“工業(yè)4.0”是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，通過(guò)充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)——信息物理系統(tǒng)相結(jié)合的手段，實(shí)現(xiàn)新的制造方式。信息物理系統(tǒng)是指通過(guò)傳感網(wǎng)緊密聯(lián)系物理世界，感知客戶真實(shí)的效用，將網(wǎng)絡(luò)空間的高級(jí)計(jì)算能力有效地應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界中，從而在生產(chǎn)制造過(guò)程中，設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、工程、規(guī)劃、制造、運(yùn)營(yíng)和物流流程中實(shí)施最高標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)的左右數(shù)據(jù)通過(guò)傳感器采集進(jìn)行分析，以達(dá)到動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)優(yōu)化的、自我組織的價(jià)值鏈，并形成可以自律操作的智能生產(chǎn)和服務(wù)系統(tǒng)。

工業(yè)4.0提出的背景

“工業(yè)4.0”一詞最早出現(xiàn)在2011年德國(guó)舉行的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，在2013年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，“工業(yè)4.0”概念正式由德國(guó)“工業(yè)4.0小組”提出，并被德國(guó)政府《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定為十大未來(lái)項(xiàng)目之一。

2013年德國(guó)在分析本國(guó)機(jī)械產(chǎn)品對(duì)外出口數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)過(guò)去5-6年的時(shí)間內(nèi)這一數(shù)據(jù)沒(méi)有增長(zhǎng)，一方面來(lái)自最大的發(fā)展中國(guó)家——中國(guó)工業(yè)化過(guò)程已經(jīng)基本結(jié)束另一方面，德國(guó)產(chǎn)品的使用壽命周期長(zhǎng)，一旦賣(mài)出很長(zhǎng)時(shí)間都不會(huì)更換。在這樣的背景下，德國(guó)需要尋求制造業(yè)的突破不能繼續(xù)圍繞把產(chǎn)品做好一個(gè)目標(biāo)，于是提出了工業(yè)4.0，即產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要為客戶提供更多的價(jià)值，其內(nèi)容主要針對(duì)信息與制造。。

作為虛擬網(wǎng)絡(luò)——實(shí)體系統(tǒng)(cyber-physical system,簡(jiǎn)稱cps)融合的主要思想，早在2006年美國(guó)就提出來(lái)了。2013年12月12日，美國(guó)白宮召開(kāi)了第一次cps成員會(huì)議，討論的內(nèi)容跟德國(guó)的工業(yè)4.0幾乎是一樣的，但應(yīng)用領(lǐng)域包括能源、健康服務(wù)、航空、天然火災(zāi)等級(jí)。美國(guó)以cps為概念的先進(jìn)制造一直在持續(xù)。以通用電氣為代表的工業(yè)大數(shù)據(jù)計(jì)劃已經(jīng)啟動(dòng)，通用電氣與亞馬遜、埃森哲及威睿等企業(yè)共同合作，投資數(shù)十億美元，致力于工業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)浪潮。其目的是將航空、電力、采油、醫(yī)療器械等命脈行業(yè)通過(guò)傳感器同互聯(lián)網(wǎng)連接，經(jīng)云計(jì)算平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析，來(lái)控制調(diào)節(jié)工業(yè)機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及維護(hù)，提高機(jī)器效率，節(jié)省使用維護(hù)成本等。

工業(yè)4.0顛覆什么

工業(yè)1.0即機(jī)械化時(shí)代，那次工業(yè)革命是基于對(duì)人力解放的需求。發(fā)生在18世紀(jì)末，主要特征是以蒸汽機(jī)為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，使經(jīng)濟(jì)從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到以機(jī)械制造為基礎(chǔ)的發(fā)展模式，人類(lèi)開(kāi)始以機(jī)械設(shè)備代替手工作業(yè)工業(yè)2.0即流水線時(shí)代，發(fā)生在19世紀(jì)初，以電力推動(dòng)的規(guī)模化生產(chǎn)，通過(guò)零配件和裝配線成功分離而實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，代表企業(yè)是福特汽車(chē)，其基于在商品經(jīng)濟(jì)日趨繁榮的環(huán)境下大規(guī)模生產(chǎn)對(duì)效率的需求工業(yè)3.0即工業(yè)自動(dòng)化時(shí)代，是以電子與信息技術(shù)結(jié)合為標(biāo)志，使工業(yè)生產(chǎn)高度自動(dòng)化，這次以美國(guó)硅谷主導(dǎo)的工業(yè)革命解決的是對(duì)制造精度的需求工業(yè)4.0即智能化時(shí)代，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，機(jī)械化與信息化深度融合，讓信息變得更有價(jià)值，通過(guò)數(shù)據(jù)優(yōu)化和高效的執(zhí)行系統(tǒng)為產(chǎn)品創(chuàng)造更加接近用戶需求的價(jià)值，即實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造的需求。

