中国制造企业如何向工业4.0迈进

张亚男



中国制造企业如何向工业4.0迈进

张亚男

摘要：我国五中全会强调要将我国建设成为制造强国，借助《中国制造2025》，构建我国制造产业格局，在工业强基工程的助推下，实现中国制造企业与工业4.0时代的有效对接。2014年，德国工业4.0广受中国制造企业关注，工业4.0主要是基于信息物理网络，以智能化生产及智能化工厂为依托，达到横纵向及端与端的高度集成。本文围绕工业4.0前景，就中国制造企业迈向工业4.0时代进行分析探讨。

关键词：制造企业工业4.0升级转型思考

在“十三五”规划布局下，中国制造企业面临着与工业4.0对接的美好前景，但要进入制造工业4.0模式，作为中国制造企业而言，应致力于企业的转型升级。根据IDC分析预测显示，2015年到2016年，工业4.0这一概念覆盖及传播范围将实现由大型领导企业向我国中小企业及传统、高端制造企业的广泛扩展[1]。在此背景下，中国制造企业如何顺利实现工业4.0愿景，就值得探究思考。

一、工业4.0基本概述

（一）工业4.0概念起源及含义

工业4.0这一概念及早期实践探索主要源于德国工业领域，德国工业4.0是基于互联网等信息技术，通过在工业生产、工业装配、工业物流、工业销售及工业售后等多个环节采用物联网、大数据、云计算等技术形式，将工业生产的效率得以提升，并将工业生产耗费的成本量加以降低，最终达到工业柔性生产。工业4.0倡导及强调智能化生产及智能化工厂，高深度及高精度的自动化及智能化也可视为工业4.0的主要特征。

作为中国制造企业而言，其尚处于工业2.0及工业3.0时期，要向工业4.0时代迈进，首要前提是要循序渐进完成工业3.0的预期目标及要求，在制造企业的一些核心技术及重要元器件的研发上要以开发及保有自主知识产权为发展方向，在此基础上，再寻求工业4.0的突破及对接。

图一 工业4.0技术支撑

（二）工业4.0的基本内涵

工业4.0主要是对工业2.0及工业3.0的改进和完善，既认识到工业2.0及工业3.0带来的生产率提升这一突出优势，又看到了工业2.0及工业3.0对环境及资源的消耗和破坏。而在信息技术，尤其是计算机技术、物联网技术及大数据，云计算技术的辅助下，工业制造器械的自动化及智能化程度愈来愈强，工业生产及管理的数字化趋势日益明显，这就给工业生产的环保化、定制化及高深度智能化提供了平台条件。从工业4.0的基本内涵上看，其主要包含以下两个方面：

首先，工业4.0侧重于提升工业2.0及工业3.0的智能化水平，其首要内涵就是工业制造生产的环保化及高智能化。工业4.0的高智能化及环保化主要体现在工业制造中的智能工厂上，智能工厂是针对工业制造的精细化及个性化需求，通过提高工业批量生产的效率，节省工业批量生产的成本支出等途径，使工业制造企业能够生产出质量更优、精密程度更高、定制化色彩更强的工业产品。工农业4.0的环保化，也可称为绿色化，主要是指工业制造企业生产产品及生产流程遵循全寿命周期，在工业制造企业生产中实现能耗最低、环境破坏最小、产品可回收利用水平最大化的效果，从而使工业4.0的可持续特征更加突出鲜明[2]。例如，在工业4.0背景下，可以将工厂建在最佳交通半径内，一方面节省工厂员工上下班的时间，另一方面可以在绿色花园工厂环境下，达到工业制造生产与周边自然环境的和谐共存。

其次，工业4.0依托于网络信息技术及物联网等新兴技术，还具备了工业生产的动态化、远程控制化及自由化等特征，这就使工业4.0相对于工业2.0及工业3.0，在能源节约及各类生产成本的控制上更加突出，避免了工业3.0时代，工业制造生产过于集中而引发的能源及人力过高消耗等问题。从工业4.0的技术构成及生产流程来看，其利用物联网、云计算、智能操作终端的程度及频率日益加深，是在对信息技术加以深度挖掘使用的基础上，使制造企业的生产过程兼具了实体生产及虚拟控制的特点，这就给制造企业生产的人力资源与设备资源的分工分隔奠定了基础。工业4.0趋势下，不仅制造企业人力资源与设备之间能够实现远距离操作及通信，生产设备与生产设备之间也能够经由通信技术及控制技术的辅助，实现设备之间的互相沟通及高度集成，从而构成制造企业的柔性及动态生产，在融合了工业制造企业生产调度指挥中心、生产制造信息化机床设备、生产物流及装配等资源后，最终探索得出一种生产效率更高、资源使用更节省、人力资源使用管理更人性化的工业制造生产流程。

