共記錄了202個以“工業(yè)4.0”為導向的示范項目，人們可以通過網(wǎng)站直接閱讀。

觀察和分析上述示范項目可以發(fā)現(xiàn)，這些樣本并非像“智能工廠”、“數(shù)字工廠”、“自適應工廠”那樣神秘，很多技術(shù)就在我們身邊，很多產(chǎn)品我們都已在應用。所不同的是，這些項目更強調(diào)如何利用新技術(shù)解決企業(yè)自身在生產(chǎn)制造、產(chǎn)業(yè)鏈及企業(yè)管理等方面所遇到的瓶頸和困局。因此，這些樣板工程充其量也只能說是技術(shù)改革或深度自動化技術(shù)的應用案例而已。但是，其目的很清楚，就是用務實的創(chuàng)新精神來解決互聯(lián)網(wǎng)時代對德國工業(yè)界產(chǎn)生的問題，如對產(chǎn)品的快速需求性、產(chǎn)品生命周期的不斷縮短性以及對產(chǎn)品品種的多樣性、小批量生產(chǎn)制造模式的要求。

“工業(yè)4.0”平臺積極推動和建立產(chǎn)品數(shù)字化的標準。通過提高生產(chǎn)制造方式的靈活性、研究開發(fā)的適應性和市場用戶的快速響應性，建立以智能工廠為導向的生產(chǎn)制造模式，解決由于產(chǎn)品生命周期不斷縮短而導致的制造成本和響應速度問題，提高資源利用率，進而解決目前生產(chǎn)制造系統(tǒng)中存在的瓶頸[2]。

1.3啟示和再思考

正確理解德國“工業(yè)4.0”現(xiàn)狀，將對中國突破現(xiàn)有瓶頸、盡早走上智能制造快車道，具有極大的啟示作用。正是由于當今德國企業(yè)界思路的改變，即從互聯(lián)網(wǎng)思維轉(zhuǎn)為思考工業(yè)領(lǐng)域所要解決的核心問題，使得“工業(yè)4.0”在今年又有了新的發(fā)展。中國要進入智能制造的快車道，必須將“工業(yè)4.0”的宣傳回歸本源，轉(zhuǎn)變原來對“工業(yè)4.0”的認識?！肮I(yè)4.0”的成功不在于口頭上，而在于行動上。

2 “工業(yè)4.0”是生產(chǎn)制造模式的變革

對于人類四次工業(yè)革命，成千上萬的人都采用了圖2所示的發(fā)展示意圖來解釋。 但是，什么是這四次工業(yè)革命的內(nèi)在聯(lián)系？每次工業(yè)革命的焦點是什么？科技革命是否等于工業(yè)革命？

圖2　四次工業(yè)革命發(fā)展示意圖

人們的描述中大多強調(diào)了科技革命的作用。第一次工業(yè)革命是以蒸汽機的誕生為標志，稱為蒸汽機時代；第二次工業(yè)革命是以電子、電氣的誕生為標志，稱為電氣時代；第三次工業(yè)革命是以自動化的誕生為標志，稱為自動化時代；第四次工業(yè)革命是以互聯(lián)網(wǎng)的誕生為標志，稱為“互聯(lián)網(wǎng)+自動化”時代。許多名人的演說都有著極大的社會效應，其影響力深遠。這樣就產(chǎn)生了一種思潮，大家都簡單地認為科技革命就等于工業(yè)革命。過多地討論科技革命，使得人們把更多的注意力放在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新科技的作用上，而忘記了工業(yè)革命在這些新技術(shù)的沖擊下，本身所需要的演變和變革。每次工業(yè)革命都是由科技革命引起的，這一點是非常正確的，但科技革命不僅影響了工業(yè)領(lǐng)域，也影響了其他各行各業(yè)，其他各行各業(yè)發(fā)生的變革不等于工業(yè)領(lǐng)域也會朝著這個方向發(fā)展。工業(yè)領(lǐng)域有它的核心任務和關(guān)鍵技術(shù)。由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動，工業(yè)領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生相應的變革。如何尋找相應的模式，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到工業(yè)領(lǐng)域中，正是我們工業(yè)領(lǐng)域要研究的問題。因此，簡單地將科技革命等同于工業(yè)革命，而不研究在新科技革命的推動下，工業(yè)革命的核心應該做什么變革，這將會產(chǎn)生不小的誤導。只有找出科技革命、產(chǎn)業(yè)革命和工業(yè)革命的內(nèi)在關(guān)系，才能準確抓住工業(yè)革命的本質(zhì)，推動工業(yè)革命的發(fā)展。

