工業(yè)4.0原本是德國人在2011年提出的概念,但如果說現(xiàn)在有人比德國人更熱衷于談論它,那就是中國企業(yè)。在2015年德國CeBIT(德國漢諾威消費電子、信息及通信博覽會)上,中國是伙伴國,國務院總理李克強發(fā)來視頻,副總理馬凱現(xiàn)場致辭。工信部牽頭的中國館區(qū)域集中了包括華為、中興、阿里巴巴、浪潮、TCL、海爾和小米等的龐大參展團。漢諾威從未見過如此多的中國人,城區(qū)主干道都拉上了中文的迎賓語。
“我們在澳大利亞不談工業(yè)4.0,在美國大家談互聯(lián)網(wǎng)化,你們中國不也提‘互聯(lián)網(wǎng)+’?”一家全球資訊機構(gòu)的澳大利亞區(qū)負責人說。為什么中國和德國會被這個宏大愿景拉到一起?答案很簡單,這兩個國家,一個是新興的制造業(yè)基地,一個是老牌制造業(yè)強國。
工業(yè)4.0是一個仍在演變中的概念。簡而言之,它是生產(chǎn)過程的一場變革,產(chǎn)品未來將不再是被簡單地批量制造,而是會“告訴”機器它應如何被制造。“舉例說,洗衣機會在電費最低的時間自動洗衣,冰箱里的牛奶和黃油快用完時,冰箱會自動向超市發(fā)送訂單。在未來的車間里,工業(yè)4.0意味著機器和各個零部件彼此‘交流’,并通過‘自我組織’方式使生產(chǎn)更有效率。”德國萊比錫商學院創(chuàng)新合作中心執(zhí)行總監(jiān)Claudia Lehmann說。
而在德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的制定者之一卡格曼(Henning Kagermann)看來,工業(yè)4.0其實就兩件事:“一是萬物相聯(lián);二是物理世界與虛擬世界融合。這意味著每臺機器都有自己的數(shù)字化代表,每個人也會有。你可以在虛擬層面上模擬任何事情,虛擬層面發(fā)生的改變也會影響到物理層面。”卡格曼現(xiàn)任德國國家科學和工程院院長、工業(yè)4.0工作集團主席。
以現(xiàn)階段應用來看,這更多是愿景而非現(xiàn)實。但企業(yè),特別是制造業(yè)企業(yè)有更強的焦慮感要提前擁抱這個遲早要來的時代。當海爾歐洲大區(qū)總經(jīng)理孫書寶被詰問“用戶需求是否真的存在”時,他說:“趨勢已經(jīng)很明顯,當需求真的到來時,我們必須準備好。”
擁有強大工業(yè)基礎(chǔ)的德國希望在新時代里扮演更重要角色。按照德國國家科學和工程院剛剛發(fā)布的一份有關(guān)工業(yè)4.0的報告:接下來的兩三年里,德國希望“確保有足夠多德國生產(chǎn)的‘智能物品’安裝在世界各地并與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)接,以便產(chǎn)生足夠多的數(shù)據(jù),繼而產(chǎn)生‘智能服務’”。這個98頁的報告透露出工業(yè)強國的預見力和工業(yè)老國的危機感。在德國,制造業(yè)占比超過GDP 20%,雖經(jīng)年下降,仍為歐洲之冠。
德國聯(lián)邦外貿(mào)與投資署高級經(jīng)理、工業(yè)4.0專家Asha-Maria Sharma對財新記者表示,“德國與美國不同,德國制造業(yè)很強,我們的目標是實現(xiàn)現(xiàn)有制造業(yè)的轉(zhuǎn)型。美國有強大的IT產(chǎn)業(yè),他們更多是面對消費者的應用。我們也在注意美國IT行業(yè)的新進展。”
而在中國,各種報告、會展、論壇上,學者、政府機構(gòu)和傳統(tǒng)行業(yè)談論工業(yè)4.0時,給這個歐洲舶來的概念賦予了中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級新的目標。很多企業(yè)甚至并不關(guān)心工業(yè)4.0到底指什么,云計算、大數(shù)據(jù)、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、ERP,都可以納入工業(yè)4.0概念之下。在中國,與此接近的概念還有國務院總理李克強提出的“制造業(yè)2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+”。中國計劃用十年時間從中國制造轉(zhuǎn)型為中國創(chuàng)造,中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提了多年,但在中國整體工業(yè)能力尚未真正實現(xiàn)3.0時,彎道超車直奔4.0的可能性在哪?
