工业4.0的中国机会

实体物理世界与虚拟网络世界的相互融合，意味着有工业化以来，第一次有可能将资源、信息、物品和人进行互联。

德国的工业4.0概念将给中国带来启示和借鉴

一场国际金融危机，让实体经济的重要性得以凸显。美国、德国、英国等发达国家纷纷提出以重振制造业为核心的“再工业化”战略。不过，发达国家的再工业化并非简单回归，而是以信息网络技术、数字化制造技术应用为重点，旨在依靠科技创新，抢占制造业新的制高点。

上述信息技术与制造业深入融合的浪潮，被视为一场新的工业革命。不过，各方对这场革命的理解不尽相同。《经济学人》杂志提出，“第三次工业革命”的核心技术是制造业数字化。美国《连线》杂志前主编、《创客》一书的作者克里斯·安德森认为，将互联网和制造业结合，实现创客运动，将掀起新一轮工业革命。德国则将这场变革视为继机械化、电气化和信息技术之后，工业化的第四个阶段，因此将之命名为“工业4.0”。

上个月，西门子股份公司工业业务领域首席执行官鲁思沃带队走进中国工程院，将德国工业4.0理论与实践在此宣讲。相关专家近日接受《中国科学报》记者采访时表示，德国的工业4.0概念与我国强调的工业化和信息化深度融合的理念不谋而合，将给中国带来启示和借鉴。

新革命

工业4.0概念在今年4月举行的汉诺威工业博览会上被提出。10月以来，德国老牌制造企业西门子相继在中国工程院举办的交流会议及2013中国国际工业博览会上对这一概念进行了阐释，工业4.0概念也由此吸引了更多人的兴趣和关注。

对于工业4.0的革命性意义，西门子（中国）有限公司执行副总裁兼工业业务领域总裁吴和乐在接受《中国科学报》记者采访时指出，在过去的30年左右的时间里，功能强大的、自主的微型计算机（嵌入式系统）越来越多地相互间或与互联网以无线方式互联，促使实体物理世界与虚拟网络世界相互融合。

“这意味着有工业化以来，第一次有可能将资源、信息、物品和人进行互联。在制造领域，这种技术的渐进性进步被描述为工业4.0。”吴和乐说。

根据德国电子电气工业协会的预测，工业4.0将使工业生产效率提高30%。

在今年10月由中国工程院和国资委举办的一次交流会议上，鲁思沃介绍称，工业4.0的基础是分布式、自发式的生产流程，与大规模、单一部件生产的日益趋同。产品、运输方式或工具构成了信息物理融合系统（CPS）。这些互联互通的智能体，通过基于互联网的技术进行通信，自行决定可行的最佳生产路径。

“未来制造业的支柱就是我们目前正在经历的工业范式的转变：真实制造与数字化虚拟制造的融合。”鲁思沃说。

据了解，在德国，工业4.0的发展得到了政府的大力支持，作为德国高科技战略的一部分，德国政府对该项目的投资高达2亿欧元。

如何实现

据了解，工业4.0主要分为两大主题，一个是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。第二个是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。

吴和乐告诉记者，在工业4.0的具体实践中，如何以集成的方式，将虚拟世界和真实世界更加紧密地联系起来，是应该关注的重点。

以汽车生产为例。在过去，如果想生产一辆汽车，我们需要经历五个阶段：设计汽车的模型，规划何时何处生产零件以及组装零件，告诉机器我们的规划，开动机器生产汽车，以及保证机器在生产过程中没有错误和故障。

“汽车的生产非常好地诠释了生产周期所需要的五个步骤：产品设计、生产规划、生产流程、生产执行和服务。”吴和乐说。

在传统的生产中，这些阶段是按顺序进行的。前一阶段结束了，下一个阶段才开始。同时，我们试图提高的是每个阶段的生产力。

而在吴和乐看来，在每个阶段做到最优，并不代表整个生产过程能够有最大的产出。“因此，我们需要用整体的眼光看待生产。只有将各个阶段集成，我们才能达到生产的最大优化。”吴和乐说。

