谈中国企业如何走向工业4.0
谈中国企业如何走向工业4.0
&陈广乾&分享导读
工业4.0是什么，论述已汗牛充栋，对中国企业来说，当下更有意义的是，思考和部署如何走向工业4.0。本文来源：廣乾草記(guangqiancaoji),文/陈广乾，版权归原作者所有，感谢创作者！如涉及侵权，请联系删除！邮件:入会须知：想加入“工业4.0读书会”的新同学，可搜索“智能制造”或"mfg2025"关注本公共号获得入会相关信息对几乎所有中国企业而言，工业4.0还是我们未来的目标，还是我们大航海走向彼岸的灯塔。对于这个目标的表述，从可实施、可操作的角度看，我个人认为，应该有这样几点。为便于理解，我的几个观点都凝缩到这张图中，下面的所有文字，都是对这张图结构和逻辑的娓娓道来。1出发点是用户/客户多样化和个性化需求。需求转化成为订单才能落地。订单至少有三种形式：从工业2.0承继而来大规模和标准化订单；从工业3.0而来有约束条件的个性化可配置订单；只有工业4.0能解决（基本解决，也不一定能百分之百解决）的充分满足个性化需求的订单。工业化时代（2.0时代）的本质属性之一是大规模、标准化生产，这个时代的大批量、标准化订单，在工业3.0时代已有减少趋势，在4.0时代肯定会明显减少，但不见得会完全消失。用户的多样化和个性化需求是企业生产和发展永远的驱动力，因此，也是工业4.0的引擎。基于这个出发点，工业4.0首先要解决的是，基于互联网技术，线上和线下融合，能充分对应各种订单，尤其是个性化订单，由工业3.0时代的销售自动化发展而来的销售智能化系统。未来的智能销售系统，比今天的销售自动化系统（Sales Automation System）至少在三点上应该具有更高的成熟性：一是订单预测，尤其是面对复杂和多样性市场环境下的订单预测准确度更高，这意味着，预测背后需要有多维度和全渠道的大数据分析，以形成高准确性的订单预测模型。二是销售订单与销售目标、销售计划三者之间到型号、到渠道（线上渠道和线下渠道，全渠道）、到门店、到销售人员、到销售政策、甚至到用户，多视角和多场景的智能匹配，尤其是三者之间多种业务处理规则上的智能匹配。三是各种订单类型，标准化订单、定制化订单和个性化订单的智能匹配，形成一个符合智能制造规则的“订单包”。这种订单匹配，可以想象，每个订单的具体型号、具体性能要求、具体质量要求、具体交付要求，甚至具体对应到一个小社群或一个单体个人，对智能处理的要求会非常高。目前包括ERP系统在内任何现有系统都无法满足。2在智能销售系统的更前端（贴近用户端），需要开发出一个基于互联网，尤其是基于移动互联技术，用户ATP（用户全接触点All-Touch-Point）的数据获取、处理和分析的系统。没有这样的系统，难以实现对用户多样化和个性化需求的完整把握。如果01说的是智能订单系统，那么，02就是智能用户需求分析系统。这个系统到底长成什么样，只有未来的实践能回答，但至少可以想象：第一，成熟、易用的用户360个性化标签视图模型应该是这个系统的基础功能。这个功能如果能实现，意味着，中国企业在用户数据ATP获取，企业内外数据流的打通，生态链上统一数据处理平台的建设上将迈入一个全新伟大的阶梯。目前的严酷现实是，真正能实现企业内部DMP（统一数据管理平台）的都极端罕见。第二、很显然，成熟易用的、对用户进行全息深层分析，并与用户进行深度交互的大数据分析模型是必需的。所谓全息深层分析，比如，不仅仅是一个门店内的消费行为场景分析，而是要扩展到一个大型购物中心全场景的用户消费动机、消费行为轨迹、消费偏好的分析；也不仅仅是消费轨迹和动线的分析，还要深入到对用户语言文化行为的深层分析等。分析的深度和广度，没有类人脑的“认知”技术难以实现。概念和理论早就有了，实现不了的最大障碍是用户数据获取的成本代价太大。例如，我们常见的定制家具部分，很多时候都要靠人工设计师上门进行测量和设计。这里面所带来的成本，事实上是由用户自己承担的，而很多产品目前的生产组织模式难以承担这样的成本。