工業(yè)4.0為什么?
2011年德國漢諾威工業(yè)博覽會上，德國相關協(xié)會提出工業(yè)4.0的初步概念，此后德機械設備制造聯(lián)合會等協(xié)會牽頭，來自企業(yè)、政府、研究機構的專家成立了“工業(yè)4.0工作組”進一步加強工業(yè)4.0的研究并向德國政府進行報告，2013年發(fā)表了工業(yè)4.0標準化路線圖，組建設了由協(xié)會和企業(yè)參與的工業(yè)4.0平臺(Platform-i4.0)，德國政府也將工業(yè)4.0納入《高技術戰(zhàn)略2020》中，工業(yè)4.0正式成為一項國家戰(zhàn)略。目前，德國正計劃制訂推進工業(yè)4.0的相關法律，把工業(yè)4.0從一項產(chǎn)業(yè)政策上升為國家法律。德國工業(yè)4.0在很短的時間內得到了來自黨派、政府、企業(yè)、協(xié)會、院所的廣泛認同，并取得一致共識，從一個來自民間的概念迅速演變國家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略，正從一個產(chǎn)業(yè)政策上升為國家法律。工業(yè)4.0在這么短的時間內在德國得到廣泛認同，有其偶然性也有必然性，這種認識來自于德國長期以來把工業(yè)作為國家經(jīng)濟的基石，來自于信息通信技術給工業(yè)帶來的革命性影響，也來自于新一輪科技革命中對德國工業(yè)地位擔憂。概括起來，主要是由于三種意識：危機意識、機遇意識和領先意識。
(一)危機意識
德國是傳統(tǒng)的科技工業(yè)強國，但是在新一輪產(chǎn)業(yè)技術革命中，傳統(tǒng)的競爭優(yōu)勢受到了來自各方面的挑戰(zhàn)，一部分新興產(chǎn)業(yè)成長乏力，各界對德國未來發(fā)展表現(xiàn)出某種憂慮。
一是對新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力的憂慮。信息通信技術是全球新一輪產(chǎn)業(yè)變革中最具活力的技術，德國各界的普及共識是，德國乃至整歐洲喪失了全球信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇。在全球產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新最活躍的互聯(lián)網(wǎng)領域，全球市值最大20個互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中沒有歐洲企業(yè)，歐洲的互聯(lián)網(wǎng)市場基本被美國企業(yè)壟斷，德國副部理兼經(jīng)濟和能源部長加布里爾曾說，德國企業(yè)的數(shù)據(jù)由美國硅谷的四大科技把持，這正是他所擔心的。全球通信產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，但歐洲企業(yè)節(jié)節(jié)敗退，僅有少數(shù)企業(yè)在苦苦支撐。歐洲的集成電路公司紛紛轉型設計企業(yè)，并不斷從消費市場退出。當前，美國的互聯(lián)網(wǎng)以及ICT巨頭與傳統(tǒng)制造業(yè)領導廠商攜手，GE、思科、IBM、AT&T英特爾等80多家企業(yè)成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，重新定義制造業(yè)的未來，并在技術、標準、產(chǎn)業(yè)化等方面做出一系列前瞻性布局，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與成為美國先進制造伙伴計劃的重要任務之一。歐洲及德國對新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力及對未來發(fā)展前景表現(xiàn)出了一種深深的憂慮。
二是對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢的憂慮。德國傳統(tǒng)工業(yè)在全球的競爭優(yōu)勢仍十分突出，但是在新一代信息技術與工業(yè)加速融合，產(chǎn)品、裝備、工藝、服務智能化步伐不斷加快的背景下，德國能否跟上時代發(fā)展的潮流，德國各界有深刻的危機意識。德國總理默克爾也指出，目前90%的創(chuàng)新在歐洲之外產(chǎn)生，歐洲不能錯失下一代工業(yè)技術變革。默克爾同時對德國的制造業(yè)能否及時與現(xiàn)代的信息和通訊技術實現(xiàn)對接，保障德國制造業(yè)在世界上的領先地位表示擔憂。德國企業(yè)界對美國再工業(yè)化、中國制造業(yè)發(fā)展給予了充分的關注，2014年6月24日，德國機械協(xié)會(VDMA)主席在日本說，德國和日本攜手應用中國的挑戰(zhàn)。德國信息技術、通訊、新媒體協(xié)會工業(yè)4.0部部長曾說，不僅僅亞洲對德國工業(yè)構成競爭優(yōu)威脅，美國正通過各種計劃應對“去工業(yè)化”，加快先進制造業(yè)發(fā)展。
