未來的工業將是什么樣子?德國和美國人分別給出了自己的答案:前者稱之為“工業4.0”,后者稱之為“工業互聯網”。
一、設想的概述
兩份設想有許多共同之處。首先,它們的技術基礎是一樣的:互聯網、物聯網、大數據;最終的結果殊途同歸:更高的智能化。德國稱這種變革為第四次工業革命;美國稱其為第三次創新變革浪潮。兩份計劃分別是兩國頂尖制造企業發起的:德國是西門子,美國則是通用電氣。
工業4.0與工業互聯網之比較
筆者認為,兩種提法在技術驅動力和終極目標上是一致的,但具體目標和技術線路存在差別。如上圖所示。
二、兩種設想的對比
為了理解兩個方案的差異,下面分別給出兩種典型情景:
l 工業4.0。各種不同的零件被放在車間門口的傳送帶上。傳送設備根據零件上的RFID進行區分,自動地將其送至合適的加工區域。
l 工業互聯網。飛機正準備起飛,突然接到云計算中心發來的指令:發動機可能出現故障,暫停飛行任務。這是中心根據發動機自動發來的信息,用大數據分析的方法確定的。
在上述兩個典型案例中,前者關注的是生產過程的智能化,后者則是生產設備的智能化。前者可減少人對生產過程的參與故而可以減少勞動崗位、提高生產線的柔性;后者可以提高設備安全性、降低能耗、減少維護量。高質量的物聯網和控制邏輯是實現前者的關鍵;恰當的傳感器系統和大數據分析能力是實現后者的關鍵。
兩種模式都有長期的歷史淵源,不是從天而降的:
l 工業4.0的前身。40多年前,第一臺可編程邏輯控制器PLC誕生了。德國人認為,PLC促成了工業3.0。PLC可以把自動化程度做得很高,但柔性卻比較差。
l 工業互聯網。20多年前,計算機故障診斷技術就已經趨于成熟了;而馬航MH370上的發動機就是發不斷發信號給羅羅公司的。
推進這兩項技術的關鍵主要是經濟問題:采用這樣的技術,是否會帶來合適的投資回報。決定投資回報的因素包括:相關技術開發的成本、帶來收益的大小。隨著信息技術的發展,開發相關技術的使用成本不斷下降,而勞動力成本不斷上升,這就使得這些技術成為可能。
當然,采用這些技術的前提是實用。具體地說就是安全、穩定可靠。而滿足這一前提,是實施過程中的主要技術難點之一。
筆者認為:前一種模式一旦成功,能夠比較容易實現工程化推廣。后一種模式則要針對具體設備、機器,進行具體的研究。這會對技術的推廣產生障礙。特別地,在研究之前需要傳感器等設備的投入,而研究的結果更是不得而知。故而,推廣過程可能比較緩慢,且從一些重要設備、通用設備開始。所以,前者適合企業投資,后者適合科研部門研究。
三、對中國的影響
最近20年,中國依靠廉價勞動力逐步成為“世界工廠”。歐美提出工業4.0、工業互聯網的原因之一,就是要實現制造業的復興。所以,兩種方案如果成功,將會直接構成對中國制造業的威脅。所以,中國應該認真應對這一新生事物。
我們必須清醒地認識到:即便這兩套方案在國外取得成功,也未必能在中國取得成功。原因很簡單:經濟條件不一樣。如果強推先進技術,可能會導致市場的失敗。未必是好事。所以,在國外推進工業4.0或者工業互聯網的過程中,必須保持清醒。
工業4.0與工業互聯網之比較
有一點必須強調的是:從整體上看,要追趕西方的先進制造業,還必須跨越兩道門檻:高質量和高度自動化。改革開放30多年來,中國工業基本上實現了工業化或低水平的自動化。但與西方發達國家相比,我們的自動化水平還不高,往往強調低成本,而不是高質量。如果以推進自動化水平為抓手、同時重視產品質量的提高,則可能在保持經濟性的同時,實現跨越式的發展。
但是,無論如何,中國的人工成本還是要比西方發達國家要低的:除非我們的人均收入與西方持平。所以,中國的制造業也不必過于悲觀。