反復研究學習德國“工業(yè)4.0”的原著和“工業(yè)4.0”的初始宣傳資料，與許多德國專家進行交流和討論，并結(jié)合三十多年的德國生活和工作實踐，本人認識到：第一次工業(yè)革命實現(xiàn)了家庭小作坊生產(chǎn)制造模式，第二次工業(yè)革命實現(xiàn)了人工流水線生產(chǎn)制造模式，第三次工業(yè)革命實現(xiàn)了自動化流水線生產(chǎn)制造模式，而第四次工業(yè)革命是努力實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)自動化生產(chǎn)制造模式。由此，我們可以得到如下結(jié)論：科技革命引導了工業(yè)革命，在新科技的推動下，工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大變革，其變革的焦點是適應社會發(fā)展的需求，實現(xiàn)生產(chǎn)制造模式的變革。所以，不能簡單地認為科技革命就是工業(yè)革命，而忽視了這兩者之間的根本區(qū)別。其實，許多科學家、哲學家和經(jīng)濟學家已經(jīng)梳理了這樣的關(guān)系。他們都明確地認為，科技的發(fā)展和應用推動了生產(chǎn)制造模式的變革，生產(chǎn)制造模式的變革提高了生產(chǎn)力，而生產(chǎn)力又推動了社會的發(fā)展。

工業(yè)革命的核心就是生產(chǎn)制造模式的變革。“工業(yè)4.0”的要點就是如何在互聯(lián)網(wǎng)時代對生產(chǎn)制造模式進行新的變革，使得這種模式在互聯(lián)網(wǎng)時代能更好地提高生產(chǎn)力、推動社會的發(fā)展。這與幾百年近代史的發(fā)展不謀而合。從18世紀中葉開啟工業(yè)文明以來，世界強國的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明，沒有強大的制造業(yè)，就沒有國家和民族的強盛！《中國制造2025》提出：力爭用10年時間，邁入制造強國行列。這份中國版“工業(yè)4.0”規(guī)劃的行動綱領(lǐng)旨在用智能制造的方法來進行生產(chǎn)制造模式的改變。

3中國智能制造的實施

分析和研究德國提出的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略背景和原因，我們清楚地看到，當全球面臨著來勢洶洶的美國“第三次革命”、“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的宣傳時，德國沒有跟隨在美國人后面進行制造領(lǐng)域顛覆性的改變，而是依據(jù)自己的國情，針對工業(yè)領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和瓶頸，提出了完全符合自己生產(chǎn)制造模式變革的策略，并將其上升為國家的戰(zhàn)略國策。在“工業(yè)4.0”策源地的德國，“工業(yè)4.0”的戰(zhàn)略被限制在智能工廠和智能制造，其核心是生產(chǎn)制造模式的變革，研究如何有效地將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)運用到工業(yè)革命之中，制定長期的戰(zhàn)略規(guī)劃圖，將現(xiàn)實與未來有機結(jié)合，將方式與模式的改變有機結(jié)合，走出德國自己的工業(yè)發(fā)展之路。

中國智能制造的實施必須遵循因地制宜、因勢利導的原則。面對當前全球新一輪工業(yè)革命，中國選擇的“工業(yè)4.0”發(fā)展方向是：通過雙方國家領(lǐng)導人的互訪，為加強中德之間關(guān)于“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”深度合作打下牢固的基礎(chǔ)；“互聯(lián)網(wǎng)+制造”構(gòu)成了“中國制造2025”的藍圖，成為中國的“工業(yè)4.0”。雖然，中德兩國在生產(chǎn)制造模式上面臨著一些相同的挑戰(zhàn)，但在具體的戰(zhàn)術(shù)上仍存在一定的差異性。在生產(chǎn)制造模式上，中國需要由以下要素驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變，即由低成本競爭向質(zhì)量效益轉(zhuǎn)變、由粗放制造向綠色制造轉(zhuǎn)變、由生產(chǎn)制造向服務型制造轉(zhuǎn)變、由粗放管理向精益管理晉升。這些與德國工業(yè)的發(fā)展有很多不同之處。我們應當學習德國產(chǎn)業(yè)發(fā)展所具有的戰(zhàn)略眼光，學習德國培育“工業(yè)4.0”的踐行過程，從實際出發(fā)，分析和研究本國國情及工業(yè)領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和瓶頸，系統(tǒng)、科學地打造出一條從制造大國到制造強國的發(fā)展之路[2-3]。

