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工業(yè)4.0，從概念到現(xiàn)實(shí)
第三，德國為什么那么重視工業(yè)4.0？上個(gè)月德國總理默克爾在企業(yè)家協(xié)會(huì)上說：如果德國生產(chǎn)制造業(yè)不及時(shí)進(jìn)行革命的話，總有一天google，微軟，蘋果將會(huì)成為生產(chǎn)制造領(lǐng)域的新巨頭。過去我們已經(jīng)看到這個(gè)趨勢，谷歌在收購機(jī)器人公司，進(jìn)入生產(chǎn)制造領(lǐng)域的意圖非常明顯。德國是當(dāng)前的制造強(qiáng)國，而這種強(qiáng)國地位5年、10年之后是否還能保持，是個(gè)很大的問題。而中國是制造大國，多年來我們就提出從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，德國更是希望從制造強(qiáng)國變?yōu)橹圃鞓I(yè)超級(jí)大國，兩者的共同之處都是“變”。大和強(qiáng)的區(qū)別是什么？是質(zhì)量和創(chuàng)新。從大到強(qiáng)，第一步不是IT，互聯(lián)網(wǎng)，而是確保質(zhì)量，提升創(chuàng)新意識(shí)。質(zhì)量如何保證，答案就是自動(dòng)化。德國的自動(dòng)化已經(jīng)非常強(qiáng)大，而從制造強(qiáng)國變?yōu)橹圃鞓I(yè)超級(jí)大國，關(guān)鍵的就在于互聯(lián)網(wǎng)。事物的發(fā)展要具備充分條件和必要條件，必要條件就是自動(dòng)化，充分條件是信息化，只有這兩個(gè)條件同時(shí)滿足的時(shí)候才能搞好工業(yè)4.0，二者缺一不可。生產(chǎn)管理系統(tǒng)如ERP，MES ，SAP ，EPLM，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與生產(chǎn)制造系統(tǒng)結(jié)合，這就是德國的出發(fā)點(diǎn)。
什么是工業(yè)4.0？我認(rèn)為工業(yè)4.0是對于未來制造業(yè)的一種描述，2012年德國發(fā)布了一本白皮書，里面描述了德國的未來發(fā)展路徑，新能源，第4次工業(yè)革命、我們面臨的是什么？我們需要是什么？
這本書中有4張非常著名的畫，總結(jié)四次工業(yè)革命的變革：18世紀(jì)中葉的第一次工業(yè)革命是小作坊的生產(chǎn)制造模式，以蒸汽機(jī)的誕生為標(biāo)志；20世紀(jì)前期的第二次工業(yè)革命是人工流水線的生產(chǎn)制造模式的變化；20世紀(jì)后期的第三次工業(yè)革命是自動(dòng)化流水線的生產(chǎn)制造模式；21世紀(jì)開始的第四次工業(yè)革命是互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化的生產(chǎn)制造模式。我們知道，產(chǎn)業(yè)革命，科技革命，工業(yè)革命是有內(nèi)在聯(lián)系的。蒸汽機(jī)是一個(gè)科技革命，怎么能代表工業(yè)革命呢？因?yàn)楣I(yè)革命就是生產(chǎn)制造模式的革命，所以工業(yè)4.0也是一種模式的革命，不是系統(tǒng)或元器件的革命或變革。過去很多哲學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家已經(jīng)梳理了這樣的關(guān)系：生產(chǎn)力推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展，生產(chǎn)制造方法的改革提高了生產(chǎn)力。
所以德國發(fā)展第4次工業(yè)革命，落腳點(diǎn)不是在IT、網(wǎng)絡(luò)或通訊，而是在制造領(lǐng)域的革命，工業(yè)戰(zhàn)略4.0標(biāo)志著工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代：網(wǎng)絡(luò)物理生產(chǎn)系統(tǒng)（CPPS，cyber-physical production systems）將形成第四次工業(yè)革命的基礎(chǔ)。大家都知道，美國推出了CPS，而到德國的時(shí)候沒有用CPS的概念，而是用CPPS的概念。生產(chǎn)制造系統(tǒng)采用聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)，以及物聯(lián)網(wǎng)和基于WEB的服務(wù)，將帶來我們走上第四次工業(yè)革命的道路，所以在工業(yè)4.0的戰(zhàn)略中，各個(gè)公司要找準(zhǔn)自己的地位，而不是人云亦云。
