德國工業(yè)4.0平臺,是德國工業(yè)4.0的中樞機構,整體負責德國工業(yè)4.0(的戰(zhàn)略研究、戰(zhàn)術發(fā)展和協(xié)調工作。

實際上,這是世界上最大的工業(yè)4.0網絡平臺之一 。協(xié)調整個工業(yè)的數字化轉型,則是它的最大使命。

圖1 德國工業(yè)4.0網絡平臺
它代表不同公司、實體、社會和政治的對話與交流。平臺最大4個戰(zhàn)略目標分別是:

圖2 工業(yè)4.0平臺的目標
德國工業(yè)4.0平臺,旨在識別制造領域所有相關的趨勢和發(fā)展,結合各種輸入因素,然后在更高維度、從整體角度提升對工業(yè)4.0的闡述和實踐。
這意味著工業(yè)4.0平臺不會主導去做各種各樣的市場行為,比如搞建設示范、研究項目或插手以公司為主導的項目,相反地只是由平臺主動發(fā)起研究、倡議和支持他們。
同樣的,在標準化領域,標準的建立將不會是平臺委員會的具體工作。平臺所需要做的事情是識別需要建立標準和規(guī)范的領域,并積極對國家和國際委員會工作建言薦策。
該平臺的主管機構包括德國聯(lián)邦經濟和能源部長加布里爾(Gabriel)和聯(lián)邦教育與研究部長萬卡(Wanka),以及商業(yè)、科學與工會代表。
一個由德國政府部門、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會、工會、科學與聯(lián)邦州代表組成的戰(zhàn)略組將承擔起政治管理的任務,并多頭協(xié)作。還有一個由企業(yè)和各工作組負責人所組成的指導委員會,將與以上兩個政府部門合作,作為負責戰(zhàn)略發(fā)展、技術協(xié)調與技術實現實施的決策機構。

圖3 主管組織機構
其中最為重要的是工作組,所有平臺的技術相關工作,都是由專題工作小組負責執(zhí)行和實施。工作組在選定的主題和具體領域上負責開發(fā)和撰寫前期競爭策略,并保證實施,從而確保德國制造業(yè)企業(yè)具有最大的競爭優(yōu)勢。

圖4 五大工作組架構

圖5 五大工作組議題
德國工業(yè)4.0平臺的年度成績單
在2015年4月德國政府正式啟動了德國工業(yè)4.0平臺。一年過去,原本各種激動的設想和規(guī)劃,現在都需要一一展開答卷。讓我們也來看看德國工業(yè)4.0平臺的成績單。

圖6 政府去年的年度啟動
一年過去了,讓我們帶著放大鏡,來審視德國工業(yè)4.0平臺上的進展。
1.工業(yè)4.0用戶案例地圖

一夜之間,德國工業(yè)4.0突然伏兵四起,冒出了200多家工業(yè)4.0實例。
不是遙不可及嗎?德國也不想再等了。
工業(yè)4.0地圖,目標是引導德國企業(yè)的工業(yè)4.0實踐。它是一種迫不及待地告白:工業(yè)4.0已經催生了許多生產方法、商業(yè)模式和產品,已經促進了多家公司和研究機構的用例實踐,已經有很多創(chuàng)新的過程被開發(fā)和實施。
目前在德國已經有200多個具體的工業(yè)4.0實例,包括各種類型的企業(yè)。
在德國的網站可以看到在什么樣的產業(yè)和領域,會有什么樣的工業(yè)4.0的應用和實踐,以及他們的目標是什么。比如鏈接工廠設備、如何讓IT系統(tǒng)和業(yè)務模型更緊密等等。
通過這些具體的實踐案例,可以了解到工業(yè)4.0到底在德國發(fā)展到什么樣的水平和程度。