这几年视频识别技术和VR（虚拟现实技术）的发展让我们看到了曙光，尤其是这两年的拉斯维加斯展会上各种视频识别分析和VR技术已经使用户需求数据获取的代价不断降低。可以想象一个场景，你需要一个杯子，通过摄像头识别你的手型，握持习惯，然后生成一个虚拟（或者接近真实的）的模型，再通过基本动作比对，可以在几分钟内得出一个基本结构符合自身需要的杯子。这些离我们已经不远了。从我的理解，未来用户定制化（不一定是个性化）的需求会越来越成为一个重要分支。这并不会完全取代大规模自动化生产，而是两者形成有机的结合。在更加个性化的领域，比如家居，时尚，电子数码等行业，这些也许会更早进入现实。这是工业4.0智能用户需求分析系统的典型应用想象。有了智能用户需求分析系统和智能销售系统，作为工业4.0基核的智能制造才有意义，才有依托，才有归属。但目前，在对工业4.0汗牛充栋的论述中，极度缺乏对这两个智能系统的研究和阐述。而没有这两个系统，智能制造就有可能是“为制造而制造”，陷入自我欣赏的封闭体系，而这历史已经证明，是最危险的“资本投资模型”。对了，特别需要说明的，这里的“系统”两字，不仅仅限于IT和网络技术意义上的信息化系统，还包括这个系统所服务的业务流程、组织和人的能力，一个完整的体系。3如果把智能机器人，把传感器，把RFID，把人机界面等比喻成人的肢体或末梢神经系统，那么工业4.0的中枢神经指挥系统，基于GE的表述，应该是互联网数字总线系统，基于西门子的研发，应该是互联网的制造执行系统（iMES系统）。美国人的互联网总线也好，德国人的iMES也好，工业4.0智能制造的“主线”、“核”、“大脑指挥体系”或者“灵魂”，就是这个东西。决定个性化订单怎么走，从用户那里是走向虚拟设计，还是直接走向智能生产，还是直接到智能物流，主要不是由机器人或传感器说了算，而是由这个智能总线，或iMES说了算。虽然机器人、传感器，这些末梢系统非常重要，甚至也可能具有“自应激反应”功能，但机机互联也好，机物互联也好，人机互联也好，最终的决策，还是要汇聚在这个大脑指挥系统。尽管计算可能是分布的，但计算出的数据结果，基于结果所形成的决策分析必须是统一的。为什么这样说，看看这张图就知道。从这张图可以看出iMES在整个智能制造体系中的“中核”地位。这里需要多说一句，即使是在前4.0时代，MES也极其重要，但我们对于MES的认识，其实也不仅仅是我们，而是整个世界，都偏晚、偏低，以至于业界对MES有另一个说法，叫Missing Link，一个丢失的环。由于种种原因，长期以来我们被灌输，很多企业经营者也接受了这样一种观念，企业只要上了ERP系统，企业竞争力的问题，换句话说，系统对业务的赋能问题就解决了。客观说，钢铁流程型企业，和离散制造企业不一样，一开始对MES就很重视，以至于产生了像上海宝信那样大的在钢铁MES中打出一片天的中国企业。钢铁本身管理的复杂性、质量要求和颗粒度决定了MES天然的重要性。这张图可以充分说明：在未来工业4.0时代，钢铁流程企业的MES应该不再只是获取生产结果，而是关注于生产的每一个细节，MES将成为智能工厂和智能制造的数据平台基础设施。在MES的层面上打造实时的协同机制。MES从一个分散独立的系统不断转化为工业4.0的核心，是什么原因驱动的呢？我个人的理解，是成本要素的驱动。企业管理有两个方面的驱动要素：对外是利润，对内是成本。这两个要素是辨证统一的。之前的传统成本管理主要是从两个角度，一个是事先的成本预测逻辑，通过BOM，原料，工艺等要素的组织，形成对于标准模式下的成本预测；另一方面是事后的成本归集，在一个较长的时间段内（往往是月度）收集各种成本总的消耗情况，并通过综合计算得到成本消耗。但这两种情况最主要缺失，就是中间的成本具体执行和产生过程的控制。具体的生产过程虽然有一定的绩效指标控制，但这些指标是否能有效的跟成本要素结合，是否能快速有效跟踪到成本的具体科目，都是目前生产管理中无法做到的。而MES实际上是完成这一工作的核心系统。