迎接工业40备战第四次工业革命.docx

1、迎接工业40备战第四次工业革命迎接“工业4.0”：备战第四次工业革命西方文明已经见证了历史上的三次工业革命，这三次革命可谓工业发展进程中里程碑式的重要节点，也彻底改变了西方国家的经济发展模式与社会发展状况。第一次工业革命大大提高了人类对水电、蒸汽动力的利用水平，机械工具得到广泛开发，推动了生产力的快速发展；第二次工业革命时期则开始广泛应用电力，各种新技术、新发明层出不穷，并迅速应用于工业生产，经济又一次得以迅猛发展；而第三次工业革命则是一场涉及诸多领域的信息技术革命。科技技术的革新推动了社会经济、政治、文化的变革，也影响了人类生活方式和思维模式，促使人类社会生活和人类现代化走向更高的境界。事实

2、上，第四次工业革命已蓄势待发，这一次，我们将实现物理实体与信息网络的无缝融合，届时互联网将结合智能机器、生产系统以及生产流程，形成一个复杂型网络，现实世界正在转型成为一个巨大信息系统，“工业4.0”也将成为人类工业发展进程中的又一重要转折点。“工业4.0”时代的崭新行业全景图“工业4.0”概念以智能制造为主导，将虚拟数字系统与实际工业生产进行有效融合，全面打造新工业世界，因此“工业4.0”也被视为继工业自动化、电子化、信息技术之后的第四次工业革命。不同于以往“物联网”、“制造家运动”等概念，“工业4.0”强调一致的数字化，强调各生产系统中所有成分通过网络实现互联，形成更智能的数字生产网络。那么

3、在应用“工业4.0”的时代，新工业全景又会呈现出哪些特点呢？信息物理融合系统与市场在今天，IT系统已经是生产系统的重要组成部分。然而在工业4.0时代，这些系统将会更多地互联子系统、生产流程、内外部对象、供应商以及客户网络。届时将在精细化的标准下，围绕机器、存储系统以及供应商来特别打造IT系统，并由此形成信息物理融合。这些新技术将使得整个价值链都能灵活地更换机器，这也意味着制造业的生产流程能在很短的时间内做出改变，这将充分保障整个行业的高效生产。智能机器人与智能机器在第三次工业革命时期，机器人就已经开始取代工人。自2004年起，那些开风气之先的供应商已着手开发大量多用途工业机器人并投入制造业使用

4、，如今这一开发数字足足增加了一倍。在捷克、匈牙利等国家，智能机器人的发展令人印象深刻。未来的机器人将变得更为智能，它们能自我适应、交流和互动。这意味着在“工业4.0”时代，许多公司的生产效率将会有质的飞跃，从成本结构、技术蓝图，再到生产基地，智能机器人不再是从简单的工作流程方面取代工人，而是与人们肩并肩，通过智能传感的人机界面与人互动。智能机器人与智能机器可以广泛运用到各个功能环节：生产、物流、办公管理（分发文档等），同时也能被远程控制。从工作时长的角度来看，机器可以24小时全天候工作，智能机器的使用将避免人们夜班换休，避免不必要的产能过剩。大数据大数据通常被称为21世纪的原材料，企业可用的数

5、据量平均每1.2年就增加一倍。未来企业将生产大量需要被保存、处理以及加以分析的数据，在“工业4.0”时代，处理这些数据的手段将大大改变。保证网络安全性、处理大数据和挖掘云计算的潜力等等都将创造出更多的创新手段来更好地利用信息。新互联性在“工业4.0”时代，数字世界和物理世界是联通的。机器、工作部件、系统以及人类会通过互联网持续地保持数字信息的交流。整个生产过程由于各个环节的互联性而变得非常容易，比如一台机器能即时获悉另一台机器在生产某个零部件，而配套的传输机器以及物流供应机器也能即时获知，机器能自动适应生产环节，还能调整生产部件以配合产品系列等等。想象一下：一个产品生产完毕后能自行通知传输机器

6、来领取，还可以自动发送一封电子邮件到订购系统告知“我的生产已完成，请准备递送”。这种互联性还能有效安排生产时间表，对机器生产力进行最优化的配置。能源利用率与分散型控制模式全球气候变化和资源稀缺的大趋势对“工业4.0”的应用方有着很大的影响。这些大趋势将充分利用资源分散型控制，同时也促进制造业使用碳中和技术。利用可再生能源对企业来说更具有经济上的优势。在未来，可能将会有很多生产基地开始生产自己的能源，这反过来对它们的基础设施供应商也会产生影响。除了可再生能源以外，分散式小型核电站也将用于研究为用电集约型工业提供电力，并以此节省大量能源。虚拟工业化再也没有什么比在一家现有工厂的基础上进行改造或开发

