從第四次產(chǎn)業(yè)革命探討工業(yè)4.0構(gòu)想與愿景

劉端直

(四川大學(xué)　政治學(xué)院，成都　610065)

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從第四次產(chǎn)業(yè)革命探討工業(yè)4.0構(gòu)想與愿景

劉端直*

(四川大學(xué)政治學(xué)院，成都610065)

工業(yè)4.0由德國倡導(dǎo)，反映了工業(yè)革命發(fā)展進(jìn)程中的歷史必然。世界制造業(yè)今非昔比，許多領(lǐng)域已有不同程度的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)作，取代了人力。如若再向前，自動(dòng)化生產(chǎn)與傳感及信息技術(shù)的進(jìn)一步融合，必然帶來歷史新飛躍。工業(yè)4.0就是人類第四次工業(yè)產(chǎn)業(yè)革命的愿景。

工業(yè)4.0；第四次產(chǎn)業(yè)革命；愿景

一、何謂工業(yè)4.0

(一)工業(yè)4.0的概念

來自“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的趨勢(shì)推動(dòng)新工業(yè)革命的快速興起。對(duì)此，先進(jìn)工業(yè)國給予強(qiáng)烈關(guān)注，力圖抓機(jī)遇創(chuàng)新發(fā)展，更上一層樓。工業(yè)4.0，是工業(yè)強(qiáng)國德國首先提出的概念。它吹響了新產(chǎn)業(yè)革命時(shí)代的號(hào)角。

2011年，以西門子為代表的德國先進(jìn)制造廠商聯(lián)合德國工程院和有關(guān)協(xié)會(huì)共同發(fā)起倡導(dǎo)了工業(yè)4.0。這標(biāo)志著人類工業(yè)化進(jìn)入了第四階段。此理念從后臺(tái)步入前臺(tái)，是同年在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)開幕式上，由德國人工智能研究中心負(fù)責(zé)人、執(zhí)行總裁Wolfgang Wahlster教授首次公開提出來的。其創(chuàng)新在于推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)走向深化，與制造業(yè)融合，實(shí)現(xiàn)第四次產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命。

德國人倡導(dǎo)工業(yè)4.0，極具現(xiàn)實(shí)意義。2013年，工業(yè)4.0在德國轟動(dòng)起來，被視為保衛(wèi)德國制造業(yè)的戰(zhàn)略行動(dòng)。信息通訊新媒體協(xié)會(huì)、機(jī)械設(shè)備及制造協(xié)會(huì)、電氣電子行業(yè)協(xié)會(huì)為此共建了4.0研究平臺(tái)。為引領(lǐng)和指導(dǎo)發(fā)展，德國政府成立了工業(yè)4.0工作組，并在2013年的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上發(fā)表最終報(bào)告《保障德國制造業(yè)的未來：關(guān)于實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》。這一年，德國聯(lián)盟教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部將其列為《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》的十大未來項(xiàng)目之首。同年底，德國電氣電子和信息技術(shù)協(xié)會(huì)發(fā)表了德國首個(gè)工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。

(二)為什么要提出工業(yè)4.0

18世紀(jì)人類社會(huì)進(jìn)入大機(jī)器制造的工業(yè)時(shí)代，其引領(lǐng)者是英國，稱為工業(yè)1.0；19世紀(jì)末—20世紀(jì)初人類社會(huì)進(jìn)入電氣化時(shí)代，其引領(lǐng)者是美國，稱為工業(yè)2.0；20世紀(jì)70年代人類社會(huì)進(jìn)入電子和信息技術(shù)時(shí)代，其引領(lǐng)者是美國硅谷，亦即第三次工業(yè)革命，稱為工業(yè)3.0；以德國為首倡導(dǎo)的工業(yè)4.0，顯然是告訴人們，社會(huì)正在進(jìn)入一個(gè)以信息傳遞、表達(dá)深化及其數(shù)字化運(yùn)用為特征的智能化、網(wǎng)絡(luò)化的工業(yè)時(shí)代，亦稱實(shí)體物理世界和虛擬網(wǎng)絡(luò)世界的融合，即從“互聯(lián)網(wǎng)+”出發(fā)，建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和智能化生產(chǎn)和服務(wù)的時(shí)代。