每一次工業(yè)革命都是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)的顛覆，工業(yè)4.0是技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，需要思維模式與商業(yè)模式的轉(zhuǎn)型。以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析為技術(shù)基礎(chǔ)、以軟件為載體，實(shí)現(xiàn)管理經(jīng)驗(yàn)的軟件化。利用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析，提前預(yù)知客戶需求，創(chuàng)造新的商業(yè)價(jià)值。“工業(yè)4.0”項(xiàng)目主要分為兩大主題：一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)，即將工藝流程數(shù)字化二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3d技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等，將人的真實(shí)需求、效用通過(guò)數(shù)字化反饋到產(chǎn)品與服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。該計(jì)劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時(shí)也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者。智能化工廠將是一個(gè)自我比較、自我重復(fù)、自我優(yōu)化的過(guò)程。現(xiàn)在工廠追求的是品質(zhì)和性能，未來(lái)工廠追求的是效率和效用。

可見(jiàn)與不可見(jiàn)競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略

可見(jiàn)的產(chǎn)品是實(shí)物的顯現(xiàn)與應(yīng)用，比如洗衣機(jī)，可見(jiàn)的是設(shè)備洗滌的過(guò)程，包括噪音，穩(wěn)定性，功能選擇，清潔效果，清潔時(shí)間等，不可見(jiàn)的是客戶的真實(shí)需求——服裝衛(wèi)生。圍繞產(chǎn)品做設(shè)計(jì)，考慮的是以材料和精度減少噪音和提高穩(wěn)定性，以變頻設(shè)計(jì)解決簡(jiǎn)單洗滌還是強(qiáng)洗。但如果了解客戶的真實(shí)需求，則是滿足客戶衛(wèi)生要求，那么清潔的方式可能不一定只有水洗一條路徑，不用水也可以除味或者去污，這樣新的設(shè)計(jì)方案就可能出來(lái)了。

對(duì)于工業(yè)企業(yè)，未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)是在看不到的市場(chǎng)上：服務(wù)——?jiǎng)?chuàng)新思維模式。美國(guó)辛辛那提教授李杰提出了“煎蛋理論”，工業(yè)企業(yè)核心產(chǎn)品和價(jià)值創(chuàng)造的關(guān)系猶如蛋黃、蛋白的關(guān)系。核心產(chǎn)品是蛋黃、價(jià)值創(chuàng)造是蛋白，蛋白是相對(duì)蛋黃的多維延伸。不是數(shù)據(jù)的堆砌處理、也不是傳統(tǒng)的商業(yè)模式。需要在以下三個(gè)方面重新建立體系：⑴建立更全面的生產(chǎn)關(guān)系、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟⑵更廣泛的數(shù)據(jù)⑶專業(yè)人才體系與先進(jìn)的技術(shù)

工業(yè)4.0本質(zhì)上是思維模式與商業(yè)模式的轉(zhuǎn)型。過(guò)去，運(yùn)營(yíng)企業(yè)和制造企業(yè)是買(mǎi)賣(mài)關(guān)系，現(xiàn)在要轉(zhuǎn)為戰(zhàn)略同盟，從設(shè)備買(mǎi)賣(mài)過(guò)渡到能力買(mǎi)賣(mài)，即價(jià)值導(dǎo)向的解決方案：改變自己的商業(yè)模式來(lái)滿足客戶的具體要求與未來(lái)的未知需求。背后的邏輯是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的分析，提前預(yù)知客戶的需求。

工業(yè)4.0對(duì)中國(guó)機(jī)械行業(yè)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

如果說(shuō)到物聯(lián)網(wǎng)，工程機(jī)械行業(yè)并不陌生，小松、中聯(lián)、三一都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，這里有物聯(lián)網(wǎng)的雛形，但還不是生產(chǎn)和產(chǎn)品的制造智能化的概念。對(duì)于全面過(guò)剩的工程機(jī)械行業(yè)，面臨工業(yè)4.0時(shí)代，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。在中國(guó)，工業(yè)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用剛剛起步，隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的價(jià)值正在飛速提高，但以工業(yè)大數(shù)據(jù)為主線的技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)正在顯現(xiàn)。