差距仍是明顯的,無論從企業(yè)的能力還是政府、公共基礎(chǔ)設施的完善上。在德國,企業(yè)級互聯(lián)網(wǎng)或者解決方案的提供商已經(jīng)成熟,通訊網(wǎng)絡提供商/運營商、ISV(軟件)、智能生產(chǎn)線生產(chǎn)商和傳統(tǒng)工業(yè)的合作由來已久。而在中國,除了華為、中興這樣的企業(yè)正加速進入這個領(lǐng)域,TCL、海爾等制造業(yè)企業(yè)基本是以搭上車再干的姿態(tài)在摸索。不過,以BAT等為代表的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)正直接將企業(yè)和用戶連接、“消滅渠道”帶來的不是簡單的銷售業(yè)態(tài)的改變,企業(yè)和用戶之間的信息互動也可能倒逼企業(yè)加快轉(zhuǎn)型。
CeBIT上的工業(yè)4.0
CeBIT是一個企業(yè)技術(shù)和實力的展示臺,在這里可以看到工業(yè)4.0的各類案例和形態(tài)。
IBM把工業(yè)4.0直接標注在了展臺上。在IBM的工業(yè)4.0展區(qū),財新記者看到,一個小型智能操作平臺上,胳膊大小的機械臂前后平滑選擇不同模塊安裝、擰緊。這些動作由操作臺上的傳感設備自動識別出工作任務后完成,上方有屏幕提供可視化流程。IBM在這個平臺上提供了工廠自動化系統(tǒng)的軟件解決方案,操作臺硬件部分由西門子提供。
智能化工廠是工業(yè)4.0概念中最典型的場景,機械臂、自動化、可視化流程延續(xù)工業(yè)3.0,而傳感、數(shù)據(jù)分析則是4.0的要素,IBM其他產(chǎn)品都或多或少套入了工業(yè)4.0框架。利用對天氣、租賃公司等大數(shù)據(jù)分析改善滑雪板制造商的生產(chǎn)方式和周期,九個月備貨期縮短為一個月,靈活性增加,庫存銳減80%。
德國電信的主場里,數(shù)百支撐開的紅雨傘在粉色燈光下如垂云般上下漂移,整個系統(tǒng)自動控制。這是切片式的對工業(yè)4.0能力的展示,其旗下軟件服務商T-System提供解決方案。在一個針對跑鞋廠商的方案中,通過社交平臺獲得消費者反饋,經(jīng)過大數(shù)據(jù)處理后傳到工廠,工廠實時調(diào)控產(chǎn)量,車間自動化生產(chǎn)設備控制流程,最終,數(shù)據(jù)流反饋給物流和電商平臺。在這個圖景中,“調(diào)研-設計-生產(chǎn)-銷售-消費者反饋-調(diào)整生產(chǎn)”的傳統(tǒng)生產(chǎn)基本流程沒變,但速率、精確性都提高了。最終,小規(guī)模生產(chǎn)、定制化成為可能。
緊挨著德國電信的中興通訊也以社會化場景展示了工業(yè)4.0所需的基礎(chǔ)通訊能力:用戶坐在一張藍色椅子上,屏幕上就會開始出現(xiàn)一張本人的手繪肖像。畫由人通過視頻通訊技術(shù)遠程完成。中興方面告訴財新記者,這個場景展示的是數(shù)據(jù)同步雙向傳輸,實時修改,它可以變成一套高清視頻會議系統(tǒng),應用于企業(yè)。中興近來在中國一些城市還在推廣無線充電,即在停車位下設置自動感應和充電設備。它的實際應用將繞開充電樁,突破目前電動車推廣中最頭疼的充電瓶頸。
德國本土也是全球最大的軟件和系統(tǒng)供應商SAP,展示了農(nóng)業(yè)、金融等幾乎所有領(lǐng)域的解決方案,還專辟區(qū)域展示與中國聯(lián)想、華為的合作。華為的硬件獲得SAP的HANA云和系統(tǒng)解決平臺的認證。華為在展會上推出的巴士免費WiFi方案也頗為吸引人。
海爾則準備把與智能家居相關(guān)的軟件開發(fā)商、內(nèi)容供應商,甚至硬件廠商都納入自己的智慧家居平臺U+,理想狀態(tài)是根據(jù)用戶需求實現(xiàn)小批量定制化生產(chǎn),目前完成的惟一一個定制化案例是一對美國華人在冰箱上貼了結(jié)婚照。這種簡單的定制化對生產(chǎn)線和供應鏈要求并不高,但對于傳統(tǒng)只管生產(chǎn),銷售交給經(jīng)銷商的家電制造廠商來說已是進步。
