最近工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、中國制造2025越來越熱,市場反應強烈。今天和大家分享我對此的感受,先要從這些名詞最初的起源說起,便于我們有更加深刻的認識。
幾個概念
1.“工業(yè)4.0”
“工業(yè)4.0”是德國政府提出的一個高科技戰(zhàn)略計劃。該項目由德國聯(lián)邦教育局及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟技術部聯(lián)合資助,投資預計達2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平,建立具有適應性、資源效率及人因工程學的智慧工廠,在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術基礎是網(wǎng)絡實體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。
我們在這張圖上可以清晰的看到“工業(yè)4.0”所處的地位,這意味著一場新的工業(yè)革命。
德國所謂的“工業(yè)四代”(Industry4.0)是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSyste,簡稱CPS)將生產中的供應,制造,銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化,最后達到快速、有效、個人化的產品供應。
“工業(yè)4.0”項目主要分為三大主題:一是“智能工廠”,重點研究智能化生產系統(tǒng)及過程,以及網(wǎng)絡化分布式生產設施的實現(xiàn)。二是“智能生產”,主要涉及整個企業(yè)的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產過程中的應用等。該計劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與,力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產技術的使用者和受益者,同時也成為先進工業(yè)生產技術的創(chuàng)造者和供應者。三是“智能物流”,主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng),整合物流資源,充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應方的效率,而需求方則能夠快速獲得服務匹配,得到物流支持。
2.“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟”
2009年12月,美國公布了《重振美國制造業(yè)框架》,2011年6月和2012年2月,又相繼啟動了《先進制造業(yè)伙伴計劃》和《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》,推行再工業(yè)化和制造業(yè)回歸。目的在于:短期恢復和刺激經(jīng)濟,中期調整產業(yè)結構、長期引領工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命。
美國人提出的是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,倡導人與數(shù)據(jù)與機器人的鏈接,從而形成開放的、全球化的工業(yè)網(wǎng)絡。并以此拓展到整個產品生命周期的價值鏈中,涵蓋:航空、能源、交通、醫(yī)療,乃至整個智能城市。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(Industrial Internet Consortium)的概念由GE在2012年提出,聯(lián)盟發(fā)起公司包括:IBM、思科、英特爾、美國電話電報公司。我們簡單認為,這是一硬件+四軟件的聯(lián)盟。
從時間上看,很顯然,美國的布局是最早的。準確來說,美國在推行再工業(yè)化的時候,發(fā)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)在整合消費者層面的工作基本完成。那么,互聯(lián)網(wǎng)是不是可以整合整個制造業(yè)呢?也許,還有更廣泛的領域都能整合。
美國工業(yè)界開始考慮如何把互聯(lián)網(wǎng)在消費領域的成功,復制到工業(yè)領域。通用電氣董事長兼首席執(zhí)行官杰夫·伊梅爾特(Jeff Immelt)曾撰文指出,我們忽視了IT技術“在工業(yè)世界所能創(chuàng)造的巨大價值——僅僅生產力提升一項即可帶來8.6萬億美元,這個規(guī)模相當于未來互聯(lián)網(wǎng)消費市場的兩倍。
