工业40主题研究报告12P文档格式.docx

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第一次工业革命是18世纪60年代至19世纪中期掀起的通过水力和蒸汽机实现的工厂机械化；

第二次工业革命是19世纪后半期至20世纪初的电力广泛应用；

第三次工业革命是20世纪后半期出现的、基于可编程逻辑控制器（PLC）的生产工艺自动化。

工业4.0的定位是可与这些工业革命比肩的技术革新。

图1：

工业4.0定位于继机械化（第一次工业革命）、电气化（第二次工业革命）、自动化（第三次工业革命）之后的第四次工业革命。

3、其中的关键技术是信息通信技术（ICT），具体包括联网设备之间自动协调工作的M2M（MachinetoMachine）、通过网络获得的大数据的运用、与生产系统以外的开发/销售/ERP（企业资源计划）/PLM（产品生命周期管理）/SCM（供应链管理）等业务系统联动，等等。

4、第三次工业革命的自动化只是在生产工艺中运用ICT，而工业4.0将大幅扩大应用对象。

最终报告将这种升级后的工厂称做“智能工厂”（图2）。

基于ICT的“智能化”本来就是在智能手机、智能仪表、智慧城市、智能电网等所有事物和服务中出现的动向。

要实现工厂智能化的工业4.0也可以说是一个必然趋势。

除工业4.0以外，通用电气也提出了与之基本相同的概念——“工业互联网”（IndustrialInternet）。

日本的各企业也在推进M2M和大数据应用。

图2：

“智能工厂”构想：

智能工厂的定位是构成物联网（IoT）和服务互联网（IoS）的一个要素。

5、可解决能源消耗和工作生活平衡问题

6、通过推进工厂智能化，不仅能够创造前所未有的产品、大幅提高生产效率，还能够解决当前社会面临的许多问题。

比如能源消耗问题。

现在，工厂在不开工时也要保持立刻就能重新开工的状态，这会消耗很多能源。

而如果能够根据工厂的开工情况实时调整能源供应，就能大幅削减总体的能源消耗量（图3）。

7、另外，工作组的最终报告还指出，工厂智能化能解决工作生活平衡问题。

现在，在工厂工人的工作模式是到工厂上班，现场操作机械设备等，到了下班时间下班回家。

但是，如果能通过ICT实现机械设备的远程操作，就不需要在工厂和家之间奔波，可以在安全的场所舒服地工作。

工厂智能化还有利于提高工人的生活质量。

8、虽然工业4.0展现了美好的未来，但实现这一概念却面临着四大课题，分别是标准化、复杂系统的管理、通信基础设施的建设、安全和保密。

9、标准化方面，随着工厂与工厂内外的很多事物和服务连接起来，通信手段及数据格式等很多事物必须制定标准。

关于复杂系统的管理，随着生产系统与其他系统连接起来，整个系统变得复杂，管理变得越来越困难。

通信基础设施问题指的是可用于工业用途的、可靠性（SLA：

服务水平协议）高的通信基础设施。

安全和保密方面，随着工厂与外部网络连接起来，遭到恶意软件入侵等网络攻击的风险也越来越大，因此急需采取安全和保密措施。

二、工业4.0解析

2014谢幕，2015工业4.0开始！

——我们对它的认识都是肤浅的、阶段性的——一名工信部官员在年底对工业4.0的新看法。

1、新一轮产业革命的核心是智能制造

我们看看德国是怎么认识4.0的。

德国总理默克尔曾说，目前90%的创新在欧洲之外产生，欧洲不能错失下一代工业技术变革。

德国副总理兼经济能源部长说，德国非常忧虑的一件事是，德国企业的数据由美国硅谷的四大科技把持，不仅德国，整个欧洲对于错失互联网的机遇都有一种深深的忧虑，有一种挫败感。