華為的企業(yè)BG總裁閻力大在演講中稱,工業(yè)4.0時代,至少有1000億臺設備需要連接并實現(xiàn)實時通訊和控制,這對目前的ICT技術(shù)提出了挑戰(zhàn):沒有統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和標準,設備最終很難連接。而華為為了參與標準訂立,幾乎加入了所有標準制定聯(lián)盟和協(xié)會。
所有人都擔心被落下。就在CeBIT期間,中興通訊宣布其基于下一代網(wǎng)絡架構(gòu)SDN的9000-E通過了歐洲高級網(wǎng)絡中心的互通測試。德國電信和SAP也趕在會展上宣布成立聯(lián)盟,確定工業(yè)4.0連接的共同標準。
德國人想的是如何動員中小企業(yè)
德國有很多研究機構(gòu)、學術(shù)機構(gòu)、協(xié)會都在展開與工業(yè)4.0相關(guān)的研究,德國企業(yè)也開展一系列工業(yè)4.0的生產(chǎn)實驗。西門子在Amberg市的工廠計劃生產(chǎn)智能生產(chǎn)線設備,供給巴斯夫、拜耳、戴姆勒、寶馬等德國制造企業(yè)。此外,還有德國威騰斯坦集團的制造廠、氣動自動化領(lǐng)域的Festo新生產(chǎn)系統(tǒng)等,也是工業(yè)4.0的模板。西門子在上述工廠的流水線能達到75% 的自動化,但西門子董事會成員Siegfried Russwurm曾表示,設計一個全自動、依靠互聯(lián)網(wǎng)的智能生產(chǎn)線,仍需要十年時間。
看似遙遠的工業(yè)4.0,其實許多技術(shù)早已存在,比如音頻、感應器、GPS模塊等。但工業(yè)4.0的不同之處在于,通過感應器,產(chǎn)品與機器、機器與機器間會產(chǎn)生交流,相關(guān)組件會通知機器,庫存里是否缺少某種芯片,整個工廠相關(guān)機器都會據(jù)此重調(diào)程序。
前述德國國家科學和工程院發(fā)布的《智能服務2025》(Smart Service Welt 2025)介紹了很多場景。如一家制造X射線儀(智能物品)的公司創(chuàng)造了一個服務平臺,包含有成千上萬X射線案例的數(shù)據(jù)庫。除了出售X射線儀,該制造商還提供數(shù)據(jù)庫支撐的診斷服務(智能服務)。因數(shù)據(jù)誕生的“智能服務”可以更準確地預測客戶想法。報告稱,能將1000種以上因素考慮在內(nèi)的算法,可將商業(yè)預測的準確性提高1千、1萬、甚至10萬倍。
德國在線零售供應商Otto售賣的物品有2億多件。它用創(chuàng)業(yè)公司Blue Yonder開發(fā)的智能算法,對每件商品下周或下月的銷售進行預測。這種算法將200多種變量囊括在內(nèi),使得Otto對銷售預測的準確率提高了20%到40%,也幫助其更好地平衡銷量與庫存。
不過,德國企業(yè)從高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)者向靈活服務提供者的轉(zhuǎn)變還非常緩慢。報告指出,“要讓客戶向制造商交這些服務費,就很難了。所以,制造商正在艱難地回收數(shù)據(jù)化投資的成本。”
更大挑戰(zhàn)還在于動員德國數(shù)量龐大的中小企業(yè)參與這場革命??ǜ衤J為這比安全問題還重要,“現(xiàn)在很多大企業(yè)都在向工業(yè)4.0邁進,但中小企業(yè)的步伐很慢。”《智能服務2025》的數(shù)據(jù)顯示,只有五分之一的德國企業(yè)表示他們將重點放在智能產(chǎn)品和智能服務上,五分之二的企業(yè)表示在該領(lǐng)域毫無作為。
報告提醒,繼續(xù)將精力放在以產(chǎn)品為中心的細分領(lǐng)域不再可行,數(shù)據(jù)延伸出的智能服務正釋放出一波顛覆性的商業(yè)模式。萊比錫商學院院長潘安德(Andreas Pinkwart)認為,“數(shù)字化時代要求已發(fā)展到相當規(guī)模的公司要改變甚至徹底變革現(xiàn)有經(jīng)營模式。所以,想開展工業(yè)4.0 的企業(yè)需要有豐富的想象力進行突破性的嘗試,企業(yè)要有主觀能動性及創(chuàng)業(yè)精神的員工;有悠久歷史的大企業(yè),可以向新創(chuàng)公司學習。”
至于工業(yè)4.0的數(shù)據(jù)安全問題,采訪者們并不太擔心。Asha-Maria Sharma說,工業(yè)軟件在數(shù)據(jù)安全方面已有很高的標準,現(xiàn)在要在其他領(lǐng)域的軟件上普及。
