2013年12月19日,德国电气电子和信息技术协会发布德国“工业4.0”标准化路线图。德国“工业4.0”是德国政府确定的面向2020年的国家战略,在2013年4月的汉诺威工业博览会上首次发布《实施“工业4.0”战略建议书》(以下简称“建议书”)。与美国流行的第三次工业革命的说法不同,建议书将18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0,20世纪初的电气化为2.0,始于20世纪70年代的信息化定义为3.0。鉴于技术正将实体物理世界和虚拟网络世界融合,建议书称,在制造领域,这种资源、信息、物品和人相互关联的“虚拟网络——实体物理系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)”可以被定义为工业4.0。CPS包括智能机器、存储系统和生产设施,从入厂到出厂,整合整个制造和物流过程,实现数字化和基于信息技术的端对端集成。
不过,对于这个“第四次工业革命”的提法,世界范围内的认识并不一致。回忆起来,现在市面上还有人在说着“第三次工业革命”,也有人提出了“第六次工业革命”。段心鑫在《21世纪经济报道》发文认为,工业革命之所以配得上“革命”一词,并不是说其能对生产效率有多大的提高,而在于其通过对生产方式的颠覆性变革实现了人的解放,从而推动了人类社会的巨大变革。从这个标准来看,蒸汽机、电与内燃机、信息技术的出现都做到了这一点。而原子能技术、航天技术、生物科学以及五花八门的新能源技术,至少现在还没有。
如果把信息技术列为第三次工业革命的核心内容,德国的“工业4.0”实际上还未能跳脱出这个范畴。因为,通过信息技术使得工业生产智能化、个性化只是信息技术在工业上的发展和延续。人类先是用互联网连接起电子产品,接着就想把更多东西联网,比如IBM公司在2008年提出的“智慧地球”。亚洲制造业冠军联盟总干事、国际协秘书长罗百辉在《无人工厂与东莞智造》文章里表示，“工业4.0”项目主要分为两大主题,一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。未来工业生产形式的主要内容包括:在生产要素高度灵活配置条件下大规模生产高度个性化产品,顾客与业务伙伴对业务过程和价值创造过程广泛参与,以及生产和高质量服务的集成等。物联网、服务网以及数据网将取代传统封闭性的制造系统成为未来工业的基础。
罗百辉认为,“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法,旨在通过充分利用信息通讯技术和网络物理系统等手段,将制造业向智能化转型。“工业4.0”想连接的是生产设备。这就是生产的“一体化”。把不同的设备通过数据交互连接到一起,让工厂内部,甚至工厂之间都能成为一个整体。这种工业设备生产数据的交互在德国正在变为现实。蔡司集团2013年在欧洲机床展上展出的一套名为PiWeb的系统,通过PiWeb能够把跨国公司分布在不同地区工厂的测量数据进行网络共享,生产经理在办公室里即可看到每一个工厂的数据,实现全球数据的同步监测。德国的奔驰公司和大众汽车已经开始使用了这套系统。
“一体化”其实是为了“分散化”。也就是“工业4.0”提出的工业生产“由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变”,这与“Web2.0”时代的“去中心化”殊途同归。“分散化”后的生产将变得更加灵活。这样,不同的生产设备既能够协作生产,又可以各自快速地对外部变化做出反应。这完全是信息时代产生的大量个性化需求反映到生产端的结果,它要求工业生产告别上一个时代的标准化。而由此产生的庞大数据流必然也要求各个生产设备实现一定的智能化,即智能的控制系统。
西门子驱动技术集团机床事业部主管JoachimZoll认为,这种“智能化”要求数控系统做到操作简单、功能多样、让设备与工厂结合、出色地完成数据的采集和分析。在汉诺威欧洲机床展上,西门子与库卡机器人公司签订了排他性的合作协议,旨在通过智能数控系统实现机器人自动化,使机器人与生产线无缝集成,其中数据交互也是重要的前提条件。
凯文·凯利在他的著作《失控》中提出的“涌现”:大量遵循简单规则的个体的交互会导致整体出现复杂度极高的状态。而这种复杂的程度是任何单独个体都不具备的。比如,由神经元构成大脑。这个概念也可以用来理解“工业4.0”中提出的“智能工厂”。分散的、具备一定智能化的生产设备,在实现了数据交互之后,就形成了高度智能化的有机体。
发达国家的“再工业化”浪潮
虽然对于现在处于第几次产业革命,以及德国工业4.0算不算工业革命存在不同的理解,但是各个发达国家开始重新重视先进制造业的发展确实是个不争的事实。美国也在通过各种计划,促进先进制造业发展,有人称之为“再工业化”。据《经济参考报》报道,美国波士顿咨询公司不久前一份研究报告说,由于竞争力上升,美国在未来六年内每年将从欧洲、日本和中国等出口大国夺取700亿到1150亿美元的制造业出口额。最近,中国美国经济学会在复旦大学举行“美国经济发展问题”研讨会,美国“再工业化”成为与会教授和专家热门议题之一。
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