為全面了解德國“工業(yè)4.0”的發(fā)展路線圖、實施戰(zhàn)略和行動計劃，推動《中國制造2025》的順利實施，同時落實中德兩國政府在“工業(yè)4.0”領(lǐng)域合作形成的六點共識，8月24日~25日，工信部人才交流中心邀請了以艾納·安德爾為主的德國“工業(yè)4.0”工作組的六位主要成員，在北京上了一堂跨國“工業(yè)4.0”公開課。德國總理默克爾多次表示，希望中國企業(yè)積極參與德國“工業(yè)4.0”，參與的前提是深入了解、認知，這堂涉及從頂層設(shè)計到具體實施的權(quán)威“工業(yè)4.0”公開課，為中國企業(yè)提供了一個接觸世界制造業(yè)塔尖的機會。
德國“工業(yè)4.0”提出了建設(shè)物理信息系統(tǒng)(CPS)，積極布局智能工廠，推進智能生產(chǎn)，瞄準的是新一輪科技革命，聚焦的是制造業(yè)中的高端產(chǎn)業(yè)和高端環(huán)節(jié)。而《中國制造2025》提出以推進信息化和工業(yè)化深入融合為主線大力發(fā)展智能制造，構(gòu)建信息化生態(tài)下的產(chǎn)業(yè)生態(tài)和新的制造模式。《中國制造2025》關(guān)注的是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，同時要解決制造業(yè)創(chuàng)新能力、產(chǎn)品質(zhì)量以及工業(yè)基礎(chǔ)等方面的突出矛盾和問題。
雖然我國與德國的工業(yè)基礎(chǔ)、發(fā)展水平以及終極目標有所差別，但兩者卻有著類似的戰(zhàn)略使命和核心理念。當(dāng)前我國大部分工業(yè)體系處在由2.0向3.0過渡階段，深入理解德國“工業(yè)4.0”的戰(zhàn)略背景、內(nèi)涵、發(fā)展路線圖對實現(xiàn)《中國制造2025》，推動我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級無疑有著深遠影響。
■CPS是“工業(yè)4.0”基礎(chǔ)
“工業(yè)4.0”指的是技術(shù)與產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)系，也可稱之為第四次工業(yè)革命。它包括人類、技術(shù)和組織三大類共17個要素，德國“工業(yè)4.0”平臺科學(xué)顧問委員會用了17篇論文才準確地概述了它的含義�！捌鋵崗姆秶峡�，工業(yè)并非是‘工業(yè)4.0’的全部，它還包括智能產(chǎn)品、物流、供應(yīng)鏈等，此外還有通過互聯(lián)網(wǎng)所能提供的個性化服務(wù)�！钡聡鴻C械設(shè)備制造業(yè)協(xié)會信息技術(shù)、研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新部部長萊納·格拉茨強調(diào)，“只是工業(yè)在德國是基礎(chǔ)，所以德國‘工業(yè)4.0’主要關(guān)注的是工業(yè)�！�
德國“工業(yè)4.0”平臺科學(xué)顧問委員會主席、德國技術(shù)科學(xué)院院士艾納·安德爾從三個維度闡述了“工業(yè)4.0”的定義：首先，橫向上是生命周期和價值流層，在生產(chǎn)和設(shè)計階段可實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型與現(xiàn)實產(chǎn)品的無縫連接;其次，縱向上運用CPS將場地、設(shè)備、工作站等融入到生產(chǎn)環(huán)境中;最后在前兩個維度的基礎(chǔ)上引入業(yè)務(wù)、信息以及資產(chǎn)等進行融合。這三個維度可以看作企業(yè)制定“工業(yè)4.0”路線圖的參考框架。
當(dāng)然，“工業(yè)4.0”的最終構(gòu)成取決于具體的應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車、電子或者機械等。需要指出的是，“工業(yè)4.0”的基礎(chǔ)是CPS，也就是整合了傳感器、執(zhí)行器的嵌入式系統(tǒng)�！癈PS可以實現(xiàn)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的通信，建立起虛擬世界與現(xiàn)實世界之間的聯(lián)系。”艾納·安德爾說，“比如汽車行業(yè)未來的流行趨勢是實現(xiàn)人與車、車與車之間的通信，也就是常說的車聯(lián)網(wǎng)，這就是CPS的基礎(chǔ)技術(shù)運用。”
