德国的工业4.0概念将给中国带来启示和借鉴
一场国际金融危机，让实体经济的重要性得以凸显。美国、德国、英国等发达国家纷纷提出以重振制造业为核心的“再工业化”战略。不过，发达国家的再工业化并非简单回归，而是以信息网络技术、数字化制造技术应用为重点，旨在依靠科技创新，抢占制造业新的制高点。
上述信息技术与制造业深入融合的浪潮，被视为一场新的工业革命。不过，各方对这场革命的理解不尽相同。《经济学人》杂志提出，“第三次工业革命”的核心技术是制造业数字化。美国《连线》杂志前主编、《创客》一书的作者克里斯·安德森认为，将互联网和制造业结合，实现创客运动，将掀起新一轮工业革命。德国则将这场变革视为继机械化、电气化和信息技术之后，工业化的第四个阶段，因此将之命名为“工业4.0”。
上个月，西门子股份公司工业业务领域席执行官鲁思沃带队走进中国工程院，将德国工业4.0理论与实践在此宣讲。相关专家近日接受《中国科学报》记者采访时表示，德国的工业4.0概念与我国强调的工业化和信息化深度融合的理念不谋而合，将给中国带来启示和借鉴。
新革命
工业4.0概念在今年4月举行的汉诺威工业博览会上被提出。10月以来，德国老牌制造企业西门子相继在中国工程院举办的交流会议及2013中国国际工业博览会上对这一概念进行了阐释，工业4.0概念也由此吸引了更多人的兴趣和关注。
对于工业4.0的革命性意义，西门子（中国）有限公司执行副总裁兼工业业务领域总裁吴和乐在接受《中国科学报》记者采访时指出，在过去的30年左右的时间里，功能强大的、自主的微型计算机（嵌入式系统）越来越多地相互间或与互联网以无线方式互联，促使实体物理世界与虚拟网络世界相互融合。
“这意味着有工业化以来，一个次有可能将资源、信息、物品和人进行互联。在制造领域，这种技术的渐进性进步被描述为工业4.0。”吴和乐说。
根据德国电子电气工业协会的预测，工业4.0将使工业生产效率提高30%。
在今年10月由中国工程院和国资委举办的一次交流会议上，鲁思沃介绍称，工业4.0的基础是分布式、自发式的生产流程，与大规模、单一部件生产的日益趋同。产品、运输方式或工具构成了信息物理融合系统（CPS）。这些互联互通的智能体，通过基于互联网的技术进行通信，自行决定可行的佳生产路径。
“未来制造业的支柱就是我们目前正在经历的工业范式的转变：真实制造与数字化虚拟制造的融合。”鲁思沃说。
据了解，在德国，工业4.0的发展得到了政府的大力支持，作为德国高科技战略的一部分，德国政府对该项目的投资高达2亿欧元。
如何实现
据了解，工业4.0主要分为两大主题，一个是“智能工厂”，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。第二个是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。
吴和乐告诉记者，在工业4.0的具体实践中，如何以集成的方式，将虚拟世界和真实世界更加紧密地联系起来，是应该关注的重点。
以汽车生产为例。在过去，如果想生产一辆汽车，我们需要经历五个阶段：设计汽车的模型，规划何时何处生产零件以及组装零件，告诉机器我们的规划，开动机器生产汽车，以及保证机器在生产过程中没有错误和故障。
“汽车的生产非常好地诠释了生产周期所需要的五个步骤：产品设计、生产规划、生产流程、生产执行和服务。”吴和乐说。
在传统的生产中，这些阶段是按顺序进行的。前一阶段结束了，下一个阶段才开始。同时，我们试图提高的是每个阶段的生产力。
而在吴和乐看来，在每个阶段做到优，并不代表整个生产过程能够有大的产出。“因此，我们需要用整体的眼光看待生产。只有将各个阶段集成，我们才能达到生产的大优化。”吴和乐说。
正是秉承着“集成”的理念，西门子为制造企业提供了数字化企业平台解决方案。通过该方案，制造企业可以实现从产品设计、生产规划、生产工程到生产执行和服务的全生命周期的高效运行，以小的资源消耗获取高的生产效率。
此外，有对工业4.0持怀疑态度的人士声称，无人化生产将令厂房空无一人，并由此给社会带来负面影响。但在鲁思沃看来，实际情况恰恰相反。他在上述交流会议中强调，在工业4.0中，人的作用将更为重要。
“在制造业的创新领域，例如产品设计和生产规划阶段，人的聪明才智仍是不可或缺的。同样，在操作层面，人类还将继续发挥核心作用。他们将不再从事体力劳动，而主要从事创新设计、控制和检测等工作。”鲁思沃说。
中国启示
当前，作为“世界工厂”的中国，正受到双重的挑战：发达国家正在进行“再工业化”运动，东盟国家、印度和拉美国家则拥有更低的劳动力和资源成本。在这样的形势之下，如何在保持增长的同时，促进产业升级，是中国制造业不得不思考的问题。
2013年9月5日，工信部针对当前制约工业转型升级的突出矛盾和问题，制定了《信息化和工业化深度融合专项行动计划（2013-2018年）》。
“何谓两化的深度融合？我们从德国提出的工业4.0概念中，是可以得到一些启示的。”中国社科院信息化研究中心秘书长姜奇平对记者说。他进一步解释说，中国制造业未来如何适应市场的变化，有各种不同的意见。一种是强调更迅速、灵活地适应市场，用“贸工技”的方法跟上时代，还有一种则是“技工贸”的方法。比如，同样是家用电器，海尔走的是贸工技的路子，格力则是技工贸。
“我们从德国的工业4.0概念得到的启示是，格力这条路子也是可行的路子。我们和德国相比，研发投入不足。而格力强调核心技术在创新中所发挥的作用，这对于我们从制造业大国到强国的转变，是有意义的。因此，德国的工业4.0，可以作为两化深度融合的一个可选的方向。”姜奇平说。
同时，以工业4.0为代表的新一轮工业革命，也是中国制造业转型升级的重要契机。今年1月，中国工程院启动并开展了《制造强国战略研究》重大咨询项目，提出了在2020年进入制造强国行业的指导方针和优先行动。相关专家指出，新一轮的工业革命，对于当今中国，尤其是对于中国的制造业，既是极为严峻的挑战，更是一个技术上赶超发展、结构上加快升级的重大机遇。对此，必须高度重视、密切跟踪、迎头赶上。
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历史上的工业革命
一个次工业革命于18世纪60年代发生在英国，这次工业革命以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志，它彻底改变了产品的生产方式，开创了以机器代替手工劳动的时代。
到了19世纪上半叶，机器本身也使用机器来生产，标志着工业革命的完成。继英国之后，法国、美国等国家也相继进行了一个次工业革命。
第二次工业革命始于20世纪之交，这次工业革命在劳动分工的基础上，采用电力驱动产品的大规模生产，从而将人类带入了大批量生产的“电气时代”。
20世纪70年代初，第三次工业革命取代了第二次工业革命，并延续到现在。第三次工业革命引入了电子和信息技术，从而使制造过程不断实现自动化，机器不仅接管了相当比例的“体力劳动”，而且还接管了一些“脑力劳动”。
而随着信息技术、互联网和物联网技术的发展，实体物理世界与虚拟网络世界走向融合，人们通过信息物理融合系统（CPS），将资源、信息、物品和人进行互联，建立高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。这种技术的渐进性进步被描述为工业化的第四个阶段，即工业4.0。在工业4.0时代，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。