人類社會(huì)在20世紀(jì)后期，經(jīng)過30多年努力，催生了自動(dòng)化的演進(jìn)，機(jī)器智能不再只掌控體力勞動(dòng)，也能掌控腦力勞動(dòng)，這催生了工業(yè)4.0時(shí)代的到來。網(wǎng)絡(luò)發(fā)展勢(shì)不可擋，無線方式廣為聯(lián)結(jié)，必然導(dǎo)致物理實(shí)在世界和虛擬網(wǎng)絡(luò)空間的融合。德國工業(yè)和科技界認(rèn)識(shí)到，掌控物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)向生產(chǎn)環(huán)節(jié)的滲透，一定能實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0。

二、工業(yè)4.0的愿景

(一)保衛(wèi)德國制造業(yè)

這是德國政府和民間上下一致的呼聲。多年來，西方世界特別是歐洲陷入債務(wù)危機(jī)以來，德國經(jīng)濟(jì)依然景氣，其制造業(yè)是不可或缺的保障。為保證德國經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)勁勢(shì)頭，一旦有人提出符合德國經(jīng)濟(jì)保持世界先進(jìn)的口號(hào)，德國政府就不遺余力地傾力支持，力圖成為下一次變革的推動(dòng)者。工業(yè)4.0最突出的特點(diǎn)是通過網(wǎng)絡(luò)與信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)的融合，改變過去工業(yè)生產(chǎn)與服務(wù)相隔離的模式。因此，物聯(lián)網(wǎng)、信息通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理便成為工業(yè)4.0的客觀基礎(chǔ)和前提，也是傳統(tǒng)自動(dòng)化與現(xiàn)代信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。

目前，智慧工廠通過工業(yè)4.0理念的推進(jìn)，正在強(qiáng)化信息技術(shù)與制造業(yè)的融合。比如西門子公司就展現(xiàn)了汽車工廠的組裝線，采用全集成自動(dòng)化和數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)。與傳統(tǒng)工廠讓機(jī)器記住機(jī)械手作業(yè)思路不同，在4.0生產(chǎn)線上，車體與機(jī)器人一邊信息交流“對(duì)話”，一邊實(shí)施組裝操作。其工作原理在于體內(nèi)“名片盒”芯片記錄有汽車型號(hào)、零部件及組裝順序等各種信息。當(dāng)車體接近機(jī)器人時(shí)，它會(huì)發(fā)出需要什么“車門”的指令，機(jī)器人則按其指令準(zhǔn)確作業(yè)。傳統(tǒng)組裝只能按程序流程進(jìn)行作業(yè)，雖然也少有差錯(cuò)，但難免失誤(如車門對(duì)接車體型號(hào)等)?，F(xiàn)在機(jī)器人與車體對(duì)話，便能對(duì)照數(shù)據(jù)選擇操作，準(zhǔn)確無誤，消除了可能的失誤和差錯(cuò)。西門子公司表示，“這一展示顯示了智能工業(yè)軟件與高性能生產(chǎn)硬件的融合”[1]。德國總理默克爾(Merkel)指出，“未來智能工廠能夠自行運(yùn)轉(zhuǎn)，零件與機(jī)器可以相互交流，這令跨行業(yè)合作成為必須”[2]。

2014年德國在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上第一次展示了工業(yè)4.0的演示系統(tǒng)，該系統(tǒng)由10家企業(yè)聯(lián)合研發(fā)，盡管工業(yè)4.0此時(shí)還是一種前進(jìn)中的愿景，但是在人工智能研究中心協(xié)同下，德國建立了世界上首個(gè)反映工業(yè)4.0愿景的工廠模型。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，上述10個(gè)合作伙伴各自都有一個(gè)系統(tǒng)模塊，提供一種相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，以整合各種模塊成為全球第一例工業(yè)4.0的演示模型。