■實現(xiàn)機器與機器對話
“工業(yè)4.0”并非像“爆炸”一樣，突然襲來，其典型特征是每天都在演進的過程性，它需要逐步完善。需要明確的是“工業(yè)4.0”并非是從零開始，而是建立在現(xiàn)有生產(chǎn)線之上。
艾納·安德爾用一個生產(chǎn)線優(yōu)化的例子解釋了“工業(yè)4.0”是如何運行的：首先，實驗室會對每一個產(chǎn)品進行識別，搜集生產(chǎn)數(shù)據(jù)和質(zhì)量保障數(shù)據(jù)，通過評估后就可以知道制造流程;其次，通過測試，對錯誤的產(chǎn)品進行數(shù)據(jù)分析，從而還原其當(dāng)時的制造情況，找到生產(chǎn)過程中是哪些環(huán)節(jié)的設(shè)備出現(xiàn)了問題;最后，就是要維修或者更換設(shè)備�！坝绕鋵τ谄嚠a(chǎn)品來說，涉及上萬個零部件，所以，生產(chǎn)線上的數(shù)字化、智能化更為重要�！卑{·安德爾說，“汽車產(chǎn)業(yè)是‘工業(yè)4.0’最難的應(yīng)用點，同時也是最佳切入點�！�
如果說目前的自動化生產(chǎn)是人與機器對話，“工業(yè)4.0”則可實現(xiàn)機器與機器對話。比如德國的機床銷往全球，這意味著要把產(chǎn)品交付給不同的市場。這些機床需要相應(yīng)的維修部件進行維護。如果在德國生產(chǎn)之后再發(fā)往目的地，這顯然是一個大工程�！肮I(yè)4.0”如何解決這一問題?萊納·格拉茨解釋說：“現(xiàn)在人們的想法是在不同市場建設(shè)制造中心，如果當(dāng)?shù)匦枰悴考�，德國的機器會將零部件的數(shù)據(jù)發(fā)送給當(dāng)?shù)刂圃熘行�，在這些制造中心就可以直接生產(chǎn)所需的零部件。當(dāng)然所有設(shè)備都要應(yīng)用‘工業(yè)4.0’技術(shù)，實現(xiàn)對整個流程的控制，這樣我們就可以知道每個零部件的生產(chǎn)狀態(tài)�！�
■三大制約瓶頸待打破
雖然“工業(yè)4.0”的概念始于德國，但在發(fā)展過程中同樣面臨著諸多問題。萊納·格拉茨表示，“工業(yè)4.0”最突出的問題表現(xiàn)在標準上，德國“工業(yè)4.0”三大協(xié)會負責(zé)整合不同行業(yè)，在標準制定上，三大協(xié)會存在明顯差異。如通訊和技術(shù)協(xié)會遵循自上而下的原則制定標準，而機械電子行業(yè)制定標準的過程卻是自下而上的;第二，德國“工業(yè)4.0”平臺目前囊括了近6000家企業(yè)，如何用統(tǒng)一的標準去平衡他們的需求成為棘手難題;第三，目前“工業(yè)4.0”平臺真正涉及的只有標準、研發(fā)和安全三個方面的技術(shù)問題，還沒有精力去考慮職業(yè)培訓(xùn)、市場宣傳、全球化等其他內(nèi)容。
德國“工業(yè)4.0”目前也處于摸索階段，未來依舊面臨著諸多挑戰(zhàn)。德國弗朗霍夫研究院生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)計技術(shù)研究所所長、德國技術(shù)科學(xué)學(xué)院院士艾卡特·古納特·烏爾曼認為，“工業(yè)4.0”要在安全的基礎(chǔ)上追求較低的生產(chǎn)成本，其中安全是最為重要的原則，指的是既要保證生產(chǎn)線的安全，又要能對之進行分析�！肮I(yè)4.0”的前身是德國2008年提出的《高科技戰(zhàn)略2020》，它包括移動、能源、安全、通信、健康五個領(lǐng)域的十個項目，德國政府對這些研究項目的資助超過了2000億歐元。艾納·安德爾表示，經(jīng)過4年的發(fā)展，德國在2012年才組建了“工業(yè)4.0”工作組，正式提出了“工業(yè)4.0”的定義、愿景以及如何實施�！爸袊谶M行的《中國制造2025》和德國‘工業(yè)4.0’高度相似，實施過程非常重要不能著急，可能需要幾年、十幾年甚至20年的時間去慢慢演進�！卑{·安德爾指出，“當(dāng)然，‘工業(yè)4.0’也是德國面向未來10~20年制定的發(fā)展戰(zhàn)略�！�
延伸閱讀：工業(yè)4.0時代，人該干嘛
早在“工業(yè)4.0”提出之前，很多人就擔(dān)心自動化會代替人。如今，自動化、智能化程度更高的“工業(yè)4.0”是否會讓這一進程加快?