7、一款新产品更难的了，无数小时的磨合、试验、前系列测试等等，不仅需要高素质的人员配备，还有超乎想象的成本超支。而“工业4.0”能使用虚拟设备和产品来为实际生产做准备。每道工艺都可进行虚拟的模拟与验证，只有当物理映射完成以后即所有的软件、参数、数字矩阵都已上传至控制生产的物理机器，才能由此确定最终的解决方案。“工业4.0”可以说为制造型企业的生产流程带来了全新而彻底的改变，同时也形成了一个新概念：“工厂4.0”。“工厂4.0”给出了微观经济下具有全球互联系统的企业概况，如图1所示，在工厂外部，我们看到一个4.0供应商网络、未来资源、新客户需求以及满足他们的方式；在工厂内部，我们则能看到新生产技术、

8、新材料及新的存储方式、加工以及分享数据等等。“工厂4.0”的理念中，工厂将从供应商、客户、以及公司本身采集数据并在实际生产前先行进行评估，过程中将大量运用传感器、3D打印以及下一代机器人等新技术手段，由此可以保证生产过程可以实时进行调试、校准、设定到其最佳效果。调整战略：“工业4.0”时代的全新游戏规则面对即将发生深刻转变的行业前景图，这种转型对我们究竟是机会还是威胁？答案是：两者都是。在这一次工业革命中，老牌厂商们毫无疑问将或多或少地改变他们的组织架构、生产流程以及生产能力以适应转变，随之也有可能会涌现出一大批带着新商业模式的竞争者。就好像互联网和移动电话一样，它们的成功并不仅仅因为它们是新

9、生事物，而是因为它们崛起的背后紧跟着社会变革。互联网作为一种技术并没有发明社交网络，而是由于互联网的发展，社交网络籍此成长了起来，同时又促进了互联网更进一步的完善。“工业4.0”也正是如此，我们可以预见它所带来的新生事物将改变整个工业的游戏规则，届时，不同行业将以不同的速度接受各种程度的改变，我们总结出以下跨行业的6大挑战点：个性化输出、本地化生产以及大规模定制。“工业4.0”给生产过程带来的自由度与灵活性，使得为细分客户生产定制产品成为可能，同时，数据传输实现的本地化生产，也能简化产品配送流程。我们可以想象，将来3D打印的应用范围会日益扩张。2012年，3D打印及相关服务的市场已经上升至16

10、亿欧元，预计到2017年，这一数字将升至44亿欧元。3D打印可以说是在高成本国家进行生产的经济型选择，而在特殊情况下，对劳动成本不敏感的3D打印也能完成所需的个性化定制。生产过程：网络化制造与集群动态。届时，企业将分布在不同的地点分别运营，供应商群则会相对小面积地集中以帮助创意流动。其中，我们将会看到一个称为“工业民主”的现象，这意味着信息与物理世界的界限不再那么分明，对于一些特定地区的小规模企业来说，它们进入市场的门槛降低，而一些非常注重市场的企业将会受到影响。甚至企业可以在不建造完整工厂的情况下，将具有自主制造能力的可移动单体直接配送到目标地区进行本地化生产，这种革新很大程度上会影响新兴市

11、场的工业外商直接投资和本地化需求。商业模式：价值链碎片化。在未来制造业的网络里，很重要的一点在于价值链的碎片化，就好像音乐、媒体行业，很快我们就能看到数以万计的小型竞争者因为入门门槛低而加入战局。这对企业来说，就必须考虑应当如何重组他们的价值链来争取高利润点，是设计？流程处理？还是专业客户数据处理？基于“长尾理论”，我们完全有理由相信，新的商业模式将会崛起。竞争格局：行业与行业的边界开始融合。传统行业之间的界限变得模糊，工业与非工业之间的界限也会模糊。在“工业4.0”时代，高质量的数字服务、自动防故障设备以及全面的数字基础建设将成为重点，由此可以预见，IT/电信行业将与传统制造企业更紧密地衔接

12、在一起。最近的一个例子：谷歌正进军生物技术领域，着手研究治疗因老化而产生的疾病。就现在而言，物理机/模具供应商可能通过他们的客户收获了最大一块利润，但是到了信息物理融合的世界，这些供应商将失去其重要性，取而代之的是传感器、IT和软件类供应商的崛起。技能：跨界思维是关键。“工业4.0”时代的主导技术将会是IT、电子以及机器人技术，但是其他知识领域也将成为重点，比如生物科技和纳米技术。届时，企业必须同时具备技术技能和社交技能，并从原来的生产思维转向设计思维。跨文化的复合型专业技能才能保证可持续的网络环境下的工作。全球化：“轻足迹”的管理模式。不同于现在的全面型全球格局，未来的全球化更倾向于集中在选

