2014年德國(guó)漢諾威國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)西門子公司的展臺(tái)前人頭攢動(dòng):一條代表“未來制造”的汽車生產(chǎn)線抓住了參觀者的眼球。兩臺(tái)庫卡機(jī)器人正完美配合,裝配大眾高爾夫7系轎車的車門。
這些機(jī)器人不僅具備嫻熟的裝配技藝,它們還懂得彼此溝通——如果前一臺(tái)機(jī)器人提高速度,它會(huì)提前通知后一臺(tái)機(jī)器人做好準(zhǔn)備;它們甚至還能靈活變換工作任務(wù),幾分鐘前還在安裝車門,幾分鐘后就可能開始另一項(xiàng)新任務(wù),比如安裝方向盤,甚至噴涂油漆!皺C(jī)器對(duì)話”(M2M,Machine-to-Machine,機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信)是按部就班的自動(dòng)化生產(chǎn)的一次跨越,也是未來制造的標(biāo)志之一。
溝通是未來智能制造的核心要素——這種溝通包括人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器之間的信息交換。對(duì)于人來說,1/10秒意味著實(shí)時(shí);而對(duì)于制造過程來說,要做到高效精準(zhǔn),機(jī)器間的溝通就必須做到百萬分之一秒,甚至更低。懂得交流的機(jī)器讓整個(gè)制造過程更加智能:機(jī)器可以用自己的語言交換信息;可以借助海量數(shù)據(jù)提供的“經(jīng)驗(yàn)”,對(duì)生產(chǎn)中復(fù)雜的狀況做出精準(zhǔn)判斷;它們還逐步發(fā)展出“模仿”、“學(xué)習(xí)”能力,甚至懂得自行組織生產(chǎn),從而不斷提升生產(chǎn)效率。
改變的不僅僅是機(jī)器,其他生產(chǎn)要素也在向數(shù)字化的方向發(fā)展。漢諾威工業(yè)博覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng),“未來制造”的場(chǎng)景隨處可見:高度逼真的產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng);戴上3D眼鏡就能直接參觀的虛擬工廠;虛擬仿真的智能生產(chǎn)線;可以打印出金屬零部件的3D打印制造;就連谷歌眼鏡也成了人們控制生產(chǎn)線的工具。
“我們正在目睹一場(chǎng)深刻的工業(yè)生產(chǎn)變革,它也被稱作‘第四次工業(yè)革命’!蔽鏖T子股份公司管理委員會(huì)成員魯思沃教授(Prof.Dr.Siegfried Russwurm)說。相對(duì)于德國(guó)定義的以蒸汽機(jī)時(shí)代、流水線生產(chǎn)、自動(dòng)化生產(chǎn)為標(biāo)志的前三次工業(yè)革命,“第四次工業(yè)革命” 將建立于信息物理融合系統(tǒng)(CPS)之上。
德國(guó)是這一場(chǎng)圍繞“數(shù)字工廠”、“數(shù)字生產(chǎn)”的制造業(yè)革命積極推動(dòng)者,而這場(chǎng)革命又被稱為“工業(yè)4.0”。2011年德國(guó)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上,“工業(yè)4.0”一詞首次出現(xiàn),2013年同樣在漢諾威工業(yè)博覽會(huì),德國(guó)“工業(yè)4.0小組”正式提出“工業(yè)4.0”的概念。
軟件和互聯(lián)網(wǎng)正在顛覆人們印象中那個(gè)仍然封閉而傳統(tǒng)的工業(yè)世界。盡管今天人們的生活中智能手機(jī)已經(jīng)普及,智能家居開始邁開腳步,網(wǎng)絡(luò)社交、電子商務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)娛樂、在線教育已經(jīng)滲透到生活的方方面面,但在工業(yè)領(lǐng)域,這一場(chǎng)虛擬與現(xiàn)實(shí)融和的制造革命才剛剛開始。“這場(chǎng)變革將是一個(gè)漸進(jìn)的過程。工業(yè)4.0的真正到來可能需要20年左右的時(shí)間,在此期間,變化將不斷出現(xiàn)和遞進(jìn)!濒斔嘉终f。
驅(qū)動(dòng)工業(yè)4.0時(shí)代到來的是人們的需求!耙云嚍槔,幾十年前,人們有一輛能夠代步的汽車就已經(jīng)很滿足,但今天可能人人都希望自己的汽車擁有與眾不同的‘個(gè)性’。與此同時(shí),他們只愿意接受平民化的價(jià)格、不超過3周的等待時(shí)間!濒斔嘉峙e例說!90后亞文化促使B2B、B2C的商業(yè)模式都需向C2B模式改變。”SAP全球高級(jí)副總裁、全球研發(fā)網(wǎng)絡(luò)總裁柯曼(Clas Neumann)認(rèn)為。這種個(gè)性化的需求正在成為一種趨勢(shì)潮流,變?yōu)槿藗儗?duì)生活中各種產(chǎn)品的渴望—— 既然我們生來都是獨(dú)具個(gè)性的個(gè)體,那么為何不能使用量身定制的物品?