圖7 德國工業(yè)4.0實踐案例
德國的這一做法對中國制造2025的一些具體作法,應該具有非常強的啟發(fā)作用。
2015年中國工信部的46個示范項目應該也有“年考”的壓力。不僅如此,全新的指南申請項目,齊齊地又是上馬在即。但由于類似“工業(yè)4.0用戶地圖”的公共監(jiān)測與跟蹤平臺的缺失,導致了大量信息的不對稱性。除了這些申請和中標的廠家和相關供應商,以及需要答卷的主管領導,沒有更多人知道或者關心示范項目究竟在做什么,更談不上從戰(zhàn)略上把握整體進展了。
示范項目的覆蓋效應和輻射動能其實并不大。而各種前來朝圣般的參觀和各種報道,則更像是企業(yè)在做宣傳的秀場。
這一狀況對于促進中國的智能制造的共識,其實非常不利。智能制造是一盤人人都在局部的大棋,拼出全局的板塊,讓更多人明了并參與棋局的建設,才是真正的普及。
2.工業(yè)4.0在線圖書館
工業(yè)4.0在線圖書館是一個不斷增長的包含了工業(yè)4.0所有主題的知識庫。它包含了平臺五大工作組的研究成果,聯(lián)邦政府的戰(zhàn)略文獻以及合作伙伴的案例學習。例如工業(yè)4.0平臺介紹,RAMI框架安全,工業(yè)4.0管理殼結構,等等。

圖8 德國工業(yè)4.0在線圖書館
3.測試臺Test Bed
跟美國工業(yè)互聯(lián)網蓬勃發(fā)展的測試臺案例一樣,在德國類似的測試臺也在逐漸成為企業(yè)間合作的重要實踐。
許多中小型機械和設備工程公司已經為工業(yè)4.0開發(fā)新組件。他們正在尋找現實的、復雜的和相互聯(lián)系的測試臺,他們可以通過測試臺在現實的環(huán)境中測試他們的最新進展并為生產做準備。

圖9 工廠路徑優(yōu)化與人機協(xié)同測試臺
同樣,新的數字技術的運營商需要各種低門檻的方法,來測試創(chuàng)新的系統(tǒng)方法和網絡商業(yè)模式,然后應用到成熟市場。
目前在德國,很多測試臺分布在德國的大學和科研機構里。復雜的生產和物流系統(tǒng)在現實條件下被測試和進一步開發(fā)。把這些測試臺聯(lián)網,并且橫跨多個測試環(huán)境進行分布式生產和應用進程的模擬仿真。這將最大程度地完成工業(yè)4.0的局部實踐,具有強烈的示范和推廣意義。
目前在中國,測試臺仍然不是主流,甚至很少進入“智能制造”的語境。不能不說是一個非常大的遺憾。
相對當下的各種示范項目而言,測試臺是工廠創(chuàng)新的微切口,是協(xié)同制造的試金石。測試臺具有輕盈,允許失敗、便于檢驗的特點。而中國式示范項目的“許勝不許敗”的匯報屬性,決定了它的真實性和普及性,是一個大大的問號。
德國工業(yè)4.0平臺的實踐之一就是想要優(yōu)化訪問現有的測試臺,特別是針對中小企業(yè)。如果沒有這些測試臺在運轉,局部的優(yōu)化和創(chuàng)新很難,
4.德國中小企業(yè)工業(yè)4.0實施指南
中小企業(yè)如何實施工業(yè)4.0?對于德國工業(yè)4.0工作組,這也是首先需要回答的問題。
在此,我們需要反復強調的是,德國工業(yè)4.0是真正為中小企業(yè)服務的——不理解這一點,就是曲解工業(yè)4.0的本意。
而這跟中國當下的示范項目不同。在中國工業(yè)4.0正在展開的實踐中國制造2025中,中小企業(yè)似乎被整體遺忘了。
德國工業(yè)4.0平臺在過去一年中,試圖回答一個問題:面對工業(yè)4.0變革,中小企業(yè)需要做什么?怎么做?

