在德國大力推進(jìn)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的同時(shí)，無獨(dú)有偶，美國、中國等主要工業(yè)國家也都紛紛實(shí)施類似的國家戰(zhàn)略，形成了事實(shí)上的全球化新一代工業(yè)革命。
此時(shí)，恰逢中國企業(yè)面臨最緊要的轉(zhuǎn)型升級(jí)之際，如何才能把握住本次工業(yè)革命的機(jī)遇，制訂出正確的實(shí)施戰(zhàn)略，這是事關(guān)企業(yè)能否健康發(fā)展、乃至能否生存的關(guān)鍵，也是當(dāng)前很多企業(yè)非常關(guān)心的問題。
古語說“他山之石，可以攻玉”，“知己知彼，百戰(zhàn)百勝”，中國企業(yè)在制訂實(shí)施戰(zhàn)略的時(shí)候，除了要切實(shí)貫徹“中國制造2025”國家戰(zhàn)略以外，還要學(xué)習(xí)、研究德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)理念，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，制訂出企業(yè)切實(shí)可行的實(shí)施戰(zhàn)略。
通過大量研究與思考，蘭光創(chuàng)新認(rèn)為盡管各國戰(zhàn)略重點(diǎn)有所不同，但這次工業(yè)革命的路線是很清晰的，無論是美國、德國還是中國，都是異曲同工、殊途同歸的，都“以新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以智能制造為主攻方向”，戰(zhàn)略目的都是“確保本國制造業(yè)的未來”。中國企業(yè)實(shí)施工業(yè)4.0、中國制造2025等戰(zhàn)略的最佳突破口，就在于中德美三國戰(zhàn)略的交匯點(diǎn)處，這是最值得我們研究與關(guān)注的重點(diǎn)。
下面就與大家一同分析一下這三個(gè)戰(zhàn)略的基本情況及其共同交匯點(diǎn)。
一、自上而下的美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略
在2008年金融危機(jī)之后，美國政府馬上意識(shí)到工業(yè)在國家經(jīng)濟(jì)中的重要性，認(rèn)為工業(yè)是國家競爭力最重要的組成部分，于是出臺(tái)了一系列國家計(jì)劃，如2009年12月，公布了《重振美國制造業(yè)框架》，2011年6月和2012年2月，相繼啟動(dòng)《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃 》和《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃》，以實(shí)現(xiàn)“再工業(yè)化”國家戰(zhàn)略。
在此情況下，作為美國制造業(yè)先鋒的GE公司率先提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念，希望通過生產(chǎn)設(shè)備與IT相融合，目標(biāo)是通過高性能設(shè)備、低成本傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)收集及分析技術(shù)等的組合，大幅提高現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的效率并創(chuàng)造新產(chǎn)業(yè)。并于2011年，在硅谷建立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)中心，目前研發(fā)團(tuán)隊(duì)已達(dá)到上千人。2013年，GE宣布將在未來3年投入15億美元開發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。
GE還為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)描繪了美好的經(jīng)濟(jì)前景，據(jù)其2012年的預(yù)測(cè)，如果工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠使生產(chǎn)率每年提高1%-1.5%，那么未來20年，它將使美國人的平均收入比當(dāng)前提高25%-40%;如果世界其它地區(qū)能確保實(shí)現(xiàn)美國生產(chǎn)率增長的一半，那么工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在此期間會(huì)為全球GDP增加10萬億-15萬億美元。
通用電氣董事長兼CEO杰夫·伊梅爾特與奧巴馬
GE將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定位為一場新的“革命”，對(duì)其發(fā)展寄以厚望，并將工業(yè)革命劃分為3個(gè)階段：從18世紀(jì)中期到20世紀(jì)初的“工業(yè)革命”是產(chǎn)業(yè)界的第一場革命，20世紀(jì)末的“互聯(lián)網(wǎng)革命”是第二場革命，通過將這些革命帶來的先進(jìn)產(chǎn)業(yè)設(shè)備與IT融合，將產(chǎn)生第三場革命——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。
