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工業4.0:中國居於何位?

面對第四次工業革命的浪潮,中國政府在今年的《政府工作報告》中提出中國版的「工業4.0」計劃。但作為尚處於從「工業2.0」向「工業3.0」過渡階段的「世界工廠」,中國在積极參与這場變革的同時,其面臨的挑戰也可想而知。

過去一年,席捲全球產業界熱度最高的辭彙之一當屬「工業4.0」。在美國、歐洲重回製造業的強大聲勢下,工業4.0概念更讓有世界工廠之稱的中國製造業者頗感惶恐,本就持續低迷的大陸製造業更感涼意。

據英特爾公司預計,到2015年全球互聯設備將會超過150億台,但是思科公司測算髮現,99.4%的設備至今尚未連接到互聯網。而工業4.0便是要將這剩餘99.4%的設備都連接到互聯網。於是有觀察者預言,如此巨大的市場一旦開啟,工業4.0消滅淘寶等電商平台只需10年,工業4.0可將生產成本降低四成,一舉淘汰世界工廠——中國大陸。

圍繞這一普通大眾尚不明了其內涵的概念,各經濟大國已經展開激烈較量,如美國的「先進位造業國家戰略計劃」、日本的「科技工業聯盟」、英國的「工業2050戰略」,實際內容均頗為相似。

作為工業4.0概念的提出國德國,總理默克爾是工業4.0戰略的超級推銷員,把工業4.0作為大國外交合作的重要議題。

去年3月,中國國家主席習近平訪問德國,並在《法蘭克福彙報》發表的署名文章中重點提到德國工業4.0戰略。隨後,李克強總理訪德期間,中德簽署了《中德合作行動綱要》,提出兩國將開展工業生產的數字化(工業4.0)合作。

作為世界工廠,今年兩會期間的中國《政府工作報告》也提及實施「中國製造2025」,其主線便是實現信息技術與製造技術深度融合的數字化、網路化、智能化製造。

帶動15萬億美元GDP

據中國工信部電子信息司副司長安筱鵬公開演講介紹,工業1.0是指18世紀機械代替手工勞動;工業2.0是指20世紀初的電氣化、流水線大批量生產;工業3.0是指20世紀70年代以來的生產工藝自動化;而物聯網和製造業服務化引發了以智能製造為主導的第四次工業革命,即「工業4.0」。

通俗而言,工業4.0是將各種機器、設備組、設施和系統網路與先進的感測器、控制和軟體應用程序相連接,並與人相連,從而在產品設計、製造、運營和物流等實現高度標準化、柔性化、智能化作業。正如美國GE公司董事長傑夫·伊梅爾特所言,「觀察、預測和改變機器的運轉功能是工業互聯網(工業4.0)應用的主要方式,它將大大提升航空公司、鐵路和電力等行業的運營效率。」

「工業4.0將引發全球商業模式的重大轉型」,美國霍尼韋爾建築智能系統部智能電網業務總監秦岳向《鳳凰周刊》介紹,「一是從大規模生產向個性化定製,比如能源公司可以獲取並分析各家庭各電器的大數據,進而更準確地預測、服務客戶需求。二是協同共享,比如每個家庭都可以安裝太陽能,既是能源的使用者,也是能源生產供應者。」

中國冶金工業規劃研究院院長李新創認為,工業4.0已經超出工業製造環節,更涵蓋經營管理等領域,「企業將面對涵蓋原料採購、物資供應、市場需求、生產實績、質量跟蹤、物流發運、設備運行、能源消耗等的海量數據,通過不間斷獲取信息,對各類生產運營進行動態調整,從而大大提高市場響應速度、客戶滿意度、質量合格率、設備與能源利用率、庫存周轉率等。」李新創告訴本刊。

根據德國國家科學與工程院的研究,企業生產效率可以通過工業4.0提高30%,並大大減少環境污染和資源浪費。而GE公司發布的白皮書預測,至2030年,傳統工業的互聯網革命將為全球GDP帶來15萬億美元,其中為中國帶來至少3萬億美元的GDP增長。

李新創的測算也能看出中國市場潛力之大,他預計工業4.0可使中國鋼鐵行業總體生產效率提升30%以上,減少60%以上的非計劃停機,消除25%以上的非生產性能耗,總碳排放量減少20%以上,庫存成本減少70%以上。