(二)美國的CPS理念

工業(yè)4.0與美國提出的CPS(Cyber-Physical System)理念相同，即從實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)到實(shí)體物理系統(tǒng)的融合，但有其各自的認(rèn)識(shí)過程。一直以來，科學(xué)家們總想將控制技術(shù)融入互聯(lián)網(wǎng)，強(qiáng)調(diào)物理過程與信息間的反饋。2006年，美國科學(xué)家Helen Gill提出信息物理融合系統(tǒng)，即CPS概念。2011年Karl Henrik Johansson指出，從自動(dòng)化技術(shù)的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)，CPS是一種工程系統(tǒng)，有一個(gè)嵌入在物體中的計(jì)算和通信的核，由物理環(huán)境的結(jié)構(gòu)所監(jiān)測和控制?！皯{借其計(jì)算和通信聯(lián)網(wǎng)能力，將與其他的同樣嵌入了計(jì)算和通信功能的智能體，構(gòu)成了互聯(lián)、互通和互為操作的更大系統(tǒng)”[3]，它能互為執(zhí)行和完成人的規(guī)劃和設(shè)計(jì)功能。美國IBM公司為此開展了深入的探討和研究，認(rèn)為在工業(yè)4.0倡導(dǎo)下，經(jīng)過突破和創(chuàng)新，再過10年，一個(gè)數(shù)字技術(shù)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代將會(huì)不同程度地展現(xiàn)，其基本特征就是工業(yè)自動(dòng)化和信息技術(shù)深度而全面地融合，具體體現(xiàn)是建立在信息物理系統(tǒng)CPS的基礎(chǔ)之上。

2013年12月12日，美國白宮召開了第一次CPS成員會(huì)議。會(huì)上討論的熱點(diǎn)問題與德國人倡導(dǎo)的工業(yè)4.0不謀而合。這在一定程度上是對(duì)德國人倡導(dǎo)的回應(yīng)。兩者觀點(diǎn)融合在一起的中心意思是制造業(yè)必須走向數(shù)據(jù)分析的轉(zhuǎn)型。美國智能維護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)學(xué)合作中心主任李杰指出，雖然德國人首先提出了工業(yè)4.0，但他們并沒有特別多的案例，因?yàn)檐浖堑聡I(yè)的相對(duì)弱項(xiàng)。另一方面，工業(yè)制造業(yè)基礎(chǔ)裝備機(jī)床，若以物理形式存在是單一的、具體的，但如以工業(yè)4.0的思維來理解就不一樣了。因?yàn)?，機(jī)床有內(nèi)置傳感器，機(jī)床的工作狀態(tài)可以通過信號(hào)發(fā)送并轉(zhuǎn)換為可識(shí)信息，用以分析指導(dǎo)行動(dòng)。如工業(yè)4.0時(shí)代的車輪胎，工作中哪個(gè)輪胎變化如何，可否工作或者功能衰退，要不要換胎等，主人可通過掌控?cái)?shù)據(jù)分析而預(yù)知。又如，汽車在路上奔馳，前方汽車突然通過智能傳感網(wǎng)絡(luò)告之在前面某處有大坑，后面行駛的車輛即可同時(shí)收到信息，使“危信”分享。李杰通俗地比喻道：搞生產(chǎn)賣產(chǎn)品，好比是賣蛋黃(功能價(jià)值)和賣蛋白(服務(wù))。如果我們?cè)趯?shí)物產(chǎn)品基礎(chǔ)上加上數(shù)據(jù)分析，由軟件功能提供過去沒有的“服務(wù)”，并使兩者有機(jī)結(jié)合，就可達(dá)到更高水平的完整系統(tǒng)化，既賣好蛋黃，又賣好蛋白，這就是工業(yè)4.0和CPS將要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。德國人工智能研究中心Detlef Zuehlk說：“工業(yè)4.0從本質(zhì)上講就是一個(gè)迫在眉睫的第四次工業(yè)革命的愿景。”