很明顯,下一波創(chuàng)新浪潮的主要驅動力將不會來自點播服務或視頻流這樣的領域。”他說:“現(xiàn)在,我們需要將同樣的精力和熱忱投入到工業(yè)領域,致力于解決醫(yī)療、基礎設施建設、電力和交通等方面的重大挑戰(zhàn)?!蔽覀兛梢赃@么認為:美國在戰(zhàn)略思維層面,還是一直領先于其他各個國家的。
由此,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(Industrial Internet Consortium)應運而生,在這個新成立的行業(yè)組織中,如今200多個會員不僅有通用電氣、IBM、英特爾與NI等美國公司,還包括華為、海爾在內的中國公司與歐洲、日本的眾多知名公司,以及加州大學伯克利分校、麻省理工學院無線網(wǎng)絡中心等大學與科研機構。
一場沒有硝煙的工業(yè)競賽
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”可以視為美國版本的“工業(yè)4.0”,但還是稍有區(qū)別,據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主席周思哲(Joe Salvo)的說法,“工業(yè)4.0將傳統(tǒng)工廠改造為智能聯(lián)網(wǎng)工廠,是制造業(yè)的又一次革新。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則不僅包含制造業(yè),所有需要對數(shù)據(jù)與信息進行分析的基礎行業(yè),例如家庭護理、交通運輸、電力能源以及水處理等行業(yè),都是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用場合”。
GE在提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略之后,推出了包括24種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產品的九大平臺,2013年推出更為宏大的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析平臺——“Predix”。2015年,GE向全球制造業(yè)企業(yè)開放Predix平臺。這實際上是一場爭奪話語權的沒有硝煙的工業(yè)競賽。德國利用制造業(yè)優(yōu)勢打造自己的核心領域,并加大與中國的合作。
西門子建立的跨業(yè)務軟件平臺為“Sinalytics”,該平臺不僅整合了遠程維護、數(shù)據(jù)分析及網(wǎng)絡安全等一系列現(xiàn)有技術和新技術,還能夠對機器感應器產生的大量數(shù)據(jù)進行整合、保密傳輸和分析。此外,IBM和德國SAP公司也在開發(fā)自己的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。
我們再看看阿迪達斯的“服務工廠”。
這讓我想起來兩本書,陳威如教授的《平臺轉型》和《平臺戰(zhàn)略》,在工業(yè)4.0時代,平臺思維將發(fā)揮巨大的優(yōu)勢。
新一輪工業(yè)革命浪潮中,中國強力發(fā)聲
在新一輪的工業(yè)革命浪潮中,中國開始發(fā)聲了。中國有能力發(fā)聲,也必須發(fā)聲。
2015年3月5日,總理在全國兩會上作《政府工作報告》時首次提出“中國制造2025”的宏大計劃。
我們可以看到,各個國家都在部署如何轉型。但是,現(xiàn)在制造業(yè)中,各個國家所處的地位還是不同。我在網(wǎng)上找到一張圖,可以客觀說明其中差異:
《中國制造2025》計劃分為三步。
第一步:力爭用十年時間,邁入制造強國行列。到2020年,基本實現(xiàn)工業(yè)化,制造業(yè)大國地位進一步鞏固,制造業(yè)信息化水平大幅提升。掌握一批重點領域關鍵核心技術,優(yōu)勢領域競爭力進一步增強,產品質量有較大提高。制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化取得明顯進展。重點行業(yè)單位工業(yè)增加值能耗、物耗及污染物排放明顯下降。
到2025年,制造業(yè)整體素質大幅提升,創(chuàng)新能力顯著增強,全員勞動生產率明顯提高,兩化(工業(yè)化和信息化)融合邁上新臺階。重點行業(yè)單位工業(yè)增加值能耗、物耗及污染物排放達到世界先進水平。形成一批具有較強國際競爭力的跨國公司和產業(yè)集群,在全球產業(yè)分工和價值鏈中的地位明顯提升。