中國的工業(yè)4.0“本地化”
而CeBIT會展剛結(jié)束,中國兩大頂級業(yè)界論壇在北京、深圳兩地都緊跟工業(yè)4.0熱度話題推出了專題論壇,顯得比德國還熱鬧。“剛才吳恩達(百度首席科學家)問我工業(yè)4.0是什么?在德國,知道工業(yè)4.0的可能還不如中國知道的人多。”德國漢堡大學教授張建偉在2015中國(深圳)IT領(lǐng)袖峰會的工業(yè)4.0專論壇上坦言。在他看來,4.0是把工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人際互聯(lián)網(wǎng)、云計算、機器人、3D打印技術(shù)融合在一塊,然后用各種最新算法來整合整個生產(chǎn)過程。“最終改變整個生產(chǎn)流程,好處是可以縮短生產(chǎn)時間,減少中間環(huán)節(jié),提高效率,使得生產(chǎn)過程變得更自動、更自主、更有預測性,生產(chǎn)更智能化、更綠色化。”他說。
美國、日本和中國的ICT企業(yè)已在傳統(tǒng)制造業(yè)之外給德國的老牌企業(yè)足夠多挑戰(zhàn),專利申請?zhí)峁┝俗C據(jù):根據(jù)世界知識產(chǎn)權(quán)組織的數(shù)據(jù),2013年中國專利申請數(shù)量超過德國成為全球第三,達到2.1萬件。華為、中興兩家企業(yè)僅次于日本松下位列二三。
不過,中國的整體情況沒有那么樂觀:中國制造在多年高速增長后,增速減少而效率未升。中國制造業(yè),甚至大型制造企業(yè)的的自動化能力尚不足,大部分企業(yè)還在驚喜于工業(yè)3.0帶來的自動化生產(chǎn)線。中國航空工業(yè)集團董事長林左鳴以自身為例,稱在武漢投資120億元建的低溫多晶硅生產(chǎn)線大量生產(chǎn)自動化:“原來預計6000多員工,自動化以后減少70%的員工,降低了人口的投入。”在他看來,機器穩(wěn)定性高過人工,“生產(chǎn)淡季時很多工人要歇工,有些之后可能就不回來了,我們要不斷重新培養(yǎng)熟練工人”。
在德國CeBIT上,中國某大型軟件公司部門經(jīng)理告訴財新記者,中國制造企業(yè)長期依賴外部經(jīng)銷商,對產(chǎn)品銷售數(shù)據(jù)的反饋很粗放:“賣得掉是銷售額,賣不掉是庫存,過去供大于求對庫存沒概念,城市賣不掉還可以賣農(nóng)村,但都是經(jīng)銷商的事。”這樣的環(huán)境下,制造業(yè)企業(yè)最關(guān)注的仍是人力成本。“我們給企業(yè)做系統(tǒng),很多都是配套自動化。大數(shù)據(jù)不是沒有能力,而是企業(yè)自身也沒有數(shù)據(jù)。”他說,人力成本日漸高企后,很多企業(yè)老總升級的初衷就是換掉人。
相比工業(yè)界尚處于自動化的摸索,中國的通訊、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域從用戶端開始,慢慢從實體內(nèi)容或虛擬內(nèi)容的售賣層面向上游制造滲透。通訊和互聯(lián)網(wǎng)的胃口已蔓延至工廠,外部壓力讓制造商有了緊迫感:小米沒工廠,但小米賣得比有工廠的企業(yè)還好。
在德國擁有工廠的庫卡機器人公司CEO孔冰研究認為,無論德國還是中國,目前主流生產(chǎn)制造尚在硬自動化階段,柔性不足,能實現(xiàn)的仍是大規(guī)模批量生產(chǎn),能選擇的產(chǎn)品非常有限。在孔冰看來,中國在工業(yè)4.0時代最大的競爭力來自IT:“中國的IT大家都說是世界排名第二位。我們有可能結(jié)合工業(yè)4.0,整個智能化生產(chǎn),實現(xiàn)彎道超車。”他認為除了車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能穿戴這類和消費者結(jié)合緊密的形態(tài),IT和工業(yè)4.0的結(jié)合很關(guān)鍵。中國最大的寬帶數(shù)據(jù)公司世紀互聯(lián)在中國工業(yè)4.0進程中顯然是基礎(chǔ)通訊連接能力的主力,但總裁孟璞卻直言比較喜歡李克強在最新政府工作報告中提出的“互聯(lián)網(wǎng)+”概念。