三、工業(yè)4.0的構(gòu)想

工業(yè)4.0的理念將工業(yè)制造業(yè)推到了新的變革邊緣，其變革來自傳感、儀器、自動(dòng)化、通信等領(lǐng)域的技術(shù)融合。今天，不同行業(yè)的工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線上大顯神通，自動(dòng)化水平不斷提高，人們通過制造已經(jīng)創(chuàng)造了驚人的成就。但是，制造技術(shù)如何進(jìn)一步飛躍和進(jìn)化發(fā)展，成為擺在人們面前的難題。過去，制造業(yè)一直存在決策者無法靈活掌控定量的問題。如，生產(chǎn)上難以預(yù)測運(yùn)轉(zhuǎn)壽命變化、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性及廢次品等問題；產(chǎn)品供需的上、下游如何處置，市場需求可否預(yù)測等等都是難題。工業(yè)4.0理念則提供了透明化的技術(shù)和預(yù)測工具，量身評(píng)估制造和裝備能力。這時(shí)，制造的變革就催生了預(yù)測制造。表面上，企業(yè)如同過去持續(xù)快速流水線生產(chǎn)，實(shí)際上，各種信息數(shù)據(jù)通過傳感網(wǎng)絡(luò)源源不斷地系統(tǒng)產(chǎn)生出來，讓主管者隨時(shí)掌控決策。過去，企業(yè)無論是生產(chǎn)還是維護(hù)、維修都來自人的觀察，由實(shí)地觀感反應(yīng)作決策。工業(yè)4.0則可提供生產(chǎn)各種環(huán)節(jié)必要的數(shù)據(jù)，對(duì)一切難題實(shí)現(xiàn)預(yù)測預(yù)知。其中，核心技術(shù)是來自智能傳感器組合提取(如振動(dòng)、溫度、壓力、電信號(hào)等)數(shù)據(jù)，同時(shí)，利用數(shù)據(jù)對(duì)比挖掘潛力，達(dá)到最有效的生產(chǎn)和管理。

另一方面，工業(yè)4.0通過互聯(lián)網(wǎng)將市場需求與智能生產(chǎn)過程兩大數(shù)據(jù)系統(tǒng)交匯、交流，由智能制造進(jìn)行分析、判斷、調(diào)整，可按目標(biāo)控制制造過程。當(dāng)然，消費(fèi)者需求會(huì)愈加個(gè)性化，常常不再滿足所謂標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，從而不斷推動(dòng)新一代“非標(biāo)準(zhǔn)化”智能制造生產(chǎn)模式應(yīng)運(yùn)而生?？陀^上，未來消費(fèi)需求的個(gè)性發(fā)展和變化可能出乎預(yù)料地變遷；但正是這種海量的信息為生產(chǎn)者創(chuàng)造了大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、判斷，從而能尋找規(guī)律，達(dá)到預(yù)測、預(yù)制，確保生產(chǎn)出最佳達(dá)標(biāo)的高品質(zhì)個(gè)性化產(chǎn)品。這決定了互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)及制造設(shè)備信息的高度融合。未來工業(yè)制造必須走上既可預(yù)測又可定制的可持續(xù)發(fā)展新路，這正是全球制造業(yè)的變革方向。千變?nèi)f化的需求是對(duì)21世紀(jì)制造業(yè)的挑戰(zhàn)。工業(yè)4.0將迎接挑戰(zhàn)，從而催生第四次產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命到來。

四、世界制造強(qiáng)國工業(yè)4.0的發(fā)展?fàn)顩r

德國的工業(yè)4.0和美國的CPS稱為信息物理系統(tǒng)，也有人稱為網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)或信息物理生產(chǎn)系統(tǒng)等等。美、德都認(rèn)為，在這個(gè)系統(tǒng)中有物理屬性、制造屬性、信息屬性，更有網(wǎng)絡(luò)屬性。CPS的功能就在于利用傳感、數(shù)據(jù)、模型和算法把這些屬性統(tǒng)一在一起。所以，智能工廠就是網(wǎng)絡(luò)智能化的控制系統(tǒng)，德國強(qiáng)調(diào)的物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)都是智能工廠的必然基礎(chǔ)。工業(yè)4.0離不開互動(dòng)，包括設(shè)備條件的互動(dòng)，生產(chǎn)流水線的互動(dòng)，研發(fā)的互動(dòng)，當(dāng)然也包括人在內(nèi)的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的互動(dòng)。因此，智能工廠是人、設(shè)備、環(huán)境和數(shù)據(jù)不間斷的互動(dòng)。制造業(yè)的創(chuàng)新主體是ICT(信息通信技術(shù))技術(shù)的驅(qū)動(dòng)。ICT技術(shù)的占有是推動(dòng)未來4.0變革不可缺少的技術(shù)支撐。

