工業4.0風暴席捲全球，中國製造業機遇在哪裡？

定製化時代下的工業4.0

定製化時代已至，中國工業4.0之路勢在必行。

產業鏈要素具備,工業4.0騰飛在望:中國在工業4.0產業鏈上布局完善。企業管理層:工業大數據驅動製造業信息化,實現網路優化、運維完善、恢復系統和自主學習;企業運營層:「工業軟體」+「工業乙太網」讓工廠實現高效運轉、互聯;執行層作為工業4.0的手和眼睛,其中感測器幫助感知物理世界,工業機器人和3D列印分別實現代替人工和定製生產。

工業大數據是工業4.0核心驅動力:工業大數據能夠實現網路優化、運維完善、有效恢復系統和自主學習。以每年提高1%生產效率來測算,未來20年,它將為全球GDP增加10萬億-15萬億美元。艾瑞諮詢預測2018年工業大數據整體規模將達到247億元,年均增長率約19.5%。

工業軟體,工業4.0的決策中心:2014年全球企業級軟體市場規模為3175億美元,同比增長5.5%,其中國產軟體企業有一定市場份額,但與國外領先軟體企業差距較大,目前國內市場排名前五位的國內廠商96%的銷售在國內市場,全球份額不足0.3%,自主創新亟待加強。

「工業乙太網」實現智慧互聯:「工業乙太網」作為工業4.0的基礎器件,實現各個設備在工業條件下穩定可靠的信息交流。HMS統計,「工業乙太網」佔據全球工業通信市場34%的市場份額,並以每年17%的速度增長,逐步成為控制系統網路發展的主要方向。作為核心設備的工業乙太網交換機2015年銷售額達到16.07億美元,預計2016~2018年將保持8.6%的複合增長率。

工業機器人市場方興未艾:2015年,我國工業機器人市場規模達到6.7萬台,居全球第一,而機器人密度僅30,遠低於世界平均水平62,工業機器人市場存在巨大增量空間。現階段工業機器人的核心零部件主要依賴進口,導致國內企業生產成本壓力大,上游零部件國產化亟待突破。

感測器是工業4.0實現的基礎和前提:2015年全球感測器市場規模超過1500億美元,未來5年將保持10%~20%的複合增長速度。其中RFID和機器視覺作為非接觸式、高精度的識別技術,已成為工業4.0的標配。

對標德國和美國,看中國工業4.0發展路徑:美國和德國實施路徑和邏輯相反,但是目標一致。美國是以GE、IBM這些公司為支持,側重於從軟體出發打通硬體;德國是以西門子、庫卡、SAP這些公司為主導,希望可以從硬體打通到軟體,兩者的目標均是實現互聯網和工業的融合。中國製造業目前的狀況發展不平衡,因此要走軟硬兼重、工業2.0、3.0和4.0並行發展道路。

據了解，「工業4.0」 研究項目由德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部聯手資助，在德國工程院、弗勞恩霍夫協會、西門子公司等德國學術界和產業界的建議和推動下形成，並已上升為國家級戰略，德國聯邦政府為此投入達2億歐元。「很顯然，德國非常重視此次智能化工業發展的戰略。

根據最新調查研究報告顯示，自2013年4月在漢諾威工業博覽會上正式推出以來，工業4.0迅速成為德國的另一個標籤，並在全球範圍內引發了新一輪的工業轉型競賽。

嚴格意義的講，工業四代(Industry4.0)是指利用物聯信息系統(Cyber—PhysicalSystem簡稱CPS)將生產中的供應，製造，銷售信息數據化、智慧化，最後達到快速，有效，個人化的產品供應。

當前，我國大力發展智能機器人，正在向工業4.0過渡發展的關鍵時期。傳統企業遭遇的用工荒、低端低效率的流水線將會被新一輪的智能製造設備所替代。

當前，我國高端感測器、智能儀器儀錶、高檔數控系統、工業應用軟體等市場份額不到5%。「針對這樣一個現狀，我國大力提倡人工智慧，並把人工智慧列入發展規劃的提綱中。

製造業依舊是國民經濟的支柱產業，而佔全球製造業GDP60%的美國、中國、日本、德國、韓國和印度六國，更是在製造業上爭奪激烈。

2008年全球金融危機後，由於產能增加但全球消費市場有限，各國為了保持國家的長期競爭力，紛紛出台各種引領製造業升級的國家戰略和產業政策。

美國先後提出了《重振美國製造業政策框架》、《美國先進位造業的領先地位計劃》和《先進位造業國家戰略計劃》等政策，利用機器人、自動化和3D列印等新興產業構成美國的「再工業化」戰略，這也是美國建國後的第五個國家戰略，其重要性可見一斑。

