工業(yè)4.0技術(shù)催生下一場(chǎng)生產(chǎn)革命

　　日本：一是采用“小生產(chǎn)線(xiàn)”的企業(yè)增多，本田公司通過(guò)采取新技術(shù)減少?lài)娖岽螖?、減少熱處理工序等措施把生產(chǎn)線(xiàn)縮短了40%，并通過(guò)改變車(chē)身結構設計把焊接生產(chǎn)線(xiàn)由18 道工序減少為9 道，建成了世界最短的高端車(chē)型生產(chǎn)線(xiàn)。二是采用小型設備的企業(yè)增多，日本電裝公司對鋁壓鑄件的生產(chǎn)設備、工藝進(jìn)行改革，使得鑄造線(xiàn)生產(chǎn)成本降低了30%，設備面積減少80%，能源消費量降低50%。三是通過(guò)機器人、無(wú)人搬運機、無(wú)人工廠(chǎng)、“細胞生產(chǎn)方式”等突破成本瓶頸，佳能公司從“細胞生產(chǎn)方式”到“機械細胞方式”，再到世界首個(gè)數碼照相機無(wú)人工廠(chǎng)，大幅度地提高了成本競爭力。

　　此外政府加大了開(kāi)發(fā)力度，加大對3D 打印機等尖端技術(shù)的財政投入。2014 年，經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省繼續把3D 打印機列為優(yōu)先政策扶持對象，計劃當年投資45 億日元，實(shí)施名為“以3D 造型技術(shù)為核心的產(chǎn)品制造革命”的大規模研究開(kāi)發(fā)項目，開(kāi)發(fā)世界最高水平的金屬粉末造型用3D 打印機。

　　制造的轉變與未來(lái)發(fā)展路徑

　　德國和美國政府已經(jīng)撥出專(zhuān)項資金，用于戰略研究和工業(yè)4.0的實(shí)現。德國撥款2.22億美元用于德國聯(lián)邦教育與研究部(BMBF)的RES-COM等項目。同樣，美國已經(jīng)推出了Smart Manufacturing Leadership Coalition等研究項目。

　　包括英國在內的其他國家也對工業(yè)4.0表現出很大的的熱情。GAMBICA和CLPA等制造商和貿易機構已經(jīng)對此表示支持。雖然這些國家還未宣布推出重大舉措，但它們肯定已經(jīng)對工業(yè)4.0作出了有力支持。

　　令人高興的是，與工業(yè)4.0相關(guān)的許多技術(shù)已經(jīng)出現。但是，要采用這些技術(shù)，企業(yè)需要花費巨額資金，尤其是那些希望搶先采用這些技術(shù)的公司。

　　對于大多數公司來(lái)說(shuō)，向工業(yè)4.0的轉變將是一個(gè)漸進(jìn)的演變，而非一種迅速的革命。未來(lái)幾年，舊系統對制造業(yè)來(lái)說(shuō)仍然是必要的。

　　作為世界上“最大的工廠(chǎng)”，中國在制造領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)巨大的作用。在中國經(jīng)濟需要轉型升級的當下，中國的制造業(yè)正在從“中國制造”向“中國創(chuàng )造”邁進(jìn)。

　　但是，面對發(fā)達經(jīng)濟體如火如荼的再工業(yè)化運動(dòng)，以及東盟國家、印度及拉美國家試圖超過(guò)中國的阻礙。這樣的形勢之下，保持增長(cháng)，同時(shí)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級，對于中國制造業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，仍然是最大的挑戰。

　　魯思沃博士建議，通過(guò)發(fā)展技術(shù)創(chuàng )新，促進(jìn)綠色制造，轉型為以服務(wù)為基礎的制造業(yè)，中國就能沿著(zhù)全新的道路走向以高技術(shù)含量、優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量、低能源消耗以及高經(jīng)濟效率和充分利用人力資源優(yōu)勢為特征的工業(yè)化。同時(shí)，他認為，提高生產(chǎn)力、加快產(chǎn)品上市、靈活的生產(chǎn)模式以及提高資源效率，是從“中國制造”轉向“中國創(chuàng )造”的關(guān)鍵因素。

　　為了實(shí)現這一轉變，需要先進(jìn)的技術(shù)和高效的生產(chǎn)體系。因此，制造企業(yè)應該逐步轉向信息化、數字化和智能化，從而將生產(chǎn)水平提升到一個(gè)新的高度，為“引領(lǐng)制造業(yè)未來(lái)”做好準備。

　　而數字化的企業(yè)平臺，就是企業(yè)實(shí)現全生命周期兩化融合的途徑。西門(mén)子(中國)有限公司執行副總裁、工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁吳和樂(lè )博士向記者介紹，數字化企業(yè)平臺是實(shí)現數字制造的載體。它可以實(shí)現包括產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規劃、生產(chǎn)工程，到生產(chǎn)執行和服務(wù)的全生命周期的高效運行，以最小的資源消耗獲取最高的生產(chǎn)效率。

　　該平臺的實(shí)現需要企業(yè)以數字化技術(shù)為基礎，在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)的強力支持下，集成目前最先進(jìn)的生產(chǎn)管理系統及軟件和硬件，如產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件和制造執行系統(MES)軟件以及控制和驅動(dòng)技術(shù)等。

　　在提升資源效率層面，制造業(yè)企業(yè)首先需要考慮設備層面的資源效率提升方案，例如高效電機、變頻器等進(jìn)行設備層面的節能。同時(shí)，企業(yè)需要將眼光放遠，關(guān)注能夠使全生命周期資源效率提升的整體解決方案。