只有通过MES系统更全面、更有效的管理和控制，才能真正实现成本的可控和可管理，不再只是事后跟踪。只有在制造执行的每个细节都被有效地按照驱动要素成本的要求来执行，才能真正实现精益制造，而精益制造的核心就是质量和成本。这个也可以从另一方面来说明未来的iMES管理的范围是什么，所有跟成本要素相关的执行过程都是iMES管理的范围。在今天，关于工业4.0喧嚣的议论中，我们的企业家、我们的投资人目前投资兴奋点大多是放在机器人、放在传感器、放在3D打印上，而对神经中枢指挥系统的投资，缺乏自觉的认知。中国人常常对看得见、摸得着的东西愿意投资，对看不见的软件系统，由于观念的使然，由于缺乏一整套成熟的价值评估体系，因此不愿意投资，或不知道怎么去投资。今天的企业经营者和投资人，对“软件定义世界”的道理还不大懂，认知还比较肤浅，这是中国软件发展不起来的重要原因。在目前2.0尤其是3.0的情况下，大的核心软件系统，那些工业制造的“灵魂”，基本都在美国和德国企业手里。未来4.0的互联网总线系统或互联网MES系统，会是什么格局，确实堪忧。4全面和深刻理解了互联网总线或iMES，这个大脑指挥系统，其余局部或板块层的智能化就比较容易理解了。所谓局部或板块层的智能化，主要是指智能工厂（或智能生产）、集成、协同与创新的研发设计，还有智能物流和智能服务等。目前，智能制造、智能生产和智能工厂，这三个概念都在混用，找不到公认的这一概念的准确边界。这里，为叙述方便，我用“工厂”确指具体的加工、产线组装和总装，从而构想4.0“智能工厂”大概应该是什么样子。准确说，下面这张图中，在红色方框内的内容，就是智能工厂。智能工厂，显然应该有这样几个要素：物料定位、物料移动以及伴随物料移动的智能控制系统，各安装主节点的智能设备和仪器，各关键节点的质量检化验及质量实时追溯系统，核心工序高度自动化，数据采集、实时处理与监控系统，人机交互系统等。在智能工厂层面，未来在4.0时代，全新的场景是，大量和有序使用机器人、传感器、RFID以及其它智能终端设备。但这个问题，似乎也不能发展到绝对的程度。依据对汽车工业产线的观察与想象，我个人认为，机器人的用度，应该主要考虑四个视角：人工操作比较危险或难以实现，人工操作质量难以控制、人工操作速度节拍难以保证、对数据获取的要求（人对数据获取和处理的能力不依靠计算机是很有限的）。基于目前阶段一些先进企业的工厂部署，大致可以想象，未来4.0时代，工厂的产线执行层肯定要大量部署传感器，部署承担各种功能的机器人和其它高效成熟的自动设备。再往上是产线控制层，主要是PLC，承担各种功能的PLC。再往上就是智能工厂的管理层，部署各种实时管理“驾驶舱”，这个就是iMES层。比如，订单执行状态的监控、设备监控与状态预警、质量监控、物料看板、员工绩效看板等。在这一层应该部署相关的服务器。在未来的智能工厂，和今天不同，应该能真正实现机机互联、机物互联和人机互联，从而在工厂制造，这个供应链的主节点上，实现实时化、可视化、数据全程贯通，从而确保多样化和个性化产品的质量、成本和交期，三大承诺的真正实现。不知不觉中，时间已经是16日的凌晨，文字已经快5000字，不能再写了。文章开篇那张工业4.0结构和逻辑图的全部内容，比如智能物流、智能服务等还没有来得及阐述，不过，套用一句最近评选出的精彩电影对白，阿诺?斯瓦辛格的一句话：I'll be back
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TA的最新馆藏中国版“工业4.0”
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工业3.0仍未完成 中国如何走向工业4.0？
编者按：新一轮的工业革命必将给生产方式、生活方式、组织结构带来巨大变革，工业4.0给我们更多的是机遇。
