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深度解密德国工业4.0的实质内涵 对照理解中国制造2025

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发表于 2018-5-19 14:35:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
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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。

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工业4.0的由来

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。

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中国制造2025

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。

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一个真相:产品高质员工高薪

“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。


版权声明:
本文由 德云社区 整理,原文来自网络。


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