工業(yè)4.0的價值

根據(jù)工業(yè)-科學研究聯(lián)盟的倡議，工業(yè)4.0平臺的參與者制定了其工作目標——實施政府確保德國工業(yè)競爭力的戰(zhàn)略舉措。

工業(yè)4.0擁有巨大的潛力：

（1）滿足用戶的個性化需求

工業(yè)4.0能夠在設計、配置、排序、規(guī)劃、制造和運行等階段中納入個性化的、用戶特定的標準，并能夠合并最后的修改。通過工業(yè)4.0，即使生產(chǎn)一次性項目和極小的生產(chǎn)量（批量大小為一）也可以實現(xiàn)獲利。

（2）靈活性

基于CPS的特別網(wǎng)絡，使業(yè)務流程的不同方面（如質量、時間、任務、穩(wěn)健性、價格和生態(tài)友好性）實現(xiàn)動態(tài)配置。這有助于材料和供應鏈的持續(xù)“調整”。這也意味著工程流程能夠變得更加靈活，制造流程可以被改變，暫時性短缺（比如由于供應問題）能夠被彌補，并且在短時間內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)量的大幅提高。

（3）優(yōu)化決策

為了在全球市場獲得成功，采取正確的決策（往往在沒有事先通知的情況下）變得越來越重要。工業(yè)4.0能夠提供實時的、端到端的透明度，使工程領域的設計決策得到提早驗證，并且能夠對損壞做出更加靈活的反應，同時對生產(chǎn)領域中一家公司的所有工廠進行全局優(yōu)化。

（4）資源生產(chǎn)率和效率

工業(yè)生產(chǎn)流程的首要戰(zhàn)略目標仍然適用于工業(yè)4.0：用定量的資源實現(xiàn)最高的產(chǎn)量（資源生產(chǎn)率）和用最少的資源實現(xiàn)特定的產(chǎn)量（資源效率）。CPS使制造流程在個案基礎上實現(xiàn)整個價值網(wǎng)絡的優(yōu)化。此外，無需停止生產(chǎn)，系統(tǒng)能夠在生產(chǎn)期間對資源和能源消耗進行持續(xù)優(yōu)化，減少其排放量。

（5）通過新服務創(chuàng)造價值機遇

工業(yè)4.0為價值創(chuàng)造提供了新途徑，也促成了就業(yè)的新形式。比如，智能算法能通過智能設備用于大量的不同數(shù)據(jù)（即大數(shù)據(jù)），從而產(chǎn)生新型的服務。這對于為工業(yè)4.0開發(fā)B2B服務的中小企業(yè)和初創(chuàng)型企業(yè)而言，是個巨大的機遇。

（6）應對勞動力的人口結構變化

連同工作組織和能力發(fā)展計劃，人類和技術系統(tǒng)的交互合作將為企業(yè)提供將人口結構變化轉變?yōu)槠鋬?yōu)勢的新途徑。面對技術勞動力的短缺和日益多元化（年齡、性別、文化背景），工業(yè)4.0將促成多樣的、靈活的職業(yè)道路，使人們能夠持續(xù)工作，并在更長的一段時間內(nèi)保持生產(chǎn)力。

（7）生活和工作的平衡

應用CPS將使公司的工作組織形式變得更加靈活，這意味著公司能夠更好的滿足員工對于平衡工作和個人生活、個人發(fā)展和持續(xù)職業(yè)發(fā)展的需求。比如，智能輔助系統(tǒng)提供了一個靈活性的新標準，在滿足公司要求的同時也能夠滿足員工的個人需求，從而為工作的組織提供了新機遇。隨著勞動力規(guī)模的下降，該系統(tǒng)將在招募最佳員工的時候使CPS公司獲得更多優(yōu)勢。

（8）高工資經(jīng)濟仍擁有競爭力

工業(yè)4.0的雙重策略將使德國增強其作為領先供應商的地位，并使其成為工業(yè)4.0解決方案的領先市場。

然而，工業(yè)4.0對于相關行業(yè)而言，并不會構成一個專業(yè)的技術或IT相關的挑戰(zhàn)。不斷變化的技術將引起深遠的、廣泛的影響，為開發(fā)新的業(yè)務和企業(yè)模型、促進更大規(guī)模的就業(yè)提供新的機會。

在二十世紀80年代，德國通過將可編程序控制器（PLS）整合到制造技術，實現(xiàn)了更加靈活的自動制造，同時通過一種基于社會伙伴關系的措施對勞動力的影響進行管理，從而成功地實施了第三次工業(yè)革命（工業(yè)3.0）。德國雄厚的工業(yè)基礎、成功的軟件工業(yè)和語義技術領域的專業(yè)技能，都意味著德國處于實施工業(yè)4.0的極其有利地位。當前的障礙是可以克服的，比如技術接受問題、勞動力市場中技術工人的短缺問題等。

