工業4.0對中國制造業的影響及如何應對的研究

楊文興，閆小倩，夏洪恩，費鵬，杜鐘博，張祎，王瑞平,2

工業4.0對中國制造業的影響及如何應對的研究

楊文興1，閆小倩1，夏洪恩1，費鵬1，杜鐘博1，張祎1，王瑞平1,2

（1.寧波吉利羅佑發動機零部件有限公司，浙江 寧波 315336；2.浙江吉利羅佑發動機有限公司，浙江寧波 315800）

以現代互聯網技術和信息通訊技術的發展為背景，介紹了工業4.0及其內涵，工業4.0是智能化的時代，將以信息物理融合系統（CPS）作為基礎，進行數字化和網絡化的生產，結合我國制造業現狀分析了工業4.0對我國制造業的影響以及面臨的機遇與挑戰，從三個方面論述了我國制造業對工業4.0的應對之策。

工業4.0；信息物理系統；智能制造；大數據；中國經濟新常態；智慧工廠

前言

近幾年，隨著網絡設施的快速普及和信息技術的飛速發展，像3D打印、大數據等技術在諸多行業已被廣泛應用并成為高科技應用領域發展的主要驅動力。提高生產效率，減少產品的上市周期，應用更加靈活的制造方式，以及如何進行能源的有效利用，是全球工業面臨的挑戰，也是工業4.0提出來的在未來制造業中存在的主要問題，制造業在實體經濟中扮演著重要角色。在當前全球需求不景氣的情況下，傳統制造業面臨著升級轉型和結構調整的巨大壓力，為了實現這種先進的生產模式，需要融合現實生產和虛擬生產技術，基于互聯網、人和大數據，通過數字化工程及制造等技術實現柔性制造，經濟高效的滿足客戶個性化的定制需求。如今，我國的制造業同樣面臨著升級轉型和調結構的現實需要，而制造業互聯網化趨勢的進一步延伸，使得以工業4.0為核心的智能制造被先進制造大國所接受，被認為是推動傳統產業轉型升級以及調整結構的必然選擇，并將成為制造業的主要發展方向，也將會越來越多的應用在今后的生產制造業中，以提高生產的智能化。

1 工業4.0介紹及其概念

1.1 工業4.0介紹

工業4.0源于德國，其意義在于推進工業制造等領域的新技術的研發和提高創新性，于2013年4月推出這一概念，并在同年9月份在上海工博會上推廣到中國市場。同時與信息物理系統（簡稱CPS）相結合，使制造業向智能化轉變，以提高德國工業的競爭力[1]，圖1表示的是工業4.0自動化-信息物理系統。近年來，已得到歐、美、日等發達國家以及制造大國的紛紛響應，眾多國際化大公司已開始將這一概念引入其工業軟件開發和生產控制系統中。

圖1 工業4.0自動化-信息物理系統

1.2 工業4.0的概念

工業4.0的目的是通過智能化的方式來提高制造業的生產水平，通過這一智慧工廠，可以在商品流程和價值流程中整合客戶和商業資源。在這種模式下，傳統產業界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。以互聯網和信息技術為基礎，更多資源要素和生產要素的整合也會變得更具科學化，可以使大數據、云計算等先進技術能夠有更加緊密的融合，更加智能，生產系統將被細化，控制過程會設計的更加詳細。圖2是對工業4.0的主題、重點、關鍵點和設想的概括。

圖2 工業4.0的主題、重點、關鍵和設想

2 工業4.0對國內制造業的影響

2.1 我國制造業的現狀

隨著我國經濟改革的不斷深化，國有制造企業的不斷并購、重組和轉型，特別是機械制造行業和工程裝備行業，涌現出了一批具有國際影響力的企業，而中小制造企業普遍處在經營規模小、分散、孤立、行為不確定的狀態，一方面，農動力比較優勢正在逐步喪失；另一方面，中國制造業是以高耗能高污染低附加值低技術含量的產品為主，從貿易出口總額來看，中國無疑是貿易大國，2003年出口達4383.7億美元，但是，這其中也存在很大的問題：在中國出口的商品中，紡織品、服裝、一般機電產品、鞋類、塑料等7類產品出口額在出口總額中占的比例高達70%。特別是在專業技能、質量管理、銷售服務等水平方面存在較多問題，科技人才力量薄弱，缺乏創新能力，抵抗外部風險能力不強，加之，中小企業融資難度大，資金短缺。

2.2 工業4.0對國內制造業的影響

中國工業正在發生著巨大的變化，對于我們來說既是機遇又是威脅。雖熱在中國的市場中，傳統制造行業仍然有一席之地，但是工業4.0的到來會對傳統制造業產生巨大的沖擊以適應市場變革，原本的組織、流程和一些功能會發生變化。新的市場格局下，也會涌現出新的競爭對手。通過去年的苗圩部長的關于“推進信息化和工業化融合，打造中國制造業升級版”的相關報告，以及中國工程院院長周濟的《制造業智能化數字化與“中國制造2025”》報告中，說明了中國制造業向智能化的轉型是必然的趨勢，也充分證明了將工業4.0中國工業的應用是國家戰略的重要組成部分。圖3表示的是工業4.0在中國部分行業的現狀。

