
互聯網發展到5G時代,信息技術對生產制造的顛覆也逐漸顯現。在人類社會文明的演進中,信息技術革命一直是推動歷史發展的重要力量,一個國家對工業的重視度,關系到經濟發展的水平和在全球市場的競爭力。
他山之石可以攻玉,號稱“第四次工業革命的血管”的5G時代已經到來,世界其他國家在工業信息化上的布局,更能幫助我們分辨清楚未來工業互聯網發展的方向。
德國工業4.0戰略
德國在制造業自動化方面一直處于世界領先位置,并造就了一批以西門子、SAP等為代表的德國巨頭公司。
2013年,德國宣布實施工業4.0戰略,并提出兩大目標:即實現智能工廠與智能生產。其中,智能工廠重點研究智能化生產系統及生產流程等的實現;智能生產則涉及企業的物流生產管理、智能技術的應用等,通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統—信息物理系統(Cyber-PhysicalSystem)相結合的手段,將制造業向智能化轉型。
2019年,《德國工業戰略2030(草案)》指出,機器與互聯網互聯(工業4.0)是極其重要的突破性技術,機器構成真實世界和互聯網構成的虛擬世界之間的區分正在消失,工業中應用互聯網技術逐漸成為標配。
在4.0戰略中,企業的表現格外突出。西門子在2007年開始就在數字化領域開展了一系列并購,致力于實現信息系統與自動化控制系統集成,力圖將工業互聯網平臺作為數字化轉型的關鍵杠桿,并在2017年數字化業務收入超過140億歐元。此外,還聯合庫卡、費斯托、艾森曼集團等18家合作伙伴共同創建“MindSphere World”,打造MindSphere平臺的生態系統。通過強化工業APP開發與應用服務能力,利用大數據分析做出性能數字化雙胞胎,優化產品設計,實現閉環生產。博世融合Eclipse開源組織,打造從數字雙胞胎到嵌入式編程的邊緣開放生態,博世IoT平臺集成了10余種工業協議,基于模塊化OSGi架構下發至網關設備上進行靈活配置。
SAP則在HANA平臺基礎上,進一步推出了涵蓋邊緣計算、大數據處理與應用開發功能的Leonardo平臺。通過數字化雙胞胎網絡,橫跨企業研發、生產、供應、銷售、服務全價值鏈,連接產業鏈利益相關方,主要在物聯網、數字雙胞胎、企業資產管理、數字化實時工廠、機器學習、區塊鏈透明交易等六大領域,支持企業全方位的數字化轉型。
推動工業互聯網與5G融合創新應用。倍福(Beckhoff)、博世、德國電信、愛立信等歐洲企業聯合成立“工業互聯與自動化5G聯盟”(5G-ACIA),推動5G在工業生產領域的落地。弗勞恩霍夫與愛立信等企業合作,開展智能工廠、航空發動機制造、智能工業機器人等場景的5G技術驗證。
在4.0戰略中,德國聯邦教育與研究部累計撥付上億歐元經費支持工業4.0技術研發項目,德國經濟與能源部出資5600萬歐元建立10個中小企業數字化能力中心。通過工業4.0戰略,德國6大國民經濟重要行業的產值至2025年預計共增長780億歐元,平均每個行業每年增幅可達1.7%。
美國 “再工業化”戰略
第二次工業革命期間,美國實現了農業國向工業國的轉型,一躍成為世界一流的制造業大國。上世紀90年代以來,世界經濟與貿易結構重新配置,東亞地區依靠勞動力優勢逐漸承接了以美國為首的發達國家的制造業轉移,東亞國家也依靠出口導向型的發展戰略成為美國主導的世界經濟體系的關鍵一環。伴隨制造業轉移,美國金融業獲得了巨大的發展,華爾街進而成為美國經濟的重心所在。
之后,金融危機的爆發暴露了美國經濟中金融服務業過度膨脹、實體經濟“空心化”及資產價格泡沫等問題,并導致美國經濟的普遍衰退和失業人口的劇增。2008年,奧巴馬政府上臺為應對美國經濟中制造業的危機,提出了“再工業化”的口號,試圖扭轉美國制造業衰落的趨勢。