然而，只有所有利益相關者密切合作起來，釋放物聯(lián)網(wǎng)及服務互聯(lián)網(wǎng)對于制造業(yè)的潛力，才能確保德國工業(yè)的未來。

自2006年以來，德國政府就一直通過高技術戰(zhàn)略推動物聯(lián)網(wǎng)和服務互聯(lián)網(wǎng)。目前已經(jīng)成功推出一些技術項目。工業(yè)-科學研究聯(lián)盟目前在跨行業(yè)的層面上，推動工業(yè)4.0項目的進展。該項目實施的下一步是工業(yè)4.0平臺的建立。

該平臺的秘書處由專業(yè)協(xié)會德國信息技術、電信和新媒體協(xié)會（BITCOM）、德國機械設備制造商聯(lián)合會（VDMA）和德國電子電氣制造商協(xié)會（ZVEI）組成。下一步任務將是為關鍵主題確定研發(fā)路線圖。

保障德國制造業(yè)的未來——這是工業(yè)4.0平臺所有參與者為他們自己設定的目標。該平臺邀請所有利益相關者繼續(xù)探索工業(yè)4.0提供的機遇，這樣我們可以一起推動并確保其革命愿景的成功實現(xiàn)。

工業(yè)4.0面臨的挑戰(zhàn)

德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略愿景的實施，將是一個不斷演進的過程，不同公司和行業(yè)演進的速度各不相同。今年初，BITKOM、VDMA和ZVEI開展的關于“德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略前景”的調查再次證實了德國工業(yè)競爭力的重要性，以及對更全面和有針對性信息的需求（圖1）。在調查中，47％的公司表示它們已經(jīng)積極參與到工業(yè)4.0戰(zhàn)略中；18％的公司表示它們正參與德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的研究工作；而12％的公司聲稱它們已把該戰(zhàn)略付諸實踐。

圖1 工業(yè)4.0趨勢調查結果（2013年1月）

實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略愿景中碰到的三大挑戰(zhàn)，分別是標準化、工作組織和產(chǎn)品可用性。

除了積極參與工作組，參與調查公司所提出的扶持措施還包括舉辦有針對性的研討會，他們可以在研討會上分享經(jīng)驗和獲得信息。

專業(yè)協(xié)會將在確保順暢溝通，與社會合作方、學術圈和公眾的緊密聯(lián)系方面發(fā)揮重要作用。約50％的受訪企業(yè)表示，他們已經(jīng)從專業(yè)協(xié)會收到有關工業(yè)4.0戰(zhàn)略的相關信息。

德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略愿景的實施，將是一個不斷演進的過程，不同公司和行業(yè)演進的速度各不相同。今年初，BITKOM、VDMA和ZVEI開展的關于“德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略前景”的調查再次證實了德國工業(yè)競爭力的重要性，以及對更全面和有針對性信息的需求（圖1）。在調查中，47％的公司表示它們已經(jīng)積極參與到工業(yè)4.0戰(zhàn)略中；18％的公司表示它們正參與德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的研究工作；而12％的公司聲稱它們已把該戰(zhàn)略付諸實踐。

工業(yè)4.0實現(xiàn)的5大措施

專業(yè)協(xié)會將在確保順暢溝通，與社會合作方、學術圈和公眾的緊密聯(lián)系方面發(fā)揮重要作用。約50％的受訪企業(yè)表示，他們已經(jīng)從專業(yè)協(xié)會收到有關工業(yè)4.0戰(zhàn)略的相關信息。

此外，工業(yè)4.0工作組認為以下措施有助于企業(yè)平穩(wěn)向工業(yè)4.0轉型：

（1）實時CPS解決方案的實施，將在空間、技術質量和可靠性方面對服務可用性和網(wǎng)絡基礎設施提出很高要求。為了確保德國的國際競爭力，應呼吁出臺服務規(guī)范和商業(yè)模式的國際標準。

（2）目前，制造業(yè)的業(yè)務流程往往是靜態(tài)的，并僅通過極不靈活的軟件系統(tǒng)實施。不過，不能在一夜之間將它們替換成服務型系統(tǒng)。在舊系統(tǒng)上融入新技術（反之亦然）非常重要，舊系統(tǒng)需要通過實時功能系統(tǒng)進行更新。

（3）在物聯(lián)網(wǎng)和服務化的背景下，制造業(yè)新商業(yè)模式的發(fā)展速度將接近互聯(lián)網(wǎng)本身的發(fā)展速度和活力。

（4）員工將參與到工作組織、CPD（Continuing Professional Development）和技術開發(fā)的創(chuàng)新性社會技術設計的早期階段工作中。

（5）為了成功過渡到工業(yè)4.0，ICT產(chǎn)業(yè)（習慣上認為創(chuàng)新周期短）應和機械、設備制造商以及機電系統(tǒng)供應商（傾向于認為創(chuàng)新周期較長）密切配合，以開發(fā)出所有合作伙伴都能接受的商業(yè)模式。