發布日期：2022-07-14 點擊率：29
何為工業4.0?
工業4.0其實是來自德國的舶來品。2011年由德國工業科技研究聯盟(Industry-Science Research Alliance)提出，該聯盟于2012年聯合德國科學與工程學會(Deutsche Akademie der Technikwissenschaften)專門成立了工業4.0工作小組，在德國全面推廣工業4.0。
根據工業4.0工作小組最終提交給德國政府的《工業4.0戰略建議報告》，工業4.0指的是企業將產品、機械、物流系統、生產設施、服務通過信息物理融合系統(Cyber-PhysicalSystems，CPS)和物聯網(Internet of things，IoT)整合成一個全球網絡。在生產環節里，這種CPS網絡由智能機械、智能倉儲系統和智能生產設施組成，這些組成部分之間能夠獨立自主地交換數據和信息，觸發行動指令和交互控制。
這種CPS網絡將根本性地改變生產制造、工程設計、材料使用、供應鏈和產品生命周期管理等環節。每一個智慧產品都是可以通過數據標簽來確定的，隨時在線，隨時可定位，記載自身生命周期的全部歷史，當前狀態完全可查，并且實現目標狀態的路徑可選。傳感器等數據捕捉設備嵌入制造系統當中，通過CPS和IoT，這些制造系統在企業內部和業務流程(比如售后服務)垂直聯網，在企業外和分散的價值網絡(value networks)平行聯網。從客戶購買下單到產品出廠后的物流過程，這些垂直網絡和平行網絡都可以實現即時管理。有鑒于此，這些利益相關者需要主動采用并依賴終端對終端的工程設計來維護整個價值鏈。
中國需要克服的3大障礙
通過解讀《工業4.0戰略建議報告》，弄清工業4.0的本質，不難得出結論：工業4.0對中國制造的升級換代意義重大，就像建立數支航母編隊有利于中華民族的偉大復興一樣，實現工業4.0也有助于中國制造攀登全球經濟食物鏈的頂峰，但現階段兩者都還是可望而不可及的目標，我們不應被美麗的愿景搞得頭腦發脹。工業4.0絕不同于互聯網思維，沒有“風口上的豬”可找，必須厚積薄發，其要在中國發展需要克服3方面的巨大障礙。
首先，網絡安全形勢嚴峻。工業4.0極度依賴CPS、IoT和大數據，在這些數據中往往包含知識產權和商業機密等關鍵信息，如何在隨時在線、隨時可定位的垂直網絡和平行網絡當中，確保這些數據不被濫用或被沒有授權的人盜用?要確保數據安全，一方面需要國家完善相關網絡安全的法令和法規，一方面需要國家有很強的技術實力。而在這兩方面中國都亟待改進，中國關于數據安全的法令和法規還很模糊，無法對工業4.0所產生的海量大數據實現有效的安全監管。
另外，中國在確保網絡完全方面的挑戰也極其巨大，因為目前中國很多網絡安全核心技術和關鍵設備，以及數據安全的核心設備，都被外國公司和技術壟斷，網絡安全前景很令人擔憂。可以說，中國需要大大提升在工業4.0條件下捍衛CPS、IoT和大數據安全的能力。
其次，寬帶基礎設施落后。要廣泛推廣CPS，就必須建立起能夠承載海量大數據交換的高質量寬帶網絡，而目前中國的寬帶網絡遠遠難以勝任，國家需要投巨資將寬帶網絡大規模升級，從而大大提高網絡的延遲時間、可靠性、服務質量、覆蓋范圍還有性價比(目前數據傳送的價格很高，會大大提高實現工業4.0的網絡成本)。可靠性和覆蓋范圍對機械工程和自動化工程(applications)至關重要。中國的電信業需要為工業4.0提供性價比很高的網絡數據服務，這在目前情況下實現的難度不小，或許有必要在電信業引入更多的競爭。第三，勞動力質量嚴重滯后。工業4.0將大大提高對勞動力的素質要求，勞動力的各個層面都要求能夠處理CPS、IoT和大數據環境下的復雜問題，進行抽象思考，創造性地面對挑戰。員工需要在處理問題的過程中更加主動地承擔更多的決策角色，這是去中心化管理的要求。員工還需要有高超的溝通和工作組織技巧。根據麥肯錫的《新興市場人才報告》，在中國工程方面的大學畢業生中，只有10%左右具備被全球化企業雇用的價值。中國大學生的普遍問題就是書面解決問題能力較強，但在實際操作中解決問題能力很弱，技能組合與市場需求存在很大脫節。以IT外包服務業為例，中國大學每年只能提供16萬能夠在全球化背景下工作的技術人員，90%左右的工程系畢業生由于英語水平和實際工作經驗的欠缺而無法有效地提供跨國IT服務。由此可見，工業4.0的發展在中國會遭遇相當程度的人才瓶頸。
總之，中國要在未來二三十年內完全實現工業4.0的目標任重而道遠。筆者的建議就是在現狀和工業4.0的目標之間取中間值，只在有實力的企業內部通過CPS和IoT將制造系統和業務流程(比如售后服務)垂直聯網，而放棄大規模地與企業外部分散的價值網絡平行聯網，可以稱之為工業3.5。之所以強調企業要有實力，是因為企業要有足夠的資金和技術實力投入到網絡安全、網絡基礎設施和人才培養和儲備的環節當中，要忍得住幾年不出大成果的寂寞，要對成本不敏感。而像華為這樣的企業應該尋找這種有實力的中國企業，為他們實現工業3.5提供完整的解決方案，這就是工業4.0概念能給中國帶來的實實在在的機遇，而不是畫餅充饑。