13、定的热点上。企业不一定再需要维持庞大的生产基地，而是选择传输数据进行本地化、小规模的生产方式。企业的组织架构管理也会倾向于更分散控制的灵活的模式。快速行动：“工业4.0”时代欧洲各国的反应对于即将来临的“工业4.0”时代，欧洲各国应对程度各有不同。按照各自的经济与行业发展状况，可大致分为4个主要群体。第一类“领跑者”，如瑞典、奥地利和德国，它们通常具有良好的工业基础以及非常现代化、前瞻性的企业条件和技术；爱尔兰则是一个比较特殊的国家：好几个大型医药生产商构成了该国相对不算很高的GDP，使得爱尔兰反而成为制造业的冠军，同时，该国也具备大型的IT服务基础。这类国家是“工业4.0”的积极响应者和推动

14、者。第二大类为“传统主义者”，如斯洛伐克、斯洛文尼亚、立陶宛等国，主要分布在东欧。迄今为止，这类国家态度相对保守，很少有采取措施推动工业发展进入下一个时代。还有一类我们称为“犹豫派”，集合了欧洲东部及南部的一些国家，如意大利、西班牙、葡萄牙、爱沙尼亚、波兰、克罗地亚等国，这些国家比较缺乏可靠的工业基地，其中很大一部分还面临较为严重的财政问题，尚无能力支持工业更进一步的走向。最后一个群组是“潜力派”，代表国家有英国、法国、比利时、丹麦、荷兰等。事实上，在过去的几年中，这些国家的工业基地已经逐渐削弱，但是从企业层面来看，却呈现出非常现代化和创新的思维模式，它们只需找到正确的方法来发掘其潜力，前景还

15、是颇为可观的(见图2)。在2012年，欧盟委员会曾经制定过一个大胆的目标，即到2020年为止，制造业占欧洲整体GDP的份额要从15%上升至20%。就目前的情况而言，这个目标显得挑战性过大，因为发达制造业经济体如德国、波兰、奥地利已经无法再促进新一波份额提升，基于此，目标达到20%的这一重任将不得不落实到法国、英国等国。达到20%的份额意味着欧洲需要创造高达5000亿欧元的价值以及600万个工作机会（假设现有GDP增长与通货膨胀水平一致），这个数字几乎是目前法国工业规模的2倍，对于这些数十年工业已经逐渐减弱的国家而言，在短短不到7年的时间要大幅度重振制造业几乎是不可能的。据估计，欧洲国家需要尽快

16、采取行动，推动“工业4.0”，才有望在2030年实现这个目标。目前，欧洲的工业投资水平较欧元贬值水平低300亿欧元，这意味着资产正在缓慢地贬值。要在2030年前实现目标，欧洲企业必须保持每年投入约900亿欧元的水平来产生必须的附加值，在未来15年内，这个数字总计达到1.35w万亿欧元。对于欧洲国家的水平来说，这个投入并不是太大，且远远低于欧洲政治方面的诸多投资，比如对于负债成员国的救市计划等等。未雨绸缪：中国的“工业4.0”时代何时到来？“工业4.0”的概念对中国来说可谓全新事物，它在中国的落地和传播主要是通过2011年的汉诺威工业博览会。大量参展的中国企业、政府和协会代表正是在这届举世闻名的

17、博览会上了解到了“工业4.0”的理念，并第一次亲眼目睹在这一理念下由多家德国领先企业联合开发的智能工厂的初始模型。愿景：“工业4.0”一定是中国制造业的大方向罗兰贝格通过协会、企业专家了解到，中国政府和业内人士都非常赞同“工业4.0”所代表的互联智能制造是未来制造业发展的大趋势。在中国业内专家们看来，“工业4.0”的提出是为了适应数字化、智能化、网络化的全球大环境的最新发展趋势，拉动传统制造向智能制造方向升级，从而满足未来市场更快速、更个性化的需求响应。“工业4.0”在生产模式和制造技术等不同层面都对传统工业提出了新的挑战，要求从过去的“人脑分析判断+机器生产制造”的方式转变为“机器分析判断+

18、机器生产制造”的方式，大大削弱了人的介入。尽管西方发达国家由于面临比中国更严峻的劳动力短缺、人工成本高昂等挑战，更加迫切地希望发展智能制造，但只要中国的经济实力再继续快速发展，中国在全球制造业当中扮演的低成本制造的角色将很快被非洲、东南亚等欠发达国家取代，并进而面临和西方发达国家一样的境遇。因此，长期来看，中国制造业也必将朝着这个方向发展。事实上，中国在多年以前就已经开始关注智能制造。2012年工信部发布的高端装备制造业“十二五”发展规划当中就已经明确将智能制造装备产业“十二五”规划列为两个子规划之一，提出到2015年，产业销售收入超过1万亿元，年均增长率超过25%，工业增加值率达到35%。到