图二 工业4.0制造企业智能化工厂及可持续生产流程示意图

二、中国制造企业向工业4.0迈进的相关思考

从中国制造企业发展实践及面临的发展瓶颈来看，一方面，受劳动力成本上升等因素影响，我国制造企业在劳动力优势上逐步下降，这也客观上要求我国制造企业应尽快向工业4.0迈进；另一方面，中国制造企业在智能化程度上还有待进一步提升，在制造企业生产过程中，生产资源利用及生产内外部环境方面协调方面也暴露出一些问题，制造企业升级转型势在必行。在工业4.0的美好愿景下，如何促使我国制造企业平稳顺利地迈入工业4.0时代，应从以下几方面加

以思考及改进：

（一）充分利用及挖掘我国通信技术及信息技术的潜力，找对工业4.0的入口

从我国通信技术及信息技术的发展来看，其在技术水平，基础设施配置等环节都有了大幅度的完善和提升，经由通信技术及信息技术发展而做强做大的第三产业，如网络购物等服务业也取得了较为瞩目的行业成绩，这就给中国制造企业给出了有益启示：要在传统制造企业中，将制造工业化与信息化加以深度整合，使传统制造企业能够在物联网技术、云计算技术及大数据分析技术的推动下，实现生产范围及销售范围的拓展，为制造企业的升级转型做好铺垫。

通信技术及信息技术是工业4.0的基础，但工业4.0并不单纯等于工业的数字化、智能化生产和工业制造企业信息水平的提高，而是要与我国制造企业的经营模式、发展定位及企业价值链保持吻合[3]。作为中国制造企业来说，其应在对制造行业个性化定制及柔性制造趋势加以把握的基础上，着力升级优化制造体系，使企业经营发展能够与工业4.0的柔性制造特征有机匹配。

（二）确立高级化制造目标，对制造企业的产业链进行改进升级

中国制造企业从总体上看，其产品及产业的技术含量及附加值普遍不高，相比于制造强国，如德国，日本等，我国制造企业在制造目标及产业链上都处于较低的层次。工业4.0给制造企业升级提供了契机，作为中国制造企业来讲，其应注重对自身的产业链进行改进和升级，将产业链由单一的下端加工生产及组装提高到零件、材料及部件的高端化生产研发，从而使我国制造企业能够在产品的技术含量及附加值上实现由低到高的逐步提升[4]。例如，作为我国芯片制造企业而言，其在制造目标上要实现由芯片的封装向芯片的晶圆加工及芯片开发过渡，以拓展制造企业目标市场，为芯片制造企业与工业4.0的对接奠定基石。

（三）细分步骤，逐步推进中国制造企业向工业4.0迈进

首先，制造企业应依托网络信息技术，选取制造企业目标客户进行针对性的营销，可通过企业的门户网站，使客户的购买及利益诉求得到最大化地满足。以刀具制造企业为例，在进行企业网站建设时，可以在进行产品介绍的基础上，对刀具制作的模型和图纸提供相应的阅览及下载服务，充分发挥企业网站在营销环节的作用，此为制造企业与工业4.0衔接的第一步骤。其次，要秉持制造产品全寿命周期服务的理念，一方面满足制造企业用户的个性化需求，另一方面对制造产品的具体使用及售后服务进行动态跟踪及指导。第三，制造企业要致力于转型升级，通过构造智能化、环保化、自动化、数字化的绿色花园工厂，在提高生产效率的同时，减少制造企业的能耗。例如，电子设备制造企业通过设置数字化编程控制器，打造生产及研发的数字化工厂，可以实现制造企业人力资源成本与产品资源回收利用的双重优化，进而实现制造企业中期及长期发展战略规划，为制造企业与工业4.0的平稳对接提供保障。

三、结语

毋庸置疑，工业4.0模式是我国及全球制造企业发展的必经模式，也是我国制造企业在“十三五”战略规划期间实现企业转型升级的重要指导思路。在与工业4.0进行对接的过程中，中国制造企业要立足自身实际，在充分借助物联网、云计算、大数据等技术的基础上，着重提高企业价值链及产业链高度，在升级转型中逐步进入工业4.0时代。

参考文献：

[1]林伟立,徐斌.新经济形势下中国中小制造企业的发展路径研究[J].现代工业经济和信息化,2015,(14):8-9+12

[2]王彬雪.工业4.0时代“中国制造”应如何转型[J].艺术科技,2015,(7):253+255

[3]刘拓.向中国制造致敬[J].家用电器（绿色家电）,2015,(4):2-5

[4]闵连星,刘人怀,牟锐等.产品市场竞争、组织资源与中国制造企业服务化转型[J].西南民族大学学报（人文社科版）,2015,(6):128-132