　　来了，有人预计，它能10年内淘汰所有传统产业，将引起社会生活的巨大革命。而最早提出这一概念的德国，率先进行第四次工业革命()，掀起了全球新一轮工业革命的浪潮。那么，这一轮浪潮中的中国制造，会有什么样的命运?本文引用地址：　　的挑战　　工业4.0是由德国率先提出。金融危机后，几乎所有的发达国家经济都萎靡不振，但德国依靠制造业，不但失业率低且经济增长迅速，这让德国政府意识到制造业是维持德国经济增长不可或缺的“顶梁柱”。于是，2013年4月，德国政府推出《保障德国制造业的未来：关于实施工业4.0战略的建议》。　　随后，世界各国高度关注并纷纷开始布局，争取制造业话语权：美国在2014年12月推出“工业互联网”战略，将虚拟网络与实体连接，形成更具有效率的生产系统;日本于日推出《机器人新战略》;法国推出“新工业法国”方案;中国也于2015年出台《中国制造2025》十年战略规划。　　众所周知，第一次工业革命(工业1.0)发生在英国，工业1.0是透过蒸汽推动机械化;第二次工业革命(工业2.0)是由电力推动大规模生产;第三次工业革命()是由电子信息技术推动自动化;第四次工业革命(工业4.0)叫做智能化。　　智能化是工业4.0的特征　　过去在工业1.0、2.0到3.0的时代，一定要透过原料、机械设备、工厂、运输、销售五大模块，都是固定的环节，缺一不可。而“工业4.0”是应用物联网、智能化等新技术提高制造业水平，将制造业向智能化转型，通过决定生产制造过程等的网络技术，实现实时管理。它“自下而上”的生产模式革命，不但节约创新技术、成本与时间，还拥有培育新市场的潜力与机会。　　工业4.0有一个关键点，就是“原材料(物质)”=“信息”。具体来讲，就是工厂内采购来的原材料，被“贴上”一个标签：这是给A客户生产的XX产品，XX项工艺中的原材料。准确来说，是智能工厂中使用了含有信息的“原材料”，实现了“原材料(物质)”=“信息”，制造业终将成为信息产业的一部分。　　以德国飞梭哈雷机车生产工厂为例，在以前的时代，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机械化的。但到了工业4.0的时代，一位顾客早上9时下单订购一辆个人定制化的摩托车，这五大模块统统“活”了，按照顾客的需要，自己找原料，自己找工厂重新包装重新组合，在6小时之内就可以把私人定制的摩托车交给客户。不但效率提高，成本也大为降低。　　工业4.0的目标是智能制造，延伸智能到具体的工厂，就是智能工厂。在智能工厂，第一个是机器生产机器，或者说自己生产自己。第二个就是无人工厂，或者是黑灯工厂，或百分百全智能工厂，人与智能机器并存。　　智能工厂是现代工厂发展的新阶段，是在数字化基础上，利用物联网技术和设备监控技术，来加强信息和服务。智能工厂有三大特征：第一个特征是信息基础设施高度互联，包括生产设备、机器人、操作人员、物料和成品;第二是制造过程数据具备实时性，生产数据具有平稳的节拍和到达流，数据的存储与处理也具有实时性;第三是可以利用存储的数据从事数据挖掘分析，有自学习功能，还可以改善不优化制造工艺过程。智能工厂的发展趋势是从柔性化到敏捷化到智能化再到信息化。　　商业模式对制造业来说至关重要。在工业4.0时代，未来制造业的商业模式就是以解决顾客问题为主。所以说，未来制造企业将不仅仅进行硬件的销售，还通过提供售后服务和其他后续服务，来获取更多的附加价值，这就是软性制造。　　而带有“信息”功能的系统成为硬件产品新的核心，意味着个性化需求、批量定制制造将成为潮流。制造业的企业家们要在制造过程中尽可能多地增加产品附加价值，拓展更多、更丰富的服务，提出更好、更完善的解决方案，满足消费者的个性化需求，走“软性制造+个性化定制”的道路。如此，我国制造业企业才能跟上全球工业革命步伐，由“中国制造”真正转型为“中国智造”。　　中国制造向“中国智造”转变　　改革开放以来，中国已经发展成为工业大国，中国的制造业更是在全球供应链中占据重要地位。到2010年，中国制造业的规模已经超过了美国，跃居世界第一。