所謂工業(yè)4.0(Industry 4.0), 是基于工業(yè)發(fā)展的不同階段作出的劃分。按照共識,工業(yè)1.0是蒸汽機(jī)時代,工業(yè)2.0是電氣化時代,工業(yè)3.0是信息化時代,工業(yè)4.0則是利用信息化技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的時代,也就是智能化時代。
這個概念最早出現(xiàn)在德國, 2013年的漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出,其核心目的是為了提高德國工業(yè)的競爭力,在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)。隨后由德國政府列入《德國2020高技術(shù)戰(zhàn)略》中所提出的十大未來項目之一。該項目由德國聯(lián)邦教育局及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助,投資預(yù)計達(dá)2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平,建立具有適應(yīng)性、資源效率及基因工程學(xué)的智慧工廠,在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。
“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變,目標(biāo)是建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式中,傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失,并會產(chǎn)生各種新的活動領(lǐng)域和合作形式。創(chuàng)造新價值的過程正在發(fā)生改變,產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。
“工業(yè)4.0為德國提供了一個機(jī)會,使其進(jìn)一步鞏固其作為生產(chǎn)制造基地、生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商和IT業(yè)務(wù)解決方案供應(yīng)商的地位。”德國工程院院長孔翰寧(Henning Kagermann)教授如此評價工業(yè)4.0。
德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為,“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命,或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical System)相結(jié)合的手段,將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。
“工業(yè)4.0”項目主要分為三大主題:
一是“智能工廠”,重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程,以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn);
二是“智能生產(chǎn)”,主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與,力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者,同時也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者;
三是“智能物流”,主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng),整合物流資源,充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率,而需求方,則能夠快速獲得服務(wù)匹配,得到物流支持。
工業(yè)4.0有一個關(guān)鍵點(diǎn),就是“原材料(物質(zhì))”=“信息”。具體來講,就是工廠內(nèi)采購來的原材料,被“貼上”一個標(biāo)簽:這是給A客戶生產(chǎn)的XX產(chǎn)品,XX項工藝中的原材料。準(zhǔn)確來說,是智能工廠中使用了含有信息的“原材料”,實(shí)現(xiàn)了“原材料(物質(zhì))”=“信息”,制造業(yè)終將成為信息產(chǎn)業(yè)的一部分。
“工業(yè)4.0”這一名稱的含義是人類歷史上的第四次工業(yè)革命。第一次工業(yè)革命是18世紀(jì)60年代至19世紀(jì)中期掀起的通過水力和蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)的工廠機(jī)械化;第二次工業(yè)革命是19世紀(jì)后半期至20世紀(jì)初的電力廣泛應(yīng)用;第三次工業(yè)革命是20世紀(jì)后半期出現(xiàn)的、基于可編程邏輯控制器(PLC)的生產(chǎn)工藝自動化。工業(yè)4.0的定位是可與這些工業(yè)革命比肩的技術(shù)革新。
工業(yè)4.0的本質(zhì),就是通過數(shù)據(jù)流動自動化技術(shù),從規(guī)模經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向范圍經(jīng)濟(jì),以同質(zhì)化規(guī)模化的成本,構(gòu)建出異質(zhì)化定制化的產(chǎn)業(yè)。對于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革,這是至關(guān)重要的作用。工業(yè)4.0驅(qū)動新一輪工業(yè)革命,核心特征是互聯(lián)。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)降低了產(chǎn)銷之間的信息不對稱,加速兩者之間的相互聯(lián)系和反饋,因此,催生出消費(fèi)者驅(qū)動的商業(yè)模式,而工業(yè)4.0是實(shí)現(xiàn)這一模式關(guān)鍵環(huán)節(jié)。工業(yè)4.0代表了“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的智能生產(chǎn),孕育大量的新型商業(yè)模式,真正能夠?qū)崿F(xiàn)“C2B2C”的商業(yè)模式。
對于即將到來的數(shù)據(jù)流動自動化趨勢,世界主要制造強(qiáng)國的理解各有千秋。典型的就是通用電氣(GE)公司推動的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,它更關(guān)注產(chǎn)品本身的智能化。