背(bei)景

“工業4.0” 研究項目由德(de)國(guo)聯邦教研部與(yu)聯邦經(jing)濟技術部聯手資助，在德(de)國(guo)工程院、弗勞恩霍夫協(xie)會(hui)、西門子公(gong)司等德(de)國(guo)學術界和(he)產業界的建議和(he)推動下形成，并已上升(sheng)為國(guo)家級戰略。德(de)國(guo)聯邦政(zheng)府投入達2億(yi)歐元。

德國政府(fu)提出(chu)“工業(ye)4.0”戰略，并(bing)在2013年4月(yue)的漢(han)諾(nuo)威工業博覽(lan)會(hui)上正式推出，其目的是(shi)為了提高德國(guo)工(gong)業的競爭力，在(zai)新一輪工業革命中占領先機。 該戰略已經(jing)得到德國(guo)科研機構和產業界的廣(guang)泛認同(tong)，弗(fu)勞恩霍夫(fu)協會將在其下屬6－7個(ge)生產領域(yu)的研究所引入工業4.0概(gai)念(nian)，西門(men)子公司已(yi)經開始(shi)將這(zhe)一概(gai)念(nian)引入其工(gong)業軟件開發(fa)和生產控制(zhi)系統。 ^[2]

自2013年(nian)4月在漢諾威工業(ye)博覽會上正式推出(chu)以(yi)來，工業4.0迅速成為德國的另一個標(biao)簽，并在全球范圍內引(yin)發了新一輪的(de)工業轉(zhuan)型競賽。

內涵

“工(gong)業4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中，傳統的行業界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。創造新價值的過程正在發生改變，產業鏈分工將被。

“工業4.0為德(de)國提供了一個(ge)機(ji)會(hui)，使(shi)其進一步(bu)鞏固其作為生產制造基地、生產設備供應商和IT業務解決方案供應(ying)商的地位。”德國工程院院長孔翰寧(ning)(Henning Kagermann)教(jiao)授如此評價工業(ye)4.0。

德國學(xue)術界(jie)(jie)和產(chan)業界(jie)(jie)認為(wei)，“工業(ye)4.0”概念即是(shi)以智能制造為主(zhu)導(dao)的第四次工業(ye)革命，或革命性(xing)的生產方(fang)法。該戰略旨(zhi)在通過充(chong)分(fen)利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統—信息物(wu)理系統（Cyber-Physical System)相結(jie)合(he)的(de)手段，將制造業向智能化轉型。 ^[3]

“工業4.0”項目主要(yao)分為三大主題：

一是“智能(neng)工廠”，重點(dian)研(yan)究(jiu)智能化生產系統及過程，以及網絡化分(fen)布式(shi)生產設施(shi)的實現；

二是“智能(neng)生產(chan)”，主要(yao)涉及(ji)整個企(qi)業(ye)的生產物流管(guan)理、人(ren)機互動以及(ji)3D技(ji)術在工(gong)業(ye)(ye)(ye)生產過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)應(ying)(ying)用等。該計(ji)劃將特(te)別注重吸引中(zhong)(zhong)(zhong)小企業(ye)(ye)(ye)參與，力圖使中(zhong)(zhong)(zhong)小企業(ye)(ye)(ye)成(cheng)為(wei)新一代智能化(hua)生產技(ji)術的(de)使用者(zhe)和受(shou)益(yi)者(zhe)，同時也成(cheng)為(wei)先進工(gong)業(ye)(ye)(ye)生產技(ji)術的(de)創造者(zhe)和供應(ying)(ying)者(zhe)；

三是“智能物流”，主要通過互聯網(wang)、物聯網(wang)、物流網，整(zheng)合物(wu)流(liu)(liu)資(zi)源，充分發(fa)揮(hui)現有物(wu)流(liu)(liu)資(zi)源供應方的效率，而需(xu)求方，則能夠(gou)快(kuai)速獲(huo)得服務匹配，得到(dao)物(wu)流(liu)(liu)支(zhi)持。 ^[4]