德國則針對美國和中國製造業的步步緊逼，提出了《高新技術戰略2020》和《把握德國製造業的未來：實施工業4.0的建議》，認為將物聯網和服務引入製造業的趨勢將迎來第四次工業革命，明確把工業4.0定位為國家發展戰略，通過西門子、寶馬等大公司形成標準而推廣到國內為數眾多的中小企業，以提高德國在生產和研發上的國際優勢。

當然日本、韓國、英國、印度等國也紛紛根據自身情況提出了相應的先進位造發展戰略。

中國在2013年短暫地成為全球第一製造大國，後迅速被美國的「再工業化」戰略衝擊而在2014年讓出了這一位置。在實體經濟遭遇下滑、製造企業大量倒閉的情況下，中國政府也開始在製造業產業政策上發力，於2015年推出了「中國製造2025」，計劃通過三步走，推進信息化與工業化的融合，以實現綜合實力進入世界製造強國行列的遠期目標。

《中國製造2025》發布之後，許多人將之解讀為中國版的工業4.0，一方面是由於德國政府主動邀請中國加入工業4.0體系，另一方面則是因為兩國在製造業的數字化、網路化和智能化方向上有許多重合之處。

工業4.0隨之在中國升溫，但基本上還是定位在智能生產、智能工廠、智能物流和智能服務四個領域的縱向集成、橫向集成和端到端集成等製造領域上。

幾年來，從西門子、博世、寶馬、空客到弗勞恩霍夫協會斯圖加特研究所、德國工業科學聯盟，筆者多次到德國工業4.0的發起企業和標準制定部門參觀訪問，從中發現，工業4.0中真正行之有效的革命並不是表現在製造環節的提升上，而在於全製造過程中各個物流環節的創新。

工業4.0是以賽博物理系統（Cyber-PhysicalSystem，CPS）來打通整個製造的數據環節，通過完善供應鏈條的待加工件（包括產品、零部件及原材料），實現與設備、相關人的實時互聯。其在改型改性的加工或包裝的技術、設備和工藝上並未有創新或本質的改變，生產管理中的生產計劃、實時調度、質量控制、設備運維和故障診斷也未因賽博物理系統CPS而有節點上的創新突破。因而，工業4.0並不比其他的生產管理模式（如福特的反U型生產線、大野耐一的JIT、沃馬克的精益生產）更為有效，也不一定比企業資源規劃ERP、製造執行系統MES、並行工程、虛擬製造等軟硬體系統在製造環節的效率提升上更為創新。

但是，工業4.0卻在全供應鏈的各個物流環節上取得了突飛猛進的效率提升。其利用賽博物理系統CPS為核心，將原材料、零部件或最終產品賦予關聯的數據屬性，通過自組織的智能規劃，主動尋找同樣賦予關聯數據屬性的移動載體、分揀設備、加工設備等加工或包裝載體、各環節的管理人員、操作人員或機器人，並可以通過自組織的協同、協調能力，有效準時地完成需要的處理任務。簡單地說，就是零部件可以自己找車、找設備、找工人進行符合最優規劃的加工，或者原材料、產品可以自己找車、找庫、找人進行符合最優規劃的採購、庫存、包裝和交付。

賽博物理系統CPS是工業4.0的核心，它包含了計算、網路和物理實體，通過計算、通訊和控制技術的協同和融合，實現了人機交互和物理進程交互。

事實上，由於賽博物理系統CPS的存在，可以使得建立全產業鏈的供應鏈管理模擬模型，利用物聯網將產品、AGV、叉車、貨架、托盤、周轉箱、加工設備、機器人、由人機交互設備輔助控制的操作人員和管理人員直接接入賽博物理系統CPS，通過完整供應鏈供應任務或終端市場真實而個性化的需求，綜合優化供應鏈資源，並進行實時的資源重組，形成自組織協同能力，完成最有效的物流保障任務。

因此，在工業4.0運行環境中，產品設計、開發、加工設備、加工技術、加工工藝、生產線以及生產管理中的排產、調度、質量控制和設備運維並不需要改變，需要改變的是每一個智能化的保障系統或保障單元，如待加工件、AGV小車、貨架及周轉箱、分揀系統、機器人等，這些保障系統和保障單元通過主動協同賽博物理系統的其他相關單元，使得物流作業網路更加高效、準時和低成本，以完成供應鏈的系統優化。

在工業4.0中，人是極其重要的組成單元。一方面是因為人本身就具有自組織的主動協調和協同作業能力，另一方面則是可以通過人機交互介面實現對人操作的輔助支撐功能，讓人發揮出更大的主動能力。

中國製造業企業的信息化基礎還很差，但是互聯網、移動互聯網、物聯網、供應鏈商業渠道優化的基礎卻位居全球前列，完全有條件先在製造過程的物流保障體系、供應鏈系統優化方面實現信息化與工業化融合，提高製造過程的效率，從而形成製造業的競爭力。