德國展現(xiàn)的工業(yè)4.0流水線是網(wǎng)絡(luò)化、模塊化的，而且都是自組織的。以西門子為代表，智能工廠稱為數(shù)字化工廠，當(dāng)然也是未來制造業(yè)的代名詞。德國倡導(dǎo)工業(yè)4.0，而歐美都從自身情況出發(fā)不遺余力地爭先發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)。對(duì)于德國來說，其核心是要鞏固和確保自身在全球的領(lǐng)先地位。德國、歐美乃至全球，都強(qiáng)調(diào)ICT技術(shù)和制造業(yè)的結(jié)合，都強(qiáng)調(diào)新標(biāo)準(zhǔn)的作用，強(qiáng)調(diào)人和智能技術(shù)的關(guān)鍵意義。美國依賴ICT技術(shù)是想進(jìn)一步借助網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)控制管理能力，側(cè)重宏觀的創(chuàng)新突破，而德國則側(cè)重從中觀微觀突破。2012年美國提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(GE)，通過互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)的結(jié)合、融合帶來新的變革，實(shí)為德國人倡導(dǎo)的工業(yè)4.0。美國的GE通過人和大數(shù)據(jù)的科學(xué)結(jié)合實(shí)現(xiàn)更加智慧地決策，帶來一個(gè)技術(shù)制造業(yè)的更新。德國人的4.0平臺(tái)由三大協(xié)會(huì)共同組建。圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，美國也組建了類似聯(lián)盟，其中有IT公司、互聯(lián)網(wǎng)公司、IBM公司等。美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)整個(gè)工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和技術(shù)界，通過研究構(gòu)建，開創(chuàng)最佳工業(yè)實(shí)踐發(fā)展，推動(dòng)變革。

新興發(fā)展國家，如金磚四國在制造業(yè)為主體的經(jīng)濟(jì)總量上，其工業(yè)增加值從原來只占全球約20%左右陡升至40%，歐洲則從約占36%，下降到25%。但并不表明歐洲，尤其是德國的工業(yè)技術(shù)停滯了。與此相反，德國工業(yè)制造技術(shù)的進(jìn)步更快，只是由于人工成本高，占到總成本近30%，成為了一個(gè)難以回避的難題。為了確保德國先進(jìn)制造的領(lǐng)先地位，必須在進(jìn)步中找到一種飛躍的路徑，這就催生了工業(yè)4.0的新理念。新的理念是智能化的，人、機(jī)器互動(dòng)的，能使客戶的產(chǎn)品需求及時(shí)傳遞到并展現(xiàn)到制造環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品按需設(shè)計(jì)、制造、供應(yīng)和銷售。德國不像美國那樣，常用大公司、大企業(yè)聯(lián)盟說話，而是以中小企業(yè)作主導(dǎo)。事實(shí)表明，德國工業(yè)增加值近70%來自中小企業(yè)。企業(yè)中小型化，相對(duì)“非標(biāo)準(zhǔn)化”前景來說是靈活定制化生產(chǎn)的亮點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，就工業(yè)整體而論，其國際化程度不如美國。在銷售體系上，與中國也不同。德國銷售體系并不發(fā)達(dá)，我國任何產(chǎn)品的推出大都離不開龐大的銷售體系；德國實(shí)行大客戶經(jīng)理會(huì)制度，一切問題都經(jīng)過企業(yè)大客戶經(jīng)理會(huì)直接溝通解決。這種歷史和現(xiàn)實(shí)制度化行為為實(shí)施工業(yè)4.0構(gòu)建了良好的基礎(chǔ)。

德國倡導(dǎo)工業(yè)4.0，成為未來工業(yè)變革的“領(lǐng)跑者”，但對(duì)歐洲或世界來說，未完全實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的國家要跟上工業(yè)4.0發(fā)展則不太容易。即使西方國家，能跟上美、德工業(yè)發(fā)展步伐的也不多。絕大多數(shù)國家，雖有不少在制造業(yè)方面也比較強(qiáng)，但是，如果制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)水平不高，要進(jìn)入工業(yè)4.0領(lǐng)域仍會(huì)有較長的路要走。其中條件較好、有潛力的、發(fā)展快的國家，也有可能后來居上。筆者認(rèn)為中國定將是最有潛力后來居上的國家之一。