　　所謂整體解決方案，指將現有的技術(shù)和創(chuàng )新全部整合到一個(gè)數字化企業(yè)平臺中，從企業(yè)層面到設備層面給出“基于成本設計”及“基于節能和資源設計”的完整資源方案。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程和生產(chǎn)流程中的所有環(huán)節在生產(chǎn)開(kāi)始之前就已在虛擬環(huán)境達到了最優(yōu)化。產(chǎn)品設計和生產(chǎn)任務(wù)配置所消耗的時(shí)間、人力、設備和原材料資源會(huì )得到大幅縮減，生產(chǎn)流程也會(huì )大大改進(jìn)。

　　工業(yè)4.0給人類(lèi)社會(huì )的影響

　　工業(yè)4.0將帶來(lái)五大機遇。一是可以通過(guò)使用新的數字化技術(shù)來(lái)提升效率和生產(chǎn)力，以重獲競爭優(yōu)勢并實(shí)現跨越式發(fā)展;二是可利用中國頂尖的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統來(lái)實(shí)現完全數字化的價(jià)值鏈，并提供全新的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)模式;三是可把握日益擴大的中產(chǎn)階層對個(gè)性化定制產(chǎn)品的需求，并升級制造業(yè)部門(mén)以實(shí)現大規模定制化生產(chǎn);四是滿(mǎn)足客戶(hù)對生命周期加快的期望值，提升供應鏈的速度和靈活性;五是通過(guò)更好地理解和滿(mǎn)足客戶(hù)需求來(lái)提升其滿(mǎn)意度?？傮w來(lái)看，他認為工業(yè)4.0給中國帶來(lái)的收益主要體現在企業(yè)的生產(chǎn)效率提升上。

　　未來(lái)5至10年間，越來(lái)越多的本土公司會(huì )遵循工業(yè)4.0時(shí)代的要求發(fā)展，這將提升國內制造業(yè)的整體生產(chǎn)效率。轉換成本(不包括材料成本)的提升幅度為15%~25%。如果將材料成本考慮在內，那么能實(shí)現5%~8%的提升幅度。據計算，制造業(yè)累計產(chǎn)品銷(xiāo)售成本約85萬(wàn)億元，這意味著(zhù)中國工業(yè)總體生產(chǎn)效率有4萬(wàn)億~6萬(wàn)億元的提升潛力。值得注意的是，各行業(yè)的改善程度會(huì )參差不齊，工業(yè)元件生產(chǎn)商可能實(shí)現最高的生產(chǎn)效率提升幅度(20%~35%)，而預計汽車(chē)公司的提升幅度只有10%~20%。

　　針對中國在落實(shí)工業(yè)4.0技術(shù)方面存在的四大挑戰，即：不同行業(yè)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò )內部制造業(yè)的成熟程度及工業(yè)4.0的準備度差異極大;其他發(fā)達國家落實(shí)工業(yè)4.0技術(shù)后競爭壓力會(huì )進(jìn)一步加劇;工業(yè)4.0需要跨部門(mén)乃至公司上下的通力協(xié)作;工業(yè)4.0相關(guān)議題需要企業(yè)發(fā)展全新的能力，杜偉建議企業(yè)可以分別采取以下四大應對措施。

　　一是因為成熟度不同需要制定有針對性的戰略，各企業(yè)實(shí)施工作的起點(diǎn)也不盡相同;二是中國可利用其快速行動(dòng)的優(yōu)勢來(lái)發(fā)展競爭力，并在工業(yè)4.0大潮中實(shí)現跨躍式發(fā)展;三是需由上而下推動(dòng)變革，并推動(dòng)流程、企業(yè)文化和思維方式的轉型;四是中國政府和企業(yè)必須密切合作，對專(zhuān)家和員工的教育培訓進(jìn)行持續性投入。

　　波士頓咨詢(xún)公司推出的新報告《工業(yè)4.0：未來(lái)生產(chǎn)力與制造業(yè)發(fā)展前景》指出，零部件、機器和人員之間的互聯(lián)互通性日益加強，由此生產(chǎn)系統的速度和效率分別能提升30%和25%，同時(shí)大規模定制也將實(shí)現快速發(fā)展。

　　報告認為，在中國，工業(yè)4.0帶來(lái)的收益主要體現在生產(chǎn)效率提升上。未來(lái)5-10年間，越來(lái)越多的本土公司會(huì )遵循工業(yè)4.0時(shí)代的要求發(fā)展，這將提升國內制造業(yè)的整體生產(chǎn)效率。轉換成本(不包括材料成本)的提升幅度為15-25%。如果將材料成本考慮在內，那么能實(shí)現5-8%的提升幅度。據計算，制造業(yè)累計產(chǎn)品銷(xiāo)售成本約85萬(wàn)億元，這意味著(zhù)中國工業(yè)總體生產(chǎn)效率有4萬(wàn)億元-6萬(wàn)億元的提升潛力。各行業(yè)的改善程度會(huì )參差不齊。

　　報告強調，未來(lái)會(huì )出現更多就業(yè)機會(huì )，同時(shí)淘汰一些過(guò)時(shí)的崗位。生產(chǎn)企業(yè)將越來(lái)越多地使用機器人和其他一些先進(jìn)技術(shù)來(lái)輔助人工。這就意味著(zhù)勞動(dòng)強度大的常規工作崗位會(huì )不斷減少，而更多的工作崗位需要具備靈活應對、解決問(wèn)題和提出定制化解決方案的能力。