(四)工业4.0是创新
“工业4.0”的实施过程实际上就是制造业创新发展的过程,制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新将会层出不穷。
——技术创新。未来工业4.0的技术创新在三条轨道上进行,一是新型传感器、集成电路、人工智能、移动互联、大数据在信息技术创新体系中不断演进,并为新技术在其它行业的不断融合渗透奠定技术基础。二是传统工业在信息化创新环境中,不断优化创新流程、创新手段和创新模式,在既有的技术路线上不断演进。三是传统工业与信息技术的融合发展,它既包括信息物理空间(CPS)、智能工厂整体解决方案等一系列综合集成技术,也包括集成工业软硬件的各种嵌入式系统、虚拟制造、工业应用电子等单项技术突破。
——产品创新。信息通信技术不断融入工业装备中,推动着工业产品向数字化、智能化方向发展,使产品结构不断优化升级。一方面,传统的汽车、船舶、家居的智能化创新步伐加快,如汽车正进入“全面感知+可靠通信+智能驾驶”的新时代,万物互联(IOE)时代正在到来。另一方面,制造装备从单机智能化向智能生产线、智能车间到智能工厂演进,提供工厂级的系统化、集成化、成套化的生产装备成为产品创新的重要方向。
——模式创新。“工业4.0”将发展出全新的生产模式、商业模式。首先在生产模式层面,“工业4.0”对传统工业提出了新的挑战,要求从过去的“人脑分析判断+机器生产制造”的方式转变为“机器分析判断+机器生产制造”的方式,基于信息物理系统(CPS)的智能工厂和智能制造模式正在引领制造方式的变革。其次在商业模式层面,“工业4.0”的“网络化制造”、“自我组织适应性强的物流”和“集成客户的制造工程”等特征,也使得它追求新的商业模式以率先满足动态的商业网络而非单个公司,网络众包、异地协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理等新型智能制造模式将加速构建产业竞争新优势。
——业态创新。伴随信息等技术升级应用,从现有产业领域中衍生叠加出的新环节新活动,将会发展成为新的业态,进一步来讲在新市场需求的拉动下,将会形成引发产业体系重大变革的产业。就目前来看,工业云服务、工业大数据应用、物联网应用都有可能成为或者催生出一些新的产业和新的经济增长点。制造与服务融合的趋势,使得全生命周期管理、总集成总承包、互联网金融、电子商务等加速重构产业价值链新体系。
——组织创新。在工业4.0时代,很多企业将会利用信息技术手段和现代管理理念,进行业务流程重组和企业组织再造,现有的组织体系将会被改变,符合智能制造要求的组织模式将会出现。基于信息物理系统(CPS)的智能工厂将会加快普及,进一步推动企业业务流程的优化和再造。企业组织管理创新,也是两化融合管理体系标准的重要内容,在两化融合管理体系的九大原则、四大核心要素、四个管理域中都涉及到,如何围绕企业获取可续的竞争优势,不断优化企业的业务流程和组织架构。从实践的角度来看,国内企业在组织创新方面做了很多积极的探索,海尔张瑞敏提出企业无边界、组织无领导、供应链无中心等新的管理理念。华为任正非提出让听见炮火的人指挥战斗,作战的基本单元要从师一级缩小到旅、团、营、连,一直到班,以后的战争是“班长的战争”。
(五)工业4.0是转型
在“工业4.0”时代,物联网和(服)务联网将渗透到工业的各个环节,形成高度灵活、个性化、智能化的产品与服务的生产模式,推动生产方式向大规模定制、服务型制造、创新驱动转变。
——从大规模生产向个性化定制转型。“工业4.0”给生产过程带来了极大的自由度与灵活性,通过在设计、供应链、制造、物流、服务等各个环节植入用户参与界面,新的生产体系能够实现每个客户、每个产品进行不同设计、零部件采购、安排生产计划、实施制造加工、物流配送,极端情况下可以实现个性化的单件制造,问题的关键是,设计、制造、配送单件产品是盈利的。在这一过程中,用户由部分参与向全程参与转变,用户不仅出现在生产流程的两端,而且广泛、实时参与生产和价值创造的全过程。实现真正的个性化定制将是一个漫长而艰辛的过程,这一进程只有起点没有终点。这次去德国考察工业4.0,德国相关机构提供了几个可供参观的工业4.0典型企业,其中一家企业的材料给我留下了深刻的影响,它介绍说工业4.0帮助企业建立了极多品种的极少量生产模式,这是我们后来考虑去这家企业参观学习的重要原因。
——从生产型制造向服务型制造转型。服务型制造是工业4.0理念中工业未来转型的重要方向,越来越多的制造型企业围绕产品全生命周期的各个环节不断融入能够带来市场价值的增值服务,以此实现从传统的提供制造业产品向提供融入了大量服务要素的产品与服务组合转变。事实上,在德国工业4.0概念提出之前,服务型制造的理念已得到广泛认同。关于制造业服务化,我之前曾出版了一本专著《制造业服务路线图:机理、模式与选择》,提出服务型制造的四种基本模式。围绕增强产品效能,拓展在线维护、个性化设计等服务,围绕提高产品交易便捷性,拓展融资租赁、现代物流和电子商务等服务,围绕提高产品线效能,提供专业化产品集成服务,围绕客户全方位需求,实现从基于产品的服务到基于需求的服务。在与德国三个大协会以及西门子、博世、蒂森克虏伯等企业交流时,他们都从不同角度提出,推动制造业服务化转型是工业4.0的核心理念。——从要素驱动向创新驱动转型。以廉价劳动力、大规模资本投入的传统要素驱动发展模式将难以为继,移动互联网、云计算、物联网、大数据等新一代信息技术在制造业的集成应用,带来产业链协同开放创新,带来了用户参与式创新,带来了制造业技术、产品、工艺、服务的全方位创新,不断催生和孕育出新技术、新业态和新模式,从而激发整个社会的创新创业激情,加快从传统的要素驱动向创新驱动转型。
小结:工业4.0的本质是提升企业、行业、国家的竞争优势
最后,如果要对工业4.0是什么做一个小结的话,我想说,工业4.0是一个发展的概念、是一个动态的概念,工业4.0是一个理解未来信息技术与工业融合发展的多棱镜,站在不同的角度会有不同的理解,工业4.0是互联,是集成,是数据,是创新,是服务,是转型;工业4.0是CPS,是智能工厂,是智能制造;工业4.0是国家战略,是企业行为。但从根本上来讲,“工业4.0”是一种在信息技术发展到新阶段产生的新的工业发展模式。从终极目标来看,工业4.0不能为技术而技术,核心在于提高企业、行业乃至国家的整体竞争力。从企业来看,通过“工业4.0”可以实现劳动生产率大幅提高,产品创新速度加快,满足个性化需求,减少能耗,提高产品质量和附加值,显著增强企业核心竞争力;从行业来看,通过“工业4.0”可以大幅建立起高度协作的创新服务体系,提高整个行业的资源配置和运行效率;从政府来看,通过“工业4.0”进一步巩固德国制造业优势,抢占新一轮产业竞争的制高点。