智東西 編 | 十四
2014年德國漢諾威工業博覽會提出了第四次工業革命，與工業4.0不謀而合的是“中國制造2025”。中德兩國都高度重視新一代信息技術與制造業的深度融合，強調信息物理系統（CPS）作為智能制造基礎。
本期的智能內參，我們推薦來自工信部工業4.0研究所所長王喜文博士的制造業報告，從工業4.0與中國制造2025的異同出發 ，探討全球制造業的未來形式。
以下為智能內參整理呈現的干貨：
事實上，德國自2011年就在德國科學-產業經濟研究聯盟（Forschungsunion Wirtschaft-Wissenschaft） 的倡導下，開始了工業4.0的研究。該理念脫胎于2010年的《德國2020高技術戰略》，及其重點推出11個“未來項目” 。
2012年3月，《德國2020高技術戰略》行動計劃發布，11個“未來項目”縮減為10個（投資84億 歐元），“工業4.0”一詞 首次出現（投資2億歐元）。隨后，工業4.0發展戰略由德國科學-產業經濟研究聯盟與德國國家科學與工程院（Acatech） 共同制定。
2013年4月，工業4.0發展戰略發布，由VDMA、 BITKOM、ZVEI組成秘書處，組建工業4.0平臺。次年4月，工業4.0平臺發布白皮書（實施計劃）。
▲智能工廠
▲工業4.0的關鍵是信息技術應用
工業4.0的本質是基于“信息物理系統”實現“智能工廠”，其核心是動態配置的生產方式，實現關鍵是信息技術應用，以期解決能源消費等社會問題。
德國如此重視制造業的轉型，主要又以下8點原因：
1 老齡化社會帶來的勞動力減少；
2 資源匱乏，能效仍需提升；
3 產業轉移帶來的國內制造業空心化；
4 發展中國家技術實力不斷增強；
5 經濟全球化中，需要對市場做出快速響應；
6 需要根據消費者需求，實現差異化、個性化的生產；
7 保持制造業國際領先地位所需的標準化；
8 制造業占據全國GDP的25%、出口總額的60%，影響極大。
▲工業4.0與工業3.0的不同
換言之，先進技術的發展和龐大的制造業需求，以及來自發達國家（如美國互聯網巨頭對制造業的吞并）和發展中國家的競爭壓力，推進了德國對更敏捷、高效的工業形態的追求。相比于依賴中央控制器的工業3.0，工業4.0依靠著信息物理系統，對物料/工具實施信息化調度，以完成降本增效的多個種類，而非單一種類的大規模生產。
王喜文所長指出，正在發生的第四次工業革命會帶來以下六大改變：
▲對企業轉型升級的啟示1: 工業4.0時代企業要轉型升級，改變思維
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制造業思維的改變
當前的工廠是部門制，設計部門、采購部門、生產部門，都是垂直的部門分工管理，這種垂直的部門分工管理的組織架構一直延續到現在。這種組織架構有它的弊端，就是資源沒有百分之百的調動起來，生產周期很長，效率很低，各管一攤。
隨著工業4.0時代到來，未來市場上需要個性化、定制化的產品。未來的企業要通過“互聯網+工業”的模式，以用戶為中心，根據客戶需求制生產。
2
對傳統生產模式的改變
傳統的生產模式早在80年代的時候是OEM的方式，也就是貼牌。比如說大的汽車企業，不可能方向盤、車轱轆、輪胎都自己生產，所以找一些中小企業生產零配件，這樣可以化解投資壓力，降低管理難度，減少風險。
2000年以信息化系統在制造業領域得到了更多的應用，把更多的環節分包出去，進一步化解了投資壓力，管理的壓力。
工業4.0不是OEM的生產模式，而是開放的價值鏈，所有的環節都是通過網絡整合資源。比如蘋果公司，無論是生產iPhone、iPad，沒有一個零配件是自己生產的，都是找合作企業，但是獲得的利潤卻是最高的。
工業4.0時代的生產制造模式，結果是投入人力物力最少獲得的利潤最多。我們傳統的制造業要向工業4.0這種開放制造、開放價值鏈上貼近。
3
創新模式的改變
以前的創新是政府主導各種創新，投入很多資本，現在這種模式要改變，但政府主導有局限性，很多技術有不確定性。創新還是以企業為主體，工業4.0明確提出了新的創新模式，政府的共性技術，搭建行業平臺。
▲對企業轉型升級的啟示2:制造業互聯網思維，組織架構要調整
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企業構成的改變
以前創新創業的門檻很高，都被大企業壟斷了，以前是金字塔型，大企業有話語權，大批量的生產產品，批發給承銷商，承銷商賣給最終用戶。工業4.0到來之后，這種結構也會發生改變，金字塔型會變化沙漏型。
未來大的企業要開放平臺，開放接口，因為市場是多樣化的，有很多個性化的需求，大的企業不可能一一跟消費者打交道，不能靈活的滿足所有人的需求，以前是大批量生產，生產一大批產品賣給消費者，未來會誕生服務提供商、定制商。這些企業跟用戶打交道，了解用戶的個性化需求，搜集完需求之后委托給大企業生產。
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商業模式的改變
以前實體經濟制造業是大企業把定單委托給中小企業生產，大企業面向市場做推廣。未來的商業模式是中小企業掌握更多的話語權，匯集多需求之后，委托給大企業，讓大企業生產。
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產品的改變