第二步:到2035年,我國制造業(yè)整體達到世界制造強國陣營中等水平。創(chuàng)新能力大幅提升,重點領域發(fā)展取得重大突破,整體競爭力明顯增強,優(yōu)勢行業(yè)形成全球創(chuàng)新引領能力,全面實現(xiàn)工業(yè)化。
第三步:新中國成立一百年時,制造業(yè)大國地位更加鞏固,綜合實力進入世界制造強國前列。制造業(yè)主要領域具有創(chuàng)新引領能力和明顯競爭優(yōu)勢,建成全球領先的技術體系和產業(yè)體系。
《中國制造2025》是在大趨勢下,一個務實又高瞻遠矚的戰(zhàn)略方針。國務院關于印發(fā)《中國制造2025》的通知,有著“一二三四五五十”的總體結構。
“一”,一個目標。就是從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國轉變,最終實現(xiàn)制造業(yè)強國的一個目標。
“二”,兩化融合。就是通過兩化融合發(fā)展來實現(xiàn)這一目標。黨的十八大提出了用信息化和工業(yè)化兩化深度融合來引領和帶動整個制造業(yè)的發(fā)展,這也是我國制造業(yè)所要占據(jù)的一個制高點。
“三”,“三步走”。就是要通過“三步走”的一個戰(zhàn)略,大體上每一步用十年左右的時間,來實現(xiàn)我國從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國轉變的目標。
“四”,就是確定了四項原則。第一項原則是市場主導、政府引導。第二項原則是既立足當前,又著眼長遠。第三項原則是全面推進、重點突破。第四項原則是自主發(fā)展和合作共贏。
“五五”,就是有兩個“五”。第一就是有五條方針,即創(chuàng)新驅動、質量為先、綠色發(fā)展、結構優(yōu)化和人才為本。還有一個“五”就是實行五大工程,包括制造業(yè)創(chuàng)新中心建設工程、強化基礎工程、智能制造工程、綠色制造工程和高端裝備創(chuàng)新工程。
“十”,十個領域。包括新一代信息技術產業(yè)、高檔數(shù)控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、農機裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械等十個重點領域。
以上是各國戰(zhàn)略。我們再深入討論新一輪技術革命帶來的新一輪工業(yè)革命。
這是SAP今年的報告中提到的“影響未來的技術”。大家若感興趣可以深入研究。
中德合作可以說是偉大的,歐亞板塊將在這一輪工業(yè)革命中深度融合。德國管理學思想家赫曼 西蒙曾說:“如果說中國是世界工廠,德國是世界工廠的制造者”。
目前看來,中德的合作基礎主要集中在以下幾個方面:
1、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等產業(yè)在中國各大互聯(lián)網(wǎng)公司整合消費端的黃金十年,已經(jīng)形成了明顯的技術優(yōu)勢和市場競爭優(yōu)勢。
2、中國龐大的制造型企業(yè)以及消費群體。
3、中國面臨產業(yè)結構調整,產業(yè)轉型升級等剛需。
4、德國裝備的領先地位。
5、制定相對統(tǒng)一的、適合的標準。
6、德國先進的制造業(yè)軟件公司與國內企業(yè)的深度融合。
具體中德合作綱要,見《中德合作行動綱要》中工業(yè)4.0的合作部分。
我覺得,未來誰掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的云端,誰能制定標準,誰將是老大。下面是德國SAP公司在中國的實踐案例。對于SAP公司,廣大企業(yè)對它的定位只是做ERP的。SAP、甲骨文、金蝶、用友等,是我們企業(yè)目前用的最多的ERP系統(tǒng)。但其實,SAP不只做ERP,在平臺、應用程序、商用通訊網(wǎng)等方面都有長足發(fā)展。
“HANA云”就是SAP近期主要推出的產品,體現(xiàn)了SAP在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)浪潮中的云端布局戰(zhàn)略。
在這些服務中,我們可以看出數(shù)字化是“中國制造2025”的奠基石,包括工業(yè)數(shù)據(jù)采集(數(shù)據(jù)處理、后生命周期數(shù)據(jù))云端的大數(shù)據(jù)科技、數(shù)據(jù)管理(傳感、網(wǎng)絡技術,一致有效的數(shù)據(jù)結構,數(shù)據(jù)處理方式)等,都是未來工業(yè)數(shù)據(jù)化的推進方向。
對于未來工廠的模型,個性化、小批量、快捷生產,無疑是是將來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)給我們帶來的便捷服務。
我們的實施路徑