3.1中德兩國工業(yè)現(xiàn)狀和生態(tài)環(huán)境的異同

德國在提出“工業(yè)4.0”理念的同時，也提出了實施“工業(yè)4.0”的行動綱領(lǐng)。中國政府也一直在積極推動智能制造、工業(yè)化與信息化融合戰(zhàn)略以及“中國制造2025”的宏偉規(guī)劃，并且提出“互聯(lián)網(wǎng)+”的國策，制定具有中國特色的工業(yè)發(fā)展綱要和企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的方案。但是，由于中國與德國的工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀不同，工業(yè)生產(chǎn)鏈的結(jié)構(gòu)不同，工業(yè)生態(tài)環(huán)境的不同，使得中德兩國在進行生產(chǎn)制造模式的變革上，有著不同的目標和任務。因此，必須找出其差異性，從而提出符合中國國情的工業(yè)發(fā)展道路。

中國要進行新的工業(yè)革命，計劃在30年內(nèi)從一個制造大國變革為制造強國；而德國希望在最近的一二十年內(nèi)繼續(xù)保持其在制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，從制造強國成為制造超級強國。兩國的基本目標大同小異，同時都面臨著互聯(lián)網(wǎng)時代的挑戰(zhàn)，所以可以歸納為三同與三不同。

3.1.1中德兩國工業(yè)革命的三大相同點

①中德兩國都已進入互聯(lián)網(wǎng)時代。

互聯(lián)網(wǎng)思維改變了人類的思維方式、生活方式、社會的組織結(jié)構(gòu)以及人類交流、通信媒介等。這種形態(tài)的改變不僅會影響社會意識和消費觀念，同時也不可避免地直接沖擊生產(chǎn)制造的業(yè)務模式，對制造業(yè)的結(jié)晶——產(chǎn)品整個生命周期的管理或企業(yè)生命周期在互聯(lián)網(wǎng)時代的映照，起到?jīng)Q定性的顛覆作用。制造業(yè)如何迎接互聯(lián)網(wǎng)時代的挑戰(zhàn)，是中德兩國同樣需要面對的問題。

②生產(chǎn)制造模式及產(chǎn)品生命周期面臨新的挑戰(zhàn)。

過去宣傳“工業(yè)4.0”時，許多媒體都將“工業(yè)4.0”描述為實現(xiàn)未來個性化生產(chǎn)的法寶，好像建立一個隨心所欲的個性化生產(chǎn)制造模式將是“工業(yè)4.0”的目標。正由于這種童話般的描述搞亂了人們的頭腦，使得人們忘記了工業(yè)生產(chǎn)制造的本質(zhì)。為什么要進行工業(yè)革命？它絕不是為了實現(xiàn)個性化生產(chǎn)，而是由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷進入人類生活，直接影響了產(chǎn)品的生命周期，加快了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。其特點其實就是一個字：快！這給產(chǎn)品生產(chǎn)帶來很多問題。首先，今后的產(chǎn)品需求不再是大批量，而是小批量、多品種；其次，產(chǎn)品的生命周期也大大縮短。過去的手機更換頻率是3～5年，而現(xiàn)在基本是一年甚至更短。如此短的產(chǎn)品生命周期對傳統(tǒng)制造模式提出了極大的挑戰(zhàn)。

如何建立一個能適應產(chǎn)品如此快速變化，又具有智能化、靈活性的生產(chǎn)制造模式是當前問題的關(guān)鍵。同時，產(chǎn)品生命周期的縮短又對產(chǎn)品的價格、生產(chǎn)成本和投資回報率等提出了更高的要求。

