德国工业4.0｜开启第四次工业革命：机器在思考

未来的工厂会是什么样的？

让我们试着在脑中勾勒出这样的画面：工厂里，人、机器和资源如同在社交网络里一样沟通协作。产品能理解制造的细节以及自己将被如何使用。同时，它们能协助生产过程，回答诸如“我是什么时候被制造的”、“哪组参数应该被用来处理我”、“我应该被传送到哪”等等问题。工厂拥有智能移动、智能物流和智能系统网络，从生产到最后的产品回收服务，都能实时监控。可以说，未来，一切都是智能的。

这正是工业4.0所描绘的工业愿景。“工业4.0”概念由德国业界最早提出，其源于2011年汉诺威工业博览会，最初的想法只是通过物联网等媒介来提高德国制造业水平。两年后的汉诺威工业博览会上，由“产官学”组成的德国“工业4.0工作组”发表了题为《德国工业4.0战略计划实施建议》（《建议》），称物联网和制造业服务化宣告着第四次工业革命到来。

该《建议》的主要编写者是德国信息技术、通讯、新媒体协会（BITKOM）、德国机械设备制造业联合会（VDMA）、德国电气和电子工业联合会（ZVEI）三家协会。澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者独家专访了《建议》的两位起草者。

第四次工业革命：以不断增加个体消费需求为导向

作为制造业强国，德国提出工业4.0的初衷是什么？

德国信息技术、通讯、新媒体协会工业4.0部部长东斯特（Wolfgang.Dorst）对澎湃新闻说，这是因为在制造工程领域，全球竞争愈演愈烈，德国不是唯一已经认识到要在制造行业引入物联网和服务的国家。“不仅仅亚洲对德国工业构成竞争威胁，美国也正在采取措施，通过各种计划来应对‘去工业化’，促成‘先进制造业’的发展。”

“实际上，我们的工作在2011年就已经开始了。”德国机械设备制造业联合会（VDMA）工业4.0部门负责人雷曼（J?rn Lehmann）对澎湃新闻说，“当时，由德国工程院和德国政府来提出这项工作。我们三家协会是德国工业4.0里涉及的部门，工业4.0的愿景，正是希望通过通信技术、机械制造和电气等行业来改变工业。”

那么，工业4.0究竟是什么？工业1.0主要是机器制造，机械化生产；工业2.0是流水线，批量生产，标准化；工业3.0是高度自动化，无人化（少人化）生产；而工业4.0是网络化生产，虚实融合。

关于工业4.0，《建议》有详细描述：在一个“智能、网络化的世界”里，物联网和服务网（the Internet of Things and Services）将渗透到所有的关键领域。智能电网将能源供应领域、可持续移动通信战略领域（智能移动、智能物流），以及医疗智能健康领域融合。在整个制造领域中，信息化、自动化、数字化贯穿整个产品生命周期、端到端工程、横向集成（协调各部门间的关系），成为工业化第四阶段的引领者，也即“工业4.0”。

在东斯特看来，工业4.0是一个愿景，或者说是一盏指路明灯，代表的是第四次工业革命，是产品生命周期中整个组织、管理的飞跃。“这样的生命周期以不断增加个体消费需求为导向。它横跨产品最初的设计、生产、发展、配送，再到最后的回收，并包括所有相关服务。”

他介绍，实时网络提供的所有相关信息、价值链的各个部分，以及随时获得最优价值的能力，是工业4.0的基础。也就说，工业4.0想要打造的是整个产品生产链的实时监控，产品配套服务设施之间的合作。而这一切的起点只需要个体消费者的一个需求。

“未来，工厂的生产是可以做到单件设计盈利的。”雷曼说。

从第一次工业革命到现在，过去150多年的工业历程中，人类一直追求的是，投入更少的工作，产出更多的产品。未来，这一原则依旧不会改变。根据德国工业4.0的描述，智能工厂中，自动化机器将成为生产重点。那么，德国工业4.0是否意味着未来将不再需要投入更多的人力？

“工业4.0并不旨在创造减少劳动力的工厂，其将创造更多新的工作，特别是在服务和软件行业。”东斯特表示，跨领域的知识将对未来产品的设计、运行和生产起到重要作用。“熟练的工人和拥有跨领域背景的劳动力是我们所急需的。”

政企联动的德国模式：中小企业要改变会比较困难

德国工业4.0是一个既庞大又有野心的计划。在这个计划中，政府、企业、各类组织各司其职，互相联动。

东斯特透露，“德国工业4.0的愿景将由商业先锋和企业来推行。但它所产生的经济影响则要求德国政府在教育、研究、基础设施和法律法规等方面提出政策。”

在雷曼看来，工业4.0更多是工业、研究中心，高科技公司在推动。“我们现在的任务是让更多的公司加入我们。工业4.0是一份长久计划，需要花很长时间。目前，我们没有已完成多少的说法。但确实有德国企业，像Festo、Harting、Weidmüller、Bosch Rexroth、Trumpf等公司已经朝这个计划行动。”

也许，大企业行动起来比较容易，他们有雄厚的资金，在工业革命过程中拥有发言权，但要带动小型制造业向数字化发展，则面临标准、管理、生产能力等问题。因此，如何解决小企业面临的问题是“工业4.0”未来的重点。

目前德国正在准备把中小型企业的互动融入大企业，使其能够享受到数字化影响。传动与控制公司Bosch Rexroth（博世力士乐）介绍，他们现在的主要工作就包括中小企业咨询，介绍和推广德国工业4.0。“让大企业参与很容易，他们很多本身就是德国工业4.0的编写和推进者。中小企业要改变会比较困难。”

有了核心概念，以及推广的组织和路径，在工业4.0的框架下，未来德国工业将采取双重战略。

根据工业4.0的计划，德国的装备制造业会不断将信息和通信技术集成到传统工业上，维持其全球市场领导地位，以便成为智能制造技术的主要供应商。与此同时，德国还将为CPS（Cyber-physical systems，信息物理系统）技术和产品，建立、培育新的主导市场。所谓CPS，即通过3C（Computation、Communication、Control）技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、信息服务和动态控制。

东斯特在接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）采访时说，“德国传统工业的核心架构以及在它在国际上卓越地位，能够和互联网科技结合。互联网通信技术、自动化和生产技术在德国工业4.0的框架下，能比以前更好的结合。现在，数字化浪潮将改变德国传统的工业。德国希望在这股互联网浪潮中扮演主要的角色。”

德国工业4.0的最终报告要求在8个方面采取行动，分别是：标准化和参考架构、管理控制系统、为工业建立全面宽频的基础设施、安全和保障、工作的组织和设计、培训和持续的专业发展、监管框架、资源利用效率。

德国工业4.0除了在德国受到重视，中国也对其非常感兴趣。

今年3月28日，国家主席习近平访问德国时在《法兰克福汇报》发表署名文章说，当前全球新一轮科技和产业革命呼之欲出，世界各国争相调整、适应，抓紧实施必要改革。其中，便重点提到德国“工业4.0”战略。

事实上，全球金融危机后，中国制造业在全球范围内的竞争力下降。中国制造被贴上山寨、劣质的标签，如何将中国制造转变为中国创造，提升全球竞争力，成为中国政府、企业的首要任务。除了制定中国制造业未来10年的顶层规划和路线图——“中国制造2025”，中国也在向德国工业4.0靠拢。

“我对中国的工业了解不多。但我知道，像阿里巴巴（B2B）和淘宝（B2C）或者百度这样的公司可能会对德国工业4.0感兴趣。”东斯特说，中国当然应该借鉴德国工业4.0。