VDMA德國機械及制造商協(xié)會聯(lián)合KIT的WBK學院、Dik(Department of Computer Integrated Design)等幾個單位,共同完成了《中小企業(yè)4.0實施指南》。

圖10 中小企業(yè)實施指南
與此同時,和工業(yè)4.0領跑組織(包括博世、菲尼克斯、Festo等),一起舉辦workshop(車間現場)來指導中小企業(yè)的工業(yè)4.0實施,同時基于企業(yè)需求進行內部培訓。
與國內瘋狂追捧工業(yè)4.0的熱浪相比,具有諷刺意味的是在德國,仍然有許多公司把工業(yè)4.0作為一個威脅來看待,而不是當成一個機會或者一個新的商業(yè)模式的推動者。
許多德國中小企業(yè),也在到處詢問,“工業(yè)4.0到底是什么”。
這個正在開始顯得有些愚蠢的問題,其實從來不曾有人給過清晰的答案——德國工業(yè)4.0的發(fā)起者對此也無能為力。
但德國工業(yè)4.0工作組堅持認為,具體的解決方案,一定比“工業(yè)4.0是什么”要多。但這些方案,目前尚都躺在黑暗中不被人所見。更重要的事,德國裝備制造行業(yè)的商業(yè)前景,一定是多樣性的。
做為參與者之一的電氣電子協(xié)會ZVEI,給出了工業(yè)4.0產品原則的基本結構。

圖11:工業(yè)4.0產品原則的階段,來源:ZVEI
有了這些指導性原則,德國4.0工作組鼓勵每個公司必須建立自己的工業(yè)4.0的觀點,并且開發(fā)自己的思想去使用這些新的潛力。這真是一個看似避重就輕,但卻是充滿誠意的答案。
工業(yè)4.0表現形式的多樣性,無與倫比的多樣性。
因此,《中小企業(yè)4.0實施指南》(簡稱《4.0指南》)就是為中小型工廠和企業(yè)提供發(fā)展自己的工業(yè)4.0商業(yè)模式的工具,從而支持他們實現自己的工業(yè)4.0。而出于多樣性的原因,該指南并不打算代表一個現成的策略去滿足每一個公司的工業(yè)4.0需求。
相反,它僅僅對個體提供工具和過程方法論,用于發(fā)展自己公司獨特的優(yōu)勢和專業(yè)技能。
《4.0指南》指導分為5個部分,包括預備、分析診斷、創(chuàng)新、評價和實施階段。通過項目團隊和車間現場的組織方式來推動企業(yè)對整個技術和商業(yè)模型的認識。

圖12 五個步驟
5.工業(yè)4.0安全指南
工業(yè)4.0除了產品,制造和標準化方面的工作,最重要的內容就是關于安全。盡管關于網絡安全的討論和對話非常多,但所有的討論,必須具體到產品層面,才能實現這種安全。
實際上,德國專家組認為,這個問題有時候不是來自于外界的,而是來自于內部的,如圍繞著產品的知識沒有得到很好的保護。
如果安全性方面做的不夠,或者存在漏洞的話,相關的信息和知識就會被破壞或者是泄露出去,所以德國也需要找到有關的解決方案,應對現在的狀況。

圖13 德國工業(yè)4.0的《工業(yè)4.0安全指南》
為此,德國工業(yè)4.0工作組,完成了《工業(yè)4.0安全指南》。這個實施指南不光是幫助中小型企業(yè)來加強安全,更重要的是幫助他們進行更好的發(fā)展,保護自己的知識產權。
基本思路是工業(yè)4.0是靠數據和軟件驅動的數字化轉型,這就帶來一個開放、跨越組織邊界的全新命題。在這里,既有全新的依賴性,又有新形式的攻擊界面,這讓信息安全漏洞露出巨大的軟肋。

圖14 三大關鍵詞
解決這種安全的最好思路包括一些基本原則。如減少部件,設計可靠的組件和模塊;檢測機制,需要設計早期預警和控制方式;建造,需要設計出受攻擊后的恢復體系。
美好的更多,待續(xù)
《德國工業(yè)4.0平臺的年度成績單》一文源于我們“德國工業(yè)研究組”對工業(yè)4.0進展的長期跟蹤。分為上下篇,此為上篇。
下篇將重點描述工業(yè)4.0的評價體系與評級——這應該是國內最為好奇的工業(yè)實踐了。德國工作組給出了智能產品和智能生產的分級思路。