目標

德國制(zhi)造業是(shi)世界(jie)上(shang)最(zui)具競爭力(li)的制(zhi)造業之一，在(zai)全球制(zhi)造裝備領域擁(yong)有(you)領頭羊的地(di)位。這在(zai)很(hen)大程(cheng)度上(shang)源(yuan)于德(de)國專(zhuan)注于創新工(gong)業科技產(chan)品的科研和(he)開發，以及(ji)對復雜工(gong)業過程(cheng)的管理。德(de)國擁(yong)有(you)強大的設備和(he)車間制(zhi)造工(gong)業，在(zai)世界(jie)信息技術領域擁(yong)有(you)很(hen)高的能(neng)力(li)水(shui)平，在(zai)嵌(qian)入式系統和自(zi)動化工(gong)程方面也有很專業(ye)(ye)的(de)(de)技術，這些因(yin)素(su)共同奠定了德國在制造工(gong)程工(gong)業(ye)(ye)上(shang)的(de)(de)領軍(jun)地(di)位。通(tong)過工(gong)業(ye)(ye)4.0戰略的(de)(de)實施，將使(shi)德國成為新(xin)一(yi)代工(gong)業(ye)(ye)生產技術（即信息物理系統(tong)）的(de)(de)供應國和主導市場，會使(shi)德國在繼續保持(chi)國內制造業(ye)(ye)發展的(de)(de)前提下(xia)再次提升它的(de)(de)全(quan)球競爭力。在社會根(gen)本上(shang)，德國完善的(de)(de)民主法制和知識產權保護，是保障德國制造業(ye)(ye)健(jian)康發展的(de)(de)堅實后盾(dun)，更(geng)是降低社會生產成本、提升效(xiao)率(lv)的(de)(de)真正利器。

面臨(lin)的(de)挑戰

1. 缺乏足夠的技(ji)能來加快第四次(ci)工業革命(ming)的(de)進程

2. 企業的IT部門(men)有冗余的(de)威脅

3. 利益相關者(zhe)普遍(bian)不愿意改變

關鍵點(dian)

工業4.0有(you)一個關鍵點，就是“原(yuan)材料(物(wu)質)”=“信息”。具體來講，就是工廠內采購來的原材料(liao)，被“貼上”一個標簽：這是(shi)給A客戶(hu)生產的XX產品，XX項工藝中的(de)原材料。準確來(lai)說(shuo)，是智能工廠(chang)中使用(yong)了含(han)有信息的(de)“原材料”，實現了“原材(cai)料(liao)(物質)”=“信息(xi)”，制造業終(zhong)將成為信(xin)息產業的一部(bu)分。

商(shang)業模式

商業模式對制造業來說至關(guan)重要。那么(me)，在工業4.0時代，未來制造業的商業模式是什么?就(jiu)是以解決顧客問題為主(zhu)。所(suo)以說，未來制造企業將不僅(jin)僅(jin)進(jin)行硬件的(de)銷售，而是通過提供售后服(fu)務(wu)和其他后續(xu)服(fu)務(wu)，來獲取更多(duo)的(de)附加價值，這就(jiu)是軟性制造。而帶有“信(xin)息”功能的(de)(de)(de)系統(tong)成為硬件(jian)產(chan)品(pin)(pin)新的(de)(de)(de)核(he)心，意味著個性化(hua)需求、小批量定制(zhi)制(zhi)造將成為潮流。制(zhi)造業的(de)(de)(de)企業家(jia)們(men)要在制(zhi)造過程中盡可能多(duo)的(de)(de)(de)增加產(chan)品(pin)(pin)附加價(jia)值(zhi)，拓展更(geng)(geng)多(duo)、更(geng)(geng)豐(feng)富的(de)(de)(de)服(fu)務，提出(chu)更(geng)(geng)好、更(geng)(geng)完善(shan)的(de)(de)(de)解決(jue)方案，滿足(zu)消費者的(de)(de)(de)個性化(hua)需求，走軟(ruan)性制(zhi)造+個性化定制道路(lu)。