從GE的這個(gè)劃分來看，美國是典型的自上而下的戰(zhàn)略，即從互聯(lián)網(wǎng)，從信息化下延至設(shè)備，與德國自下而上的方式是相反的，但都是充分發(fā)揮自己之長，借鑒對(duì)方之優(yōu)點(diǎn)，補(bǔ)己之短。德美的戰(zhàn)略目標(biāo)都是確保“國家制造業(yè)的未來”。
隨后美國的GE、IBM、思科、英特爾和AT&T等5家行業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)手組建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)，將這一概念大力推廣開來，“以期打破技術(shù)壁壘，通過促進(jìn)物理世界和數(shù)字世界的融合。”，“其目的旨在加快互聯(lián)機(jī)器與設(shè)備的開發(fā)、采集和廣泛使用，促進(jìn)智能分析，并為工作者提供幫助”�，F(xiàn)在，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟成員已達(dá)167家。
雖然工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不是美國的國家戰(zhàn)略，但由于涉及美國IT界以及制造業(yè)眾多龍頭企業(yè)，其戰(zhàn)略目的是美國“再工業(yè)化”，其技術(shù)核心也是CPS賽博物理系統(tǒng)，與德國工業(yè)4.0的戰(zhàn)略目標(biāo)、手段等幾乎完全匹配，所以很多學(xué)者把工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為美國國家戰(zhàn)略來研究，蘭光創(chuàng)新認(rèn)為也是合理的。
美國強(qiáng)勢(shì)回歸制造業(yè)，受影響最大的必然是2個(gè)國家，一個(gè)是制造大國——中國，一個(gè)是制造強(qiáng)國——德國。在成立之初，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟就將自己的目的說的非常清楚，”以期打破技術(shù)壁壘，通過促進(jìn)物理世界和數(shù)字世界的融合”，我們可以揣摩一下，在美國人面前，誰占據(jù)著技術(shù)壁壘的優(yōu)勢(shì)?誰在“物理世界與數(shù)字世界融合”方面占據(jù)主導(dǎo)? 目標(biāo)很明顯，那就是德國!
說穿了，美國成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的目的，就是借助美國在信息化技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，通過與制造業(yè)的深度融合，爭取打破德國在這方面的優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面占據(jù)主動(dòng)，形成產(chǎn)業(yè)的競爭優(yōu)勢(shì)，從而在全球競爭中處于主導(dǎo)地位。
因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)美國國家戰(zhàn)略是非常重要的，是關(guān)系到美國“再工業(yè)化”戰(zhàn)略成敗的關(guān)鍵。
下面，我們來分析一下GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最核心的數(shù)據(jù)價(jià)值鏈循環(huán)圖，看一下GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)到底是怎么回事，并思考一下它對(duì)我們制造企業(yè)有什么借鑒作用。
從上圖可以看出，在這個(gè)循環(huán)且持續(xù)優(yōu)化的閉環(huán)系統(tǒng)中，這些要素依次是安裝儀表的工業(yè)機(jī)器、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析、可視化展現(xiàn)、智能決策支持反饋給設(shè)備，形成數(shù)據(jù)流的閉環(huán)管理。這里的工業(yè)機(jī)器，對(duì)GE來說，就是他們的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、貴重的醫(yī)療設(shè)備等，對(duì)制造企業(yè)而言，我們就可以理解為企業(yè)中最重要的生產(chǎn)設(shè)備，特別是數(shù)字化、自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、AGV、熱處理設(shè)備、測(cè)量測(cè)試設(shè)備等制造企業(yè)的核心資產(chǎn)。
如果我們能實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)分析、可視化展現(xiàn)、決策支持、閉環(huán)管理，就很好地體現(xiàn)了GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的精髓。
這是GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)我們的啟示。
二、聚焦?jié)u進(jìn)的中國制造2025戰(zhàn)略
