Archive for 胡权

重新认识工业4.0时代的工厂边界

  自200多年前人类社会开始工业化以来,大部分创新发生在车间或工厂,直到人类社会开始进入工业4.0时代,这种情形才开始有所改变。工业4.0研究院一直认为,在第四次工业革命时期,工厂的边界将被打破,人们将认识到一个全新的概念——智能工厂。

  知名的经济学家威廉Ÿ.拉佐尼克(William Lazonick)在《车间的竞争优势》一书中用详实的历史事实指出,工业革命以来,人们通过在车间不断进行创新,大大提高了生产力,促进了人类社会的发展。在传统的生产工艺和现场技术的限制下,人们不断通过改进设备的精密度、优化生产线流程和应用新型的制造技术,实现更低成本生产更高质量的产品。

  机械工业出版社近期出版的《智能制造:未来工业模式和业态的颠覆与重构》(简称《智能制造》),是德国专家奥拓.Ÿ布劳克曼(Otto Brauckmann)撰写的模式变革著作。虽然作者主要做制造执行系统(MES)咨询服务,但其视野显然比工厂现场管理系统要宽广,作者利用自己的咨询经验,论述了制造业服务化的内涵和外延。

  与工信部软件与信息化服务司副司长安筱鹏观点类似,布劳克曼把生产制造流程延展到了制造前服务和后服务中去了,制造前服务主要以研发、供应链等环节为主,制造后服务主要是为客户提供的附加值,这也许就是我国提出智能制造概念的主要意义吧。

  从《智能制造》一书来看,作者对制造前服务论述较丰富,特别是涉及到生产现场的供应链,还专门有“在供应链中创造附加价值”一章来进行论述,对于生产现场的管理,也涉及到多章节进行了分析。可惜对于制造后服务,虽然有涉及,但显然不够详实,从作者德国专家的背景来看,德国企业难以如同中国企业直接面向大量的消费者,要在制造后服务进行创新,难度的确不小。

  在生产技术有所限制的情况下,通过不断加强专业化分工来实现低成本的效率,是工业化进程的核心。从苹果iPhone手机构成来看,一共有500多个零部件,由全球200多家供应商提供。随着以物联网和服务互联网为代表的网络化在生产制造领域的应用,将第一次打破这种限制,大大扩展传统意义上的工厂边界。

  事实上,进入到第四次工业革命时期,工业化深化的方式将发生改变,通过改变工厂的边界,让产品研发、设计、生产和服务跨越传统的车间或工厂,让具有创意的人们根据需要参与产品的全生命周期,充分释放人类的创造力,那么,人类社会的生产及生活也将发生翻天覆地的改变。

  正如《智能制造》作者布劳克曼把这种趋势称为“智能制造”一样,工业4.0研究院更愿意延展工厂概念的含义,把它称为“智能工厂”。有兴趣的读者,可以自行到《智能制造》一书中去寻找答案,或者到工业4.0研究院官方网站上阅读相关文章。

  本文为机械工业出版社《智能制造:未来工业模式和业态的颠覆与重构》撰写的评论。

日本再复兴及新机器人战略分析

  毫无疑问,目前我们已经开始进入第四次工业革命时期,除了德国推出了工业4.0,美国推出AMP 2.0以及工业互联网,中国也推出了中国制造2025,日本也不甘落后,它在2015年初发布了《新机器人战略》(New Robot Strategy)。

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  日本政府发布的《新机器人战略》提出了3大核心目标,它们分别为“世界机器人创新基地”、“世界第一的机器人应用国家”、“迈向世界领先的机器人新时代”。为实现上述3大核心目标,日本政府制定了5年计划,旨在确保日本机器人领域的世界领先地位。

  同时,在2015年5月,日本机器人革命促进会正式成立,标志着日本新机器人战略迈出了第一步。从相关研究成果来看,日本新机器人战略有两大目的,即扩大机器人应用领域与加快新一代机器人技术研发。

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  到2020年的5年间,要最大限度应用包括政府制度改革在内的多种政策,扩大机器人开发投资,推进1000亿日元规模的机器人扶持项目。

  工业4.0研究院认为,日本的再复兴计划(Japan Revitalization Strategy)和新机器人战略(New Robot Strategy)是其国家战略,这类似德国的工业4.0、美国的先进制造业(AMP 2.0)、中国的制造强国及中国制造2025等规划与蓝图。