19、2020年，要将智能制造装备产业培育成为具有国际竞争力的先导产业，建立完善的智能制造装备产业体系，产业销售收入超过3万亿元。这个规划对智能制造的定义更多停留在以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线的层面，还没有真正涉及制造业和互联网的深度结合，但从理念和方向上与“工业4.0”是完全一致的。现状：中国准备好了吗？但就现状而言，中国的制造业总体上还远远落后于国际领先水平。从宏观环境来看，中国制造业产能过剩问题严重且普遍，据多家第三方机构测算，目前的全行业平均产能利用率只在70%-75%，部分行业甚至低至60%以下。大部分中国本地的制造业企业依然只能在低附加值产品领域竞争，利润微薄

20、，还远没有实现从产品制造商向解决方案提供商的转变。在国家针对性培养的智能制造装备产业，当前仍存在突出问题：技术创新能力薄弱，新型传感、先进控制等核心技术受制于人；产业规模小，产业组织结构小、散、弱，缺乏具有国际竞争力的骨干企业；产业基础薄弱，高档和特种传感器、智能仪器仪表、自动控制系统、高档数控系统、机器人市场份额不到5%。从微观环境来看，大量中国企业还处在“工业2.0”向“工业3.0”过渡的阶段，还没有彻底完成“工业3.0”要求的信息化改造。具体表现为企业内部信息的透明度较差、信息化系统的布置不全面，甚至大量企业流程化管理的改造还没有完成，出现实际流程和标准流程不符，或标准流程太粗，细节操作

21、仍然大量依赖个人行为的情况。即便是那些已经全面完成信息化改造的企业，基础数据的管理仍然较弱。中国企业还没有把如何挖掘大量数据的价值并转化为智能制造的信息基础提上议事日程。因此，从现实的条件来看，中国还不具备实质意义上全面启动“工业4.0”时代的基础。路径思考：三步走迎战“工业4.0”首先，要正确理解“工业4.0”的理念本质是提高传统工业的生产效率，减少能耗，改善产品质量，满足个性化的市场需求，而不是只学习“工业4.0”的表象，认为只要大量投资于智能制造装备和互联网就完成了“工业4.0”的改造。必须承认，中国制造业和德国制造业处在不同的发展阶段，对于中国工业来说，当前的基础任务仍然是必须加快提高

22、行业的内在素质，加强研发能力的建设，加强人员素质的培训，提高质量管控水平，从而提升中国制造在国际市场上的信誉度和品牌认知度，进一步缩小与发达国家同行之间的差距。其次，要鼓励领先的制造业企业积极大胆采取实际行动，探索“工业4.0”的发展，尤其是在部分具有国际领先水平的细分行业，如发电设备制造业、输配电制造业等。“工业4.0”是制造产业和信息产业的结合，但我们认为核心还是制造业，信息化技术只是手段。国际领先企业已经应用“工业4.0”的理念开发出远程诊断、智能预测维护等新的产品和服务，并在中国市场上逐步开始推广。在矿山机械、农机等行业，预计这些新产品和服务会有很好的市场前景。比如大全集团研发成功特高

23、压直流变压器的数字化监控技术，可被应用于未来的输变电远程控制。领先企业的大胆实践应该得到充分的鼓励和支持。最后，政府、协会、高校、研究院等相关利益方应该在坚持市场化的原则下共同努力引导中国工业向4.0的方向发展。西方发达国家提出“工业4.0”是为了满足未来的市场需求，为客户创造价值，而不是为技术而技术。中国也必须以市场化的思路来推动“工业4.0”时代的发展。政府可以在制定产业标准和规范方面发挥更大的作用，并通过合理安排价值链上下游的税收来引导产业的发展方向，但不能强制要求或规定企业的竞争行为，更不能差异化对待不同的竞争主体。行业协会可以为政府的决策提供更好的支持，并通过全行业的培训和交流，引导企业向“工业4.0”的方向发展。高校和研究院应该更多地和企业联合，通过产学研的贯通来帮助企业更好的实现“工业4.0”的解决方案。人无远虑，必有近忧。中国制造业在现阶段必须加快提升产品基础质量和掌握核心技术，但这与发展“工业4.0”并不矛盾。所有的中国企业都应该积极关注“工业4.0”，秉承这一理念来演绎下一阶段的发展蓝图。作者吴琪为罗兰贝格大中华区执行副总裁