德國在堅持創(chuàng)新和質(zhì)量兩個優(yōu)勢的同時，還必須面對來自速度和成本的挑戰(zhàn)。而中國目前面臨以下問題。第一，在實現(xiàn)智能制造時采用資本運作的方法，希望通過國內(nèi)企業(yè)發(fā)展，最后成為上市公司，爭取更多的資本。但是，由資本控制的公司更需要快速的投資回報，這對傳統(tǒng)的制造業(yè)來說幾乎是不可能完成的任務。第二，在互聯(lián)網(wǎng)時代，如何利用新技術(shù)來解決生產(chǎn)制造模式的瓶頸，包括速度、成本、質(zhì)量和創(chuàng)新效率等。這些都是中德兩國試圖利用建立一個新的生產(chǎn)制造模式來解決共同面臨的瓶頸問題之所在。

③中德兩國均面臨著如何保持其國際制造業(yè)地位的問題。

目前，德國遇到了美國、日本等復蘇本國制造行業(yè)的強勁挑戰(zhàn)。美國掀起了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的浪潮，努力重振美國的制造行業(yè)，通過運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)占領(lǐng)制造業(yè)的制高點。日本則大力研發(fā)機器人，現(xiàn)已成為機器人技術(shù)的強國。因此，德國必須通過制造技術(shù)的改革，成為世界上制造超級強國。而中國在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的人口紅利受到第三世界國家的猛烈沖擊，粗放型、低效率的生產(chǎn)模式大大阻礙了工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。如何從一個制造大國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞆妵?，已成為中國制造業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵。

由中德兩國的共同問題可知，無論是“中國制造2025”，還是德國“工業(yè)4.0”，都將聚焦生產(chǎn)制造模式的變革。因此，從整體上來看，“中國制造2025”的構(gòu)思與德國“工業(yè)4.0”有同工異曲的感覺，但是，中國與德國在制造行業(yè)面臨的不同點，使得兩國在執(zhí)行層和運行層有著不同的目標和任務。

3.1.2中德兩國工業(yè)革命的三大不同點

①“中國制造2025”與德國“工業(yè)4.0”要解決的問題不同。

德國“工業(yè)4.0”是要解決生產(chǎn)制造模式的靈活性、自適應性的問題，從而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，并加快生產(chǎn)制造的研發(fā)速度，以適應市場、用戶的需求，提高自身的競爭能力。因此，降低成本、加快產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度是德國實現(xiàn)“工業(yè)4.0”的根本目的。

中國要實現(xiàn)“中國制造2025”戰(zhàn)略，將面臨更大挑戰(zhàn)。中國的工業(yè)化進程還沒全部走完，從設(shè)備制造到產(chǎn)品工藝都與其他制造大國存在很大差距，沒有核心技術(shù)、勞動生產(chǎn)率低、只能停留在低利潤的初級加工階段。如何在轉(zhuǎn)型時期實現(xiàn)適合自己的“智能制造”，對中國來說是一條漫長的道路。中國不僅要解決生產(chǎn)成本和產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度問題，更要解決產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的問題。這就需要通過精細化管理和自動化技術(shù)的應用，提升產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，提高生產(chǎn)效率，節(jié)能減排，更好地管理和利用資源。因此，《中國制造2025》發(fā)展規(guī)劃是未來10年實施制造強國戰(zhàn)略的行動綱領(lǐng)，也是30年“三步走”、實現(xiàn)制造強國夢的第一步。

②中德兩國制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈不同。

目前，中國制造業(yè)無論在制造技術(shù)自動化，還是在生產(chǎn)制造的管理方面，都與德國存在著很大的差距。整個產(chǎn)業(yè)鏈從原材料、加工工藝、組裝技術(shù)、檢測打印技術(shù)到包裝物流技術(shù)，都沒有像德國那樣完善和齊全。自動化技術(shù)在各個領(lǐng)域的應用程度不一致，在生產(chǎn)技術(shù)管理上也沒有德國那樣成熟。特別是在精細化管理與自動化生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)聯(lián)整合方面，我國還處在剛起步階段。所以，在制定《中國制造2025》發(fā)展規(guī)劃時，改革規(guī)劃的廣度和深度應比“工業(yè)4.0”更加地深刻和完整。只有充分利用我國在IT和信息行業(yè)的優(yōu)勢，實施“兩化融合”戰(zhàn)略方針，提高效率、質(zhì)量和管理水平，才能實現(xiàn)我國從制造大國到制造強國的轉(zhuǎn)變。