工業(yè)戰(zhàn)略4.0的目標(biāo)是什么？智能自適應(yīng)化，機(jī)電控制模塊化，過去大家都強(qiáng)調(diào)機(jī)電一體化，但機(jī)電一體化是個(gè)被動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須和控制系統(tǒng)結(jié)合在一起，成為一個(gè)自動(dòng)化的模體，叫機(jī)電控制一體化，第三個(gè)叫互聯(lián)移動(dòng)實(shí)用化，PLM管理一體化
那么工業(yè)戰(zhàn)略4.0到底應(yīng)用哪些技術(shù)？我認(rèn)為數(shù)字工、廠工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、無縫一致的通信技術(shù)、Web 2.0、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)、機(jī)器與機(jī)器之間的通信（M2M )、軟件技術(shù)、參與人的角色、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)、嵌入式控制技術(shù)、機(jī)械制造設(shè)計(jì)技術(shù)等等都是包含其中的。
在工業(yè)戰(zhàn)略4.0之下，那么工廠的結(jié)構(gòu)就不是金字塔的結(jié)構(gòu)，如現(xiàn)場層，控制層，管理層，以及后面的ERP層，而成為一個(gè)平面的結(jié)構(gòu)，所以傳統(tǒng)的控制體統(tǒng)要改革，改成什么樣的呢？產(chǎn)生了一個(gè)三維度的控制系統(tǒng)的框架，這個(gè)系統(tǒng)將協(xié)同生命周期鏈，管理鏈，和產(chǎn)業(yè)鏈有機(jī)結(jié)合起來，所以現(xiàn)在的PLM應(yīng)該叫企業(yè)的生命周期管理EPLM。
過去的系統(tǒng)設(shè)計(jì)都是預(yù)知系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而工業(yè)4.0控制的關(guān)鍵在于系統(tǒng)能自行配置和智能生產(chǎn)系統(tǒng)流程網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)，這是根本的區(qū)別。所以互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0 戰(zhàn)略的關(guān)鍵，這個(gè)方向上有很多的課題可以做，等待著年輕人去實(shí)現(xiàn)。德國為了推動(dòng)工業(yè)4.0的發(fā)展，成立由IT，電子，電氣及設(shè)備裝置生產(chǎn)廠商，研究單位，大專院校組成工業(yè)智能制造戰(zhàn)略平臺(tái)，制定中國工業(yè)制造發(fā)展綱要，所以工業(yè)4.0不是一兩個(gè)企業(yè)完成的而是成百上千企業(yè)共同努力實(shí)現(xiàn)的。菲尼克斯電氣也是這個(gè)聯(lián)盟的一個(gè)重要成員，參與一個(gè)研究群中的項(xiàng)目開發(fā)工作。
最后，德國工業(yè)戰(zhàn)略4.0給我們帶來的啟示？從德國的發(fā)展路徑可以看出，要搞工業(yè)4.0首先要完成工業(yè)3.0 ，IT行業(yè)的專家與自動(dòng)化專家必須一起合作，長期的規(guī)劃，跨行業(yè)，跨專業(yè)的整合協(xié)調(diào)作戰(zhàn)。
而實(shí)現(xiàn)中國工業(yè)4.0也不是一蹴而就的，需要四部曲：生產(chǎn)制造自動(dòng)化、流程管理數(shù)字化、企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)化、智能制造云端化。通過這四化，我們會(huì)沿著自己的路徑，一步步實(shí)現(xiàn)我們的理想。