德国机械协会（VDMA）主席今年6月在日本参加一个活动时说，德国和日本应携手应对中国的挑战。

德国信息技术、通讯、新媒体协会工业4.0部部长也说，不仅仅亚洲对德国工业构成竞争优威胁，美国正通过各种计划应对“去工业化”，加快先进制造业发展。

当然，他们也看到了未来产业发展的机遇，并提出要抢占新一轮产业竞争尤其是制造业竞争的制高点。

德国联邦教育和研究部国务秘书说，工业4.0要提供一个在技术和组织上适应中小企业需要的解决方案。

换成中国一部电影名字，就是在德国迈向工业4.0的道路上，德国中小企业“一个都不能少”。

通过和德人各界交流，我们可以体会到德国人对于新一轮产业革命的三种意识：

危机意识、机遇意识和抢占制高点的意识。

他们看到了新一轮技术变革中，德国ICT、互联网等新兴产业发展的巨大挑战，也看到了新一轮技术革命中德国传统优势的强化和新优势的形成，新的市场机会正在形成。

德国也有意志和决心在新一轮变革中掌握发展的主导权，并重塑竞争优势。

这些认识和判断已经在德国联邦教育与研究部、联邦经济和技术部2013年4月发表的《保障德国制造业的未来——关于实施工业4.0战略的建议》中有清晰的表述。

对于什么是工业4.0，我们可以从企业的角度或政府的角度，技术变革的角度或产业经济的角度，传统企业的角度或ICT企业的角度，发达国家的角度或新兴工业国的角度来观察和认识，可以有很多观察、解释和认识的维度。

综合各方面的理解，我看是不是可以通过5个方面来认识工业4.0到底是什么。

具体来说，工业4.0是互联，工业4.0是数据，工业4.0是集成，工业4.0是创新，工业4.0是转型。

第一，工业4.0是互联。

我们在和西门子、博世和蒂森克虏伯的专家在交流时，他们都强调，工业4.0的核心是互联，工业4.0的核心是连接，要把设备、生产线、工厂、供应商、产品、客户紧密地连接在一起。

更具体讲，一是设备和设备的互联：

单机智能设备的相互连接，实现智能生产线、智能车间，再到智能工厂;

二是设备和加工对象的互联，正如德国总理默克尔在2014年汉诺威工博会上所讲的，零件与机器可以进行交流。

三是所有制造系统、设备与人的互联，所有的装备、软件、硬件、网络都是围绕如何提升人的效率、为人更好的服务这一主线，虚拟物理空间（CPS）等新概念也是实现人与智能制造系统交互窗口和界面;

四是万物互联（IOE），当然这个概念不仅德国人在讲，美国人也在讲，尤其是思科,所有产品都将会成为一个网络终端。

第二，工业4.0是数据。

我们可以来想象一下，当传感器无处不在，智能设备无处不在，智能终端无处不在的时候，连接无所不在的时候，其必然的结果就是数据无所不在。

产品的数据、运营的数据、管理的数据、供应链的数据、研发的数据等等，信息化带来了海量的数据。

这些数据跟过去有什么不一样?

最根本的区别在于数据的及时性、准确性和完整性。

我们不去讲小数据，也不讲大数据，我们讲数据本身最基本的特征：

及时性、准确性、完整性，它带来了更精准、更高效、更科学的管理、决策，带来更高的研发生产效率以及更低的运营成本。

这是智能化水平的不断提升，以及网络、链接和传感的无处不在共同导致的必然结果。

第三是，集成。

集成不是一个新的概念，10年前，我们讲信息化的时候都会讲到集成，讲到纵向集成、横向集成和端到端的集成。

2008年以来，我们在开展两化融合管理体系评估的时候，先后对国内29个行业共3万家企业的两化融合水平进行了评估，把企业的信息化分成4个阶段：

基础阶段、单向应用、综合集成以及融合创新。

我们明确提出了5个方面的集成：

研发设计和制造的集成、管理（ERP）与工厂设备控制的集成、产供销的集成、财务和业务的集成，以及企业战略决策的集成。

当时还提出一个概念，叫做企业信息化集成应用陷阱，我们都知道中等收入陷阱，在这里把这个概念借过来，想表达的是这样一个意思：

企业信息化集成应用是一个门槛，你要跨过这个门槛是很难的，但是你真正跨过去以后，就会获得更多的收益。

德国人在工业4.0也在三个集成：

纵向集成，指的是研发、设计、生产、制造、运营、管理、服务等所有的环节集成;