德國在基本邁進“工業(yè)3.0”即自動化時代后，其“工業(yè)4.0”更多考慮的是如何延伸產(chǎn)品生命周期，即前端產(chǎn)品開發(fā)客戶導向的快速響應及后端產(chǎn)品進入市場服務鏈的產(chǎn)生。因此，德國提出數(shù)字化產(chǎn)品、數(shù)字化生產(chǎn)和數(shù)字化管理的三化規(guī)劃，將生產(chǎn)制造的產(chǎn)業(yè)生命周期延伸到互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的兩端，以盡快滿足互聯(lián)網(wǎng)時代對產(chǎn)品生命周期的要求。

中德兩國有著完全不同的任務和目標。無論是我們提出的“智能制造”，還是“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”，都不是“山寨”德國具體的產(chǎn)業(yè)政策和方法、通過炒作概念簡單地給制造業(yè)披上一件華麗的外衣，而是要學習德國全新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展理念，腳踏實地、因地制宜地打造中國自己的“中國制造2025”體系。

③中德兩國制造業(yè)的工業(yè)生態(tài)環(huán)境不同 。

中國制造業(yè)與已有百年歷史的德國制造業(yè)的生態(tài)環(huán)境有根本的不同。對德國而言，除了長期積累的先進技術(shù)之外，它推動“工業(yè)4.0”的另一個優(yōu)勢在于制造業(yè)大企業(yè)和中小企業(yè)群體的良性關(guān)系。首先，大企業(yè)發(fā)揮著積極的領(lǐng)頭作用。德國“工業(yè)4.0”的發(fā)動者都是大型制造業(yè)企業(yè)，如西門子、博世、菲尼克斯電氣等制造業(yè)巨頭。其次，一大批中小型家族企業(yè)積極參與。在德國，90%以上企業(yè)屬于家族式企業(yè)，這些企業(yè)花費幾十年甚至上百年的時間，致力于研究開發(fā)某一個產(chǎn)品，或者專業(yè)、專注于某一個領(lǐng)域、精益求精地研究某一項產(chǎn)品技術(shù)，從而成為各行各業(yè)的隱形冠軍。第三，一批系統(tǒng)集成商、系統(tǒng)架構(gòu)商，將這些產(chǎn)品和技術(shù)整合成一個裝置或系統(tǒng)，并根據(jù)市場的趨勢和客戶的需求，提供一個完整的系統(tǒng)解決方案。專業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)商、系統(tǒng)集成商和系統(tǒng)解決方案提供商形成了德國三位一體的工業(yè)生態(tài)環(huán)境，建立了一個完整的生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈體系。這種完整的工業(yè)生態(tài)結(jié)構(gòu)避免了行業(yè)間的無序競爭，保持了各個公司在各自領(lǐng)域的領(lǐng)先地位以及持續(xù)發(fā)展的動力。

如同“工業(yè)4.0”一樣，“中國制造2025”的實施也將會全方位地提升中國工業(yè)界的整體實力，使整個制造產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生沖擊性的改變。為此，中國政府制定了《中國制造2025》綱要。由于中國工業(yè)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)鏈結(jié)構(gòu)不同于德國，各企業(yè)之間的市場定位不夠明確，因此一時難以形成產(chǎn)品生產(chǎn)商、系統(tǒng)制造商、系統(tǒng)解決方案提供商之間的工業(yè)生態(tài)圈。

當市場有了新的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)有了新的機遇，許多公司都會進行大跨度、跳躍性的轉(zhuǎn)型，對多年的技術(shù)積累、人才儲備進行重組。如今，機器人、3D打印機等被炒得很熱，這無疑會產(chǎn)生人為的價格競爭、破壞工業(yè)生態(tài)的平衡，使產(chǎn)業(yè)不能得到持續(xù)的發(fā)展。在“工業(yè)4.0”宣傳方面，也存在著諸多模糊的觀點，使得不少企業(yè)不知如何加入執(zhí)行智能制造的行列，出現(xiàn)了“聽得多、干得少，想得多、動得少”的現(xiàn)象。大多數(shù)企業(yè)等待著政府的支持，但并沒有將智能制造戰(zhàn)略與制定本企業(yè)技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)品發(fā)展的計劃真正結(jié)合起來。

