工业4.0即第四次工业革命。在工业4.0中,物理系统和信息系统相结合,出现了“互联网+”,进而出现了物联网(IOT)。工业4.0是各行业和互联网一起发生的一场化学反应——不是传统行业和互联网的简单拼接组合,而是互联网渗透到所有行业并进行革命性的改造,从而产生新的商业模式。用汽车制造业做例子,王喜文博士认为未来的汽车能否与万物互联,可能成为汽车市场上的决定性因素。在万物互联开启的工业4.0时代,创业者、企业家和投资者如何深入理解这场工业革命,又如何在这场工业革命中抓住智能制造的新机会?
王喜文博士:12年“工业”+“信息化”一线实践经历
首先来认识一下今天的主角——王喜文,他于1974年11月出生在葫芦岛,日语本科、计算机软件工程硕士、工学博士、科技情报学博士后,高级工程师(科技管理),九三学社中央科技委委员。1998年8月参加工作,曾在北京第一机床厂工作过两年,后为日本开发10年计算机软件,有着12年的“工业”和“信息化”一线实践经历。
他自带工科生的高智商,又在写文章和公众演讲等方面独树一帜。他在2009年进入中华人民共和国工业和信息化部国际经济技术合作中心,归纳出工业4.0科学发展观,后出任中国智造与工业4.0研究所所长。
王喜文博士著作等身,更在近年来致力于让更多的人了解工业4.0科学发展观。2015年以来,王博士受邀为三一重工、首钢、广汽、金风、东风、上汽、重汽、开元股份、建银国际等多家大型上市企业和各级地方政府做讲座报告“工业4.0与中国制造2025”40余次。他为了让广大读者能在这个风起云涌的新时代做出正确的决策、为我们的社会进步做出了极大贡献。
我们的制造业多还处于工业2.0水平
王喜文博士在北京机床厂工作的那两年,每天的工作都给他带来第一手的工业实践经历,他深深地了解到现在的基层工业是怎么运作的,基层工业经历了两次工业革命。
从世界范围来看,在18世纪末的第一次工业革命中,机械生产代替了手工劳动,社会从以农业和手工业为基础,进化到了以工业带动经济发展。19世纪末20世纪初,人类开始了第二次工业革命,基于劳动分工和电力驱动的大规模生产出现,零部件生产与产品装配也成功分离,从而开创了产品批量生产(生产线)的新模式。▼
少年时代的王喜文博士,细致地观察着当年北京机床厂的工业2.0生产模式。命运就是这么神奇,发生在你身上的事情,无论好坏一定都是有意义的,有能力的人会把所有的逆境都变成人生宝贵的资本——在北京机床厂工作的实践经验,为日后王喜文博士归纳出工业4.0科学发展观奠定了扎实的实践基础。
工业2.0之后的信息化
离开北京机床厂之后,王喜文博士为日本开发10年计算机软件,那时的日本科技正是走在时代的最前端,这也让他第一时间接触到了人类的第三次工业革命:自动化。
第三次工业革命始于第二次工业革命过程中出现的生产过程高度自动化,开始于20世纪70年代并一直延续到了现在,电子与信息技术的广泛应用,使得制造过程不断实现自动化。自此,机械能够逐步替代人类作业。▼
北京第一机床厂工作的2年,再加上为日本开发计算机软件的这10年,形成的王喜文博士独有的12年的“工业”和“信息化”一线实践经历。透过这些经历,王喜文博士也练就了独特的观察视角。
王喜文博士认为,电子和信息技术实现制造流程的进一步自动化和网络化,我们正在进入一次新的、基于信息物理系统的第四次工业革命,我们叫它“工业4.0”。
在这个时代,我们可以通过将设备、产品、供应链、人员等全部互联,实现智能工厂。前两次工业革命为工业4.0奠定了物质基础——物理系统,第三次工业革命又为它提供了信息系统,于是第四次工业革命——信息物理系统应运而生。
在“工业4.0” 中,互联网技术发展正在对传统制造业造成颠覆性、革命性的冲击。网络技术的广泛应用,可以实时感知、监控生产过程中产生的海量数据,实现生产系统的智能分析和决策,使得智能生产、网络协同制造、大规模个性化制造成为生产方式变革的方向。
就像日本在工业3.0的时代中拔得头筹,中国的创业者、企业家和投资者如何把握这场工业4.0革命和当下生产方式变革的方向,又如何在这场工业革命中独占鳌头呢?