  对于期望在未来大概30年时间从制造大国到领先的制造强国的中国来讲,机器人是一个不可或缺的领域,但由于中国国内的机器人产业不成熟,短期(5年以内)难以形成一个完整的产业体系。

      那么学习借鉴日本的机器人战略,以及利用国内的产业规模大的特点,形成以工业大数据驱动的中国机器人战略,似乎是必然之选。为了方便工业4.0研究院的访问者了解日本机器人相关的政策、战略及规划,在本文后面附上日本各个政府文件及规划。

 

 

德国罗兰贝格访谈胡权的核心观点实录

德国罗兰贝格公司计划撰写一本工业4.0的专著,最近对工业4.0研究院院长胡权进行访谈,主要谈及的问题是中国对工业4.0的看法以及工业4.0研究院对中国实施工业4.0的观点。本文记录了访谈的核心内容,感谢罗兰贝格的Shengyun Lu及Max Blanchet。

Industry 4.0 Perspectives from Mr. Hu Quan

德国工业4.0平台描述的场景

Industry 4.0 is one of the hottest topics in China right now. The Chinese government raised a new concept named “China Manufacturing 2025” to work in concert with Industry 4.0 and to promote automation and digitalization in China. A lot of Chinese manufactures are learning about Industry 4.0 because it provides a systematic approach of future manufacturing trends and also because it is a well-known international concept widely communicated on.

In China, there are three major reasons why companies want to learn and implement Industry 4.0.

The first reason is to differentiate themselves from other competitors and enhance new competitive advantages. For example, leaders from public companies such as Haier and Sany believe that Industry 4.0 technologies will help improve productivity and expand market share overseas, especially in Asian countries.

The second reason is to lower labor cost in the cost structure and to capture more added-value. Even though labor cost in China is much lower than in other developed countries, it has been growing dramatically over the past few years and will keep up the pace. Industry 4.0 is a promising way to solve this issue.

The third reason is that central and local governments have put strong efforts in promoting automation and computerization. Companies working on such fields will receive numerous supports from the government. Local government officials also believe Industry 4.0 is able to help them achieve their political goals, which are to increase growth, fiscal revenues and innovation capability. One motivation is also to make a good impression towards the central government.

To achieve the development of industry 4.0, China will mainly focus on two aspects: Industry 4.0 equipment / solutions providers and Industry 4.0 applications.

An interesting phenomenon in China is the acquisition / partnership between independent software companies and robot / machine manufacturers. Some companies are striving to become the next Siemens who provides complete digital factory solutions. Therefore, manufactures have a strong interest in acquiring companies in the field of MES, PLM or ERP which results in stock price skyrocketing for those software companies. For example, an MES company worth 20 million RMB last year can be valued at 100 million RMB this year.

Public company like Haier’s long-term goal is not only manufacturing TV sets or refrigerators, but also to become a smart devices manufacturer and a digital factory solution provider. Haier’s internet factory and e-commerce platform is a good foundation toward this long-term goal. SOEs (State-Owned Enterprises) will also apply or adopt automation and digitalization concepts under the guidance of “China Manufacturing 2025”, a plan originated by the Chinese government and not by foreign concepts.

Many Chinese companies are learning or implementing Industry 4.0 solutions, but it is hard to find great successful examples so far. They did improve factory hardware and software, and dramatically increased productivity and even product line differentiation, but they still face huge resistance in changing their business model. Human resources departments, industry value chains and even customers are not ready to accept a new business model. However I am very optimistic that Chinese companies will move faster than European companies in the road towards Industry 4.0 because of the highly supportive environment they live in.

Some people think Industry 4.0 will challenge China to some degree, but, on the contrary, I think it brings us more opportunities. China Academy of Industrie 4.0 conveys the message that Industry 4.0 is the fourth revolution and the only way to be rule-making is to be an active player in the game. Although Germany has set some Industry 4.0 standards based on its experience, Germany will also need powerful partners like China to promote its concepts.

Industry 4.0 is more an opportunity for China, as we are agile enough to learn and react to the trend, than it is for other emerging countries. It is even a threat for those emerging countries that are not reacting to the transformation, because being a low cost country only for low cost manufacturing will not be a source of value any longer. Building factories based on the low cost business model does not work anymore.

China is starting to catch up on Industry 4.0, and will grow steadily and fast by taking advantages of Chinese strengths in e-commerce, cloud computing and big data. One can expect Chinese industrialization to take a further step beyond and even become the leader of Industry 4.0.