德國倡導(dǎo)工業(yè)4.0理念也有不少的弱項(xiàng)，其信息產(chǎn)業(yè)就是最大的制約因素。美國在這一方面有明顯優(yōu)勢(shì)；第三次工業(yè)革命的領(lǐng)航者硅谷就在美國。美國IT業(yè)經(jīng)過較長時(shí)間發(fā)展之后，世界一些先進(jìn)企業(yè)，無不與美國的IT業(yè)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)今，世界知名信息產(chǎn)業(yè)巨頭，大多在美國，如谷歌、雅虎、臉書等。誠然，推出工業(yè)4.0理念的西門子通過研發(fā)和引進(jìn)，在工業(yè)4.0推進(jìn)中發(fā)揮了積極作用，從而占據(jù)一定市場，但與美國相比仍有差距。

工業(yè)4.0主要是由科學(xué)家、工程技術(shù)專家直面制造業(yè)創(chuàng)新而提出來的，而未來學(xué)家的預(yù)言是在一定創(chuàng)新發(fā)展之后的預(yù)測或總結(jié)。第三次工業(yè)革命，正是基于部分實(shí)踐的預(yù)測預(yù)言。當(dāng)然某些未來學(xué)家的預(yù)測也難免有誤差。如里夫金(Rifkin)對(duì)第三次工業(yè)革命的重要支柱寄予為可再生能源，至今也未實(shí)現(xiàn)?？茖W(xué)預(yù)測，即使再過相當(dāng)長的時(shí)間，再生能源也難以在人類所需能源中占據(jù)到超過20%的份額。所以，倡導(dǎo)工業(yè)4.0，亦應(yīng)是多方面、全方位的工業(yè)自動(dòng)化和IT產(chǎn)業(yè)技術(shù)的深度融合，并非某一制造技術(shù)所支撐。

五、中國制造業(yè)現(xiàn)狀與對(duì)策

(一)現(xiàn)狀

聯(lián)合國統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫和世界銀行數(shù)據(jù)庫針對(duì)中美兩國幾乎每年都會(huì)發(fā)布一些工業(yè)數(shù)據(jù)。如2011年公布的我國制造業(yè)增加值為1.900 9萬億美元，美國為1.880 5萬億美元；2012年，我國制造業(yè)增加值為2.079 3萬億美元，美國則只有1.912 1萬億美元。如2013年，我國生產(chǎn)的發(fā)電設(shè)備為全球的60%，造船完工量為全球的41%，汽車產(chǎn)量為全球的25%，機(jī)床產(chǎn)量為全球的38%，等等。這些數(shù)據(jù)表明，中國已經(jīng)成為世界第一制造大國，但并不能說明是世界制造業(yè)的強(qiáng)國。中國工程院對(duì)世界制造狀況展開考察后制訂了《中國制造2025》規(guī)劃。隨后，依據(jù)制造業(yè)規(guī)模發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、質(zhì)量效益和可持續(xù)性等，列出4項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)和18項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)構(gòu)成制造強(qiáng)國的指標(biāo)體系，并將目前世界制造強(qiáng)國分成為三類。一是“絕對(duì)”強(qiáng)國美國；二是德國、日本；三是英、法和中國等。由于目前我國制造業(yè)發(fā)展不平衡，有必要將工業(yè)2.0的制造行業(yè)和已進(jìn)入工業(yè)3.0的行業(yè)進(jìn)行整合，如此有步驟地提升檔次，通過創(chuàng)新升級(jí)，是有可能加快奔向工業(yè)4.0的。筆者認(rèn)為，從整體上會(huì)出現(xiàn)以大帶小、先進(jìn)促后進(jìn)的態(tài)勢(shì)，前進(jìn)步伐不是慢而是快。中國工程院的規(guī)劃認(rèn)為，再過10年，堅(jiān)持通過創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展，我國將從制造業(yè)大國成為世界制造業(yè)強(qiáng)國。

(二)中國工業(yè)4.0變革之路

上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究院彭瑜指出，要實(shí)現(xiàn)上述規(guī)劃和設(shè)想，我國制造業(yè)必須立足現(xiàn)實(shí)腳踏實(shí)地的完成四個(gè)轉(zhuǎn)變：1)由要素驅(qū)動(dòng)發(fā)展向創(chuàng)新動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變；2)低成本市場競爭向質(zhì)量和效益競爭轉(zhuǎn)變；3)由消耗資源大、污染排放多向益環(huán)保、節(jié)資源的綠色制造轉(zhuǎn)變；4)由單一生產(chǎn)型向生產(chǎn)服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變。全方位創(chuàng)新變革，由工業(yè)3.0邁向工業(yè)4.0。

