中国如何发展“工业4.0”

刘青华

（华晨宝马汽车有限公司，辽宁 沈阳 110143）

“工业4.0”概念从引入到我国，经过一段时间的发酵，变成了一个十分热门的话题。德国作为一个制造业发展先进的国家，在装备制造业拥有丰富的经验，这对于我们进行工业升级具有很好的借鉴意义。但是，在利用这些发展经验时还有以下几点需要明确。

（1）需要明确“工业4.0”概念提出的背景。“工业4.0”是德国工业发展到一定阶段，出于自身的发展要求应运而生的。即使在德国这仍然是处于初步推广阶段，可以说是德国对于工业未来发展方向的一个愿景，并没有得到大范围的推广。尽管有一些大型的企业，如西门子等公司建立了智能示范工厂，但也是仅此而已。甚至在中小企业中这个概念并没有得到一个广泛的认同，因为目前他们对于工业信息的互联需求并不强烈。其大部分设备已经实现了工业生产的电气化、自动化，甚至有些生产设备具备一些互联互通的功能。但是对于“工业4.0”所描绘的蓝图并没有迫切的需求。因此即使是在德国，“工业4.0”也还没有到达全面推广的阶段。认识这一点十分重要，这使得我们对待“工业4.0”的时候会更加理性。

（2）制造业近年来在中国有了快速的发展，尤其是与历史相比已经有了质的飞跃，虽然与美国、德国等国家在横向比较在高端制造业上还有差距，但是我国在中端机电产品上在世界上占有重要的地位。我们应该看到，中国在近年来对制造业有很大的投入，对于工业设备的数字化、信息化都有了一些基础。在另一方面，我国网络信息技术上有很大的进步，例如在电商购买了商品，购买后可以在APP上看到所购买商品的物流信息，甚至可以看到物流的大概位置。当然，这个位置是电商根据物流信息及大数据收集后计算的大致位置，而不是实时的具体位置。但是这就是未来“工业4.0”的一种使用场景。想象一下，未来上游零件供应商可以把零件的物流信息通过卫星定位及通讯技术实时传送给制造商，制造商可以根据物流的状态实时监控并根据物流情况调整生产计划，这样就可以在减少物流存放空间的同时提高生产效率，并且这些都是我们节省的成本。所以说，“工业4.0”距离我们并不遥远。

通过以上对比可知，中国的工业发展没有必要沿着德国的发展道路亦步亦趋。因为德国之所以提出“工业4.0”的概念，是出于其对未来发展的战略考虑，想通过这一概念将本已在世界上领先的工业制造业与互联网技术结合，期望凭借其雄厚的工业基础来赢得新一代工业标准系统的制定权，从而确立其在未来的发展优势，进而赢得与其他国家的竞争，保障领先地位。这是德国提出“工业4.0”的初衷。在此还要提到美国，美国与德国不同，在互联网技术要强于德国，所以提出“工业互联网”的概念。这个概念是由GE公式率先提出，其核心是将互联网与机器设备相结合后利用对机器运转的大数据进行分析提升效率。

无论是德国还是美国都是强化已经建立的优势将其他部分与自己的强项联合，从而建立未来竞争的优势。所以对于我国来说，应该承认“工业4.0”或者“工业互联网”的提出都是出于顺应“万物互联”的发展趋势，并且也可以看到发展“工业4.0”可以带来效率的提高。但是我国的国情及发展情况是与德国不同的。并且与德国相比，在互联网行业已经处于世界的前列，所以我们需要做的，就是将在信息产业的优势应用在我国制造业的升级改造中来。探索出属于自己的道路才能把握机会实现跨越式发展。也许这就是我国政府提出“互联网+”的原因。