工業4.0並非在去年橫空出世,金融危機後數年來,歐美企業表面低迷的背後,一直醞釀新一輪的技術革命,其創新體系不曾被撼動。

在美國次貸危機與歐洲主權債務之後,發達國家開始反思對金融創新的過度依賴,提出重回以製造業為代表的實體經濟部門。此外,全球性氣候變化、發展中國家環境急劇惡化則迫使世界經濟必須轉入綠色模式。

過去數十年,自動化製造技術與物聯網大數據等技術的發展融合,則為工業4.0提供了技術可能,全球製造業正朝著智能化、自動化、個性化、定製化等方向發展。

工業4.0或工業互聯網雖然由德國、美國最先提出,但各個國家和企業都力爭在新一輪國際競爭中儘快建立領先地位。這必將引發全球製造業的洗牌,加速淘汰落後生產力。不能有效掌握和利用信息資源的企業將被迫出局。

「你不知道明天競爭對手從哪兒冒出來,也許就是個大學生,但他帶來的東西往往是顛覆性的。」艾默生公司中國區總經理趙大東曾告訴《鳳凰周刊》,這是他最大的焦慮。

事實上,數字革命對傳統行業的重塑不過剛剛開始,這種影響到底以什麼形式出現,沒有人能看清楚。

「但是有一點大家都很清楚,誰跟不上,不要說20年,可能10年後就沒有了。柯達、諾基亞都是太好的例子,說不行就不行了,稍微一步跟不上就步步跟不上。」趙大東說。

歐盟、日本、韓國等因此紛紛制訂了一系列規劃、戰略,甚至將支持工業4.0上升為法律。

德國、美國的較量

德國人工智慧研究中心在2011年的「漢諾威工業博覽會」上首次提出「工業4.0」概念。德國政府隨即將工業4.0列為《高技術戰略2020》的十大未來項目之一。目前,德國正推進將工業4.0從產業政策上升為國家法律。

德國各界的普遍共識是,德國乃至整個歐洲已經喪失了全球信息通信產業發展的機遇,必須在工業4.0佔據領先。目前全球市值最大的20個互聯網企業中沒有歐洲企業,德國副總理加布里爾曾說,德國企業的數據由美國矽谷的四大科技公司把持。為避免喪失傳統優勢,德國多數大型自動化工業企業,以及上千的中小企業都已經嵌入到工業4.0國家戰略中。

以西門子公司為例,2014年西門子發布「2020公司願景」,西門子中國區副總裁許國禎告訴《鳳凰周刊》,這涉及集團多項重大戰略調整。

西門子重新梳理確定三個業務核心,即電氣化、自動化、數字化(即工業4.0)。之前西門子的數字化業務內嵌在其自動化業務中,現在已將數字工廠業務獨立。

成都一家工廠是西門子在海外落地的首個工業4.0項目,實現了從管理、研發、生產到物流配送全過程的數字化,並與德國生產基地和美國研發中心進行數據互聯。其產品良率達到了驚人的99.9985%,準時交付率達到98.8%。

西門子與德國慕尼黑工業大學、慕尼黑大學、德國人工智慧研究中心和弗勞恩霍夫應用與集成安全研究所等聯合啟動自動化與數字化研究聯盟。該聯盟向全球企業、高校和研究機構開放。

由此可知,圍繞工業4.0已經升級到平台競爭層面。

美國的競爭力和動作同樣咄咄逼人。金融危機後,美國先後啟動《重振美國製造業框架》、《先進位造業夥伴計劃》和《先進位造業國家戰略計劃》等,實施「再工業化」。2005年以來,美國工人的實際工資甚至下降了2.2%,頁岩氣開發則大大降低其能源成本,製造業開始迴流美國。

美國除在CPU、操作系統、應用軟體以及雲計算平台等「信息」領域保持絕對優勢之外,已經加速進入智能機器人、汽車自動駕駛等「物理」業務領域。在高端製造業和信息產業均具優勢的美國,與德國可謂並駕齊驅,而德國的信息產業則處於弱勢。

GE公司是「工業互聯網」概念(即工業4.0)的最早提出者。GE大中華區傳播經理劉娟娟告訴《鳳凰周刊》,2011年底,GE在矽谷創立了全球軟體和分析中心,開發用於工業互聯網的軟體技術。GE目前擁有1600億美元的設備服務合同,工業互聯網產品將為每台設備帶來3%-5%的銷售額增長,軟體的銷售額每年將增長15%。如上海賽科在其乙烯廠利用GE軟體,可減少非計劃停機超過50%,每月減少超過220萬美元的損失。

