工業(yè)4.0在德國(guó)的進(jìn)展及展望

未來七年，最重要的技術(shù)趨勢(shì)是數(shù)字孿生，虛擬世界和物理世界徹底打通，員工能力和商業(yè)模式徹底重構(gòu)，但任何一家企業(yè)都不可能憑一己之力做到這些

工業(yè)4.0直接緣于2008年金融危機(jī)導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)危機(jī)。當(dāng)時(shí)德國(guó)提出，工程和制造業(yè)等核心行業(yè)要做出改變，變得更有效率，才能夠度過金融危機(jī)。討論階段歷時(shí)三年，2011年開始落地。七年來，工業(yè)4.0經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：柔性化、定制化生產(chǎn)，企業(yè)從產(chǎn)品平臺(tái)向服務(wù)平臺(tái)演進(jìn)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)。

未來七年，最重要的技術(shù)趨勢(shì)是數(shù)字孿生，虛擬世界和物理世界徹底打通，員工能力和商業(yè)模式徹底重構(gòu)，但任何一家企業(yè)都不可能憑一己之力做到這些，聚焦核心，打造生態(tài)，是領(lǐng)導(dǎo)型企業(yè)的普遍做法。

過去七年的工業(yè)4.0

起初工業(yè)4.0的理念是，在工程和制造業(yè)中加入數(shù)字化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)：一方面是更加靈活，更加定制化，企業(yè)可以為顧客定制化生產(chǎn)產(chǎn)品。另一方面是顯著提高生產(chǎn)效率。

工業(yè)4.0報(bào)告是在2011年公布的，它在數(shù)百個(gè)公司里進(jìn)行了廣泛討論，定期在工業(yè)4.0平臺(tái)上彼此分享經(jīng)驗(yàn)，逐漸形成了如何實(shí)施它的概念。兩年之后，大家非常清楚地認(rèn)識(shí)到，對(duì)于德國(guó)工業(yè)在全球保持競(jìng)爭(zhēng)力來說，工業(yè)4.0的這兩個(gè)核心概念是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果看看正在發(fā)生什么，很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的本質(zhì)發(fā)生了變化，從產(chǎn)品本身變成了平臺(tái)。如果你只是關(guān)注高效地生產(chǎn)產(chǎn)品，或者根據(jù)客戶要求為產(chǎn)品提供更多配置選項(xiàng)，這很好，但還不夠。我們要退一步，看產(chǎn)品本身，只有把它看作是一個(gè)服務(wù)平臺(tái)才可以。

于是德國(guó)推出了工業(yè)4.0的后續(xù)舉措，思考產(chǎn)品作為一個(gè)軟件平臺(tái)的未來是什么？未來的服務(wù)又是什么？服務(wù)是產(chǎn)品離開工廠之后通過平臺(tái)提供的，這是我們?cè)趪?guó)內(nèi)開展的第二個(gè)計(jì)劃。一旦你有了一個(gè)智能產(chǎn)品之后，就要立刻思考，我是否可以完全改變這個(gè)產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)方式？事實(shí)上，你必須要改變。2015年，我們開始提并強(qiáng)調(diào)這個(gè)概念。

很快我們認(rèn)識(shí)到僅僅有競(jìng)爭(zhēng)力和活下來還不夠，即便有工業(yè)4.0的制造，即便把產(chǎn)品定義為平臺(tái)，比如一輛車可以成為一個(gè)軟件平臺(tái)，很多醫(yī)療設(shè)備會(huì)成為軟件平臺(tái)，風(fēng)機(jī)可以成為軟件平臺(tái)。你很快就會(huì)意識(shí)到這些設(shè)備在運(yùn)營(yíng)過程中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，我們要重新思考如何利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)來分析產(chǎn)品所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，要有能力將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)帶入到機(jī)器的運(yùn)行周期中，利用這些數(shù)據(jù)。因此，我們推出第三個(gè)項(xiàng)目——自動(dòng)化系統(tǒng)或者人工智能。如果有工業(yè)4.0，有智能化產(chǎn)品，接下來就是如何適當(dāng)使用數(shù)據(jù)來縮短周期。

