中国制造2025:国家战略、国际经验与上海发展
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第二节 工业4.0的三个特点

工业4.0主要有三个特点:互联互通、实时数据和集成创新。

一、互联互通

工业4.0的第一个特点是互联互通。自信息技术革命以来,产业发展的一个基本特征和趋势就是产业融合。农业、制造业和服务业相互渗透和融合,今天的农产品、工业品和各种服务几乎都是在全产业融合中生产出来的,这意味着全产业融合将会从根本上改变产业体系。

在第一次工业革命以前,农业单打独斗,历经数千年,进步十分缓慢。工业革命以后,农业生产工具和其他生产资料搭上了工业革命的快车,发生了革命性的变化,尤其在大规模农业的国家和地区,农业劳动生产率得到了极大提高。以全要素生产率提高为标志的制造业发展,是在信息技术革命以后,生产性服务业突飞猛进的裹胁下得以实现的。服务业一方面依赖国民收入提高,带来消费性服务业的发展;另一方面,随着分工和专业化水平的提高,生产性服务业成为异军突起的产业部门,并成为经济增长的主要动力。所以,三次产业的第一、第二和第三是序数词,本身就蕴含着产业演进的深意:首先是制造业提高了农业的劳动生产率,其次是服务业(主要是生产性服务业)提高了制造业的劳动生产率和全要素生产率,再次是以生产性服务业为关键变量,引发一、二、三产业的革命性融合,形成新的产业链、价值链架构,进而提高了全产业的劳动生产率和全要素生产率。因此,当前各产业、各行业间融合互联是普遍存在并符合客观规律的。

互联互通使传统的产业分类方法过时

根据传统的定义,世界各国将各种产业分为三大类:农业、制造业和服务业。但目前,产业之间的界限在逐渐变得模糊。例如,根据传统的定义,西门子公司毫无疑问是一家制造企业,因为过去西门子公司依靠将设备出售给顾客实现盈利。而现在,我们无法确定西门子是否还属于制造业,因为西门子似乎并不单纯依靠出售设备盈利。例如,当西门子公司将一台嵌有智能信息系统的高铁的牵引电机出售之后,它还需要通过嵌入的智能信息系统反馈的信息获取电机的运行情况,并对电机进行上门维修提供服务。在这种情况下,我们似乎也可以将这台嵌入智能信息系统的牵引电机看成是西门子公司出售维修服务的“工具”,并进而认定西门子公司为一家服务企业。

工业4.0把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地联系在一起。工业4.0的主要特征之一,是全产业融合,其实质在于,工业、工业产品和服务的全面交叉渗透。这种渗透借助软件,通过在互联网或其他网络(如物联网)上实现智能化的大规模定制。这里,服务的核心在于智能化,制造智能化加服务智能化,在很大程度上,制造智能化是通过服务智能化实现的。互联网成为产业4.0和智能化的基础性平台。当然,这个过程不是一蹴而就的,而是一个逐步融合的过程,这个深度融合的“黏合剂”就是智能服务。

二、实时数据

工业4.0的第二个特点是实时数据。当传感器无处不在,智能设备无处不在,智能终端无处不在,连接无处不在时,必然的结果就是数据无处不在。工业4.0的兴起有两个重要基石,一方面是宽带网络和更便宜的传感器使得物与物之间的传感器通讯(即物联网)成本大大降低,海量数据可被存储、传输;另一方面,拥有大量数据后,高效运作的云计算能力将对这些数据进行有效处理,通过关联性分析得出相匹配的数据,从而发挥其大数据的重要作用,而不断升级的宽带网络将在大数据的信息传递中扮演重要角色,通过提升数据分析能力,提升数据的开放性和流动性,助力工业4.0时代的生产资料“大数据”的快速传输。

工业4.0连接着产品数据、设备数据、研发数据、工业链数据、运营数据、管理数据、销售数据、消费者数据。云计算的手段与互联网平台的使用,实现了人—人联结、物—物联结、人—物联结,进而通过这些联结所产生的逼近完全信息(信息对称),来处理经济各个环节的运行过程及各种问题。完全信息是决定性因素,基于完全信息的决策自动、准确、迅速、全面与坚定,意味着智能化,从而根本改变经济运行方式,进而极大地优化生产效率、降低生产成本、提高产品质量。

工业3.0时代,整个全球制造最典型的公司是富士康(全称为富士康科技集团)。富士康总裁郭台铭说:“模具是工业之母,IE是工业之父。”实际上,比亚迪、丰田公司等也都曾公开表示,模具和IE是其生存发展的关键。进入工业4.0时代,事情发生了变化,数据技术取代模具和IE成为工业生产的关键,正如阿里巴巴集团创始人马云在演讲中所说的一样,“工业4.0时代最重要的是DT,即数据技术(datatechnology, DT)”。

三、集成创新

工业4.0的第三个特点是集成创新。集成是工业4.0的关键词,也是中国推动两化融合的关键词。工业4.0将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络。通过这个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间实现互联,从而实现横向、纵向和端到端的高度集成。同时,工业4.0可以利用存储的数据从事数据挖掘分析,其有自学习功能,还可以改善并优化制造工艺过程。

因此,基于工业4.0的集成与自我学习特征,其实施过程即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:从技术创新到产品创新,到模式创新,再到业态创新,最后到组织创新。