随着快速崛起的新兴经济体以更为低廉的成本优势加入竞争，我国部分以代工为主的生产企业面临巨大的生存压力。　　2014年以来，东南沿海地区部分加工制造企业倒闭，由此可能会引发其他地区制造企业关门倒闭的连锁反应。与此同时，很多发达国家正在反思“制造业空心化”问题，积极推进新的制造业发展战略，这些因素都对中国制造业形成高压态势，中国制造业正面临着国内外“双重挤压”的局面。因此，中国制造转型升级势在必行。　　如果按照德国工业4.0的标准来划分，我国的工业主体还处于“补2.0的课，普及3.0，同时正在朝着4.0发展”的阶段。而大部分发达国家都发展到了的阶段。从一个工业大国向一个工业强国转变的过程，实质就是推进工业现代化的过程，而我国工业强国战略的核心任务就是推进我国的工业现代化进程。在工业化后期阶段同样重视制造业，并更重视“质”和“强”。　　依靠大量消耗物质资源的传统方式已难以为继，只有转变工业发展方式，方能适应新一阶段经济发展的需要。在普及工业3.0的同时，要用工业4.0的理念改造传统产业，发展新产业新业态。2015年以来，国务院先后发布了《中国制造2025》《关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等一系列顶层设计文件，这为我国传统工业转型升级、寻求新的动能做好了铺垫。　　“智能制造”被认为是未来工业转型的核心。我国制造业转型升级的方向是制造业信息化，具体来说就是数字化和智能化方向。智能制造的发展方向不仅仅意味着智能化程度的提升，还应该更符合消费者的需求。　　在过去，制造业都是大批量、低成本的，未来智能制造可以协调解决消费者低成本、高质量、个性化的需求。或许，随着当前劳动力成本的急剧上升以及新的技术革命和产业革命的推动，加上产业结构的转型升级，机器人将为“智能制造”增添动力。目前，中国机器人产业正在迅速发展，工业机器人设计技术已基本成熟，先驱企业已经走上自主发展之路，服务机器人产业也在孕育中。　　地处边陲又是“一带一路”门户的广西首府南宁，按照工业4.0的要求，大力发展实体经济，推动产业转型升级。要围绕“二产补短板、三产强优势、一产显特色”，坚持创新驱动、综合施策，推动产业发展迈向中高端。　　如以建设中国—东盟信息港为契机，发展新一代信息技术，对接和引进智能机器人制造和新材料、新能源等项目，着力抢抓产业发展的新机遇。推进富士康、研祥、源正、中车等项目的加快建设、投产达效，继续引进一批带动性和竞争力强的大企业，以龙头企业辐射带动提升产业发展水平。深入实施“互联网+”行动计划，扶持电子商务、信息技术服务等新业态、新模式加快发展，推动国家电子商务示范城市建设。　　推进中国—东盟国际物流基地、空港物流产业园等物流集聚区建设，扶持一批现代物流龙头企业加快发展。推进“互联网+农”，促进农村一、二、三产业融合，提高农业综合效益。还要强化创新增发展动能，加大创新力度，增强经济发展活力。要以南宁北京中关村签订合作协议为契机，把中关村创业大街等模式复制过来，引进一批创新型企业入驻，积极培育发展众创、众包、众扶、众筹，加快提升南宁创客城，创建供应链集成服务基地、创新创业基地，吸引更多创客团队入驻创业。南宁也要为迎接工业4.0，做好培养相关信息化、自动化、智能化人才的培养与储备工作。　　总之，我们相信，只要我们紧紧抢抓机遇，沉着应对，中国制造必将成功转型“中国智造”，中国工业一定会迎来美好的明天。
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微信公众号一“工业4.0”概念由德国人提出，指的是在制造领域把资源、信息、物品和人相互关联在一起的“虚拟网络-实体物理系统（Cyber-PhysicalSystem，CPS）”，德国人称其为“工业4.0”，也称为“第四次工业革命”。今年10月，中德两国签署的《中德合作行动纲要》明确表示，双方将在工业4.0方面加强合作。
