深度解密德国工业4.0的实质内涵 对照理解中国制造2025

工业4.0是源自德国热词“第四次工业革命”的简称。

如果说现在的自动化生产是人与机器对话，第四次工业革命将实现机器与机器对话。2014年一年，曝光度增加的工业4.0概念让中国制造业有些惶惶不可终日。

先从欧洲IT产业的现状说起。

2014年10月2日，德国当红互联网公司火箭网络（Rocket internet）在法兰克福证交所上市，这是德国过去10年最大的一次科技企业上市。当时估值大概67亿欧元。基本同期上市的中国阿里巴巴市值2314亿美元，作为美国史上最大的IPO，是“火箭”的34.5倍。这毫无悬念，因阿里巴巴动静太大，德国“火箭网络”上市基本静音。

在IT领域，德国与其他欧盟成员国一直尾随美国、中国。目前全球市值最高的20家互联网公司中，美国占11家，亚洲国家占9家，欧洲却一家都没有。

德国总理默克尔当然着急。她在2014年10月底，德国汉堡的IT峰会上鼓舞士气说：“将数字科技与工业产品及物流相连接，这就是工业4.0，德国有机会拔得头筹”。

在那次峰会上，默克尔提议欧盟2015年年初，开始确定一个新的基本数据保护监管法规。欧盟的互联网不牛原因很多，法规繁冗、不健全是其中一条。

工业4.0是源自德国的热词“第四次工业革命”的简称。

工业1.0从蒸汽机的发明开始；

工业2.0从1870年引进分工劳作的流水线开启；

工业3.0是1969年开始的利用电力和IT系统升级自动化生产。

而工业4.0，将是智能生产—通过信息物理系统（Cyber-physical System，CPS）的应用，打通所有生产环节的数据壁垒，无线网掌控一切。

简单而言，如果说现在的自动化生产是人与机器对话，第四次工业革命将实现机器与机器的对话。这就是默克尔所说的：数字科技与工业产品，以及物流共通。

在这个信息物理系统中，数字科技和工业产品必须并驾齐驱才可能得胜。可惜数字科技并非德国的传统强项。

这只是德国工业4.0所遭遇的其中一个现实问题。德国人正在快速学习，他们的目标是在信息物理系统(CPS)—工业4.0时代的关键词之一—成为领先提供商。分析机构认为“那对于拯救整个欧洲工业来说都会是个大利好”。

2014年一年，中国制造业有些惶恐。很多广为流传的理论，包括工业4.0消灭淘宝只需10年；工业4.0可将生产成本降低四成，一举淘汰世界工厂，诸如此类。但大多数德国企业认为，现在下结论有些为时过早。

现实中，德国工业企业追求工业4.0的过程要朴实得多，很多科技进步都融入在日常生产点滴中。借用德国博世集团董事会成员Wolf－Henning Scheider的描述：这就像是在做一个拼图，你能看得到每一块碎片，但要看到整个图景还需要些时间。

中国国务院于2015年5月8日由李克强总理签批，公布了“中国制造2025”，这是是中国版的“工业4.0”规划。

“中国制造2025”规划提出了中国制造强国建设三个十年的“三步走”战略，是第一个十年行动纲领。

指导思想：以促进制造业创新发展为主题，以提质增效为中心，以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，以满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标，强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次多类型人才培养体系，促进产业转型升级，培育有中国特色的制造文化，实现制造业由大变强的历史跨越。

基本方针：创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本。

战略目标：力争用十年时间，迈入制造强国行列；到2035年，我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平；新中国成立一百年时，制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。

有关工业4.0的三个神奇传说

传说一：工业4.0是革命性改变

德企从不爱谈“革命”，“颠覆”，或是“破坏”。

套用宝马集团工业4.0生产专家Christian Patron博士的答复：“在宝马集团，不断改进生产系统是日常工作。工业4.0是符合宝马逻辑的下一步，而绝不是‘革命性改变’”。

宝马参与了给“工业4.0”起名。现在有一些公众辩论主题，最早都是从宝马工厂中总结出的，有的甚至在宝马工厂中已处在铺开阶段。这家车企对生产流程改造中的一些尝试，后来被列为“工业4.0”的生产方式。

宝马之后又给德国国家科学与工程院（Acatech）提了很多实施项目方面的建议。宝马参与了德国联邦政府教研部资助的，针对信息物理系统所设计的CyProS项目；另一个项目是研究在以机器人为主的自动化流程中，如何大幅度提升盈利能力。