中國(guó)擁有大量的應(yīng)用數(shù)據(jù)

工業(yè)4.0對(duì)要素最大的改變是技術(shù)進(jìn)一步取代人工，這對(duì)于人力成本占優(yōu)勢(shì)而技術(shù)水平占劣勢(shì)的中國(guó)機(jī)械制造業(yè)來(lái)說(shuō)，工業(yè)4.0似乎遭遇更大的壓力，但工業(yè)4.0的核心是大數(shù)據(jù)，擁有的數(shù)據(jù)越多，反饋的效率越高，中國(guó)擁有的機(jī)器在全球使用量最大，數(shù)據(jù)最多，因此有機(jī)會(huì)在智能制造階段與歐美保持同步。

對(duì)于擁有眾多客戶端的中國(guó)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，擁有產(chǎn)品就相當(dāng)于擁有“蛋黃”，了解客戶需求，為客戶提供增值服務(wù)就相當(dāng)于圍繞“蛋黃”做大蛋白。但如果制造企業(yè)沒(méi)有這方面的意識(shí)，也可能被“蛋白”企業(yè)所吞并，制造企業(yè)淪為服務(wù)性企業(yè)的制造工具。蘋(píng)果收購(gòu)了諾基亞，并于近期宣布注銷(xiāo)“諾基亞”品牌，這是移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代典型的蛋白吞并蛋黃的案例。

物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步減少裝備的市場(chǎng)容量

中國(guó)機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)能過(guò)剩將是持續(xù)的，對(duì)任何一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展的高峰都會(huì)帶來(lái)制造業(yè)特別是機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題，這是經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的特殊產(chǎn)物而對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)，由于是國(guó)有體制主導(dǎo)，追求企業(yè)規(guī)模的投資沖動(dòng)加深了產(chǎn)能過(guò)剩的程度，使得中國(guó)這一問(wèn)題更加嚴(yán)重。

物聯(lián)網(wǎng)是將物理世界的信息更加可視化，通過(guò)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)減少設(shè)備的閑置率，提高全社會(huì)設(shè)備的使用效率。這種可視化對(duì)工程機(jī)械應(yīng)用端來(lái)說(shuō)可以降低成本，但對(duì)原本就產(chǎn)能過(guò)剩的制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，這將是一個(gè)新的打擊。

產(chǎn)業(yè)鏈重新定義

我們比較弱的方面是基礎(chǔ)工業(yè)太差，我們的軸承、馬達(dá)和傳感器都需要重新定義。小松以前的傳統(tǒng)是只進(jìn)行設(shè)備銷(xiāo)售，而2005-2007年小松投資成立了智能服務(wù)體系，進(jìn)行智能數(shù)據(jù)挖掘，主要是通過(guò)監(jiān)控設(shè)備的開(kāi)機(jī)率來(lái)預(yù)測(cè)市場(chǎng)真實(shí)需求并有效地安排生產(chǎn)。現(xiàn)在開(kāi)始利用som做軸承、關(guān)鍵零部件的健康分析，反饋指導(dǎo)設(shè)計(jì)、提高客戶使用服務(wù)。盡管中國(guó)擁有大量的市場(chǎng)客戶，但核心零部件依賴進(jìn)口，通過(guò)零部件功能設(shè)計(jì)和數(shù)字化來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)化可能成為一個(gè)瓶頸，這就需要中國(guó)機(jī)械制造企業(yè)重新定義供應(yīng)鏈，未來(lái)機(jī)械設(shè)備的制造將通過(guò)核心零部件的數(shù)字化和流程的數(shù)字化來(lái)滿足客戶的需求。

人與人、人與商品之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系已經(jīng)非常成熟，而工業(yè)領(lǐng)域物理世界之間的互聯(lián)網(wǎng)——物聯(lián)網(wǎng)才剛剛起步，機(jī)械制造業(yè)未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力取決于技術(shù)，特別是產(chǎn)品性能和工藝轉(zhuǎn)換為軟件的能力，而非簡(jiǎn)單的勞動(dòng)力成本。

來(lái)源：慧聰工程機(jī)械網(wǎng)

以上是網(wǎng)絡(luò)信息轉(zhuǎn)載，信息真實(shí)性自行斟酌。