圖3 工業4.0在中國的現狀

3 我國制造業面臨的機遇與挑戰

目前，中國大部分制造業由于技術落后，利潤偏低，仍處在產業鏈的最下端，使得傳統的產業在面向智能化和信息化的轉型過程中遇到了諸多的困難和挑戰，但是又同時存在著很多的機遇和選擇，主要體現在一下方面：

（1）中國經濟新常態：經濟新常態是本屆政府對當前我國經濟發展的高度概括，這意味著我國經濟增長的模式開始發生巨大轉變，經濟增長的高增長階段已經成為過去式。為中小制造業的轉型升級提供了一個良好的內部環境。

在新的經濟常態下，經濟結構的改革離不開創新，在各個企業研發生產、物流和銷售等價值鏈環節，互聯網化的融入將會使制造業發生革新變化。2015年，制造工業的智能化將進一步普及，傳統的制造業在也將把工業4.0作為標桿來打造智能工廠，制造業服務化也將成為企業轉型升級的主流趨勢，小型化、專業化將成為制造企業發展的特征[2]。

（2）對中國產業競爭力的提升是一個巨大挑戰，工業4.0將可能使發達國家在科技、信息、資本等方面長期積累的優勢進一步強化，搶占主導新型設備、新材料的生產和供應，成為主要受益者。為以大數據產業為平臺的工業4.0的發展帶來阻撓，一方面，公共數據壟斷給企業帶來決策上的不便，另一方面，數據雜亂、真實度不高、放開了拿不走，拿走也沒用，給我國制造業的轉型升級乃至發展帶來挑戰[3]。

4 現代制造業對工業4.0的應對之策

4.1 加快制造業的轉型升級

正如前文所述，傳統制造業面臨諸多挑戰，同時也面臨科技發展帶來的機遇，轉型升級將成為企業發展的必然途徑，特別是有一定技術積淀的傳統中小制造企業，如改制后的科研院所，及時更新觀念，大膽引入符合企業長足發展的技術平臺，將大數據引入企業管理，建立以大數據為核心的企業內容管理平臺，把對大數據的分析作為企業發展過程中的決策依據，實現由傳統企業向真真科技型制造企業的轉變，一方面既能整合已有技術資源進而為企業大數據平臺的搭建創造技術條件，又能實現對企業的系統化和專業化管理，另一方面通過實現對現有技術的改造，使得制造業的轉型升級更加穩健。

4.2 推進信息化和工業化的融合

參考德國工業4.0，對《中國工業2025戰略》的制定有極其重要的參考價值。隨著以3D打印技術等智能制造在工業上的不斷應用，對傳統生產制造業的轉型升級以及結構性的調整有著重要幫助。堅持以“兩化融合”為導向，將兩者緊密結合在一起，才能在新一輪的經濟形勢下和產業布局下立穩腳跟、搶先占據市場。

4.3 實現從智慧工廠向智能生產的轉變

隨著機器人、3D打印、大數據、云計算、物聯網、智能材料等眾多先進技術的融合，跨界與融合將成為科技創新的內涵，“人機一體、智能制造”將是未來制造業新的發展趨勢。產業特征將是平臺產業和平臺經濟。

5 工業4.0展望

工業4.0重新定義了“未來制造企業”的運作方向，將傳統生產線與信息化技術相結合，利用企業資源計劃系統（即ERP系統），為企業提供各種決策信息、財務信息、庫存信息、物流信息等，實現供應鏈管理、生產管理、財務管理、信息資源管理等產銷一體化管理。

[1] 董奎勇.德國工業4.0戰略計劃帶來新啟示[EB/OL].http://www. texleader.com.cn/preface/23270.html,2013-09-11.

[2] 王一鳴.全面認識中國經濟新常態[J].求是,2014(22):40-43.

The Study of the Impact and Solution of Industry 4.0 on ChineseManufacturing Industry

Yang Wenxing1, Yan Xiaoqian1, Xia Hongen1, Fei Peng1, Du Zhongbo1, Zhang Yi1, Wang Ruiping1,2

( 1.Ningbo Geely Royal Engine Components Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315336;2.Zhejiang Geely Royal Engine Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315800 )

Based on the rapid development of Internet technology and information communication technology, the industry 4.0 and its concept were introduced. Industry 4.0 is an intelligent era, which based on CPS for digital and networked produc -tion. The influence of industry 4.0 on Chinese manufacturing industry and the opportunities and challenges faces were analyzed. In addition, the solution of industry 4.0 on Chinese manufacturing was demonstrated.

Industry 4.0; CPS; Intelligent manufacturing; Big data; The new normal of China’s economy; Smart factory

U416.45

A

1671-7988(2019)14-242-03

F416.45

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1671-7988(2019)14-242-03

楊文興（1987.10-），男，就職于寧波吉利羅佑發動機零部件有限公司，目前擔任混合動力項目項目管理科長，從事吉利汽車混和動力研發項目開發工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.14.083