既然明确了发展的方向，如何做才能让工业4.0与我国国情相适应呢？数字化智能工厂的本质是通过网络使用强大的信息系统来控制具体产品的生产，从而在提高生产效率、产品精度的同时降低生产成本。但是到底如何提高效率降低成本呢？主要是智能生产可以让生产更加灵活。因为通过信息将机器和机器连接起来，减少生产对人的依赖，提高生产的精度及产品的合格率；将客户、经销商与生产线、物流联系起来提高利用率减少物流存储的消耗。以前，在企业中尤其是在一些装配制造行业，产品从立项到设计、生产、样品实验、到形成量产是一个较长的周期。这种方式在之前可能没有问题，因为在以前产品是厂家主导的，产品的生命周期比较长。也就是说生产时单一型号、大量生产。但是随着时代的发展，用户的需求也发生了变化。需求已经变得更加多样化，这些需求为产品生产带来了巨大的变革，生产模式由单一品种大批量变为多品种小批量，并且需要快速切换来应对用户带来的挑战。

这些场景，都是对未来工业生产模式的一个愿景。但是，当前在这个变革的时代应该如何去做呢？这就需要在规划新的生产设备时以“互联互通”思想来指导我们。毕竟产品生产企业和新兴的互联网企业还是有区别的，生产线升级周期长，要求的可靠性高，这些特性就注定了“工业4.0”是不可能一蹴而就的。尽管目前没有实现“工业4.0”，但是却要以“工业4.0”思想指导设备规划的全部流程中。就是要预留硬件、软件及程序接口，为将来的互联准备好基础。

“工业4.0”本质上是标准——通讯的标准、硬件的标准等，因为设备间、生产厂家与用户需要连接彼此，需要用同一种通讯协议、同一种硬件连接方式，所以如果能手握这些通讯协议或设备标准，那么在未来的竞争中就会占据有利的位置。一方面在产品生产厂家的角度，从新进设备的时候，就要有意识地留出未来通讯的接口，以及思考未来柔性生产的实现方式，而不是只满足目前的需求；另一方面，在自动化行业及相关信息产业厂商努力研发推广自己的产业标准，如果能够凭借广大的市场及产品需求推广这些标准，就能占有未来竞争的先手。因为“工业4.0”有一个概念是物理信息融合系统（Cyber—Physical System，CPS）。从广义上理解，就是一个在环境感知的基础上，深度融合了计算、通信和控制能力的可控、可信、可扩展的网络化物理设备系统，目前在信息产业及通讯产业已经有了相当多的积累，如果更好地利用和增强这方面的优势，就能借助“工业4.0”实现弯道超车。

“工业4.0”适应了万物互联的发展趋势，将为各传统行业带来巨大的效率提升，从中看到了美好前景。但“工业4.0”从战略上看是德国对抗别国竞争的产物，我国不应该被目前的“工业4.0”所束缚。其实无论“工业4.0”还是“工业互联网”或其他概念，不管是以互联网为主还是以制造业为主，其最终的反映的是一个趋势，那就是整合，将互联网、装备制造、物流等领域的跨行业跨领域的一个整合。对于这种未来的发展趋势，首先做到深入研究“工业4.0”的基本理念，从中找到参考和借鉴，学会对制造业各个方面的集成实现对生产原料的灵活配置，达到实现小批量多品种的高度柔性化的自动生产。从中积累经验，装备制造业能够紧跟未来的趋势，因地制宜逐步实现“中国智造”。以应对未来激烈的竞争。我国发布了制造业的长期规划《中国制造2025》，其中也涵盖了相应的应对策略，例如实行五大工程，包括制造业创新中心建设的工程、强化基础的工程、智能制造工程、绿色制造工程和高端装备创新工程。其中有大半的描述都可以在“工业4.0”找到影子。这其中应该已经充分考虑到了未来竞争对手带来的冲击和竞争因素。

“工业4.0”来了，我们应该积极面对，因为CPS，工业互联网等会取代传统封闭的生产制造系统。而我们应该适应趋势，逐步建立标准，以信息融合的思想来面对它的到来。