中國的決策部門，頂層設(shè)計規(guī)劃了“中國制造2025”戰(zhàn)略目標、行動指南和發(fā)展路徑。建立“中國制造2025”的執(zhí)行平臺，邀請元器件生產(chǎn)商、系統(tǒng)集成商、軟件開發(fā)商、IT技術(shù)提供商和科研、大專院校一起參加。制定推進中國智能制造的開發(fā)時刻表，確定和劃分研究開發(fā)任務，制定合作及知識產(chǎn)權(quán)歸屬的游戲規(guī)則，制定培養(yǎng)人才的行動計劃，建立“中國制造2025”宣傳推廣的戰(zhàn)略部署，建立內(nèi)部及外部技術(shù)轉(zhuǎn)讓的規(guī)則等，形成一個集權(quán)威性、專業(yè)性、指導功能的團體。

我們已經(jīng)充分認識到，這次工業(yè)革命需要動員和吸引大量企業(yè)、科研單位、制造商和大專院校的積極參與，以共同建立一個和諧共處的工業(yè)精神生態(tài)圈。

3.2實施智能制造戰(zhàn)略應以解決實際問題為主導

3.2.1實施智能制造戰(zhàn)略應從實際出發(fā)

“中國制造2025”為我國工業(yè)發(fā)展制定了綱領(lǐng)性方針與政策。我們必須按照這個方針，找出我國工業(yè)發(fā)展目前面臨的瓶頸和挑戰(zhàn)。

當今中國工業(yè)領(lǐng)域遇到許多瓶頸，如產(chǎn)能過剩、生產(chǎn)不飽滿、經(jīng)濟下行壓力大、資源浪費、環(huán)境污染等，過去的高投入、高消耗、高污染的生產(chǎn)模式已無法延續(xù)。為了提升競爭力，必須在新的科技領(lǐng)域采用新技術(shù)，打破傳統(tǒng)理念，保持可持續(xù)發(fā)展。在解決這些問題時，我們不能好大喜功，一日求成，而是必須正視所面臨的問題，一步一步地解決這些問題。如果還是一味回避這些現(xiàn)實問題，只進行人為的轉(zhuǎn)型，到頭來還是回旋在原地。一個公司如果其本身的能力不足、競爭力還沒有完善，就不應該轉(zhuǎn)型，而是要腳踏實地找出自身的瓶頸和短板，進行技術(shù)升級，提高企業(yè)在市場、營銷、生產(chǎn)、研發(fā)、管理、產(chǎn)品、技術(shù)和解決方案等諸方面的競爭力。當市場發(fā)生變化及公司業(yè)務模式發(fā)生新的變革時，企業(yè)只有在技術(shù)能力處于領(lǐng)先地位的前提下，才能進行適應性轉(zhuǎn)型。

德國工業(yè)之所以一直占據(jù)了國際領(lǐng)先地位，不在于轉(zhuǎn)型，而在于專心、專注、專業(yè)，幾十年甚至幾百年堅持做一個產(chǎn)品，將產(chǎn)品技術(shù)不斷升級，將產(chǎn)品做到極致。中國的一些企業(yè)，幾十年來也在不斷地轉(zhuǎn)型，但是，其轉(zhuǎn)型的轉(zhuǎn)折點都是在已經(jīng)成為某一行業(yè)的老大以后，再正式進軍其他領(lǐng)域。如華為，過去進入手機行業(yè)，現(xiàn)在又計劃進入平板機領(lǐng)域。對于一個企業(yè)，如果原有行業(yè)做不好，那做好其他行業(yè)的機會或可能性也是非常小的，不管是對于過去的“工業(yè)2.0”、“工業(yè)3.0”，還是現(xiàn)在的“工業(yè)4.0”，我們都必須要充分認識到這一點[4]。3.2.2實施智能制造戰(zhàn)略應以提高產(chǎn)品質(zhì)量為本

產(chǎn)品質(zhì)量的提高是智能制造的核心和關(guān)鍵。生產(chǎn)質(zhì)量、管理質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)發(fā)展的生命線。在我國經(jīng)濟持續(xù)二三十年的高速發(fā)展之后，創(chuàng)新不夠、產(chǎn)品質(zhì)量欠佳是我們最大的問題。所以，無論企業(yè)界如何風云多變，我們都應堅持用創(chuàng)新的理念和方法來提高企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。中國從制造大國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞆妵溆纱蟮綇姷霓D(zhuǎn)變最重要的是要提高質(zhì)量，而提高產(chǎn)品質(zhì)量則需要提高整個產(chǎn)業(yè)鏈整體水平。

