保障德國製造業的未來（五）

　　編譯：工業和信息化部國際經濟技術合作中心

3. 雙重戰略：成為領先的市場和供應商

　　第四次工業變革對於德國製造業意義重大。CPS能夠提高國內生產效率，它在工廠的逐漸部署將加強德國製造業。與此同時，物理網路系統技術的發展將為出口技術和產品提供無限機會。工業4.0的執行，應該致力於通過採用雙重戰略來釋放市場潛力，這個雙重戰略包括在製造業中部署物理網路系統，另外一個是物理網路系統的營銷，以便加強德國製造設備產業。

　　3.1 領先的供應商戰略

　　領先的供應商應從設備供應產業的視角，強調工業4.0的潛力。德國設備供應商提供製造業與世界領先的技術解決方案，所以在工業4.0產品的開發、生產和國際營銷方面處於有利地位。

　　問題的關鍵是如何選出一個明智的方法，將領先的技術解決方案同信息技術提供的新潛力融合在一起，以便實現創新的巨大突破。就是這種信息通信技術和傳統的高技術戰略的系統融合，才使得市場迅速變化、使得管理越來越複雜的全球市場變為可能，企業才能夠為自己在其中開拓新的市場機遇。

　　現有的基礎電子信息技術需要被改進，以滿足製造業的特殊需求，並且在繼續開發的過程中還要時刻注意這一點。為了得到規模經濟和效用，需要加強製造技術和信息技術，依靠物理網路系統作為向工業4.0邁進的部分戰略。與此同時，有必要開發模型和戰略，以便進行新址設計和執行物理網路系統製造框架。

　　如果德國希望保持工業4.0 設備供應商的領先地位，應將研究、技術和培訓應作為優先領域，在自動化工程模擬和系統優化領域開發方法和實驗性的應用（見5.2節）。

　　另外一個主要挑戰，就是使用技術來創造新價值網路。這涉及到開發新的商業模型，特別是連接商品和服務的商業模型。

　　3.2 領先的市場戰略

　　率先實施工業4.0戰略的領域是德國國內製造產業。為了塑造並且成功拓展這個領先的市場，要求在不同廠址的商務間的緊密聯繫，並且需要不同企業間的密切合作。這將進一步要求符合邏輯的、不同價值創造階段、生命周期產品、產品範圍和相應製造系統的點對點的數字化整合。

　　一個特殊的挑戰將是把現存的大規模任務和通常在區域層面的中小企業同步整合在新的價值網路中。由於包括一大批中小企業和一小部分大型企業的平衡的產業結構，使得德國的製造業力量強大。但是許多中小企業還沒有準備好應對工業4.0帶來的結構變化，究其原因，或許是因為它們缺乏必須的專業性人才，或許是因為對它們還不熟悉的技術戰略持有懷疑態度。

　　使中小企業融入到全球價值網路的一個關鍵的戰略是設計並且執行一個全面的知識和技術轉移倡議。例如：大型工業網路的實驗性應用和最佳實踐，中小企業可以幫助價值鏈網路可視化增強，並且說服中小企業採用方法和組織工具，以及領先供應商的技術。這樣做可以消除障礙，使中小企業了解物理網路系統，並在它們自己的業務中應用物理網路系統。

　　為實現這一點，加速技術基礎設施的開發和使用非常關鍵，包括高速寬頻數字傳輸（見5.3節）。同時，培養和訓練技術工人也變得非常重要（見5.6節），並且同步為複雜工作開發客戶化的和高效的組織設計（見5.5節）。

　　3.3 雙重戰略以及其主要特徵

　　傳遞工業4.0 目標的最優方法只能通過領先的供應商戰略和領先的市場戰略的相互協調，以便確保它們潛在的效益互補。今後，這一方法將被稱作「雙重戰略」。這個戰略包括三個主要特徵（見2.1節）：

　　（1）通過橫向整合，開發不同公司間的價值鏈和網路

　　（2）橫跨整個價值鏈的產品和相關製造系統的數字化端對端工程

　　（3）靈活和可重構的製造系統的開發、執行和垂直化整合

　　這些特徵是製造商在面對變幻莫測的市場能夠取得穩固地位的重要因素，同時使它們的價值創造活動適應變化的市場需求。雙重物理網路系統戰略中提到的特徵將允許製造企業在高度動態的市場中達到快速的、準時的、無故障的生產。

　　3.3.1 通過價值網路進行橫向整合

　　模型、設計以及通過價值網路的橫向整合應該可以回答下面的問題：物理網路系統如何支持企業的商務戰略、新價值網路以及新商業模式？

　　這個問題同樣適用於研究、開發和應用領域（圖6）。除了「商業模型」、「不同企業間的合作形式」，還有一些話題值得研究，比如「可持續性」、「技能保護」、「標準戰略」，以及「中到長期訓練和員工發展倡議」。

　　3.3.2 橫跨整個價值鏈的端對端工程

　　下面的關鍵問題是關於通過工程過程實現端對端數字整合，以達到產品整個價值鏈數字世界和真實世界的整合，同時滿足客戶的需求：物理網路系統如何實現端對端的包括工程工作流的商業過程？

　　對於這一點，建模在管理越來越複雜的技術系統中起到了關鍵的作用（見5.2節）。應該部署適當的信息技術系統，以便為整個價值鏈提供端對端的支持，從產品開發到製造系統工程、生產和服務（圖7）。需要一個涵蓋不同技術領域的整體的工程方法系統。為了實現這個目標，工程師們需要接受適當的培訓。

　　3.3.3 垂直整合與網路製造系統

　　就垂直整合來說，需要回答下面的問題：物理網路系統如何創造靈活和可重構的製造系統？

　　垂直整合的地點是工廠。在明天的智能工廠，製造結構將不是固定的和事先定義好的。相反，一系列信息技術組合規則將被定義，這些信息技術組合規則可以被應用到不同的案例中，為不同情況自動形成特定的結構，包括模型、數據、通信和演算法（圖8）。

　　為了完成垂直化整合，確保調節器和感測器信號在ERP不同層面的端對端的數字化整合非常重要。開發模塊化以及重新使用戰略來完成點對點網路和製造系統重構，以及恰當的智能系統描述也很重要。不僅如此，領班和操作者需要接受培訓以便了解操作製造系統的方法所產生的影響。

　　應用例子2：整個價值鏈的端對端系統工程

　　現在的價值鏈（從客戶需求到產品設計和生產）已經存在多年並相對穩固，IT支持系統通過一系列介面或者界面進行信息交換，但只能對特定案例使用這些信息。所以，客戶不能自由地選擇他們產品的所有功能和特徵，即使理論上可行。例如，要為一輛旅行車選擇後擋風玻璃的雨刷，但卻不能從該公司為一輛豪華轎車選擇雨刷。不僅如此，IT系統的維護成本現在也非常高。

　　未來：物理網路系統支持的基於模型的開發可以實現端對端的數字化的部署，涵蓋了客戶對於產品設計和最終產品製造需求的每一個方面。這使得各個相互依賴的方面都可以被確認，並且可以在端對端的工程工具鏈中描述。製造系統是基於相同的範式被開發，這意味著它總是能夠跟上產品開發的角度。所以，這使製造單個產品成為可能。

　　可以保留現在已經安裝的設備，在此基礎上把這個工具鏈分幾個階段逐漸地融入其中。

　　(未完待續)