工業(yè)4.0技術(shù)催生下一場生產(chǎn)革命

　　日本：一是采用“小生產(chǎn)線”的企業(yè)增多，本田公司通過采取新技術(shù)減少噴漆次數(shù)、減少熱處理工序等措施把生產(chǎn)線縮短了40%，并通過改變車身結(jié)構(gòu)設(shè)計把焊接生產(chǎn)線由18 道工序減少為9 道，建成了世界最短的高端車型生產(chǎn)線。二是采用小型設(shè)備的企業(yè)增多，日本電裝公司對鋁壓鑄件的生產(chǎn)設(shè)備、工藝進行改革，使得鑄造線生產(chǎn)成本降低了30%，設(shè)備面積減少80%，能源消費量降低50%。三是通過機器人、無人搬運機、無人工廠、“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”，再到世界首個數(shù)碼照相機無人工廠，大幅度地提高了成本競爭力。

　　此外政府加大了開發(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(xù)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，實施名為“以3D 造型技術(shù)為核心的產(chǎn)品制造革命”的大規(guī)模研究開發(fā)項目，開發(fā)世界最高水平的金屬粉末造型用3D 打印機。

　　制造的轉(zhuǎn)變與未來發(fā)展路徑

　　德國和美國政府已經(jīng)撥出專項資金，用于戰(zhàn)略研究和工業(yè)4.0的實現(xiàn)。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(nèi)的其他國家也對工業(yè)4.0表現(xiàn)出很大的的熱情。GAMBICA和CLPA等制造商和貿(mào)易機構(gòu)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(xiàn)。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(shù)公司來說，向工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)變將是一個漸進的演變，而非一種迅速的革命。未來幾年，舊系統(tǒng)對制造業(yè)來說仍然是必要的。

　　作為世界上“最大的工廠”，中國在制造領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。在中國經(jīng)濟需要轉(zhuǎn)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。

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

　　魯思沃博士建議，通過發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新，促進綠色制造，轉(zhuǎn)型為以服務(wù)為基礎(chǔ)的制造業(yè)，中國就能沿著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，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(zhuǎn)向“中國創(chuàng)造”的關(guān)鍵因素。

　　為了實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，需要先進的技術(shù)和高效的生產(chǎn)體系。因此，制造企業(yè)應(yīng)該逐步轉(zhuǎn)向信息化、數(shù)字化和智能化，從而將生產(chǎn)水平提升到一個新的高度，為“引領(lǐng)制造業(yè)未來”做好準備。

　　而數(shù)字化的企業(yè)平臺，就是企業(yè)實現(xiàn)全生命周期兩化融合的途徑。西門子(中國)有限公司執(zhí)行副總裁、工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁吳和樂博士向記者介紹，數(shù)字化企業(yè)平臺是實現(xiàn)數(shù)字制造的載體。它可以實現(xiàn)包括產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程，到生產(chǎn)執(zhí)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。

　　該平臺的實現(xiàn)需要企業(yè)以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)的強力支持下，集成目前最先進的生產(chǎn)管理系統(tǒng)及軟件和硬件，如產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)軟件以及控制和驅(qū)動技術(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(shè)備層面的資源效率提升方案，例如高效電機、變頻器等進行設(shè)備層面的節(jié)能。同時，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(xiàn)有的技術(shù)和創(chuàng)新全部整合到一個數(shù)字化企業(yè)平臺中，從企業(yè)層面到設(shè)備層面給出“基于成本設(shè)計”及“基于節(jié)能和資源設(shè)計”的完整資源方案。產(chǎn)品開發(fā)流程和生產(chǎn)流程中的所有環(huán)節(jié)在生產(chǎn)開始之前就已在虛擬環(huán)境達到了最優(yōu)化。產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)任務(wù)配置所消耗的時間、人力、設(shè)備和原材料資源會得到大幅縮減，生產(chǎn)流程也會大大改進。

　　工業(yè)4.0給人類社會的影響

　　工業(yè)4.0將帶來五大機遇。一是可以通過使用新的數(shù)字化技術(shù)來提升效率和生產(chǎn)力，以重獲競爭優(yōu)勢并實現(xiàn)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(tǒng)來實現(xiàn)完全數(shù)字化的價值鏈，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)階層對個性化定制產(chǎn)品的需求，并升級制造業(yè)部門以實現(xiàn)大規(guī)模定制化生產(chǎn);四是滿足客戶對生命周期加快的期望值，提升供應(yīng)鏈的速度和靈活性;五是通過更好地理解和滿足客戶需求來提升其滿意度。總體來看，他認為工業(yè)4.0給中國帶來的收益主要體現(xiàn)在企業(yè)的生產(chǎn)效率提升上。

　　未來5至10年間，越來越多的本土公司會遵循工業(yè)4.0時代的要求發(fā)展，這將提升國內(nèi)制造業(yè)的整體生產(chǎn)效率。轉(zhuǎn)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(nèi)，那么能實現(xiàn)5%~8%的提升幅度。據(jù)計算，制造業(yè)累計產(chǎn)品銷售成本約85萬億元，這意味著中國工業(yè)總體生產(chǎn)效率有4萬億~6萬億元的提升潛力。值得注意的是，各行業(yè)的改善程度會參差不齊，工業(yè)元件生產(chǎn)商可能實現(xiàn)最高的生產(chǎn)效率提升幅度(20%~35%)，而預(yù)計汽車公司的提升幅度只有10%~20%。

　　針對中國在落實工業(yè)4.0技術(shù)方面存在的四大挑戰(zhàn)，即：不同行業(yè)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)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)達國家落實工業(yè)4.0技術(shù)后競爭壓力會進一步加劇;工業(yè)4.0需要跨部門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(yīng)對措施。

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

　　波士頓咨詢公司推出的新報告《工業(yè)4.0：未來生產(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(tǒng)的速度和效率分別能提升30%和25%，同時大規(guī)模定制也將實現(xiàn)快速發(fā)展。

　　報告認為，在中國，工業(yè)4.0帶來的收益主要體現(xiàn)在生產(chǎn)效率提升上。未來5-10年間，越來越多的本土公司會遵循工業(yè)4.0時代的要求發(fā)展，這將提升國內(nèi)制造業(yè)的整體生產(chǎn)效率。轉(zhuǎn)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(nèi)，那么能實現(xiàn)5-8%的提升幅度。據(jù)計算，制造業(yè)累計產(chǎn)品銷售成本約85萬億元，這意味著中國工業(yè)總體生產(chǎn)效率有4萬億元-6萬億元的提升潛力。各行業(yè)的改善程度會參差不齊。

　　報告強調(diào)，未來會出現(xiàn)更多就業(yè)機會，同時淘汰一些過時的崗位。生產(chǎn)企業(yè)將越來越多地使用機器人和其他一些先進技術(shù)來輔助人工。這就意味著勞動強度大的常規(guī)工作崗位會不斷減少，而更多的工作崗位需要具備靈活應(yīng)對、解決問題和提出定制化解決方案的能力。