一個(gè)公司在數(shù)字時(shí)代要想生存下去需要做到三點(diǎn)：第一，用數(shù)據(jù)來推動(dòng)商業(yè)成果；第二，縮短做一切事情的周期，這是競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵，要明顯縮短設(shè)計(jì)、制造和實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)反饋的周期；第三，根據(jù)消費(fèi)者的需求提供定制。

我們發(fā)現(xiàn)縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和利用數(shù)據(jù)來推動(dòng)商業(yè)成果的能力比靈活定制化更加重要。這三點(diǎn)都很重要，但是我們獲得的益處其實(shí)是從數(shù)據(jù)而來。

從2011年開始，德國(guó)軟件工業(yè)開始搭建物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。如果有了智能生產(chǎn)的智能產(chǎn)品，工廠又實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)營(yíng)，就必須要有共性技術(shù)把它們結(jié)合在一起，很多的公司必須要更換它們傳統(tǒng)的系統(tǒng)。公司如果想在行業(yè)中競(jìng)爭(zhēng)，必須要上云，可以是私有云、可以是公有云，也可以是混合云，但是用過去的系統(tǒng)是不行的。

在德國(guó)從軟件公司開始，我們有SAP、西門子這樣的大公司，還有中等公司的聯(lián)盟，它們都開始搭建新的平臺(tái)，用新的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)來連接所有的一切：車間中設(shè)備上的智能產(chǎn)品，在鐵路系統(tǒng)的機(jī)車上運(yùn)行的設(shè)備，化工廠的閥門等等。平臺(tái)連接所有的設(shè)備，通過傳感器搜集數(shù)據(jù)，讓所有業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)變得透明，提高生產(chǎn)效率，縮短周期，創(chuàng)造新的滿足客戶需求的產(chǎn)品。這是工業(yè)4.0能夠?qū)崿F(xiàn)的重要基礎(chǔ)。

未來七年的工業(yè)4.0

上面只是過去七年中所發(fā)生的事情，我們正在思考接下來的七年。當(dāng)然上面所有說的并非已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了，實(shí)際上德國(guó)的各個(gè)公司接受這些新概念的速度是不同的，在這方面領(lǐng)先的公司，商業(yè)產(chǎn)出更好，公司運(yùn)轉(zhuǎn)速度更快，財(cái)務(wù)表現(xiàn)也更佳。

未來有許多機(jī)會(huì)。第一，我們?cè)诮?jīng)歷新的技術(shù)變革，其中最重要的技術(shù)是數(shù)字孿生。產(chǎn)品在物理世界真實(shí)存在之前就已經(jīng)在虛擬數(shù)字世界中存在，一旦你有了數(shù)字孿生，你可以虛擬設(shè)計(jì)產(chǎn)品，可以模擬市場(chǎng)，可以把產(chǎn)品配置成客戶需要的樣子，可以設(shè)計(jì)產(chǎn)品性能和經(jīng)驗(yàn)，所有的一切都可以在數(shù)字化世界中完成，不需要任何物理世界中的操作。

第二，我們要重新思考產(chǎn)品的構(gòu)成要素，要重新考慮產(chǎn)品作為軟件平臺(tái)的問題。一個(gè)由軟件運(yùn)營(yíng)的機(jī)械設(shè)備，你可能不確定兩年后需要它提供什么服務(wù)，而它是每天運(yùn)行的真實(shí)設(shè)備，如果不控制好可能會(huì)傷害人類，會(huì)很危險(xiǎn)。所以我們需要重新思考如何驗(yàn)證這些產(chǎn)品，讓這些產(chǎn)品能夠更新軟件，實(shí)現(xiàn)新的功能，這些產(chǎn)品會(huì)引入起初沒有測(cè)試過的生產(chǎn)流程，那么整個(gè)的驗(yàn)證流程就要重新考慮。這就是我們要重新考慮產(chǎn)品構(gòu)成要素的含義：要重新考慮產(chǎn)品如何設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。