工业4.0将给制造业带来怎样的变化?
“工业4.0” 所描绘的未来制造业将建立在以互联网和信息技术为基础的互动平台上,将更多的生产要素更为科学的整合,变得更加自动化、网络化、智能化,而生产制造个性化、定制化将成为新常态。
在“工业4.0” 的历史洪流中,很多东西都会被改变:改变了制造业模式,改变了制造业思维,也改变了创新模式。
在未来,工业软件会充斥着整个制造业,从企业侧、到供应侧、再到客户侧,从设计到支持再到产品,从运行设施到企业设施——在未来他们都将由工业软件联结。工业软件产生的产品数据、运营数据、价值链数据、外部数据,都将以指数倍递增——大数据会驱动制造业像服务业转型。
制造业将成为信息产业的一部分,制造业产品将被视为电子产品或者网络产品。用汽车业来举例子,一台车上装着天线、RF线缆、各种传感器、ECU、显示仪、接收器,车子通过它们和智能手机、平板电脑、摄像头、导航仪、ETC终端、远程信息处理终端等外围设备进行通信,而这些外围设备又属于它们的外围系统,比如远程信息系统、定位信息服务、远程控制系统、视频管理系统、导航系统、ETC系统等。
王喜文博士认为,未来的汽车能否与万物互联,可能成为汽车市场上的决定性因素。
工业4.0时代的智能制造
在王喜文博士归纳的工业4.0时代里,智能制造的本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”,它的核心是动态配置的生产方式,关键是信息技术应用,而它的愿景是解决能源消费等社会问题。
王喜文博士说,物理世界由能源环境、人、工作环境、局域通信以及设备与产品等组成;信息世界由工业软件和管理软件、工业设计、互联网和移动互联网组成。CPS的最终目标是实现信息世界和物理世界的完全融合,构建一个可控、可信、可扩展并且安全高效的CPS网络(即信息Cyber、物理Physical、信息系统System组合网络的缩写),并最终从根本上改变人类构建工程物理系统的方式。
在CPS和3C系统中,每一个层级都预示着新的机遇。
“工业4.0” 从嵌入式系统向信息物理系统进化,形成智能工厂。智能工厂作为第四次工业革命的代表,不断向实现物体、数据以及服务等无缝连接的互联网(物联网、数据网和服务互联网)的方向发展。
物联网和服务互联网分别位于智能工厂的三层信息技术基础架构的底层和顶层,最终通过物联网技术实现控制、执行、传感,从而达到智能生产。
智能生产中的计划、物流、能耗和经营管理、供应链管理、产品设计、智能物料供应,到智能产品的产出,都将面临着新的机遇和挑战。只有抓住了智能生产带来的机遇,未来的中国才能屹立在世界之巅。
同时“智能工厂”的“智能生产”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现,其核心就是在整个工业生产过程中的应用中,通过信息物理系统,利用物联网的技术、软件技术和通信技术,加强信息管理和服务,提高生产过程的可控性,从而实现研发、生产、制造工艺及工业控制等全方位位的信息覆盖,全面控制各种信息,确保各个生产制造环节都能处于最优状态,从而引导制造业向智能化转型。
王喜文博士认为,智能制造将是未来制造业发展的重大趋势和核心内容,也是加快发展方式转变、促进工业向中高端迈进、建设制造强国的重要举措,当国家将智能制造列为重点推进的对象是,智能制造也必将成为企业间增加竞争优势的新选择,更是新常态下打造新的国际竞争优势的必然选择,未来几年几十年都会是国际、国内资本趋之若鹜的新导向。