中国版“工业4.0”的战略意义

 　　德国“工业4.0”概念在2013年4月汉诺威工业博览会正式推出，随后升级为国家战略，推出一年多以来受到全球工业界、媒体和经济学人士的广泛热捧。随着全球各国相继提出类似“工业4.0”的发展目标，以智能化制造、两化深度融合为代表的新型制造方式终将引起工业界乃至社会发展的巨大变革。

　　“工业4.0”：全球工业的未来

　　“工业4.0”是2012年德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界在三位德国教授倡议的基础上推动形成的。在随后的2013年德国联邦政府将“工业4.0”上升为国家级战略，并正式发布了《实施工业4.0战略规划建议》白皮书，旨在确保德国在工业界综合实力的领先地位。简要来说，“工业4.0”战略旨在建立一个信息物理融合系统(cps)网络，通过有线/无线等方式将所有生产企业的自动化设备、客户需求、物流仓储、生产管理、各类软件等产业链所有环节纳入其中，使工业生产实现动态监测、自我调整、人机互动并以最优生产方式完成生产实践。德国“工业4.0”可总结为：建立一个信息物理融合系统(cps)网络，实现虚拟世界与不同层次、分工物理生产设备的融合；研究智能工厂和智能生产两大主题，即智能网络分布化生产系统和高度灵活个性化生产流程；实现横向、纵向与端对端等在网络上任意方向的集成，使人与人、人与设备、设备之间实现互联；最后实施“标准化参考架构”等八项计划以保障“工业4.0”顺利实现。

　　其他各主要国家也纷纷从金融大潮中认识到工业对于国家经济的重要性。2012年美国国家科技委员会发布了美国《先进制造业国家战略计划》，提出促进美国先进制造业发展的五大目标及对策措施，重点在于缩小研发与先进制造业创新应用间的鸿沟，与先前颁布的《重振美国制造业政策框架》、《先进制造伙伴计划》共同作为美国促进先进制造业发展的“再工业化”一揽子计划。英国于2008年提出“高价值制造”战略，主要措施包括推出以22项“制造业能力”标准为投资依据的系列资金扶持措施，开放知识交流平台等。欧洲范围内除德国外，以瑞典为代表的“再工业化”成果卓著，全球竞争力排名最高升至第二位。西班牙、日本等国也均开始加大高科技工业生产的资金、政策投入。

　　中国科学院300余位专家在2009年完成的目标指向2020、2030、2050年科技发展路线图的战略研究系列报告《创新2050：科技革命与中国的未来》，极具前瞻性地阐述了“工业4.0”所描绘的全部核心内容，且在其他非工业领域也有详实且超前的指导性表述。目前，世界各国将智能化工业生产方式作为自身工业发展未来发展方向的大趋势已经形成。

　　中国版“工业4.0”意义重大

　　“工业4.0”将促进生产方式进行深刻变革。旨在保证德国未来工业发展处于领先地位的“工业4.0”，归根结底是一个通过顶层设计整合各种技术手段来完成工业效率最大化的前瞻性战略。“工业4.0”将建立一个物与服务联网(iots)和互联网服务充分交互的网络化世界，可实时影响所有工业生产性设备，人与设备、设备之间、设备与产品、乃至产品与客户/管理/物流等可进行自发性连通与交流，并自动向最优解决方案调整，从而构建一个具有高度灵活性、个性化、利用最少资源进行最高效率生产的工业生产体系。

　　“工业4.0”的生产模式将由集中向分散方式转变，产品同质化向个性化转变，将打破传统产业链结构，实现实时优化且自我组织的产业链，以往传统的自上而下或自下而上的包括原材料开采、多级零部件供应商、多级生产企业、多级经销商再到消费者的商品生产销售模式将不复存在，取而代之的是更智能的生产消费模式：消费者的个性化需求订单通过网络直接传递至总生产商，通过人与设备、设备之间的交互在众多相关企业间形成一个最优生产分配方案，企业当前时点的生产负荷、设备损耗、库存多寡、与总生产商的距离远近、物流情况等各种因素对生产过程的影响均被充分考虑，在生产实施过程中，各地厂商的相关设备通过实时互通，自动调整生产进度并相互配合完成生产工作，而消费者通过移动客户端就可便捷的对产品生产情况进行追踪乃至更改订单内容。“工业4.0”将使产品价格大幅接近生产成本，并使大规模智能化私人订制成为可能。

　　“工业4.0”的实现将对我国工业及相关产业产生重大影响。在我国全面实现“工业4.0”，则需对现有生产设备进行智能化改造，使其具备通信、计算、感知等智能化基本功能，同时需要建立功能齐全的信息物理融合系统网络，企业生产及供应链管理系统需要大幅改造升级，诸多沿用多年占据主导地位的工业自动化技术将面临淘汰。于此同时一个包含新型工业pc、网络化plc、自动化及通讯元器件、高精度传感器、智能仪器仪表、工业机器人及智能生产线等相关整机和零部件的超万亿市场将被创造出来，市场广度将覆盖机械与设备工程、机动车与零部件、信息与通信技术、软件设计、电子设备、化工行业、农林业等诸多领域。

　　全面实现“工业4.0”将使工业生产效率大幅提高，相关工业数据大幅增长。据赛迪顾问装备产业研究中心测算，“工业4.0”将使我国总体生产效率提升25%-30%；资源利用及节能减排方面，将减少60%以上的工厂非计划停机，降低40%以上的生产线机器人能耗，消除25%以上的非生产性耗能，总碳排放量减少20%以上；物流方面，“工业4.0”将减少10%左右的国内物流订单，而其真正影响主要体现在国际运输市场上，由于各国智能工厂通力合作，将大幅减少工业产品、半成品、原材料的运输环节；商品供需和仓储方面，“工业4.0”将减少70%以上的商品过剩和仓储积压，在未来智能工厂内不再需要大型仓储设施，库存将被压缩至保证当前时点生产需要的最小值并可随时进行调整；由于大批量制造与个性化定制在成本上的差异大幅缩小，将导致维修成本减少60%以上；“工业4.0”对其他相关产业如大数据、物联网、软件业等的促进作用不可估量。由于“工业4.0”的多产业综合性质，实现“工业4.0”还将为我国工业提供一个抢占先机实现跳跃式发展、加速赶超美国、德国、日本等传统工业强国的机会。