德國機械設(shè)備制造業(yè)協(xié)會信息技術(shù)、研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新部部長萊納·格拉茨表示，企業(yè)真正的決策不可能由機器人來完成，必須由人來進行，所以自動化的核心是從人的角度出發(fā)，需要滿足人的需求�！肮I(yè)4.0”不是要讓機器代替人，而是讓機器為人服務(wù)。“人可以說是所有‘工業(yè)4.0’技術(shù)的指揮者，也是這個復(fù)雜系統(tǒng)的控制者，人能作出比計算機更精密細小的決策，而且在系統(tǒng)開發(fā)過程中，需要由人去決定一個正確的方向。”萊納·格拉茨說。
德國聯(lián)邦信息技術(shù)、通訊技術(shù)和新媒體技術(shù)協(xié)會“工業(yè)4.0”主任沃爾夫?qū)ざ酄査固匾步o出了相同的論斷：“其實在過去150年中，自動化、機械化一直為我們生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，創(chuàng)造更多的財富。如果我們在制造業(yè)中失去了一些工作崗位，這不是因為‘工業(yè)4.0’，而是因為人們一直在努力優(yōu)化制造流程，這個過程在過去150年中從未停止�！�
中國與德國目前的社會老齡化趨勢都在不斷加劇，這種趨勢要求“工業(yè)4.0”必須盡快進入到應(yīng)用層面，以解決勞動力不足的問題。萊納·格拉茨介紹：“現(xiàn)在德國在談工作與人口平衡，‘工業(yè)4.0’中的一些新技術(shù)可以幫助人們找到這種平衡。未來，可能不需要工人去上班，只需要在家里給工廠發(fā)送一些指令。這是德國未來經(jīng)濟的競爭力�！�
同時，社會老齡化也要求有限的勞動力要盡快地融入“工業(yè)4.0”生產(chǎn)環(huán)境中。據(jù)了解，德國正在實施一項以人為本的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，它要求每個工人都有智能援助系統(tǒng)，以獲取所需的信息和技術(shù)�！拔磥砉と说馁Y質(zhì)，肯定會比今天更為重要。他們需要持續(xù)地學(xué)習(xí)，我們也希望能夠把這些工人的資質(zhì)從專業(yè)資質(zhì)進一步推向?qū)W術(shù)資質(zhì)�！卑{·安德爾說，“而在大學(xué)中，卻需要把學(xué)術(shù)資質(zhì)推向?qū)I(yè)資質(zhì)，這可以通過改變大學(xué)的課程設(shè)置來實現(xiàn)�！�
艾納·安德爾還強調(diào)，未來的勞動力要具備跨學(xué)科的思維和理解能力，這是“工業(yè)4.0”時代必須要思考的問題。據(jù)了解，在德國，主要由企業(yè)的工會負責(zé)培養(yǎng)員工技能，另外，對于在“工業(yè)4.0”平臺科學(xué)顧問委員會有席位的企業(yè)，委員會也會為他們開設(shè)一些新技術(shù)方面的課程。