很多客戶可能不再買產(chǎn)品了，他們要買的是產(chǎn)品的功能。例如買的不是機(jī)車，而是交通能力，這是完全不同的商業(yè)模式。如果你提供高質(zhì)量及時(shí)的交通，而且有很好的客戶體驗(yàn)，就可以獲得溢價(jià)，這就變成一個(gè)服務(wù)行業(yè)，跟制造行業(yè)不一樣，賣出產(chǎn)品之后通過服務(wù)獲得利潤(rùn)。此外，分享經(jīng)濟(jì)也進(jìn)入了B2B行業(yè)。

第三，工業(yè)4.0進(jìn)入了新的層面，就是自動(dòng)化升級(jí)。很多人力的工作不需要了，但是我們需要工人做不同的事，因?yàn)楣I(yè)4.0的領(lǐng)導(dǎo)者在創(chuàng)造新的工作崗位。一些外包的供應(yīng)鏈被帶回了國(guó)內(nèi)，更高的生產(chǎn)效率催生對(duì)制造業(yè)供應(yīng)鏈的重組。對(duì)于領(lǐng)導(dǎo)者來說，他們把供應(yīng)鏈帶回國(guó)內(nèi)，也意味著需要重新去培訓(xùn)員工來做一些很重要的新工作，工作種類在發(fā)生改變。

這對(duì)于德國(guó)工業(yè)來說既是機(jī)會(huì)也是挑戰(zhàn)，因?yàn)橐郧翱赡苣闶且粋€(gè)典型的工程公司，現(xiàn)在要變成一個(gè)軟件公司；以前你是一個(gè)產(chǎn)品銷售公司，現(xiàn)在要變成服務(wù)公司，以前你是一個(gè)離散制造業(yè)的負(fù)責(zé)日常運(yùn)營(yíng)的流程管理公司，現(xiàn)在你的員工必須更為靈活地實(shí)時(shí)滿足客戶的定制需求。這些都是巨大的轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)，我們需要思考如何創(chuàng)造一個(gè)系統(tǒng)來培訓(xùn)幾百家不同的公司，以改進(jìn)它們的業(yè)績(jī)。

對(duì)于德國(guó)來講這非常重要，默克爾總理經(jīng)常請(qǐng)商業(yè)領(lǐng)袖討論這方面的問題。三個(gè)月前的一個(gè)會(huì)議上，她請(qǐng)商業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人來討論德國(guó)的制造業(yè)、人工智能（AI）、如何用AI技術(shù)推動(dòng)國(guó)家發(fā)展。

為了回答她的問題，我們開始比較世界各地的AI情況，德國(guó)擅長(zhǎng)什么，美國(guó)擅長(zhǎng)什么，我們認(rèn)為世界上唯一能夠跟我們競(jìng)爭(zhēng)或者合作的除了美國(guó)、歐洲鄰國(guó)以外，就是中國(guó)。中國(guó)發(fā)展AI的方式是驚人的。

對(duì)于德國(guó)來說，我們關(guān)注制造業(yè)，我們?cè)贐2B方面非常強(qiáng)，但我們的B2C行業(yè)不是很強(qiáng)，我們會(huì)用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器人來搭建基礎(chǔ)架構(gòu)，使我們能夠?qū)崿F(xiàn)定制產(chǎn)品和服務(wù)。人工智能技術(shù)在制造行業(yè)將會(huì)扮演重要角色，我們對(duì)此會(huì)大量投入，包括機(jī)器人、語音識(shí)別上的人機(jī)合作技術(shù)，未來人與機(jī)器交流的常態(tài)就是你與機(jī)器對(duì)話，在車間中也是如此。

我們跟客戶在多方面展開合作，但是我們每次的討論總是從你是以何種方式、何時(shí)向哪些目標(biāo)客戶銷售多少產(chǎn)品及服務(wù)開始的。這個(gè)問題很簡(jiǎn)單，但是回答很難。

對(duì)汽車行業(yè)，你賣了多少車，什么配置，賣給了誰，什么時(shí)候賣的，再加上電動(dòng)車有多少，多少賣給終端用戶，多少賣給零售商，多少是共享汽車？共享經(jīng)濟(jì)中汽車售價(jià)多少？能否單獨(dú)賣零部件？面對(duì)這樣簡(jiǎn)單的問題，我們就能發(fā)現(xiàn)未來有多么不確定。