工業4.0聯盟

由德(de)國(guo)“工業4.0”研究機(ji)構(gou)、中國相關院所和中德兩國企業組成的青島(dao)中德“工業(ye)4.0”推動聯盟，2月9日在中國(guo)第(di)十一個國(guo)家(jia)級經濟新區(qu)——青島西海岸新區成立，成為(wei)中國首個“工業4.0”聯盟。

2014年11月4日，中國首套(tao)工業(ye)4.0流水第線在十(shi)六(liu)屆中國國際工業博覽會上亮(liang)相(xiang)。 ^[5]

青島中德生(sheng)態園管委主任趙士玉介紹(shao)說，青島中德(de)(de)生(sheng)態(tai)園作為中德(de)(de)兩國共同(tong)建(jian)設(she)的生(sheng)態(tai)型(xing)(xing)、智能型(xing)(xing)、開(kai)放型(xing)(xing)利益(yi)共同(tong)體，中德(de)(de)“工業4.0”推動聯盟在(zai)這里成立十分有意義。“工業4.0”是(shi)大數據革命、云計算、移(yi)動互聯時代背景下，對(dui)企(qi)業進行(xing)智能化(hua)、工業化(hua)相結合的(de)(de)改進升級，是(shi)中國企(qi)業更好的(de)(de)提升和發展(zhan)的(de)(de)一條重(zhong)要途徑。中德“工業4.0”聯盟成立后，青(qing)島(dao)西海(hai)岸新區將投(tou)入1億元(yuan)人民幣對區域內(nei)部分企(qi)業進行(xing)試點(dian)，未來將逐(zhu)步實(shi)現企(qi)業“工業4.0”升級。 ^[6]

發展現狀

工業自動化是(shi)(shi)德(de)國得(de)以啟動工業(ye)4.0的(de)重要前提(ti)(ti)之一，主(zhu)要是(shi)(shi)在(zai)機械(xie)制(zhi)造和(he)電氣工程(cheng)領域。目前在(zai)德(de)國和(he)國際制(zhi)造業(ye)中廣(guang)泛采用(yong)的(de)“嵌(qian)入式(shi)系統(tong)”，正是(shi)(shi)將機械(xie)或電氣部件完全(quan)嵌(qian)入到(dao)受控器件內(nei)部，是(shi)(shi)一種(zhong)特定應用(yong)設計的(de)專用(yong)計算機系統(tong)。數據顯示(shi)，這種(zhong)“嵌(qian)入式(shi)系統(tong)”每年(nian)(nian)獲得(de)的(de)市場效益高達200億歐(ou)(ou)元，而這個數字到(dao)2020年(nian)(nian)將提(ti)(ti)升至400億歐(ou)(ou)元。

有專(zhuan)家預計(ji)，不斷推廣(guang)的工業(ye)4.0將(jiang)為德國(guo)的(de)一些機械和電氣設備生產商，以及多家中(zhong)小企(qi)業(ye)帶來大量訂單。

工業4.0是德國人提出(chu)的(de)概(gai)念，認為制(zhi)造(zao)業未來只能通過智能化的(de)生產創造(zao)價值，即制(zhi)造(zao)本身是創造(zao)價值的(de)。而(er)美國則提出(chu)工業物聯網，以通(tong)用電氣（GE）為代表，注(zhu)重通過(guo)機器(qi)互聯(lian)、軟件及大(da)數據分析，提升生產效率，創造數(shu)字工業的(de)未來。 

工業互(hu)聯網(wang)生態系統的持續拓展基(ji)于Predix以及Predix.io兩(liang)大基礎。其中Predix是(shi)GE面向工業互聯(lian)網的操作系統，而(er)Predix.io支(zhi)持第三(san)方軟件工(gong)程(cheng)師在Predix上構建、部署(shu)并擴展工業互(hu)聯(lian)網應(ying)用，并為(wei)此提供(gong)了安全可靠的開(kai)發環境。自從今年2月份(fen)Predix在(zai)美(mei)國推出以來，全(quan)球已有11000多名(ming)開(kai)發人(ren)員(yuan)采(cai)用該(gai)平臺(tai)進行應用開(kai)發。GE預(yu)計(ji)今年年底Predix在中國推(tui)出(chu)后會有更多開發(fa)者加入。 ^[9]