作為制造大國，在這種國際大背景以及國內(nèi)“三期交疊”( 即經(jīng)濟(jì)增速換擋期、結(jié)構(gòu)調(diào)整陣痛期、前期刺激政策消化期)的嚴(yán)峻形勢(shì)下，中國政府高瞻遠(yuǎn)矚，陸續(xù)制訂了“兩化深度融合”、“中國制造2025”等國家戰(zhàn)略，希望借鑒德國工業(yè)4.0的思路，制訂適合中國國情的國家發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)中國制造由大到強(qiáng)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。
下面，我們簡單回顧一下這些戰(zhàn)略的發(fā)展歷史。
在黨的十六大上，政府提出了“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化”的新型工業(yè)化道路的指導(dǎo)思想，“兩化”概念首次出現(xiàn)。
在十七大上，提出“發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合”的新科學(xué)發(fā)展的觀念，兩化融合的概念就此形成。
黨的十八大報(bào)告進(jìn)一步提出：“堅(jiān)持走中國特色新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路，推動(dòng)信息化和工業(yè)化深度融合、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化良性互動(dòng)、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化相互協(xié)調(diào)，促進(jìn)工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展。”，至此，兩化深度融合已經(jīng)上升到與“新四化”的同等高度，成為國家重要的戰(zhàn)略目標(biāo)。
2015年5月19日，《中國制造2025》正式發(fā)布。在 “中國制造2025”中強(qiáng)調(diào)，以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以智能制造為主攻方向，重點(diǎn)發(fā)展新一代信息技術(shù)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械10大領(lǐng)域。并“在重點(diǎn)領(lǐng)域試點(diǎn)建設(shè)智能工廠/數(shù)字化車間，加快人機(jī)智能交互、工業(yè)機(jī)器人、智能物流管理、增材制造等技術(shù)和裝備在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，促進(jìn)制造工藝的仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自適應(yīng)控制。”
工信部部長苗圩近日在接受媒體專訪時(shí)明確指出，“德國的“工業(yè)4.0”和中國制造2025，從大的方向上來說，是不謀而合、異曲同工。二者相同的地方，就是實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)和先進(jìn)制造業(yè)進(jìn)行結(jié)合，或者用互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)的結(jié)合，帶動(dòng)整個(gè)新一輪制造業(yè)發(fā)展。”
至此，“中國制造2025”已經(jīng)正式成為中國與德國工業(yè)4.0遙相呼應(yīng)的國家級(jí)戰(zhàn)略，成為中國制造業(yè)發(fā)展的綱領(lǐng)性文件，成為企業(yè)制訂自身中長期發(fā)展的重要依據(jù)。
中國制造2025的9項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)
從中國的兩化——兩化融合——兩化深度融合——中國制造2025等戰(zhàn)略的發(fā)展軌跡來看，這是個(gè)范圍逐漸收窄、目標(biāo)逐漸聚焦、與國際發(fā)展潮流逐漸匯聚的過程。
三、自下而上的德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略
前面我們講到，德國將工業(yè)革命劃分為機(jī)械化、電氣化、信息化、基于CPS賽博物理系統(tǒng)的智能化四個(gè)階段。
德國工業(yè)4.0是德國基于當(dāng)前自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、社會(huì)化的生產(chǎn)模式，是一種非常先進(jìn)、理想化的智能制造模式，德國人認(rèn)為他們實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0最少需要15年時(shí)間。
下圖是德國人制訂的工業(yè)4.0架構(gòu)圖，從圖中我們可以看到，在物聯(lián)網(wǎng)與務(wù)(服務(wù))聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，以智能生產(chǎn)為主線，分別實(shí)現(xiàn)智能物料、智能工廠、智能產(chǎn)品，工業(yè)4.0涵蓋的范圍非常廣，可以說這是一種遠(yuǎn)景規(guī)劃。