產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定和產(chǎn)品質(zhì)量的多變性是我們面臨的最大問題之一。針對這個問題，一個最直接的解決方法就是加強自動化技術(shù)在生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈的應用，以提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量可靠性，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。只有質(zhì)量提高了，我們才有提高效率的基礎(chǔ)。自動化技術(shù)的應用是實現(xiàn)“中國制造2025”的必要條件，而數(shù)字化技術(shù)是實現(xiàn)“中國制造2025”的充分條件。通過運用自動化技術(shù)達到產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，提供可靠的生產(chǎn)和控制數(shù)據(jù)，使得生產(chǎn)管理能夠作出正確的決策。

實踐證明，生產(chǎn)管理或企業(yè)管理的目的在于提高運行、管理的效率，而效率的提高必須建立在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上。目前，我國制造水平極不平衡，整體制造業(yè)格局不能像德國、美國一樣完全適應目前數(shù)字化、智能化的升級改造，所以，我們必須從實際出發(fā)，因地制宜，制定各個公司的戰(zhàn)略目標?！爸袊圃?025”提出的“工業(yè)2.0”補課、“工業(yè)3.0”普及、“工業(yè)4.0”示范，是針對中國制造業(yè)國情作出的最好策略。所以，不管是補課、普及，還是示范工程，其要解決的第一個問題都是質(zhì)量問題。我們工業(yè)發(fā)展的第一步是用創(chuàng)新的方法解決質(zhì)量問題，這是重中之重[3-4]。

3.2.3實施智能制造戰(zhàn)略應以持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)

以提高質(zhì)量為核心，建立智能制造的持續(xù)發(fā)展線路圖。我國現(xiàn)有的工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈還沒有真正地完善，只有抓住質(zhì)量這個總綱，綱舉目張，才能走向智能制造的正確之道 。因此，提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、能效管理以及整體自動化水平是我們走向智能制造的第一步。

生產(chǎn)制造模式的變革應該充分重視自動化技術(shù)的作用，要以工業(yè)自動化技術(shù)為主導，結(jié)合信息技術(shù)，實現(xiàn)制造業(yè)的應用。如果我們不能生產(chǎn)出質(zhì)量可靠、性價比高的產(chǎn)品，那么再好的企業(yè)經(jīng)營之道都是沒有意義的;而要完成這個任務，沒有先進的自動控制系統(tǒng)是不行的。這是我們學習德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略最好的啟示：一切從國情出發(fā)，從技術(shù)的現(xiàn)狀及積累出發(fā)，從遇到的產(chǎn)業(yè)瓶頸出發(fā)，提出符合中國制造業(yè)發(fā)展的工業(yè)革命理念、戰(zhàn)略目標以及規(guī)劃，以最快的速度迎頭趕上世界的先進水平。每個企業(yè)要根據(jù)自己企業(yè)在市場中的定位及目前產(chǎn)品或生產(chǎn)制造的狀況，作出全面的分析，找到現(xiàn)狀與未來目標的差距。

通過分析“工業(yè)4.0”的本質(zhì)，對中國智能制造的方針和政策就有了更深的理解。同時，我們也應該認識到第四次工業(yè)革命不是一兩年就可以實現(xiàn)的，它需要幾十年的努力和奮斗。所以，我們必須制定一個長期、穩(wěn)定發(fā)展的路徑圖，一步一步地向著這個方向努力，即首先制定本公司的長遠規(guī)劃。作為產(chǎn)品生產(chǎn)商或制造產(chǎn)品設(shè)備商，應以實際情況為依據(jù)，以企業(yè)發(fā)展的軌跡為出發(fā)點，堅持實現(xiàn)“工業(yè)4.0”四部曲的原則。第一步，實現(xiàn)生產(chǎn)制造自動化，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量；第二步，實現(xiàn)流程管理數(shù)字化，降低運行成本，提高工作效率；第三步，實現(xiàn)企業(yè)管理網(wǎng)絡化，提高管理效率，加快研發(fā)速度；第四步，實現(xiàn)智能制造云端化，社會資源共享，提高服務效率。