横向集成，指的是是一级供应商、二级供应商，以及销售商信息的无缝对接;

所谓端到端集成，则是产品全生命周期维度的概念。

第四，工业4.0是创新。

这个创新是全方位的创新，从技术创新、产品创新，商业模式创新到组织架构创新无所不包。

第五，工业4.0是转型。

从规模化生产向大规模定制、个性化生产的转型，从生产型制造向服务型制造的转型，从要素驱动向创新驱动的转型。

关于规模化生产向个性化定制转型，我记得美国著名经济史学者钱德勒《规模经济与范围经济：

工业资本主义的原动力》，把产业革命的动力归结于规模经济和范围经济。

站在今天的视角来看，第一次、第二次产业革命主要驱动力来自于规模经济，信息技术的广泛普及和深度应用带来了个性化定制、服务型制造、全生命周期管理，这些都是范围经济的表现。

从经济学视角来观察，前两次工业革命的驱动力在于规模经济，而第三次工作革命驱动力在规模经济继续发挥作用的同时，范围经济在发挥更大的作用。

规模经济与范围经济来源本质不同在于，范围经济主要来自于企业资产的通用性，而在企业资产中，只有那些信息资产、知识资产，专利、技术、品牌、渠道、客户资源等无形资产具有通用性特征，这是构成企业竞争新优势的重要来源。

以上就是我对“工业4.0”的理解。

如果我们再去看美国企业提出的产业互联网，我们可以看出来，其侧重点有所不同，它最本质的东西是一样的，即就是智能制造。

我们所说的智能制造是一个广义的定义，不仅仅是指智能制造装备，而是包含有5个方面。

一是产品的智能化。

即是把传感器、处理器、存储器、通信模块、传输系统融入到各种产品中，使得产品具备动态存储、感知和通信能力，实现产品的可追溯、可识别、可定位。

有人说，90后是互联网的“原住民”，60后、70后是互联网的“移民”，还有部分同志是互联网的“边民”，被边缘化了。

我想说，对于“物”也是一样的。

计算机、智能手机、智能电视、智能机器人、智能穿戴是物联网的“原住民”，这些产品诞生的时候就是一个网络终端;

传统的空调、冰箱、汽车、机床、风机等是物联网的“移民”，这些产品正排着队联接到网络世界。

专家们估计到2020年这些物联网的“原住民”和“移民”加起来将超过500亿个。

这个进程将持续10年、20年甚至50年的时间。

产品的智能化有三个最基本的特征：

普适性、渐进性、颠覆性。

但它给每一个企业提出一个富有挑战性的问题，企业的产品会在什么时间、以什么样方式实现智能互联，成为一个智能产品?

二是装备的智能化。

从单机的智能化到智能生产线、智能工厂、智能制造，就是智能化的装备通过企业和企业之间的互联互通所带来的。

企业生产环节的竞争优势将更多来自于基于智能生产线的竞争优势。

三是生产方式的智能化。

主要是生产方式的现代化和智能化。

个性化定制、极少量生产、服务型制造以及云制造等新业态新模式，其本质是在重组客户、供应商、销售商以及企业内部组织的关系，重构生产体系中信息流、产品流、资金流的运行模式，重建新的产业价值链、生态系统和竞争格局，它带给人们的启示是，企业需要不断思考我是谁、我在哪里、我的边界在哪里、我的竞争优势的来源在哪里、我的价值在哪里等这样一些基本问题。

四是管理的智能化。

随着纵向集成和横向集成的不断深入，企业数据的及时性、完整性、准确性不断提高，必然使管理更加准精确、更加高效、更加科学。

这是管理领域的革命。

五是服务的智能化。

个性化的研发设计、总集成、总承包等所有新服务