三是對國家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略方向的憂慮。2008年國際金融危機后，新一代信息技術的突破擴散及與工業(yè)融合發(fā)展，引發(fā)了國際社會對第三工業(yè)革命、能源互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化制造等一系列發(fā)展理念和發(fā)展模式的廣泛討論和思考。以美國、歐盟、日本、韓國等紛紛制訂了一系列規(guī)劃和行動計劃，實施制造業(yè)回歸戰(zhàn)略。這既體現(xiàn)了發(fā)達國家對制造業(yè)傳統(tǒng)發(fā)展理念的深刻反思，也反映了其搶占新一輪國際制高點意圖和決心。德國作為全球制造業(yè)強國，在新一輪技術變革中能不能找到工業(yè)發(fā)展方向并引領全球工業(yè)發(fā)展，是德國各界廣泛關注的問題。
(二)機遇意識
在與德國工業(yè)4.0參與方交流中，我們能深切體會到，盡管德國各界對有些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的不盡如人意表現(xiàn)出了憂慮，但對德國傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的競爭力還是表現(xiàn)出強烈的自信，認為德國工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展面臨許多機遇。
一是市場機遇。信息通信技術與制造業(yè)融合發(fā)展帶來一個重要變革就是智能制造時代的來臨，云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、機器學習等驅動人類智能邁向更高境界，推動著人類各種生產(chǎn)工具的智能化和現(xiàn)代化，在廉價體力勞動不斷被機器替代同時，越來越多的腦力勞動者正在被智能工具所替代，人類正在邁向第二次機器時代，其帶來產(chǎn)業(yè)變革和就業(yè)結構影響將超越過去300年工業(yè)化歷史。基于新一代智能裝備生產(chǎn)組織方式將廣泛普及，從普及單機智能化到普及智能生產(chǎn)線、智能車間、智能工廠，其背后是龐大的、快速成長的智能裝備市場。德國各界一直在探討以什么樣的方式抓住快速成長的市場。
二是技術機遇。智能制造不僅需要單項技術突破，也需要各種技術綜合集成，而這正是德國的優(yōu)勢所在。面對全球新一代信息技術與制造技術融合的趨勢，德國迎來了鞏固和強化技術優(yōu)勢的機遇。具體來說，一是工業(yè)軟件優(yōu)勢。工業(yè)軟件是智能裝備的核心和基礎，德國企業(yè)資源管理(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、產(chǎn)品生命周期管理(PLM)、可編程控制器(PLC)等核心工業(yè)軟件在全球都處于領導地位。二是工業(yè)電子優(yōu)勢。集成了傳感、計算、通信的工業(yè)電子是智能裝備的核心，這也是德國優(yōu)勢領域所在，一批德國企業(yè)在汽車電子、機械電子、機床電子、醫(yī)療電子等領域引領全球發(fā)展。三是制造技術優(yōu)勢。德國工業(yè)的基礎材料、基礎工藝、基礎裝備、基礎元器件核心技術領域一直在全球處于領先地位，機械出口占全球16%，居全球首位，其在創(chuàng)新性制造技術領域的研究、開和生產(chǎn)，以及復雜工業(yè)過程管理領先性無人能比。傳統(tǒng)制造技術與工業(yè)軟件、工業(yè)電子技術的結合，為德國搶占智能裝備競爭制高點帶來了難的機遇。
三是產(chǎn)業(yè)機遇。裝備制造業(yè)是德國最具優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)，面對全球智能制造帶來的機遇，德國各界的共識是，要把握信息通信技術與裝備制造業(yè)融合的趨勢，瞄準全球快速成長的智能工廠裝備市場，確保德國企業(yè)成為全球智能制造產(chǎn)業(yè)“領先的供應商”地位。對于德國而言，這個市場是潛在的、也是現(xiàn)實的，沒有哪個國家比德國更有條件和優(yōu)勢發(fā)展智能制造。德國相關協(xié)會調查表明，60%的德國機械設備制造商確信他們的技術和產(chǎn)品競爭優(yōu)勢在未來五年會得到提高。正如德國所說，歐洲、德國失去了互聯(lián)網(wǎng)的機遇，但不能失去物聯(lián)網(wǎng)的機遇，物聯(lián)網(wǎng)應用的主戰(zhàn)場是工業(yè)領域，德國不僅可以而且能夠在物聯(lián)網(wǎng)的技術變革中抓住機遇引領潮流。
(三)領先意識
在新一輪技術革命和產(chǎn)業(yè)變革中，德國人有危機感，也看到新機遇，并試圖在工業(yè)領域繼續(xù)保持全球領先的地位，基本途徑就是，在向工業(yè)化4.0邁進的過程中先發(fā)制人，與世界制造強國爭奪新科技產(chǎn)業(yè)革命的話語權，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點。具體來講，就是要實現(xiàn)五個領先：