與西門子類似,GE也同AT&T、思科、IBM、英特爾等成立工業互聯網聯盟(IIC),該開放性平台主要從事確定開放互操作標準的要求,定義通用架構,影響全球標準制定流程等。

中國的潛在危機

相比美國、德國的大張旗鼓、動作頻頻,作為世界工廠的中國大陸,雖然對工業4.0熱烈探討,但似乎又距離遙遠。

美國次貸危機爆發後,全球產業鏈持續變化。以出口或代工為主的勞動密集型中小製造企業由中國大陸向越南、印度、印尼等成本更低廉的新興發展中國家轉移;同時一部分高端製造業在美國、歐洲「再工業化」戰略引導下迴流。中國大陸的世界工廠地位受到雙重擠壓。

中國國際經濟交流中心在2013年發布的《中國產業升級研究報告》指出,當今世界正掀起爭奪未來發展制高點的新一輪競賽,將影響國家力量對比。如果一國長期徘徊在國際產業鏈的中低端,將在未來的全球經濟政治版圖上難有一席之地。

中國實際早在中共十七大便提出「信息化與工業化」的「兩化」融合。但直到現在,政府與多數企業並未有實際推行舉措。2008年次貸危機後,浙江省曾提出「機聯網」與「廠聯網」等;家電、服裝、傢具等行業正形成大規模個性化定製的新型生產方式。但這些創新多是低層次、小範圍、自發性的。

圍繞工業4.0的新一輪產業競爭,中國大陸與德國、美國可說還存在較大差距,甚至不在同一層面。

內地製造業雖佔有較大國際市場份額,但在核心材料、設備以及工藝方面仍缺乏足夠的創新,且高級技工匱乏,這些都致使內地企業總體還無力實現「工業4.0」。「中國製造仍然處於價值鏈的底端,絕大多數企業還未脫離以『勞動密集型規模化流水線』為代表的工業2.0時代,整體尚未進入大規模自動化生產的工業3.0時代。」李新創說。

相比之下,中國大陸似乎在信息技術方面更具競爭力,全球10大互聯網公司美國有6家、中國有4家,全球30大互聯網公司美國有17家、中國有8家。這一優勢甚至是德國及歐洲國家所不具備的。

但若向外資開放相關市場,內地互聯網企業能否保持現有份額或是疑問。李新創告訴《鳳凰周刊》,「中國鋼鐵行業自主軟體開發和管理集成創新能力仍然較弱,國內技術多數處於產業價值鏈末端,國外軟體和後續服務的昂貴价格也非大多數企業所能承受。」

對工業4.0,國人多數仍從器物、技術層面理解,殊不知從未受東方智慧熏染的西方人對第四次工業革命有更深入的洞察。

比如西門子公司為貫徹「電氣化、自動化、數字化」的2020公司願景,去年取消了4個「業務領域」這一中間層級,將底部的16個業務群重組成9個。許國禎介紹,這是為了讓西門子更快速地反應市場需求,更加貼近客戶。另外,西門子將把員工股票計劃擴大至高級管理層以下,人數增加至少50%,達到超過20萬人。

這些做法與工業4.0又有何關聯?原來西方人把工業4.0時代理解為一個機器、一個工廠、一個社會都是高度智慧的有機生命體,能夠快速高效精確地與內外互動,而不僅僅是把所有硬體連接的器物層面。因此,公司的部門重組、強化激勵,乃至社會的知識產權保護、成熟市場經濟等等,都是對高度智慧有機生命體的模仿,工業4.0是社會綜合因素的集成。

反觀中國,推行工業4.0的諸多條件顯然都有落差。

此外,實現工業4.0就要將一切產品、機器、感測器、軟體等互聯互通,抓取和分析大數據,並發出相應指令,這就需要統一的「語言和大腦」。目前各國各大企業都在爭奪平台和標準的控制權,比如德國總理默克爾認為,德國可在歐洲甚至全球推行工業4.0的標準。

不過,也有內地觀察人士認為,工業4.0是漸進過程,真正到來可能需要20年,正處於探索階段、連統一標準都尚未確立,對中國還言之過早。中國當前應該力所能及,紮實從工業2.0向工業3.0躍升,提高生產自動化水平,而非發動新一輪過熱投資,否則世界工廠地位恐都難保。

記者趙福帥

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