1. 工業4.0的進化
    1. 人們將18世紀引入機械制造設備定義為工業1.0
    2. 20世紀初的電氣化為2.0
    3. 始于20世紀70年代的生產工藝自動化定義為3.0
    4. 物聯網和制造業服務化迎來了以智能制造為主導的第四次工業革命,即“工業4.0”。
  2. 工業4.0是互聯
    1. “工業4.0”的核心是連結,要把設備、生產線、工廠、供應商、產品、客戶緊密地連在一起。
    2. “工業4.0”適應了萬物互聯的發展趨勢,將無處不在的傳感器、嵌入式終端係統、智能控制係統、通信設施通過信息物理係統(CPS)形成一個智能網路,使得產品與設備之間、不同的生產設備之間及數字世界和物理事件之間能夠互聯,使得機器、工作部件、系統及人類會通過網路持續地保持數字信息的交流
    3. 設備和產品的互聯
      1. 2.0到3.0時代的重要標志是,單機智能設備的廣泛普及。
      2. 3.0把1969年第一個可編程邏輯控制器Modicon084的使用作為工業進化另一起點
      3. 4.0的核心是各種術空機床、工業機器人自動化設備在生產環節的推廣
    4. 虛擬和現實的互聯
      1. 信息物理係統(CPS)是工業4.0的核心,它通過將物理設備連接到互聯網上,讓物理設備具有計算、通信、控制、遠程協調和自治等五大功能,從而實現虛擬網絡世界與現實物理世界的融合。
      2. 信息物理係統(CPS)可以將資源、信息、物體以及人緊密聯繫在一起可以將資源、信息、物體以及人緊密聯係在一起,從而創造物聯網及相關服務,並將生産工廠轉變為一個智能環境,是實現設備、産品、人協調互動的基礎。智能制造的核心在于實現機器智能和人類智能,實現生産過程的自感知、自適應、自診斷、自決策、自修復
      3. 萬物互聯(IOE,Internet of Everything)
        信息技術發展的終極目標是實現無所不在的連接,所有産品都將成為一個網絡終端。萬物互聯就是人、物、數據和程序通過互聯網聯接在一起,實現人類社會所有人和人、人和物以及物和物之間的互聯,重構整個社會的生産工具、生産方式和生活場景。人們能夠以多種方式通過社交網絡聯接到互聯網,基于感知、傳輸、處理的各類人造物將成為網絡的終端,人、物、數據在網絡環境下進行流程再造,基于物理世界感知和人群交互的在線化、實時化的數據與智能處理改變著我們對外部世界的響應模式。
      4. 工業4.0是集成
        縱向集成
        橫向集成
        端到端集成
  3. 工業4.0是數據
    1. 産品數據
    2. 運營數據
      通過對採購、倉儲、銷售、配送等供應鏈環節上的數據採集和分析,將帶來效率的大幅提升和成本的大幅下降,並將極大地減少庫存,改進和優化供應鏈。再次,利用銷售數據、供應商數據的變化,可以動態調整優化生産、庫存的節奏和規模。此外,基于實時感知的能源管理係統,能夠在生産過程中不斷實時優化能源效率
    3. 值鏈數據
      包括客戶、供應商、合作夥伴等來源的數據。企業在當前全球化的經濟環境中參與競爭,需要全面地了解技術開發、生産作業、採購銷售、服務、內外部後勤等環節的競爭力要素。
      大數據技術的發展和應用,使得價值鏈上各環節數據和信息能夠被深入分析和挖掘,為企業管理者和參與者提供看待價值鏈的全新視角,使得企業有機會把價值鏈上更多的環節轉化為企業的戰略優勢。例如,汽車公司大數據提前預測到哪些人會購買特定型號的汽車,從而實現目標客戶的響應率提高了15%至20%,客戶忠誠度提高7%。
    4. 外部數據
      包括經濟運行、行業、市場、競爭對手等數據。為了應對外部環境變化所帶來的風險,企業必須充分掌握外部環境的發展現狀以增強自身的應變能力。大數據分析技術在宏觀經濟分析、行業市場調研中得到了越來越廣泛的應用,已經成為企業提升管理決策和市場應變能力的重要手段。
  4. 工業4.0是創新
    1. 技術創新
      1. 一是新型傳感器、集成電路、人工智能、移動互聯、大數據在信息技術創新體係中不斷演進,並為新技術在其它行業的不斷融合滲透奠定技術基礎。
      2. 二是傳統工業在信息化創新環境中,不斷優化創新流程、創新手段和創新模式,在既有的技術路線上不斷演進。
      3. 三是傳統工業與信息技術的融合發展,它既包括信息物理空間(CPS)、智能工廠整體解決方案等一係綜合集成技術,也包括集成工業軟硬件的各種嵌入式係統、虛擬制造、工業應用電子等單項技術突破。
    2. 産品創新
      1. 信息通信技術不斷融入工業裝備中,推動著工業産品向數字化、智能化方向發展,使産品結構不斷優化升級。一方面,傳統的汽車、船舶、家居的智能化創新步伐加快,如汽車正進入“全面感知+可靠通信+智能駕駛”的新時代,萬物互聯(IOE)時代正在到來。另一方面,制造裝備從單機智能化向智能生産線、智能車間到智能工廠演進,提供工廠級的係統化、集成化、成套化的生産裝備成為産品創新的重要方向
    3. 模式創新
      將發展出全新的生産模式、商業模式。首先在生産模式層面,“工業4.0”對傳統工業提出了新的挑戰,要求從過去的“人腦分析判斷+機器生産制造”的方式轉變為“機器分析判斷+機器生産制造”的方式,基于信息物理係統(CPS)的智能工廠和智能制造模式正在引領制造方式的變革。
        其次在商業模式層面,“工業4.0”的“網絡化制造”、“自我組織適應性強的物流”和“集成客戶的制造工程”等特徵,也使得它追求新的商業模式以率先滿足動態的商業網絡而非單個公司,網絡眾包、異地協同設計、大規模個性化定制、精準供應鏈管理等新型智能制造模式將加速構建産業競爭新優勢。
    4. 業態創新