正因?yàn)槿藗儗?duì)個(gè)性化需求的日益增強(qiáng),當(dāng)條件具備時(shí),此前為提高生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品成本的規(guī);、復(fù)制化生產(chǎn)方式也將隨之發(fā)生改變—— 工業(yè)4.0時(shí)代,個(gè)性化產(chǎn)品將以高效率的批量化方式生產(chǎn)!皞(gè)性化”是精耕細(xì)作、靈活創(chuàng)意的代名詞,“規(guī);痹(jīng)意味著大批量、重復(fù)生產(chǎn),智能制造就是讓“個(gè)性化”和“規(guī);边@對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的矛盾相融合的生產(chǎn)方式,互聯(lián)網(wǎng)則能夠讓制造鏈條上的各個(gè)環(huán)節(jié)更加緊密、高效協(xié)作。
現(xiàn)實(shí)版的“工業(yè)4.0”工廠尚未出現(xiàn),但魯思沃認(rèn)為,西門子已經(jīng)擁有“工業(yè)3.X”的工廠。西門子德國(guó)安貝格工廠就是這樣一家智能“數(shù)字工廠”。如果說安貝格工廠高度自動(dòng)化的生產(chǎn)線每秒產(chǎn)出一個(gè)產(chǎn)品還只是自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)代高效率的標(biāo)志,那么在這個(gè)僅有1,000多員工、10余條生產(chǎn)線的工廠里,每年可以用近30億個(gè)零部件、生產(chǎn)1,000多種工業(yè)控制產(chǎn)品則是柔性生產(chǎn)的跨越。更為重要的是,“數(shù)字工廠”的產(chǎn)品的缺陷率僅為百萬分之12,而全球最出色的德國(guó)和日本工人的平均缺陷率也要會(huì)達(dá)到百萬分之300到500。
“這里有兩座工廠—— 一座現(xiàn)實(shí)工廠,一座虛擬工廠,任何生產(chǎn)計(jì)劃的改變都通過虛擬工廠下達(dá)任務(wù),再傳遞到現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中實(shí)施,而這種計(jì)劃的調(diào)整可能發(fā)生在轉(zhuǎn)瞬之間!卑藏惛窆S前副總經(jīng)理李永利說。到工業(yè)4.0時(shí)代,機(jī)器的自我學(xué)習(xí)、自我決策能力會(huì)極大提升,并且價(jià)值鏈條上的工廠會(huì)連成一片。
西門子股份公司管理委員會(huì)成員、前西門子工業(yè)領(lǐng)域CEO魯思沃教授。
“要真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0必須具備多方面條件,比如數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和衡量標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化、強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩、法律保障、人才?chǔ)備等等,因此工業(yè)4.0不是靠某一家公司的一己之力能夠?qū)崿F(xiàn)的,而需要許多扮演不同角色的公司共同協(xié)作。”柯曼說。
以制造業(yè)為傲的德國(guó)政府對(duì)“工業(yè)4.0”寄予厚望。2013年,德國(guó)聯(lián)邦政府將“工業(yè)4.0”上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面,并為此撥款2億歐元。2014年漢諾威展會(huì)的首日,德國(guó)總理默克爾親臨現(xiàn)場(chǎng)。在開幕式上,默克爾表示,“工業(yè)4.0”是德國(guó)的一個(gè)里程碑—— 德國(guó)希望能夠在傳統(tǒng)制造業(yè)仍然保持世界領(lǐng)先地位,并且在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑵渑c現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合起來,否則德國(guó)就會(huì)在一些領(lǐng)域失去與世界接軌的機(jī)會(huì)。
