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欧盟工业4.0三部曲(中)|正眼看工4

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供稿:中国工控网 2016/4/13 10:08:55

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    欧盟看工业4.0定义欧盟智库认为,工业4.0描述了生产过程的全新组织方式,在整个价值链上的进行自主通信和交流。换言之,一个关于未来智能工厂的模型,其物理过程通过计算机驱动的系统来进行监控;与此同时,再创立一个物理世界的对应虚拟模型,并且通过自组织机制来实现去中心化控制。

欧盟工业4.0三部曲(中)|正眼看工4

  图1 欧盟智库报告实际上,对于工业4.0的定义,欧盟智库沿用了德国政府最早给出的描述,称其为囊括先进技术和价值网络这两方面的一个宽泛且包容的概念。其具体化实施对象是基于科技的生产过程架构和沿着价值链能够自主交流的智能设备。这个概念考虑了制造业中信息化,以及基于传感器的物理对象,无缝融入信息网络。作为结果,制造系统在工厂和企业之间的业务流程上实现垂直互联和网络化制造系统。不同层级的信息系统从传感器,控制,生产,制造,执行到规划,流程和自动化都被设计和虚拟集成在一个流程里。物理模型甚至将变得不那么重要。

  同时在空间分散的价值网络上实现横向互联,并能够实施实时管理,无论是订单产生,还是最后的物流外送;而制造业变革的最底层逻辑的,将实现端到端的工程数字化集成,贯穿整个价值链:从设计,物流采购到制造,市场营销,物流外送,服务,直到售后服务。这些数字化技术,最后将工业产品和服务转变成具有综合属性的产品,制造业和服务业的边界将逐渐模糊。从本质来看,工业4.0被定位为将物联网融入到制造和服务过程中去的一项应用。

  因此,欧盟智库坚定的认为,物联网和服务网被认为是工业4.0的两大基石。

图2 六大基本特征然而欧盟智库也无力地承认,工业4.0所追求的变革仍然处于萌芽阶段。工业4.0作为概念本身,其仍需要进一步定义和充实。欧盟并不认同工4的逻辑德国工业4.0工作组认为工业4.0概念,作为一些列颠覆性创新和工业过程的跨越,将极大的提高生产率。按照这个逻辑,第四次工业革命将智能设备和价值链中的每一部分互联,并且下一代的自动化技术已经从2010年起出现。

  图2 六大基本特征然而欧盟智库也无力地承认,工业4.0所追求的变革仍然处于萌芽阶段。工业4.0作为概念本身,其仍需要进一步定义和充实。欧盟并不认同工4的逻辑德国工业4.0工作组认为工业4.0概念,作为一些列颠覆性创新和工业过程的跨越,将极大的提高生产率。按照这个逻辑,第四次工业革命将智能设备和价值链中的每一部分互联,并且下一代的自动化技术已经从2010年起出现。

  对此,欧盟并不买账,认为如此来区分历次工业革命显得过于简单,历史经济学家将会区分这到底是第三次工业革命的开始、延续还是第四次工业革命的开端。一个最为重大的缺陷是,同时,这个模型没有指出伴随着历次工业革命,工业领头羊由英国转向德国和欧洲大陆,继而转向美国。然而除了历史观之外,还有两个关键问题有待回答。一是工业4.0会在什么程度上改变游戏规则,并且导致生产率的跨越式增长而不是增量式的增长。

  如果对于第一个回答是肯定的,第二个问题是在何种程度上这种变革能被总结并且推广到更多的国家和更多的行业。

  显然,这样的争论符合对于工业系统发展的观察,将逐渐偏离从1970年代以来用于塑造生产系统的泰勒模式和福特模式。这个重要命题的普适性,需要回答。积极的动态进展尽管欧盟智库并不太喜欢工业4.0中提到的导致颠覆性革命的潜力。但这丝毫并不影响一些欧盟智库对动态技术的积极态度。例如最近几年在工业现场,首次可以将过去的信息孤岛,通过RFID(射频识别)芯片或微型异频雷达发射机联接起来形成生产链。这意味着每个产品都可以被嵌入其数字信息,并当它在生产线上移动时能通过无线电信号进行共享,产品间能够不通过人机交互界面而相互通信。由此产生的信息可以通过大数据和云计算过程进行分析,这将允许检测和发现一些存在于车间层面的问题,如机器老化,部件磨损等。

  在某种意义上,这一过是一个完全自动化的过程,智能设备通过获得未成品信息和调整自身参数来实现自主生产运作管理及其优化。此外,这些技术改进将使个性化产品定制变成可能,将消费者加入到批量生产的过程中来。另一方面,这种形式又使得制造企业能够对不断变化的客户需求和市场条件作出迅速反应。欧盟实施工4的战略在实施工业4.0的过程中,报告建议欧盟在确保原有“领先供应者(Leading supplier)”战略的同时,将“领先市场(Lead market)”这一新战略吸纳为其“双轮驱动战略”中的另一个轮子。双轮战略的提出,是欧盟智库,基于德国政府一段对于工业4.0背景及其意义的描述。工业4.0作为德国政府确定的十大未来项目之一,以确保使德国成为领先供应者和领先市场。“领先供应者”战略,用“中国话”来说,可以称为“供给侧”方面的战略。就是政府通过鼓励科技创新,技术改革以使企业达在与同行的全球市场竞争中脱颖而出,保持领先优势。

  与其对应的自然而然就是“需求侧”方面的战略,而“领先市场”战略正是其具体化的体现。“领先市场”作为一个创新学概念,在2000年初由Marian Beise教授提出,并在2007年后被吸纳入欧盟重启后的“里斯本战略”,成为其产业政策的一部分。“领先市场”的学术定义是指最早将具有全球性潜力创新大规模应用并成功将其先其他市场推广的区域性市场。值得注意的是,这些创新并不要求一定由“领先市场”所原创,而却必须是在“领先市场”首先成功推广。一个著名的例子是商用移动电话,其最早在美国发明,却最先在北欧地区得以市场化成功推广。作为“领先市场”的北欧在向全球市场推广(在创新学中称为“渗透”)过程中,通过制定国际标准,转让知识产权等手段,获得了超出平均水平的收益,并创造出爱立信等跨国巨头。

  不但鼓励自己企业不断创新,还要保证引进创新能成功推广,这就要求政府能够构建创新友好型市场。作为政策工具,政府可以通过立法,标签,标准,认证,和技术引导型采购来建立“领先市场”。比如,欧盟在2012年11月通过实施轮胎标签法案,强制要求市场上销售的轮胎必须标明其滚动阻力,噪音和湿滑路面抓地力的性能等级。这一法案的推广,一方面极大加强了欧洲轮胎企业同发展中国家同行的竞争力,另一方面也推动全球轮胎企业增加研发投入,通过创新提高产品质量。然而单独采取“领先市场”或“领先供应者”战略并不能推进工业4.0的实施,而两者的结合却有着极其重大的意义。“领先供应者”作为供给侧战略通过科技创新来“推”(Push),而“领导市场”作为需求侧战略通过消费来“拉”(Pull)。一推一拉之间,市场通过资源配置,不断动态调整供给和需求双方并最终推动创新和变革。

图3 双轮战略,编者手绘图

图3 双轮战略,编者手绘图



  尽管各个国家对于工业4.0的看法说法不一,但基本共识是一致的,那就是通过数字化这个抓手推动技术和服务,将实体和虚拟,内部和外部,端点和网络进行无缝地集成与融合,从而形成全价值链的服务。

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