        伴隨信息技術升級應用,從現有産業領域中衍生疊加出的新環節新活動,將會發展成為新的業態,進一步來講在新市場需求的拉動下,將會形成引發産業體係重大變革的産業。就目前來看,工業雲服務、工業大數據應用、物聯網應用都有可能成為或者催生出一些新的産業和新的經濟增長點。制造與服務融合的趨勢,使得全生命周期管理、總集成總承包、互聯網金融、電子商務等加速重構産業價值鏈的新體係。

    5. 組織創新

        在工業4.0時代,很多企業將會利用信息技術手段和現代管理理念,進行業務流程重組和企業組織再造,現有的組織體係將會被改變,符合智能制造要求的組織模式將會出現。基于信息物理係統(CPS)的智能工廠將會加快普及,進一步推動企業業務流程的優化和再造。

        從實踐的角度來看,國內企業在組織創新方面做了很多積極的探索,海爾張瑞敏提出企業無邊界、組織無領導、供應鏈無中心等新的管理理念。華為任正非提出讓聽見炮火的人指揮戰鬥,作戰的基本單元要從師一級縮小到旅、團、營、連,一直到班,以後的戰爭是“班長的戰爭”。

  5. 工業4.0是轉型
    1. 從大規模生産向個性化定制轉型

        “工業4.0”給生産過程帶來了極大的自由度與靈活性,通過在設計、供應鏈、制造、物流、服務等各個環節植入用戶參與界面,新的生産體係能夠實現每個客戶、每個産品進行不同設計、零部件採購、安排生産計劃、實施制造加工、物流配送,極端情況下可以實現個性化的單件制造,問題的關鍵是,設計、制造、配送單件産品是盈利的。

        在這一過程中,用戶由部分參與向全程參與轉變,用戶不僅出現在生産流程的兩端,而且廣泛、實時參與生産和價值創造的全過程。實現真正的個性化定制將是一個漫長而艱辛的過程,這一進程只有起點沒有終點。

    2. 從生産型制造向服務型制造轉型

        服務型制造是工業4.0理念中工業未來轉型的重要方向,越來越多的制造型企業圍繞産品全生命周期的各個環節不斷融入能夠帶來市場價值的增值服務,以此實現從傳統的提供制造業産品向提供融入了大量服務要素的産品與服務組合轉變。事實上,在德國工業4.0概念提出之前,服務型制造的理念已得到廣泛認同。

        關于制造業服務化,我認為服務型制造有四種基本模式:圍繞增強産品效能,拓展在線維護、個性化設計等服務;圍繞提高産品交易便捷性,拓展融資租賃、現代物流和電子商務等服務;圍繞提高産品線效能,提供專業化産品集成服務;圍繞客戶全方位需求,實現從基于産品的服務到基于需求的服務。

    3. 從要素驅動向創新驅動轉型

        以廉價勞動力、大規模資本投入的傳統要素驅動發展模式將難以為繼,移動互聯網、雲計算、物聯網、大數據等新一代信息技術在制造業的集成應用,帶來産業鏈協同開放創新,帶來了用戶參與式創新,帶來了制造業技術、産品、工藝、服務的全方位創新,不斷催生和孕育出新技術、新業態和新模式,從而激發整個社會的創新創業激情,加快從傳統的要素驅動向創新驅動轉型。