2010年,美國提出“再工業化戰略”,2011年,美國政府正式啟動了“先進制造伙伴計劃”,提出了“在哪里發明、在哪里制造”的口號,要重新奪回制造業的世界市場。為了解決高校基礎研究和企業成果轉化之間的矛盾(稱之為“死亡谷”),美國政府專門建立了由一批“制造創新研究院”組成的國家制造創新網絡。第一批擬建15個:增材制造、數字化制造和設計、輕量化材料制造、新一代電力電子器件制造、柔性混合電子器件制造、集成光電子制造、智慧制造。美國力圖通過“再工業化”重振本土工業,一方面是防止制造業萎縮失去世界創新領導者的地位, 一方面是要通過產業升級化解高成本壓力。
在“再工業化” 基礎上,美國還積極打造工業互聯網發展生態。2014年3月,GE、AT&T、Cisco、IBM、Intel等5家企業聯合成立工業互聯網聯盟(IIC),推動工業互聯網技術標準化和試點應用,打造工業互聯網生態體系。2015年IIC發布工業互聯網參考架構,系統性界定工業互聯網架構體系。2016年3月,工業互聯網聯盟和“工業4.0”平臺代表在瑞士蘇黎世探討分別推出的工業4.0參考架構模型和工業互聯網參考架構的潛在一致性。截至2019年,美國工業互聯網聯盟已有來自全球33個國家的260 余家成員單位,致力于開展測試驗證、標準制定、國際合作等工業互聯網生態建設。
日本機器人新戰略
不可否認,機器人應用造就了日本制造輝煌時代。
20世紀80年代以來,日本機器人以制造業工廠應用為主,迅速普及。尤其是在主要需求領域汽車與電子制造產業中,機器人的安裝使用帶動了生產效率的大幅提升。2012年,日本機器人產值約為3400億日元,占據全球市場份額的50%,安裝數量(存量)約30萬臺,占全球市場份額的23%。而且,機器人的主要零部件,包括機器人精密減速機、伺服電機、重力傳感器等,占據90%以上的全球市場份額。
2015年,日本政府發布了《機器人新戰略(Japans Robot Strategy)》。該戰略認為,在世界快速進入物聯網時代的今天,日本要繼續保持自身“機器人大國”(以產業機器人為主)的優勢地位,就必須策劃實施機器人革命新戰略,將機器人與IT技術、大數據、網絡、人工智能等深度融合,在日本積極建立世界機器人技術創新高地,營造世界一流的機器人應用社會,繼續引領物聯網時代機器人的發展。
面對新的市場變化與機遇,發那科、安川電器、三菱、東芝等日本知名機器人廠商紛紛推出新產品和解決方案。人機協作機器人、人工智能機器人、智能工廠集成式解決方案成為各大廠商的研發推廣重點。
其他國家力爭趕超
智能制造已經成為制造業未來發展的全新驅動因素,世界各國也都提出明確的政策支持體系來應對新一輪制造業革新浪潮。
印度在2014年提出“印度制造計劃”,明確以基礎設施建設、制造業和智慧城市為經濟改革戰略的三大支柱,通過智能制造技術的廣泛應用,將印度打造成新的“全球制造中心”;2 014年,英國提出“高價值制造”戰略,應用智能化技術和專業知識,以創造力帶來持續增長和高價值潛力的產品、生產過程和相關服務,達到重振英國制造業的目標;韓國2009年提出“新增長動力規劃及發展戰略”,法國2013年提出通過創新重塑工業實力的“新工業法國”計劃,我國在2015年提出“中國制造2025”,通過“三步走”實現制造強國的戰略目標。
歷經四次工業革命,從大機器生產到智能化制造,如今,隨著通訊信息技術的進步,互聯網已經逐步滲透進入實體經濟,在工業互聯網、能源互聯網,車聯網等領域,萬物互聯更是為產業之間搭建了互惠互利的合作橋梁。世界各國都在力爭通過推動互聯網與產業制造融合,搶占發展制高點。