“裝備制造業(yè)是制造業(yè)的脊梁”。[3]制造業(yè)的升級(jí)轉(zhuǎn)型，首要是抓緊裝備制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。最基本的是智能制造。因此，要從我國國情出發(fā)，分層推進(jìn)、夯實(shí)基礎(chǔ)、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、互聯(lián)互通，以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)信息技術(shù)、制造技術(shù)與工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)融合。當(dāng)前我國主流輿論認(rèn)為，技術(shù)革命扮演著正能量的角色，產(chǎn)業(yè)技術(shù)的突破肯定會(huì)帶來社會(huì)巨大的效益。但是，在探討工業(yè)4.0時(shí)，從我國現(xiàn)有基礎(chǔ)條件出發(fā)，是否能乘上這一趟變革大潮之車？要回答這個(gè)問題并不輕松。如就經(jīng)濟(jì)技術(shù)而論，一般企業(yè)的自動(dòng)化程度與成本投入是正相關(guān)的，但并非自動(dòng)化程度越高越好。比如發(fā)達(dá)國家的電池生產(chǎn)，多采用全自動(dòng)生產(chǎn)線，我國的比亞迪公司則采用半自動(dòng)生產(chǎn)線。由于這種半自動(dòng)生產(chǎn)勞動(dòng)成本低，反而增強(qiáng)了競爭力，所以，該公司成了世界電池行業(yè)經(jīng)營的強(qiáng)者。德國倡導(dǎo)通過工業(yè)4.0變革，意味著需要更多投入去獲取更高的效益，這樣才能對(duì)沖自動(dòng)化程度水平提高帶來成本的上升。未來，個(gè)性化定制就是自動(dòng)化程度提升的必然趨勢(shì)，也是人類社會(huì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的必然階梯。這一行動(dòng)使社會(huì)在創(chuàng)造更多價(jià)值之前必須有更多投入，由此才能將需求與定制設(shè)計(jì)、定制生產(chǎn)結(jié)合。若要達(dá)到此條件，客觀上只能使技術(shù)走向全面自動(dòng)化和智能化，從而創(chuàng)造更高效益，獲取更多的回報(bào)。

筆者認(rèn)為，我國要走工業(yè)4.0變革必須做到：1)重視自身?xiàng)l件和可能，如果技術(shù)上可行，還要考慮經(jīng)濟(jì)上是否可行，才能把眼前與長遠(yuǎn)科學(xué)地結(jié)合。2)變革要突破低效益向中高效益轉(zhuǎn)型，才能實(shí)現(xiàn)更好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。3)必須采納“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)”的理念，突出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，建立健全智能傳感網(wǎng)絡(luò)，抓住裝備制造的智能化設(shè)施這條脊梁去推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)，并與現(xiàn)代制造業(yè)深度融合，才能穩(wěn)步地向工業(yè)4.0的進(jìn)發(fā)。

[1] 陳志文.漢諾威2014工業(yè)博覽會(huì)掠影[J].世界科學(xué),2014(5):7-9.

[2] 陳志文.“工業(yè)4.0”在德國:從概念走向現(xiàn)實(shí)[J].世界科學(xué),2014(5):6，13.

[3] 彭瑜.中國制造應(yīng)走工業(yè)2.0、3.0、4.0并行發(fā)展的道路[J].世界科學(xué),2014(6):11-12.

Exploration of the Vision and Idea of Industrial 4.0 from the Fourth Industrial Revolution

LIUDuanzhi*

(School of Politics, Sichuan University, Chengdu 610065,China)

The concept was proposed by Germany, it reflects the historical inevitability of the stages in the process of industrial revolution. The current manufacturing industry in the world is dramatically different comparing to the past. As a matter of factor, in many sections, robots are more or less replacing human labors. With further development, automation will further integrate with transmission and information technology, which will be another mile stone for the development of industry. Industry 4.0 presents the prospect of the human being about the 4th industrial revolution.

Industry 4.0；the fourth industrial revolution; vision

10.13542/j.cnki.51-1747/tn.2016.01.014

2015-12-30

劉端直(1934— )，男(漢族)，四川廣安人，教授，研究方向：科技革命與科技哲學(xué)，通信作者郵箱：lw64814@sina.com。

F415.1

A

2095-5383(2016)01-0051-04