我們要用創(chuàng)新精神來提高質(zhì)量。提高質(zhì)量最直接的方法是實現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)的自動化，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。為了用數(shù)字化技術(shù)提高生產(chǎn)、運行和管理的效率，必須將產(chǎn)品的生產(chǎn)和管理信息數(shù)字化，使生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)透明化，并通過分析、歸納和總結(jié)這些數(shù)據(jù)實現(xiàn)流程制定的最優(yōu)化。最后，利用互聯(lián)網(wǎng)、云計算等方法和大數(shù)據(jù)、信息安全的技術(shù)來實現(xiàn)具有模塊化、智能化、自調(diào)整和自組態(tài)功能的“工業(yè)4.0”生產(chǎn)制造模式。

4結(jié)束語

“‘工業(yè)4.0’到底要干什么”是了解“工業(yè)4.0”的根本問題之一。“工業(yè)4.0”沒有宣傳產(chǎn)品、具體技術(shù)和解決方法，僅僅運用符合社會發(fā)展需要的互聯(lián)網(wǎng)概念，描述工業(yè)發(fā)展的未來。本質(zhì)上，德國希望高舉“工業(yè)4.0”的旗幟來重振德國工業(yè)精神，解決德國制造業(yè)面臨的瓶頸和挑戰(zhàn)，用德國的工業(yè)精神來實現(xiàn)“工業(yè)4.0”的未來。所以，找準“工業(yè)4.0”的本質(zhì)，對于我們

如何精準領(lǐng)會“工業(yè)4.0”精神，推動“中國制造2025”有很好的借鑒作用。

本文分析了中國工業(yè)與德國工業(yè)面臨挑戰(zhàn)的三大相同點和不同點，提出了實現(xiàn)“中國制造2025”的思路、實施方法，闡述了“生產(chǎn)制造自動化、流程管理數(shù)字化、企業(yè)信息網(wǎng)絡化、智能制造云端化” 的四部曲規(guī)劃路徑圖，介紹了質(zhì)量、創(chuàng)新、成本與速度相統(tǒng)一的新型生產(chǎn)制造模式。千里之行，始于足下。我們將不斷創(chuàng)新、不斷實踐，從而共同推進“中國制造2025”戰(zhàn)略向前發(fā)展[5]。

參考文獻

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[2] 杜品圣.智能工廠——德國推進工業(yè)4.0戰(zhàn)略的第一步(上)[J].自動化博覽，2014(1)：22-25.

[3] 杜品圣.智能工廠——德國推進工業(yè)4.0戰(zhàn)略的第一步(下)[J].自動化博覽，2014(2)：50-55.

[4] 杜品圣.菲尼克斯實現(xiàn)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的具體方案[J].自動化與儀器儀表，2014(S1)：32-35.

[5] 杜品圣.德國智能工廠建設(shè)路徑[J].中國工業(yè)評論，2016(1)：44-54.

Return to the Origin of “Industry 4.0”,Head towards the Fast Track of Intelligent Manufacturing

Abstract：The scientific and technical revolution has promoted the industrial revolution, “Industry 4.0” is a new transformation of production and manufacturing patterns. The current situation and dilemma of the German “Industrie 4.0” are analyzed, and the further understanding of the “Industry4.0” is expounded. The principle of four steps to implement “Industry 4.0” is indicated: achieving the automation of production and manufacturing, reducing costs of production, improving quality of products, realizing digitization of process management; and reducing costs of operation, improving efficiency of work; as well as implementing the networking of enterprise management, enhancing management efficiency, accelerating the R&D speed; implementing cloud migration of intelligent manufacturing, sharing the social resources and improving efficiency of services. Finally, the guiding significance of “Industry 4” to the strategy of "Made in China 2025" is proposed, that is : Return to the origin of "Industry 4.0", head towards the fast track of intelligent manufacturing.

Keywords:Industry 4.0Made in China 2025Intelligent manufacturingScientific and technical revolutionAutomationDigitizationCloud migration

中圖分類號：TH-3;TP1

文獻標志碼：A

DOI:10.16086/j.cnki.issn 1000-0380.201606001

修改稿收到日期：2016-04-29。

作者杜品圣(1951-)，男，1989年獲德國工程博士，中國自動化學會理事，中國自動化學會專家咨詢委員會委員;長期從事自動控制技術(shù)在工業(yè)中的應用研究及技術(shù)管理,主持完成了近百個工程項目的自動化控制系統(tǒng)的開發(fā)和應用。