正是秉承着“集成”的理念，西门子为制造企业提供了数字化企业平台解决方案。通过该方案，制造企业可以实现从产品设计、生产规划、生产工程到生产执行和服务的全生命周期的高效运行，以最小的资源消耗获取最高的生产效率。

此外，有对工业4.0持怀疑态度的人士声称，无人化生产将令厂房空无一人，并由此给社会带来负面影响。但在鲁思沃看来，实际情况恰恰相反。他在上述交流会议中强调，在工业4.0中，人的作用将更为重要。

“在制造业的创新领域，例如产品设计和生产规划阶段，人的聪明才智仍是不可或缺的。同样，在操作层面，人类还将继续发挥核心作用。他们将不再从事体力劳动，而主要从事创新设计、控制和检测等工作。”鲁思沃说。

中国启示

当前，作为“世界工厂”的中国，正受到双重的挑战：发达国家正在进行“再工业化”运动，东盟国家、印度和拉美国家则拥有更低的劳动力和资源成本。在这样的形势之下，如何在保持增长的同时，促进产业升级，是中国制造业不得不思考的问题。

2013年9月5日，工信部针对当前制约工业转型升级的突出矛盾和问题，制定了《信息化和工业化深度融合专项行动计划（2013-2018年）》。

“何谓两化的深度融合？我们从德国提出的工业4.0概念中，是可以得到一些启示的。”中国社科院信息化研究中心秘书长姜奇平对记者说。他进一步解释说，中国制造业未来如何适应市场的变化，有各种不同的意见。一种是强调更迅速、灵活地适应市场，用“贸工技”的方法跟上时代，还有一种则是“技工贸”的方法。比如，同样是家用电器，海尔走的是贸工技的路子，格力则是技工贸。

“我们从德国的工业4.0概念得到的启示是，格力这条路子也是可行的路子。我们和德国相比，研发投入不足。而格力强调核心技术在创新中所发挥的作用，这对于我们从制造业大国到强国的转变，是有意义的。因此，德国的工业4.0，可以作为两化深度融合的一个可选的方向。”姜奇平说。

同时，以工业4.0为代表的新一轮工业革命，也是中国制造业转型升级的重要契机。今年1月，中国工程院启动并开展了《制造强国战略研究》重大咨询项目，提出了在2020年进入制造强国行业的指导方针和优先行动。相关专家指出，新一轮的工业革命，对于当今中国，尤其是对于中国的制造业，既是极为严峻的挑战，更是一个技术上赶超发展、结构上加快升级的重大机遇。对此，必须高度重视、密切跟踪、迎头赶上。

链接

历史上的工业革命

第一次工业革命于18世纪60年代发生在英国，这次工业革命以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志，它彻底改变了产品的生产方式，开创了以机器代替手工劳动的时代。

到了19世纪上半叶，机器本身也使用机器来生产，标志着工业革命的完成。继英国之后，法国、美国等国家也相继进行了第一次工业革命。

第二次工业革命始于20世纪之交，这次工业革命在劳动分工的基础上，采用电力驱动产品的大规模生产，从而将人类带入了大批量生产的“电气时代”。

20世纪70年代初，第三次工业革命取代了第二次工业革命，并延续到现在。第三次工业革命引入了电子和信息技术，从而使制造过程不断实现自动化，机器不仅接管了相当比例的“体力劳动”，而且还接管了一些“脑力劳动”。

而随着信息技术、互联网和物联网技术的发展，实体物理世界与虚拟网络世界走向融合，人们通过信息物理融合系统（CPS），将资源、信息、物品和人进行互联，建立高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。这种技术的渐进性进步被描述为工业化的第四个阶段，即工业4.0。在工业4.0时代，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。

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