中國制造企業如何向工業4.0邁進

張亞男

?

中國制造企業如何向工業4.0邁進

張亞男

摘要：我國五中全會強調要將我國建設成為制造強國，借助《中國制造2025》，構建我國制造產業格局，在工業強基工程的助推下，實現中國制造企業與工業4.0時代的有效對接。2014年，德國工業4.0廣受中國制造企業關注，工業4.0主要是基于信息物理網絡，以智能化生產及智能化工廠為依托，達到橫縱向及端與端的高度集成。本文圍繞工業4.0前景，就中國制造企業邁向工業4.0時代進行分析探討。

關鍵詞：制造企業工業4.0升級轉型思考

在“十三五”規劃布局下，中國制造企業面臨著與工業4.0對接的美好前景，但要進入制造工業4.0模式，作為中國制造企業而言，應致力于企業的轉型升級。根據IDC分析預測顯示，2015年到2016年，工業4.0這一概念覆蓋及傳播范圍將實現由大型領導企業向我國中小企業及傳統、高端制造企業的廣泛擴展[1]。在此背景下，中國制造企業如何順利實現工業4.0愿景，就值得探究思考。

一、工業4.0基本概述

（一）工業4.0概念起源及含義

工業4.0這一概念及早期實踐探索主要源于德國工業領域，德國工業4.0是基于互聯網等信息技術，通過在工業生產、工業裝配、工業物流、工業銷售及工業售后等多個環節采用物聯網、大數據、云計算等技術形式，將工業生產的效率得以提升，并將工業生產耗費的成本量加以降低，最終達到工業柔性生產。工業4.0倡導及強調智能化生產及智能化工廠，高深度及高精度的自動化及智能化也可視為工業4.0的主要特征。

作為中國制造企業而言，其尚處于工業2.0及工業3.0時期，要向工業4.0時代邁進，首要前提是要循序漸進完成工業3.0的預期目標及要求，在制造企業的一些核心技術及重要元器件的研發上要以開發及保有自主知識產權為發展方向，在此基礎上，再尋求工業4.0的突破及對接。

圖一 工業4.0技術支撐

（二）工業4.0的基本內涵

工業4.0主要是對工業2.0及工業3.0的改進和完善，既認識到工業2.0及工業3.0帶來的生產率提升這一突出優勢，又看到了工業2.0及工業3.0對環境及資源的消耗和破壞。而在信息技術，尤其是計算機技術、物聯網技術及大數據，云計算技術的輔助下，工業制造器械的自動化及智能化程度愈來愈強，工業生產及管理的數字化趨勢日益明顯，這就給工業生產的環保化、定制化及高深度智能化提供了平臺條件。從工業4.0的基本內涵上看，其主要包含以下兩個方面：

首先，工業4.0側重于提升工業2.0及工業3.0的智能化水平，其首要內涵就是工業制造生產的環保化及高智能化。工業4.0的高智能化及環保化主要體現在工業制造中的智能工廠上，智能工廠是針對工業制造的精細化及個性化需求，通過提高工業批量生產的效率，節省工業批量生產的成本支出等途徑，使工業制造企業能夠生產出質量更優、精密程度更高、定制化色彩更強的工業產品。工農業4.0的環保化，也可稱為綠色化，主要是指工業制造企業生產產品及生產流程遵循全壽命周期，在工業制造企業生產中實現能耗最低、環境破壞最小、產品可回收利用水平最大化的效果，從而使工業4.0的可持續特征更加突出鮮明[2]。例如，在工業4.0背景下，可以將工廠建在最佳交通半徑內，一方面節省工廠員工上下班的時間，另一方面可以在綠色花園工廠環境下，達到工業制造生產與周邊自然環境的和諧共存。

其次，工業4.0依托于網絡信息技術及物聯網等新興技術，還具備了工業生產的動態化、遠程控制化及自由化等特征，這就使工業4.0相對于工業2.0及工業3.0，在能源節約及各類生產成本的控制上更加突出，避免了工業3.0時代，工業制造生產過于集中而引發的能源及人力過高消耗等問題。從工業4.0的技術構成及生產流程來看，其利用物聯網、云計算、智能操作終端的程度及頻率日益加深，是在對信息技術加以深度挖掘使用的基礎上，使制造企業的生產過程兼具了實體生產及虛擬控制的特點，這就給制造企業生產的人力資源與設備資源的分工分隔奠定了基礎。工業4.0趨勢下，不僅制造企業人力資源與設備之間能夠實現遠距離操作及通信，生產設備與生產設備之間也能夠經由通信技術及控制技術的輔助，實現設備之間的互相溝通及高度集成，從而構成制造企業的柔性及動態生產，在融合了工業制造企業生產調度指揮中心、生產制造信息化機床設備、生產物流及裝配等資源后，最終探索得出一種生產效率更高、資源使用更節省、人力資源使用管理更人性化的工業制造生產流程。