德國聯(lian)邦(bang)貿易與投資(zi)署專家Jerome Hull在接(jie)受時代周報記者專訪時表示，工業4.0是運用智能去創建(jian)更靈活的生產程(cheng)序、支持制造業的革新以及更好地服務消費者，它代(dai)表著集中生產模式的轉變。

Jerome Hull介紹：所謂(wei)的(de)(de)系統應用、智能(neng)生產(chan)(chan)工藝和(he)工業(ye)制(zhi)造(zao)，并不是(shi)簡單的(de)(de)一種生產(chan)(chan)過程，而是(shi)產(chan)(chan)品和(he)機器(qi)的(de)(de)溝通(tong)交(jiao)流，產(chan)(chan)品來告訴機器(qi)該怎么做。生產(chan)(chan)智能(neng)化在(zai)未來是(shi)可行的(de)(de)， 將(jiang)工廠、產(chan)(chan)品和(he)智能(neng)服務通(tong)聯(lian)起來，將(jiang)是(shi)全球在(zai)新的(de)(de)制(zhi)造(zao)業(ye)時代一件(jian)非常(chang)正常(chang)的(de)(de)事情(qing)。

工業4.0是涉及諸多(duo)不同企業(ye)、部門和領域，以不同速度發(fa)展的(de)漸進性過程，跨行業(ye)、跨部門的(de)協作成為必(bi)然(ran)。同樣是在2013年(nian)漢諾威工業博覽會上，由德國機械設備(bei)制造業聯合會（VDMA）、德國(guo)電氣和電子工業聯(lian)合會（ZVEI）以及(ji)德國信息技術、通訊、新媒體(ti)協(xie)會（BITKOM）三個專業協會(hui)共(gong)同建立的工業4.0平臺正式成(cheng)立。

標準制定

根據德國DE雜志對該問(wen)題(ti)的解釋，“安全”在這里有(you)兩層(ceng)含義：一(yi)方面(mian)，人(ren)們所獲取(qu)(qu)的(de)數(shu)據必須可信的(de)，另一(yi)方面(mian)他們必須具有(you)安全防盜功能，可以免遭外部的(de)竊(qie)取(qu)(qu)或損害，如黑(hei)客攻(gong)擊、間諜。

“誰來保證安(an)全(quan)的(de)(de)數據轉換，這是主要的(de)(de)問題(ti)。包括(kuo)政(zheng)府(fu)、研究人(ren)員和企業在內的(de)(de)所(suo)有人(ren)員都同意，我(wo)們(men)需要有新(xin)的(de)(de)標準來實際有效(xiao)地執行新(xin)的(de)(de)解決方案。”Jerome Hull對時代(dai)周報記者說。

標(biao)準化的缺失(shi)實際上是德國工(gong)業4.0項目推行(xing)過程中所遭遇的另一(yi)個困難。設備不僅必須會(hui)說話(hua)，而且必須講同一(yi)種語言，即(ji)通向數(shu)據終端的“接口”。

德國正致力成為(wei)這(zhe)個(ge)標準的制定者(zhe)和推廣者(zhe)。德國總理默克爾認為(wei)，德國可成為(wei)工業(ye)4.0標準(zhun)的推動者，并在(zai)歐洲甚至全球推行這些(xie)標準(zhun)。

德國官方并沒有透露這些標準(zhun)的相關內容，但據悉，標準(zhun)的制定工(gong)作正(zheng)在緊(jin)鑼(luo)密鼓地進行當中(zhong)。近(jin)日，工(gong)業4.0平臺(tai)剛(gang)剛(gang)發(fa)布了一(yi)個工業數據空間，訪問者可以通過該(gai)空間獲取世(shi)界上(shang)所有(you)工業的信(xin)息(xi)。這個空間有(you)著統(tong)一(yi)的“接口”標準，并且允(yun)許所有人對其進(jin)行訪問。