“德國(guó)曾被視為‘歐洲病人’,因?yàn)槲覀冞在做硬件制造,但幾次金融危機(jī)中德國(guó)穩(wěn)健的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)證明了制造業(yè)對(duì)于一個(gè)國(guó)家的作用!濒斔嘉终f。在西方發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體中,德國(guó)是為數(shù)不多的制造業(yè)仍然保持在GDP總量中20%以上份額的國(guó)家。據(jù)麥肯錫咨詢的統(tǒng)計(jì),2013年制造業(yè)為德國(guó)GDP的貢獻(xiàn)率為23%,就業(yè)貢獻(xiàn)率17%,出口貢獻(xiàn)率72%。
不僅僅是德國(guó),金融危機(jī)的警鐘正重新喚起更多歐美國(guó)家對(duì)于工業(yè)的關(guān)注。歐盟希望增加制造業(yè)在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中所占的比例—— 在2020年前,該比例從目前歐盟國(guó)家平均值的16%增加到20%;英國(guó)希望通過“再工業(yè)化”的新手段和新政策,增大工業(yè)、制造業(yè)在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中的比重,打造高端制造業(yè);美國(guó)則正在計(jì)劃一場(chǎng)“工業(yè)復(fù)興”,頒布了全美制造業(yè)創(chuàng)新機(jī)制,探索各種可能,試圖回到以制造業(yè)為主體的經(jīng)濟(jì)模式上來。今年2月,奧巴馬政府宣布在底特律和芝加哥分別再建兩所先進(jìn)制造中心,期望制造業(yè)創(chuàng)造更多就業(yè)。
讓西方發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體感到不安的是以中國(guó)為代表的新型經(jīng)濟(jì)體在工業(yè)領(lǐng)域中的崛起。據(jù)環(huán)球通視(IHS Global Insight)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2000年發(fā)達(dá)國(guó)家在全球制造業(yè)產(chǎn)出中所占比重高達(dá)73%,而發(fā)展中國(guó)家僅占剩余的27%;但到了2011年,發(fā)達(dá)國(guó)家所占比重大幅下滑至54%。在國(guó)家層面上,2011年,中國(guó)所占比重升至19.8%—— 美國(guó)因此失去100多年來全球制造業(yè)第一大國(guó)的地位,而2000年中國(guó)在全球制造業(yè)產(chǎn)出中所占比重僅為7%。如果這一趨勢(shì)延續(xù),發(fā)達(dá)國(guó)家政府擔(dān)心有可能喪失在全球制造業(yè)領(lǐng)域中的主導(dǎo)地位。
一些輿論認(rèn)為一場(chǎng)數(shù)字化工業(yè)革命的到來可能扭轉(zhuǎn)發(fā)達(dá)國(guó)家在工業(yè)領(lǐng)域的頹勢(shì)。2012年4月,《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志(Econimist)封面報(bào)道《第三次工業(yè)革命》文章指出,制造業(yè)數(shù)字化所帶來的影響將大大超出人們的認(rèn)知,它將會(huì)讓一些在很久以前被新興市場(chǎng)搶奪的生產(chǎn)崗位重新回到發(fā)達(dá)國(guó)家;《金融時(shí)報(bào)》記者、《新工業(yè)革命》一書作者馬什(Peter Marsh)也表達(dá)了類似觀點(diǎn):近年來,中國(guó)以及其他國(guó)家在內(nèi)的新興經(jīng)濟(jì)體的制造業(yè)增長(zhǎng)勢(shì)頭或已顯露疲態(tài),新工業(yè)革命產(chǎn)生的影響可能更為顯著地在發(fā)達(dá)國(guó)家得到體現(xiàn)。