當然,未來很美好,然而企業(yè)需求才是值得我們研究的。 我個人認為,在西方國家,工業(yè)4.0是他們在完成工業(yè)化進程后,對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的認知和展望。而中國的形勢更為復雜和多元化,我們處在工業(yè)化初級階段,按照德國的標準來評測,我們從1.0到3.0的企業(yè)都有。但是在互聯(lián)網(wǎng)整合消費端的市場過程中,我們又取得了快速的發(fā)展,尤其是中國的BAT,不但增強了大數(shù)據(jù)的技術含量,還拉動了物流的快速發(fā)展。從1.0到4.0的企業(yè),我們應該——讓2.0水平的補課,讓3.0水平的達標,讓4.0水平的提前布局。
回到這張圖去對照我們企業(yè)處在的位置:
可以看到,我們的需求是全方位的。占比重較大的還是信息化、自動化建設、精益生產等方面?!度嗣袢請蟆吩?2月1日權威發(fā)聲,刊登了題為《精益管理助推企業(yè)轉型升級》的文章,說明了我國從政府到企業(yè)對精益管理的重視。
精益生產來源于美國對豐田模式的研究。精益管理的特點是以用戶需求為導向,以全員參與、持續(xù)改善、消除浪費、創(chuàng)造價值、激發(fā)正能量為核心,根據(jù)后一作業(yè)的需要制定前一作業(yè)的生產計劃。
精益生產目前在汽車行業(yè)最受歡迎,各大公司有精益管理的部門和IE工程,甚至有些公司成了精益部或IE部。精益是基礎,沒有精益就做不好信息化;沒有精益的精神,談智慧工廠就是空談。
在國際上,ABB集團已經(jīng)把精益和流程優(yōu)化和MES(Manufacturing Execution System,制造企業(yè)生產過程執(zhí)行系統(tǒng))的規(guī)劃融為一體。我們以前信息化的問題主要是因為精益沒做好。據(jù)國家對重點企業(yè)的調查分析,我國企業(yè)普遍存在信息化程度低,信息機構不健全,信息化建設投入不足與建設成本過高,經(jīng)營管理中協(xié)作不充分的問題。從總體上看,存在地區(qū)不平衡,還較多停留在表面應用層次上,沒有深入到企業(yè)的運行、管理各個環(huán)節(jié)。從技術角度來看,我國信息化沒有較大的阻礙和問題了,但是復合型人才的缺乏是硬傷。
打造“智能制造”之路——幾個案例
這是我們?yōu)槟呈澜?00強企業(yè)做的一張規(guī)劃圖,簡單的說,就是要打通設備端口與MES的鏈接,做到實時監(jiān)控;打通MES與ERP的端口,做到真實的生產數(shù)據(jù)上傳,并起到?jīng)Q策作用。同時,建立營銷和設計的協(xié)同設計?,F(xiàn)在增加了產品的智能化,賣出的產品要能及時反饋信息數(shù)據(jù)到公司的云。
這是另外一個案例,主要解決大的ERP公司不愿意做的或者收費比較高的個性化需求的設計??偟乃悸愤€是:精益——流程優(yōu)化與再造——培養(yǎng)精益文化扎根員工思想,然后再解決信息化孤島的問題。從設備層到執(zhí)行層、到?jīng)Q策層、到用戶, 都要做到真實、有效、透明、快速反饋。
德國工業(yè)4.0的評測維度一共有五個方面:
1. 戰(zhàn)略和組織:策略、投資、改革
2. 智能工廠:數(shù)碼圖解 、共享數(shù)據(jù)、機械能力、信息技術系統(tǒng)
3. 智能操作:云使用 、信息安全、 自動過程、信息互換
4. 智能制造:基于數(shù)據(jù)服務信息和通信技術、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析使用
5. 服務員工:建設能力、人員能力
羅蘭貝格根據(jù)工業(yè)4.0成熟度衡量指標,把歐盟主要制造國家根據(jù)其對于工業(yè)4.0成熟度和制造業(yè)占總產值程度劃分為四類:1. 領跑者(Frontrunners):德國、瑞典、奧地利、愛爾蘭;2. 潛力者(Potentialists):芬蘭、比利時、丹麥、荷蘭、英國、法國;3. 傳統(tǒng)者(Traditionalists):捷克、斯洛伐克、波蘭、保加利亞、意大利等;4. 觀望者(Hesitators):西班牙、葡萄牙。
下圖是中國新出的第一版——智能制造成熟度測評1.0模型。如果是制造型企業(yè) 可以測一測,我覺得對自己企業(yè)的認知會有好處。
有企業(yè)高管認為智能制造概念很大,希望了解其核心,對此我不敢多發(fā)表個人意見。李杰教授認為,國家應在總體框架設計、云端等方面掌控大局,這大概就是智能制造的核心吧。紅領在這方面做得很好,提出了新的概念即是建立客戶數(shù)據(jù)庫。很多企業(yè)是做不了大數(shù)據(jù)庫的,那我們可以搞好自己的產品數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù),等著大的巨頭整合。