还有一些德国公司大家闻所未闻，甚至连他们涉及的那些偏门领域都没听说过。西蒙发现很多这样散落在德国各地的珍宝式中小企业，譬如：德国凯密特尔集团（Chemetall）是全球最大的稀有金属铯和锂生产商；3B Scientific，是解剖教学辅助领域的领导者；Uhlmann，是医药包装系统的龙头，而Flexi是专业生产宠物伸缩牵绳的。你想像得到么？仅仅一根小小的牵狗绳，他们垄断了全球70％的市场。

对于工业4.0的各个模块，德国企业并没有成型的文件，但是他们已经在做。

“在汽车行业，供给链条至关重要。我们过去几十年最大的尝试，就是如何相互联通以减少库存。十分巧合，德国政府提出工业4.0这一概念，然后就叫开了。”德国博世集团董事会成员，即将在2015年3月底履新德国马勒公司董事会主席的Wolf－Henning Scheider表示。

“我们现在可更清楚了解一些零部件在整个供应链中的需求状态。举例来说，我们生产一种电力辅助刹车系统 —— 无人驾驶中的一个关键部件。这个部件在博世6个工厂生产，然后在一个工厂组装。在工业4.0背景下，我们可随时知道每一个零部件在供给链中所处的状态。”

这样就不难理解，中国企业想对很多德国小企业发起收购时的困难重重了。

时下的德国企业，很多最炙手可热的发明正是来自一些中小企业。举个小例子，仅3D打印技术这个小领域在美国和德国聚集了一批中小型技术公司，于是诸多中国企业家都到德国去收购3D打印方面有自主知识产权的小公司。结果，这些看起来都不富裕的中小企业却根本不愿意卖。

“我们有一个工厂已经在采用工业4.0的基本原理，并在尝试不同的指标对工业4.0进行效果评估。”Wolf－Henning Scheider说。

Wolf-Henning Scheider补充说，他们同时也在和客户，也就是一些生产厂商讨论，甚至与一些客户进行项目试验，博世生产环节的信息安全也被考验。

目前，博世集团有专门软件公司处理信息安全问题；生产专门硬件，以确保信息发出和接受的安全性；所以，和其他德国工业领头企业一样，在实现信息联通的同时，他们也在解决信息安全问题。

“工业4.0其实是关于创造力的：通过技术革新来获取竞争力。‘物联网’（Internet of Things）是工业4.0的一环，机器对话机器，机器对话生产部件，按照实现设定程序，自己完成生产全部过程，以此提升产品质量，解放人力。”德国的企业战略专家，罗兰贝格战略咨询公司的创始人及监事会主席罗兰-贝格（Roland Berger）表示。他强调，即使是“物联网”，你也要有“物”才能玩得转。自动化设备是承载，也是根本。

传说二：工业4.0时代总生产成本可降四成

之前有猜想称：“工业4.0”直接将人、设备与产品实时联通，工厂接受消费者的订单直接备料生产，省却了销售和流通环节，整体成本 (包括：人工成本、物料成本、管理成本) 比过去下降近40%。

德国企业和专家们并不急于下这样一个结论。

宝马集团工业4.0生产专家Christian Patron博士直言：“谁都在找寻优化成本的最佳解决方案，宝马也不例外。可现在，很多有关工业4.0的臆想在现实中根本做不到。宝马也绝不参与到类似有关成本削减比例的辩论中，或是支持毫无根据的预估。”

“很难用一个具体的数字来说明工业4.0到底可以带来多大程度的成本降低。单个产品的成本下降空间都不同。我们认为工业4.0最大的意义在于降低库存，这点是非常显著的。另外一点就是更好的满足市场需求。”Wolf－Henning Scheider坦言。

“今天，每位顾客都巴不得有一辆独一无二的座驾，至少也要有定制选择菜单。如果依照传统生产方式，这会带来成本的激升。但工业4.0时代就可以反应够快。”

Scheider认为，工业4.0还有一个重大意义，就是市场形势略有变化时，这种变化都会毫无时间差地由终端直接反馈到生产线。现在，走完整个价值链仍需要时间，还需要从一个计划体系转向另一计划体系。