“工业4.0”描绘了一幅个人、设备与产品有效联通的个性化和数字化的智能制造模式愿景。从工业技术发展角度来看，工业4.0是制造业发展的趋势，而这也将是中国未来的产业升级之路。
人类社会经历过三次工业革命，十八世纪以机械制造设备为标志的工业1.0，二十世纪初以电气化为标志的工业2.0，二十世纪七十年代以大规模、大批量的标准化简单化生产模式为标志的工业3.0，中国均没有跟上，成了被动的追赶者。工业4.0时代，中国不仅不会再错过，而且将成为主动参与者和积极推进者。
从中国制造业形势看，中国需要工业4.0。根据工信部数据，2013年中国装备制造业产值规模突破20万亿元人民币，占全球装备制造业总量的三分之一以上；中国发电设备产量1.2亿千瓦，约占全球总量的60%；造船完工量4,534万载重吨，占全球比重的41%；汽车产量2,211.7万辆，占全球比重的25%；机床产量95.9万台，占全球比重38%。在500余种工业产品中，中国有220多种产量居世界第一。2013年中国工业占GDP的37%，提供全国25%的就业岗位。
但中国制造业大而不强：核心技术、尖端技术多掌握在西方发达国家手中，除价格外，在国际市场上缺乏竞争力。特别是全球金融危机后，在美国等国回归实体经济的形势下，中国制造业在全球范围内的竞争力出现下降。与此同时，随着人口红利消失，劳动力供给减少、人工成本上升和新一代劳动力从事制造业就业意愿的下降，中国制造业的竞争力受到了巨大制约。
如何将中国制造转变为中国创造，如何提升中国制造业的全球竞争力，成为中国政府和企业的一大任务。而工业4.0能够帮助中国制造业完成这一任务。
就企业发展来看，中国目前很多企业还是维持着传统工业流程那一套，特别是劳动密集型产业，这种流水线操作没有让人力得到释放，还处在制造业最底部的阶段。
但随着中国劳动力成本的持续上升，以及人口红利的消失，中国制造业的发展越来越受到劳动力资源短缺的制约。因此，中国传统制造业企业必须向智能制造企业转变。
事实上，最近几年中国一些企业对创新融合发展需求十分强烈，在与互联网企业融合发展方面开展了卓有成效的探索，互联网工业应用已经成为促进工业企业提质增效、转型升级的重要途径，中国应该顺应企业的这种发展需求。
中国与西方国家在工业4.0上的起点是平等的。“工业4.0”项目主要分为两大主题，一是“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；二是“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。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使其成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时促其成为先进工业生产技术的创造者和供应者。
由此可以看出，以电子信息技术为主的物联网、大数据网络是工业4.0的基础。在这方面，中国与西方国家不存在差距。中国信息技术发展迅猛，世界上最大的运行最快的计算机在中国，最大的电子信息制造企业在中国。与此同时，中国明显加强了元器件、高端芯片等核心技术上的基础支撑能力，在云计算和大数据等新技术应用方面也有了大幅提升。这些都为推进互联网与工业融合提供了基础保障和技术支撑。
当然，工业4.0还只在初期阶段，要进入工业4.0时代还需要解决好多难题，比如标准化难题，不同企业发展所需要的通讯方式、数据格式等，都需要在相同的标准下运行，这样才能将不同的工序通过互联网整合在一起。此外，还有诸如网络安全保障等也需要解决，因为工厂与外界实现联网之后，恶意软件的入侵、受到网络攻击的危险性将进一步提升，这对工业4.0将是致命的伤害。
我相信中国科技工作者们、企业家们能够很好地解决这些问题。未来中国智能制造业在与西方同行的竞争中应该是平起平坐的，甚至是引领者，而不是被动的追赶者。
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