德國工業(yè)4.0的架構(gòu)
其實(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的德國人更具有著眼長遠(yuǎn)、立足當(dāng)下，或者說總體規(guī)劃、分步實(shí)施的思想，4月29日，在重慶舉辦的“工業(yè)4.0峰會(huì)”上，來自工業(yè)4.0提出單位——德國弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)的科爾教授給出了這樣的一張圖：
工業(yè)4.0的“金字塔”
從這張圖上，我們可以看到一個(gè)明顯的“金字塔”形狀。最下面實(shí)際上是以產(chǎn)品生命周期為主線，分別是研發(fā)、原材料、生產(chǎn)、裝配、包裝、存儲(chǔ)、使用等不同階段，前面的研發(fā)屬于PDM/PLM管理范疇，生產(chǎn)完成后的“使用”是一種可以基于互聯(lián)網(wǎng)+的銷售、消費(fèi)、維護(hù)等服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)的概念。
而其中最重要的部分是分四層的金字塔。自底向上依次是數(shù)字化設(shè)備層(NC,RC，分別指數(shù)控設(shè)備、機(jī)器人等)、數(shù)據(jù)采集層、MES與ERP，并且系統(tǒng)之間形成完全的集成，這也就是三項(xiàng)集成中的縱向集成(全稱為“縱向集成和網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)”)。
從本圖上可以看出，德國人將智能化的生產(chǎn)過程，包括“智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)”(即為工業(yè)4.0中智能工廠的定義)，作為工業(yè)4.0的核心與重點(diǎn)。
這也與工業(yè)4.0中一個(gè)核心(信息技術(shù)與物理設(shè)備的深度融合)、2個(gè)主題(智能工廠與智能生產(chǎn))、3項(xiàng)集成(特別是縱向集成)是一脈相承的。
四、中德美三國戰(zhàn)略的共同交匯點(diǎn)
通過以上分析，我們就可以很清楚地看到美、中、德三國工業(yè)革命演變的路徑及最終的交匯點(diǎn)。
德國是從機(jī)械化、電氣化、信息化的三次革命，向CPS系統(tǒng)為核心的第四次工業(yè)革命進(jìn)軍，方向是自下而上。
美國是從機(jī)械化、信息化、向CPS系統(tǒng)為核心的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)勢(shì)進(jìn)發(fā)，方向是自上而下。
而中國呢，索性就是從兩化聚焦到兩化融合，最后也是向以CPS系統(tǒng)為核心的兩化深度融合方向急行軍。
很明顯，中德美三國的戰(zhàn)略必然猛烈交匯于以CPS賽博物理系統(tǒng)為核心的智能制造。
美國管理學(xué)家吉姆·柯林斯有一個(gè)著名的“刺猬三環(huán)原理”，就是將三個(gè)相關(guān)的事件放在一起，分析其共同的交叉點(diǎn)，這就是所謂的“黃金答案”。今天我們也用這個(gè)方法判斷一下中德美三國戰(zhàn)略的共同點(diǎn)，即中國企業(yè)實(shí)施工業(yè)4.0的最佳突破口與落腳點(diǎn)在哪里?
盡管德國、美國、中國的策略有所不同，比如，基于美國信息化強(qiáng)、制造業(yè)空心化的現(xiàn)狀，美國采取的戰(zhàn)略是C+P，揚(yáng)C之長補(bǔ)P之短，其中，C為Cyber賽博的數(shù)字、信息、網(wǎng)絡(luò)等虛擬世界，P為Physical物理的機(jī)器、設(shè)備、設(shè)施等實(shí)體世界;而德國恰恰相反，德國是制造業(yè)強(qiáng)、信息化弱，因此德國的戰(zhàn)略是P+C，揚(yáng)P之長補(bǔ)C之短。中國是兩者都短，索性直接來了個(gè)兩者的深度融合，直奔這次工業(yè)革命的核心，蘭光創(chuàng)新認(rèn)為這是非常明智、高效的戰(zhàn)略。
分析到這里，我們就可以明確地看到，作為信息化最先進(jìn)的美國，制造最強(qiáng)的德國，制造業(yè)大國的中國，在各自的國家戰(zhàn)略中，三者有一個(gè)共同的交匯點(diǎn)或者叫必爭之地是非常明顯的，那就是基于CPS賽博物理系統(tǒng)的智能工廠。
因此，蘭光創(chuàng)新認(rèn)為通過實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的互聯(lián)互通(設(shè)備聯(lián)網(wǎng)/數(shù)據(jù)采集)、基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持、生產(chǎn)過程智能化的管理與控制，建設(shè)中國特色的智能工廠，這就是中國制造企業(yè)實(shí)施工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國制造2025等戰(zhàn)略的最佳突破口與落腳點(diǎn)。這種實(shí)施戰(zhàn)略既符合全球新一代工業(yè)革命的趨勢(shì)，又很好地符合中國企業(yè)的實(shí)際情況，并具有投資小、見效快的特點(diǎn)。
中德美三國戰(zhàn)略的共同交匯點(diǎn)
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