采用工业4.0的理念可以优化整个价值链，整个生产流程就会更为有效，减少库存，生产速度更快。这样都是节省成本的体现。但无论如何，都不应该用简单的百分比来衡量。

“工业4.0或许可将生产成本减少4成到5成，但是这笔账不是这么算的。实际上，工业4.0可以带来40%左右的产能提升。在传统制造业，劳工成本是生产成本的2成，其他的成本包括原材料，机器设备，第三方服务等等。所以，假设产能提升了40%，整体的生产成本大概降低了8%左右。这8%里，你还要考虑到工人薪酬待遇有所提升才可以。”罗兰贝格认为正确的成本计算方式应该是这样的。

“工业4.0不代表‘无人化生产’，甚至未必一定是自动化程度加深。其实工业4.0的关键是采用新技术的合理应用程序，为工人生产过程提供最理想的支持。譬如，通过机器人和人力组合，让机器人承担繁重的体力劳动，可以极大地改善不合理的工作流程。”宝马集团工业4.0生产专家Christian Patron博士归纳说。

此外，现在所流行的“精益生产”（lean production），其实无非是快速对客户需求作出反应，减少一切生产过程中无用和多余的环节。这种生产方式可以在“多样化”和“小批量”生产中达到效率最大化。

传说三：工业4.0是一个德国问题

宝马集团在4大洲14个国家有29个工厂。仅此一个原因，就足以说明工业4.0是一个全球性问题，对全球每一个工厂都同等重要。对于其他的德国跨国企业来说，更是同理。

博世集团的工业4.0项目也正在全球运作。针对每一个模块都有不同的工业4.0项目在进行。全球各地的博世工厂也在寻找因地制宜的项目机会，再全球范围内推广。

无论从生产到销售的任何一个环节来看，工业4.0都不是一个德国问题，但德企是以最为整齐的步伐在推进的。他们想做领头羊。

德国人工智能研究中心与20家顶尖工业企业和研究机构，在德国的凯撒斯劳滕(Kaiserslautern)建了一个智能工厂。德国企业中，以自动化技术和工业软件系统为企业强项的西门子，一直在扩充他们所有与垂直IT系统相关的业务。这些年来，西门子的每一次软件收购，都是为了合并及更新他们认为工业4.0时代所需的技术。

“工业4.0将信息安全这个问题提上了日程。但这并不是德国一国的问题。数据保护最终将需要一个全球性的合作协议 —— 这显然一时半会是落实不了的。那就一步步来，先从每个工厂，国家和地区自己的数据保护法规做起。最终会有一天，对信息安全的保护就像现在保护财产，和保护专利一样，成为常态。”罗兰贝格说。

一些德企日常的合作机构和参与的研发项目，都可以列出一条很长的名单。这些合作不仅局限涉及诸多国际研究机构。譬如：针对人力与机器人合作，美国乔治尼亚科技研究所很见长。针对自动化组装中的机器人协助，马萨诸塞科技研究所合作十分活跃；而针对ROS工业（ROS Industrial）中的控制软件研发，慕尼黑科技大学是绝对强项。

“工业4.0有很大潜力，尤其是在针对市场需求‘量身定做’这一环节。让计划生产与客户需求更快速联通，满足客户的多样需求，工业4.0是个很好的路径。”Scheider说。

宝马集团生产部发言人Saskia E bauer表示：在所有有关工业4.0的尝试中，依然只有“人”才能从消费者的视角去看一个产品。很多高端生产厂商相信，只有“人”才能保证产品的高质量。

Saskia E bauer认为，宝马集团的生产系统要求有很高的灵活性，人力可以很快适应新程序，更好地应对市场波动。

宝马认为，工业4.0首先要保障设备互通的同时绝不能威胁到工人本身的操作安全；

其次，设备和产品都要受到保护，不能被滥用，或是未授权被使用。所以，工业4.0所遇到的网络安全问题是十分宽泛的概念，为了保障安全，需要生产团队和IT专家合作才可能达成目的。

罗兰贝格总结说：如果工业4.0可以减少8％的生产成本，这绝不是一个大数字。当然，在电子产业，譬如：手机生产，由于人力成本比例更高，成本降低幅度也会高些。整体而言，工业4.0时代的产品，主要不是成本腰斩，而是成本降低的同时产品质量还能大幅提升。这就是意义所在。

罗兰贝格还认为：工业4.0还可以带来一个好处，就是工人的生活质量将有大幅度提升。

为什么这么说？物联网时代，人力将转移到做更多的软件开发或是质控方面，他们体力上的压力会减少很多 —— 解放人力，这在之前的三次工业革命中都有所体现。

工业4.0时代，产业工人将有更舒适的工作环境，待遇福利都将大幅度提升 —— 这大概是很多中国企业家还没有关注到的。