任何的公司都適用這個(gè)問題。如果你是一個(gè)制造醫(yī)療設(shè)備的公司，是賣機(jī)器，還是向病人賣診斷能力？我們現(xiàn)在已經(jīng)有公司在這么做，有德國(guó)公司過去是賣設(shè)備的，現(xiàn)在它們發(fā)現(xiàn)了一種辦法來優(yōu)化設(shè)備的治療方案，使得病人的預(yù)期壽命可以延長(zhǎng)五年，它們不再去賣設(shè)備，而是賣服務(wù)。它們賣的是一個(gè)承諾，某類病人來找我們可以多活至少五年。

這些問題，是過去50年工業(yè)界不需要回答的問題，過去50年有很多自動(dòng)化，但是沒有革命?，F(xiàn)在我們正在進(jìn)入這樣一個(gè)領(lǐng)域，要重新思考將來如何把產(chǎn)品和服務(wù)結(jié)合起來賣給最終用戶。

改變一切的數(shù)字孿生技術(shù)

接下來的問題是，依靠我自己可以做到這些嗎？還是要打造一個(gè)生態(tài)來實(shí)現(xiàn)？因?yàn)楹芏喙こ坦径疾皇擒浖荆鼈冞€不知道如何為產(chǎn)品打造軟件平臺(tái)。

再下一個(gè)問題是你未來跟誰競(jìng)爭(zhēng)？德國(guó)的汽車行業(yè)幾年前就沒有看到特斯拉會(huì)成為它們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，空客在國(guó)防業(yè)務(wù)上也沒有看到新的太空火箭的出現(xiàn)。所以我們要不斷問這三個(gè)問題：我們能出售什么產(chǎn)品和服務(wù)？和什么合作伙伴可以把它實(shí)現(xiàn)？會(huì)和誰競(jìng)爭(zhēng)？如果我們能就這些問題進(jìn)行很好的對(duì)話，就能夠獲得一些新的見解和結(jié)論。

我們對(duì)制造企業(yè)和工程企業(yè)的建議是，作為工業(yè)4.0平臺(tái)的一部分，我們建議所有的德國(guó)工業(yè)界要為未來做好準(zhǔn)備，要有智能產(chǎn)品，要有智能生產(chǎn)，賣的是產(chǎn)品加服務(wù)。你在賣產(chǎn)品時(shí)可能還沒有服務(wù)，但產(chǎn)品用了兩年以后要有服務(wù)。你的產(chǎn)品是一個(gè)服務(wù)平臺(tái)，要用很多年，你要參與到產(chǎn)品創(chuàng)造的價(jià)值中來，如果它能夠產(chǎn)生更好的價(jià)值和商業(yè)產(chǎn)出，你作為一個(gè)產(chǎn)品制造商，能否參與到它價(jià)值的增值過程？這是新的商業(yè)模式。聽上去很簡(jiǎn)單，但是實(shí)施起來非常復(fù)雜，這是我們正在做的，我們跟德國(guó)企業(yè)在這三個(gè)領(lǐng)域同時(shí)協(xié)作。

我們對(duì)于單個(gè)公司的建議是，為你的核心業(yè)務(wù)——軟件平臺(tái)——做好準(zhǔn)備，準(zhǔn)備好一切都要數(shù)字化，這能夠帶來透明、縮短周期；讓你的核心產(chǎn)品做到個(gè)性化，從而與客戶緊密綁定；然后要聚焦核心業(yè)務(wù)，你不需要做所有的事情，所以要聚焦在核心能力上，強(qiáng)化優(yōu)勢(shì)。

然后我們開始考慮即將到來的數(shù)字化革命，那就是數(shù)字化孿生。我們相信，工程和制造類企業(yè)的下一個(gè)趨勢(shì)就是數(shù)字孿生。

這是一個(gè)新的平臺(tái)，你可以通過數(shù)字孿生的數(shù)字渠道去營(yíng)銷你的產(chǎn)品，可以數(shù)字化的賣給客戶，可以提供數(shù)字化的制造、服務(wù)。這方面已經(jīng)有一些試驗(yàn)項(xiàng)目，目前行業(yè)還沒有一個(gè)一體化的解決方案，但是接下來五年內(nèi)會(huì)出現(xiàn)。我們認(rèn)為公司會(huì)有新的平臺(tái)是圍繞“數(shù)字孿生”產(chǎn)生的，它會(huì)控制公司的一切流程。

