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怎么样突破中国发展工业4.0的瓶颈?

作者:www.cechina.cn2016.03.10阅读 2705

  在传统工业模式下,要把消费品送到消费者手中,需要经过一个固定的流程,也就是原料、机械设备、工厂、运输跟销售这五大模块。从工业1.0到3.0,这五大环节是不可或缺的基本模块,并且是固定流程。
  什么叫做工业1.0?就是用蒸汽推动机械化。什么叫做工业2.0?就是用电力推动大规模生产化。什么叫做工业3.0?就是用电子信息技术推动自动化。那么叫做工业4.0呢?就是生产智能化。具体来说,就是原料、机械设备、工厂、运输、销售这五大模块不再是生产的固定流程,而是统统独立出来了,每一个模块都有自己的软件,自己的传感器,以及自己的通信系统,五大模块可以根据消费者的需求自己进行高效组合。



  结果就是,同一个生产线,过去只生产一种产品,而现在可以通过智能化生产出许多不同型号的产品,满足消费者的个性化需求。
  2015年5月8日,国务院公布《中国制造2025》行动纲领,这是中国版的“工业4.0”规划。我们计划用十年时间步入制造强国行列,就像《中国制造2025》开始的第一句:“制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。”
  那么,“中国制造2025”战略的基本思路是什么呢?主要有两个方面。第一,我们计划在2020年着力形成15家左右制造业创新中心,力争到2025年形成40家左右制造业创新中心。各位注意,这个思路和美国奥巴马总统在2010年之后推行的重振制造业思路是一致的。第二,着力发展智能装备和智能产品,推进生产过程智能化,培育新型生产方式,全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。这和德国推出的工业4.0本质是一样的。
  所以各位请注意,我们这个“中国制造2025”的制造强国理念,主要是学习美国和德国。2014年10月,李克强总理访问德国期间,签订了一个“工业4.0”的战略合作框架。这是什么目的?我相信就是为目前已经处于困境的中国制造业寻找一个新的方向。
  1、德国的工业4.0
  在2013年4月的汉诺威工业博览会上,德国首次提出工业4.0的概念,并将其作为国家战略由总理默克尔亲自推动。根据工业4.0提出的设想,德国将运用互联技术与高度集成化,使工厂的各个生产模块智能化,从而将工厂变为具备自律分散系统的智能工厂
  我以德国飞梭哈雷机车的生产工厂为例。在过去工业3.0以前的时代,生产一台哈雷机车需要21天,因为它的生产过程全部都是固定的、不可更改的。但到了工业4.0时代,客户在早上九点下单,购买一台个人定制化的摩托车,到下午三点就可以收到这辆完全按照其要求生产的摩托车。过去需要21天,现在只需6小时,怎么做到的呢?就是这五大模块统统激活了,可以按照客户的需求自动进行加工组合,在6小时之内完工,这就是智能化的力量。
  你会发现,在工业4.0的时代,生产商不需要做广告,因为这个产品本身就是为客户量身定制的。生产商也不需要仓储、批发、零售,因为产品一生产出来就直接送到客户手上,这是非常有意思的。所以工业4.0打破了我们过去制造行业的传统观念,制造业6 1的产业链概念也不复存在,而是真正实现了全产业链整合。
  并且,工业4.0的智能化生产在大幅提高效率的同时,成本下降了大约40%,这是一个非常不得了的进步。请各位想一想,目前主要发达国家的制造业,如德国、日本、法国、瑞士、英国,它们的成本只比中国高10%~20%,如果它们全面实现了工业4.0,成本将比中国低得多,到时候我们哪还有竞争机会?因此可以说,中国推动工业4.0是势在必行。
  2、美国的工业互联网
  既然讲到德国,就不能不讲到美国,美国也推动工业4.0了吗?不,美国提出了一个新的概念叫工业互联网,比工业4.0更伟大。美国五家行业龙头企业,包括通用电器、英特尔、思科、AT&T、IBM等,联手组建了工业互联网联盟(IIC),将这一概念大力推广开来。
  工业互联网是个伟大的工程,涵盖五大行业,除了德国人讲的制造之外,还有电力、能源、交通、医疗等四大行业,共有九个平台。而德国工业4.0,只是美国工业互联网九大平台里面的一个平台,其他八大平台都是德国所没有的。通用电器在2012年11月26号发表的工业互联网研究报告中指出,美国推动的工业互联网可以在未来增加10万亿到15万亿美元的产值,而这等于是再建一个新的美国。
  上海交通大学谷来丰教授指出,目前中国举国上下正在搞轰轰烈烈的“互联网 ”,而美国则通过工业互联网计划悄悄进入了“新硬件时代”。如今天的多轴无人飞行器、无人驾驶汽车、3D打印机、可穿戴设备、机器人厨师等等,都是之前无法想象的东西。谷歌、亚马逊、Facebook等一大批传统互联网公司,如今都在布局围绕硬件的产业。如谷歌开始进军无人驾驶汽车、智能机器人;亚马逊正在完善多轴无人飞行器来送快递;苹果公司推出智能手表;等等。随着这些技术的普及,制造业将迎来颠覆性的革命,未来的生产组织形态、用工模式将产生重大变革。
  其实早在2011年,美国奥巴马总统就提出了制造业网络创新计划,准备在全美各地设立45个创新研发中心,其中15个是制造业的研发中心。目前已经建设完成了4个,是政府跟民间力量共同推动的,包括3D打印、可弯曲的芯片、传感器等等。政府的强力介入,使得美国制造业如虎添翼。因此,必须将发展制造业当成一个国家战略来推动,我们才有可能搭上工业4.0甚至工业互联网的顺风车。
  3、中国发展工业4.0的瓶颈
  无论是德国的工业4.0,还是美国的工业互联网,其核心都是智能化生产,而进行智能化生产的智能工厂是由许多小的智能模块组合而成的。以中国制造业目前的实力来看,每个小模块我们都能够生产CONTROL ENGINEERING China版权所有,这不是难事,已经是相当成熟的技术了。问题是如何将这些小模块整合成一个工业4.0的智能工厂,这就是我们的短板所在。我们一定会碰到两个阻碍,一个是标准化,一个是稳定性。
  第一,标准化。要将多个小的智能模块组成一个大的智能工厂,前提就是要标准化。举个例子CONTROL ENGINEERING China版权所有,A工厂生产螺丝钉,B工厂生产螺丝刀,C工厂生产螺丝帽,那么,要确保A工厂的螺丝钉能够与B工厂的螺丝刀匹配,并且能够嵌入C工厂的螺帽,这就叫标准化。如果这三者不匹配,那么智能工厂就搭建不起来。而这三者的匹配,可不是坐下来谈出来的,而是需要经过实际运作所积累的经验,孕育出来这样一个标准化的结果。因此,这是我们在推动工业4.0的时候可能遇到的一个短板。
  第二,稳定性。一个智能工厂的整体质量取决于质量最差的小模块控制工程网版权所有,如果有一个小模块发生问题控制工程网版权所有,整个智能工厂系统就可能跟着崩溃。而我们的问题就在于,目前中国制造的产品质量是不稳定的。举个例子CONTROL ENGINEERING China版权所有,中国的粗钢产量是全世界第一,但我们码头的起重机用的钢索都要进口,因为中国粗钢的稳定性不达标。中国的铝产量也是全世界第一,但我们的飞机外壳用铝也要靠进口的,同样因为质量不稳定。因此,我们要推动工业4.0,首先就必须要全面提高中国制造业的产品稳定性控制工程网版权所有,这将是一个艰难的挑战。
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