工業4.0時代如何撰寫中國名片

E·J·霍布斯鮑恩（Hobsbawm）在《革命的時代》中寫道，產業革命是既無開頭也無結尾的樂章，它仍在奏響。事實也正如這句話所描述的一樣，在社會不斷進步的齒輪下，前三次工業革命的歷史光環逐漸被第四次工業革命所取代，工業4.0時代正在逐漸拉開帷幕，這對於中國的製造業是巨大的挑戰，同時也意味著前所未有的契機。

在上一輪的國際分工中，中國被分到了產業鏈的最低端，兢兢業業，一干就是40年，並且憑藉著強大的人力成本優勢，成為了「世界工廠」，「中國製造」也一度成為了中國最響亮的名片。

然而，隨著第四次工業革命的不斷深入，傳統的勞動密集型企業面臨著人力成本不斷上升、技術升級成本巨大等陣痛，同時，印度等第三世界國家製造業的興起也對中國傳統製造業形成了挑戰。在這種挑戰下，不少企業受到了巨大衝擊甚至倒閉，其中不乏勝華科技這樣知名的企業。

數據顯示，2015年我國智能製造產值在1萬億元左右，2020年有望超3萬億元，年複合增長率約20%。智能化將在第四次工業革命中成為中國製造業發展的最終目標，也將成為中國從「製造大國」發展為「製造強國」的契機。

鑒於此，在工信部的支持和指導下，一些知名的中國企業從去年開始加大產業智能化的腳步。其中，以海爾和新日的產品智能化升級效果最為顯著，而這兩家企業也為其他企業提供了產品智能升級的兩個思路。

海爾從去年開始致力於對於家電智能生態圈的建立，希望形成完整產品鏈。而新日電動車作為傳統製造業則將重心更多放在了智能系統和單品的研發，比如最新上市的智能車款——新日獵鷹，憑藉著一鍵啟動、智能防盜、智能影音等讓人耳目一新的功能取得了驚人的銷量。

李克強總理曾盛讚中國高鐵是國家的「黃金名片」，而工業4.0時代，製造業如何撰寫好「中國名片」，這仍然是一個值得不斷探索的問題。聲明：本文源自「e製造」

工業4.0的到來對於中國製造業是有很大機遇的，當然機遇中也是充滿挑戰的。

數字化工廠圖

從現狀來看，我們製造業長期處於底層，和其它的第一第二產業一起，並不受大眾看好。究其原因，有說薪酬太低吸引不到優秀的人才、有說佔用大量資本且回報率低和慢產生的融資困難、有說產品設計模仿嚴重質量太水等。一句made in China使中國成為代工廠的名詞，玩遊戲或是現實中的工具失靈時，我們也都會調侃一句，國產的沒辦法。在前些年，國產彷彿就是一種偽劣品質的象徵。

布滿氣泡的貼膜

基於以上現象，如果有互聯網的注入，對中國製造業工藝、質量、製造、物流等過程進行重構，就有利於產品升級、作業標準、過程穩定，即使達不到德國人裝備製造、日本人的精益生產、美國人的數據化特徵，對於中國製造業來講，無疑是一種革命式的進步。

白車身焊接

那麼我為什麼這麼說呢？接觸過中國工廠的人大概都知道我國很多工廠生產秩序紊亂、業務流程細化不足、凡事靠人喊、車間士氣較低、標準作業指導書是個擺設、對標國外盲目照搬等諸多問題。工業4.0的到來，如果有中國互聯網雄厚實力的幫襯，可以吸引到優秀人才及提升生產士氣，除此之外，硬體的安裝如感測器、監控系統、大數據分析、工藝模擬物流模擬、人機工程、標準化精益化理念、基於互聯網的人機料法環的信息互聯等等可以逐步消除生產的紊亂、標準的不足、靠人喊的現象等等，我國製造業完全可能通過這樣一次變革追趕上德國日本美國等製造強國的步伐。這也就是所謂的彎道超車。

電動車的普及

但是，製造強國都走出了自己的特色，就如同我在上面說的，美國人靠數據、德國人靠裝備、日本人靠精益，那麼我們靠什麼呢？之所以說有挑戰，怕的是不根據企業自身的特色特點盲目照搬，最後搞得遍體鱗傷。當然最大的挑戰應該是企業內部實施的阻礙了。

所以說，工業4.0對於我們而言，既有機遇又有挑戰。若想知道我國應該走哪條特色的路，關注本頭條號，隨時交流學習。

我國有龐大的工程人才儲備，有門類齊全的製造業基礎，有龐大的內需市場需求，有穩定的社會環境，有完善的信息網路基礎設施，這麼多要素齊備，是很多國家達不到的。我第四次工業革命，給我國一個彎道超車的機會，我國需要抓住他。