第四次工業革命會帶來更多智能產品，改變我們的生活，豐富我們的生活。所以智能硬件這個領域也是創新創業的重點。比如說一個智能手機，不僅僅是手機的概念了，可以在里面裝很多的APP應用軟件，圍繞智能手機有很多人做游戲的開發、大數據的分析、商業智能。以前老百姓買汽車看是不是省油，安全性能是不是強，未來更多考慮是不是能裝更多的游戲，是不是能實現無人駕駛等等。
▲對企業轉型升級的啟示3:傳統制造業專項升級的四個方向
▲信息物理系統（CPS）是工業4.0的基礎
▲信息物理系統（CPS）釋義
智能工業或者工業 4.0，是從嵌入式系統向信息物理融合系統（CPS）發展的技術進化。作為未來第四次工業革命的代表，工業 4.0不斷向實現物體、數據以及服務等無縫連接的互聯網 （ 物聯網、數據網和服務互聯網）的方向發展。
同時，分散型智能利用代表了生產制造過程的虛擬世界與現實世界之間的交互關系，在構建智能物體網絡中發揮重要作用。 工業 4.0體現了生產模式從集中型到分散型的范式轉變，正是因為有了讓傳統生產過程理論發生顛覆的技術進步，這一切才成為可能。
未來，工業生產機械不再只是“加工”產品，取而代之的是，產品通過通信向機械傳達如何采取正確操作。 工業 4.0通過將嵌入式系統生產技術與智能生產過程相結合，將給工業領域、生產價值鏈、業務模式帶來根本性變革（如智能工廠），從而開創一條通往新技術時代的道路。
▲工業4.0智能工廠通道（基于云計算的安全網絡）
智能工廠（生產智能化、設備智能化、能源管理智能化和供應鏈管理智能化）是通過在生產系統中配備CPS來實現的。相對于傳統生產系統，智能工廠的產品、資源及處理過程因CPS的存在， 將具有非常高水平的實時性，同時在資源、成本節約中也頗具優勢。
智能工廠的生產相對于傳統制造工業有如下優勢：由CPS形成最優化的生產過程：
1、智能工廠的“單元”決 定其活動范圍、設定選項以及生產條件，可與其他單元進行獨立的無線通信。
2、理想的生產系統，智能編輯產品特性、成本、物流管理、安全、信賴性、時間以及可持續性等要素，為每個顧客進行最優化的產品制造。
▲工業4.0能產生的價值（德國電子電氣制造商協會的預測,到2020年，工業4.0帶動下的全球國內生產總值將達約90萬億美元）
美、德兩國是制造業大國，在先進制造業方面擁有絕對優勢。新工業時代，美國推出“制造業回歸”戰略（由奧巴馬政府于2009年提出），德國推出“工業4.0”戰略，可以說，兩國都在制造業上發力，以期搶占制造業變革的主導權。
所謂的再工業化，是西方學者基于工業在各產業中的地位不斷降低、工業品在國際市場上的競爭力相對下降、 大量工業性投資移師海外而國內投資相對不足的狀況提出的一種 “回歸” 戰略，即重回實體經濟，使工業投資在國內集中，避免出現產業結構空洞化。
發達國家實現“再工業化”的途徑主要包括：重新認識制造業的價值，積極解決資源環境的問題，直接扶持戰略性新興產業，加大研發和教育培訓投入。
▲國際標準化的主導權
與此同時，發達國家也在積極爭取標準化的主導權，以保證制造業企業市場競爭力，實行貿易保護，形成高技術產業競爭的制高點，持續領跑制造業。
在傳統的工業時代，標準是組織現代化生產的重要技術基礎和互換性保證；信息技術時代，標準化將人力、物料、信息等資源融合，實現整個生產過程的有序化，從而獲得更多的經濟效益；在市場多樣化和個性化的時代，利用標準，進行簡化、優化和統一化，才能形成各種標準化模塊，為產品的大規模定制奠定基礎。這種行業整體層面的合作創新，既保障了標準化，又化解了企業的單打獨斗，對我國中國制造2025提出建設國家制造業創新中心有很大的啟示：引導行業整體層面上的創新。
▲微笑曲線（在國際產業分工體系中，發達國家的企業往往占據著研發、售后服務等產業鏈高端位置，發展中國家的廠商則被擠壓在低利潤區的生產與制造環節）
相較于傳統制造業優勢明顯的發達國家，我國在產業結構、產品附加價值和能源消耗方面都有劣勢。
▲中國制造業30年發展歷程
▲中國機械行業的崛起
但是，隨著互聯網進一步向制造業環節滲透，網絡協同制造已經開始出現。制造業的模式將隨之發生巨大變化，它會打破傳統工業生產的生命周期，從原材料的采購開始，到產品的設計、研發、生產制造、市場營銷、售后服務等各個環節構成了閉環，徹底改變制造業以往僅是一個環節的生產模式。中國互聯網企業實力雄厚，規模很大，未來互聯網和物聯網引領時代，中國將起到舉足輕重的地位，實現制造強國的夢想。
▲工業4.0時代的新價值鏈
▲從資源驅動轉向信息驅動
為此，2007年十七大提出“發展現代產業體系，大力推進信息化與工業化融合，促進工業由大變強”的戰略思想；2010年十七屆五中全會提出“推動信息化與工業化深度融合，加快經濟社會各領域信息化”的戰略思想；2012年十八大提出“堅持走中國特色新型工業化、信息化道路，推動信息化和工業化深度融合，全面推進“四化兩型”建設”的戰略思想。
▲中國版工業4.0的十大重點領域
智東西認為，“工業4.0”是數據制造、網絡制造、智能制造的時代，將推動產業鏈和價值鏈的重塑，從資源驅動轉向信息驅動，故而將涌入一批來自互聯網和物聯網的新玩家。龐大的實體經濟效益將引導發達國家尋找新的市場和發展空間，但網絡協同制造也將對信息、技術不對稱等問題進行弱化，結合龐大的消費市場，促使發展中國家進行產業升級，彎道超車。