探索標準(zhun)化(hua)的(de)還有他人。事實是，為(wei)了(le)應對去工業化(hua)、將(jiang)物聯網和(he)智能(neng)服(fu)務引入制造業的(de)國(guo)家并(bing)不止(zhi)德(de)國(guo)一個。盡管(guan)提法不同，但內容(rong)卻類似(si)，如(ru)美國(guo)的(de)“先進制造業國家戰略計劃(hua)”、日本的(de)“科(ke)技(ji)工業(ye)聯盟”、英國的“工業2050戰略(lve)”等。而(er)中國(guo)制造(zao)業頂層設(she)計—“中國制造2025”也已經在今年(nian)上半年(nian)推出。

2014年11月李(li)克強總理(li)訪問德(de)國期(qi)間(jian)，中(zhong)德(de)雙方(fang)發表了《中(zhong)德(de)合(he)作行(xing)動綱要(yao)：共(gong)塑創新(xin)》，宣布兩(liang)國將開展(zhan)工(gong)業4.0合作(zuo)，該領域的(de)(de)合作(zuo)有(you)望成為(wei)中德(de)未來產業(ye)合作(zuo)的(de)(de)新方向。而(er)借鑒德(de)國工(gong)業(ye)4.0計劃(hua)，是“中國制(zhi)造2025”的既定方略。

德(de)國聯邦貿易與(yu)投資(zi)署(shu)中(zhong)國事務專家(jia)Christina Otte在接(jie)受時代(dai)周報記者書面采訪時認為(wei)，中國(guo)工業(ye)轉型(xing)在中國(guo)轉變經(jing)濟增(zeng)(zeng)長(chang)模式的(de)過程中扮演(yan)著重要角(jiao)色。中國(guo)政(zheng)府試(shi)圖(tu)重新去(qu)平(ping)衡經(jing)濟發展，即減少以投資和出口為(wei)基礎的(de)增(zeng)(zeng)長(chang)，尋求更多的(de)來自(zi)內需(xu)驅(qu)動的(de)增(zeng)(zeng)長(chang)。為(wei)了實現(xian)這(zhe)一目標，中國(guo)需(xu)要實現(xian)工業(ye)現(xian)代(dai)化。為(wei)了保持GDP在(zai)一(yi)個穩定的(de)(de)(de)增長水平上，它需要從(cong)勞動密集(ji)型(xing)生產模式切(qie)換(huan)至高(gao)效的(de)(de)(de)高(gao)科(ke)技(ji)(ji)生產模式。勞動力成(cheng)本急劇上漲，并(bing)且在(zai)將來仍會(hui)繼續擴大(da)。中(zhong)國將在(zai)不久的(de)(de)(de)將來面臨合(he)格(ge)人才的(de)(de)(de)短缺。從(cong)長期來看，只有(you)那些進入高(gao)端制造業(ye)的(de)(de)(de)企業(ye)才有(you)機會(hui)留(liu)在(zai)市(shi)場里(li)。這(zhe)種(zhong)由現代(dai)化(hua)所帶來的(de)(de)(de)壓力將影響到(dao)中(zhong)國幾乎所有(you)的(de)(de)(de)行業(ye)，而工業(ye)自動化(hua)和(he)新一(yi)代(dai)信息(xi)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)集(ji)成(cheng)是(shi)關鍵(jian)。

“德國的工業4.0可(ke)以(yi)為(wei)中國提供一種未(wei)來(lai)工(gong)業發(fa)展的模式，幫助中國解(jie)決眼下所(suo)面臨的一些挑戰，如資源(yuan)和(he)能源(yuan)效(xiao)益、城市生產(chan)和(he)人(ren)口(kou)變(bian)化等。”Christina Otte說。

隨著中國(guo)(guo)的(de)加入，德國(guo)(guo)對工(gong)業4.0標準的制定(ding)或將加速。