一旦你有了數(shù)字孿生，一旦將公司運(yùn)營(yíng)和數(shù)字孿生連接起來，商業(yè)模式就會(huì)發(fā)生變化。你將可以發(fā)展新業(yè)務(wù)，圍繞產(chǎn)品服務(wù)平臺(tái)獲得收入。

接下來是技術(shù)基礎(chǔ)。一個(gè)制造、工程公司要進(jìn)入新的時(shí)代，它們需要什么？就是這些：智能產(chǎn)品、智能服務(wù)、新價(jià)值和新商業(yè)模式。

每一個(gè)公司都需要了解“數(shù)字孿生”，如何運(yùn)營(yíng)軟件平臺(tái)的操作系統(tǒng)；會(huì)有許多新的電子器件，需要很多傳感器，還有硬件安全技術(shù)，邊緣設(shè)備上的機(jī)器學(xué)習(xí)，消費(fèi)化的人機(jī)交互，比如語音和數(shù)字身份傳感器，從產(chǎn)品中搜集數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序接口（API），還有新的制造技術(shù)比如3D打印智能產(chǎn)品。

關(guān)于智能服務(wù)，需要平臺(tái)，需要物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)框架，需要數(shù)字服務(wù)工廠，因?yàn)橐坏┩瞥霎a(chǎn)品，它是一個(gè)軟件平臺(tái)，還需要有一個(gè)每周能給客戶提供數(shù)字服務(wù)的工廠，它不能停工，也是一個(gè)新的賺錢工具。還需要一個(gè)數(shù)據(jù)空間來交易這些數(shù)據(jù)，可能是和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手交易，因?yàn)槟愕母?jìng)爭(zhēng)對(duì)手有你想要的數(shù)據(jù)，你也有你的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手想要的數(shù)據(jù)，需要建立市場(chǎng)。

同時(shí)，還要有監(jiān)管，因?yàn)槿绻徽_地控制植入了AI的設(shè)備，對(duì)人類來說會(huì)很復(fù)雜和危險(xiǎn)。那么就要考慮如何構(gòu)建對(duì)產(chǎn)品行為的動(dòng)態(tài)驗(yàn)證，因?yàn)檐浖恢痹谧儭?/p>

然后你要考慮針對(duì)客戶的新的商業(yè)模式和體驗(yàn)，以及用戶獲得產(chǎn)品的便利性，如何為服務(wù)收費(fèi)，如何建立新的商業(yè)模式。同時(shí)我們也在考慮商業(yè)的數(shù)字孿生，能否為所有的制造產(chǎn)品在“數(shù)字孿生”之外提供“商業(yè)孿生”，在這之下，你需要提供基于云的服務(wù)和根據(jù)顧客需求提供解決方案。

我們正在這些領(lǐng)域努力，目前沒有任何一個(gè)公司能夠掌握所有這些環(huán)節(jié)，但這就是工業(yè)4.0在德國(guó)的未來，接下來的五年很多設(shè)想會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。會(huì)有很多挑戰(zhàn)，企業(yè)的管理層會(huì)抗拒這些變化，這很好理解，因?yàn)樗麄円霾皇煜さ?、費(fèi)力的事情。還有監(jiān)管，政府可以通過監(jiān)管鼓勵(lì)這些變革發(fā)生。還要考慮公司組織靈活性的問題，既要提供很好的產(chǎn)品服務(wù)和商業(yè)模式，同時(shí)還要能賺錢。你不能放棄核心業(yè)務(wù)，同時(shí)也要做新的業(yè)務(wù)，那么怎么調(diào)整公司的組織？這存在很多的挑戰(zhàn)，但如果做得好，收益也很明顯。

（弗蘭克·雷門斯伯格為埃森哲德國(guó)瑞士區(qū)總裁、德國(guó)工業(yè)4.0平臺(tái)指導(dǎo)委員會(huì)成員。本文是他9月12日在埃森哲企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型論壇上的演講，本刊記者韓舒淋根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，編輯：馬克）