一是理念領先。信息技術領域從來不缺乏新概念和新理念，但真正能夠被各界廣泛認可并快速傳播的發(fā)展理念屈指可數(shù)。物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術廣泛普及并推進生產(chǎn)方式變革，當各國紛紛提出數(shù)字化制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等制造業(yè)發(fā)展新理念時候，德國作為歐洲傳統(tǒng)的工業(yè)強國，需要一個既能繼承傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展思想、又能啟發(fā)未來工業(yè)趨勢的新理念，搶占發(fā)展理念的制高點，并引領德國工業(yè)繼續(xù)保持全球領導地位。正是在這一背景下，德國工業(yè)4.0的概念出現(xiàn)了，這一概念最大的成功在于它把幾百年工業(yè)發(fā)展的歷史與現(xiàn)代信息技術趨勢進行了完美的集成，它是繼承性與創(chuàng)新性的統(tǒng)一、理論性與通俗化的統(tǒng)一、嚴肅性與時尚性的統(tǒng)一，其傳播的速度、廣度、深度也超過了德國人的預期。
二是技術領先。當前，信息技術創(chuàng)新步伐不斷加快，正步入泛在、智能、集成的新階段。從計算、傳輸?shù)教幚恚瑥母兄鞲械街悄埽涸谶B接和普適計算已無所不在，云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、機器學習等驅動人類智能邁向更高境界，虛擬化技術、3D打印、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術將重構制造業(yè)技術體系。德國提出“工業(yè)4.0”，其宗旨也是支持工業(yè)領域新一代革命性技術的研發(fā)與創(chuàng)新，大力推動物聯(lián)網(wǎng)和服務互聯(lián)網(wǎng)技術在制造業(yè)領域的應用，從而應對新一輪科技革命帶來的挑戰(zhàn)，以此搶占信息技術與工業(yè)融合發(fā)展中技術的制高點。
三是產(chǎn)業(yè)領先。在新一輪科技革命的影響下，全球新的產(chǎn)業(yè)分工體系和分工格局正在形成，基于信息物理系統(tǒng)(CPS)的智能工廠和智能制造模式正在引領制造方式的變革，全球研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、服務交易等資源配置體系加速重組，網(wǎng)絡眾包、異地協(xié)同設計、大規(guī)模個性化定制、精準供應鏈管理等正在構建企業(yè)新的競爭優(yōu)勢，全生命周期管理、總集成總承包、互聯(lián)網(wǎng)金融、電子商務等加速重構產(chǎn)業(yè)價值鏈新體系。德國提出“工業(yè)4.0”，在智能生產(chǎn)體系的支撐下，重構全球的生產(chǎn)方式。德國信息技術、通訊、新媒體協(xié)會工業(yè)4.0部部長說，德國傳統(tǒng)工業(yè)的核心架構以及它在國際上的卓越地位，能夠與ICT技術結合并改革德國的傳統(tǒng)工業(yè)，德國希望在新一輪產(chǎn)業(yè)技術革命浪潮中扮演主要角色。
四是標準領先。產(chǎn)品的智能化、裝備的智能化、生產(chǎn)的智能化、管理的智能化以及服務的智能化，迫切要求裝備、產(chǎn)品之間，裝備和人之間，以及企業(yè)、產(chǎn)品、用戶之間全流程、全方位、實時的互聯(lián)互通，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實時、準確交換、識別、處理、維護，研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務的高度協(xié)同對智能制造的標準化提出了新的要求，這就必須通過制定和執(zhí)行許許多多的技術標準、服務標準、管理標準和安全標準，智能制造的標準體系是全球產(chǎn)業(yè)競爭的一個制高點，德國已搶先一步，制定了《“工業(yè)4.0”標準路線圖》，，以此搶占“工業(yè)4.0”標準化領域的制高點。
五是市場領先。鞏固并不斷擴大全球市場的優(yōu)勢是德國工業(yè)4.0的根本出發(fā)點，也是各界的共識。在“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略中，德國采用了“領先的供應商戰(zhàn)略”與“領先的市場戰(zhàn)略”的雙重戰(zhàn)略來釋放市場潛力。“領先的供應商戰(zhàn)略”強調德國裝備制造供應商要通過技術創(chuàng)新和集成，不斷提供世界領先的技術解決方案，并藉此成為“工業(yè)4.0”產(chǎn)品的全球領先的開發(fā)商、生廠商;“領先的市場戰(zhàn)略”強調將德國國內制造業(yè)作為主導市場加以培育，率先在德國國內制造企業(yè)加快推行“工業(yè)4.0”與部署信息物理網(wǎng)絡系統(tǒng)(CPS)，進一步壯大德國裝備制造業(yè)。