圖二 工業4.0制造企業智能化工廠及可持續生產流程示意圖

二、中國制造企業向工業4.0邁進的相關思考

從中國制造企業發展實踐及面臨的發展瓶頸來看，一方面，受勞動力成本上升等因素影響，我國制造企業在勞動力優勢上逐步下降，這也客觀上要求我國制造企業應盡快向工業4.0邁進；另一方面，中國制造企業在智能化程度上還有待進一步提升，在制造企業生產過程中，生產資源利用及生產內外部環境方面協調方面也暴露出一些問題，制造企業升級轉型勢在必行。在工業4.0的美好愿景下，如何促使我國制造企業平穩順利地邁入工業4.0時代，應從以下幾方面加

以思考及改進：

（一）充分利用及挖掘我國通信技術及信息技術的潛力，找對工業4.0的入口

從我國通信技術及信息技術的發展來看，其在技術水平，基礎設施配置等環節都有了大幅度的完善和提升，經由通信技術及信息技術發展而做強做大的第三產業，如網絡購物等服務業也取得了較為矚目的行業成績，這就給中國制造企業給出了有益啟示：要在傳統制造企業中，將制造工業化與信息化加以深度整合，使傳統制造企業能夠在物聯網技術、云計算技術及大數據分析技術的推動下，實現生產范圍及銷售范圍的拓展，為制造企業的升級轉型做好鋪墊。

通信技術及信息技術是工業4.0的基礎，但工業4.0并不單純等于工業的數字化、智能化生產和工業制造企業信息水平的提高，而是要與我國制造企業的經營模式、發展定位及企業價值鏈保持吻合[3]。作為中國制造企業來說，其應在對制造行業個性化定制及柔性制造趨勢加以把握的基礎上，著力升級優化制造體系，使企業經營發展能夠與工業4.0的柔性制造特征有機匹配。

（二）確立高級化制造目標，對制造企業的產業鏈進行改進升級

中國制造企業從總體上看，其產品及產業的技術含量及附加值普遍不高，相比于制造強國，如德國，日本等，我國制造企業在制造目標及產業鏈上都處于較低的層次。工業4.0給制造企業升級提供了契機，作為中國制造企業來講，其應注重對自身的產業鏈進行改進和升級，將產業鏈由單一的下端加工生產及組裝提高到零件、材料及部件的高端化生產研發，從而使我國制造企業能夠在產品的技術含量及附加值上實現由低到高的逐步提升[4]。例如，作為我國芯片制造企業而言，其在制造目標上要實現由芯片的封裝向芯片的晶圓加工及芯片開發過渡，以拓展制造企業目標市場，為芯片制造企業與工業4.0的對接奠定基石。

（三）細分步驟，逐步推進中國制造企業向工業4.0邁進

首先，制造企業應依托網絡信息技術，選取制造企業目標客戶進行針對性的營銷，可通過企業的門戶網站，使客戶的購買及利益訴求得到最大化地滿足。以刀具制造企業為例，在進行企業網站建設時，可以在進行產品介紹的基礎上，對刀具制作的模型和圖紙提供相應的閱覽及下載服務，充分發揮企業網站在營銷環節的作用，此為制造企業與工業4.0銜接的第一步驟。其次，要秉持制造產品全壽命周期服務的理念，一方面滿足制造企業用戶的個性化需求，另一方面對制造產品的具體使用及售后服務進行動態跟蹤及指導。第三，制造企業要致力于轉型升級，通過構造智能化、環保化、自動化、數字化的綠色花園工廠，在提高生產效率的同時，減少制造企業的能耗。例如，電子設備制造企業通過設置數字化編程控制器，打造生產及研發的數字化工廠，可以實現制造企業人力資源成本與產品資源回收利用的雙重優化，進而實現制造企業中期及長期發展戰略規劃，為制造企業與工業4.0的平穩對接提供保障。

三、結語

毋庸置疑，工業4.0模式是我國及全球制造企業發展的必經模式，也是我國制造企業在“十三五”戰略規劃期間實現企業轉型升級的重要指導思路。在與工業4.0進行對接的過程中，中國制造企業要立足自身實際，在充分借助物聯網、云計算、大數據等技術的基礎上，著重提高企業價值鏈及產業鏈高度，在升級轉型中逐步進入工業4.0時代。

參考文獻：

[1]林偉立,徐斌.新經濟形勢下中國中小制造企業的發展路徑研究[J].現代工業經濟和信息化,2015,(14):8-9+12

[2]王彬雪.工業4.0時代“中國制造”應如何轉型[J].藝術科技,2015,(7):253+255

[3]劉拓.向中國制造致敬[J].家用電器（綠色家電）,2015,(4):2-5

[4]閔連星,劉人懷,牟銳等.產品市場競爭、組織資源與中國制造企業服務化轉型[J].西南民族大學學報（人文社科版）,2015,(6):128-132