美国空军应用高度网络化的案例

  在第四次工业革命时期,网络化是其主要的技术特征,这个特征改变的不仅仅是制造行业,它将对几乎所有领域产生影响,这也是新工业革命的基本含义,同时也是工业4.0研究院对第四次工业革命的基本认识。

  美国空军(Air Force)结合到网络化的基本含义,对未来的空战形成了战略型的思考,并形成了”未来空战概念“(Air Force Future Operating Concept),美国空军把这个时间点设定为2035年,也就是说,在2035年,美国空军是可以形成一个网络化的空战格局,而这个格局是有利于美国空军的能力。

  为了应对未来的网络化空战的需要,美国空军相继发布了多个文件,包括USAF Strategic Master Plan,Air Force Future Operating Concept, America’s Air Force:A Call to the Future, Global Vigilance, Global Reach,Global Power for America,America’s Air Force-A Call to the Future,The World’s Greatest Air Force – powered by Airmen, Fueled by Innovation。

  从工业4.0研究院负责航天军工的研究员分析来看,美国空军利用了智能制造带来的灵活定,同时还利用了空中组网(互联网),形成了一个立体的未来空战概念,逼迫敌军也需要升级其信息化系统。

Air Force Future Operating Concept

  众所周知的是,全球大部分核心IT技术都掌握在美国企业手中,这也是前一段时间美国总统奥巴马公开称”如果美国要主动发起网络战,美国必胜”的根本原因。

  德国提出了工业4.0概念,美国的PCAST(美国总统科技咨询委员会)提出了先进制造业合作伙伴计划(AMP 2.0),同时,美国还有GE提出的工业互联网,以及Google等互联网公司直接在汽车、手机等领域的互联网化……因此,美国在未来制造以及未来世界的认识上,显然要更为多元化一些。

  总而言之,不管是德国工业4.0概念,还是美国的工业互联网或是美国空军的“未来空战概念”,亦或是中国制造2025等概念,其本质还是网络化在这些领域的深度应用,只是大家对这些应用的实现逻辑或路径有所不同而已。

 

第四次工业革命概念实证研究

  为了说明第四次工业革命的概念,工业4.0研究院进行了长久的跟踪研究,目前从德国工业4.0平台以及中国工业4.0研究院(China Academy of Industrie 4.0)两个独立机构的研究成果来看,双方都认同工业4.0就是第四次工业革命的结论。

      目前虽然工业4.0的概念并未得到所有专家的认可,但从诸如哈佛商业历史学家阿尔弗雷德.D.钱德勒在《信息改变美国:驱动国家转型的力量》一书中提出信息技术的应用是第三次工业革命的论断来看,德国人把网络化在工业领域的应用称为第四次工业革命也没有什么不妥当。

德国工业4.0概念的阶段性定义

  在德国工业4.0概念的描述中,发生在英国的第一次工业革命是工业1.0,其主要技术特征是机械化,以电气化和自动化为特征的第二次工业革命就是工业2.0,接着以PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)广泛应用为特征的第三次工业革命就是工业3.0,当然,未来的以CPS技术为特征的制造业,可以称为工业4.0。

  从2015年4月德国工业4.0平台发布的《工业4.0实施战略计划》报告中,对工业4.0进行了较为严格的定义:

  “工业4.0概念表示第四次工业革命,它意味著在产品生命周期内对整个价值创造链的组织和控制迈上新台阶,意味着从创意、订单,到研发、生产、终端客户产品交付,再到废物循环利用,包括与之紧密联系的各服务行业,在各个阶段都能更好满足日益个性化的客户需求。”

  更进一步,德国工业4.0平台阐释了工业4.0概念的价值,它指出:

  “所有参与价值创造的相关实体形成网络,获得随时从数据中创造最大价值流的能力,从而实现所有相关信息的实时共享。以此为基础,通过人、物和系统的连接,实现企业价值网络的动态建立、实时优化和自组织,根据不同的标准对成本、效率和能耗进行优化。”

  由此可见,德国对工业4.0的定义是比较清晰的,对工业4.0在工业革命史中的阶段有比较清晰的划分,同时也对工业4.0阶段的价值创造过程有了较为清晰的认识,因此,工业4.0概念是一个较为完备的体系。

新工业4.0平台的17项任务

  从《工业4.0实施战略计划》提出的工业4.0实施战略来讲,德国工业4.0是“为了加强德国的经济地位,……一方面制定出技术、标准、商业模式和组织模式等方面的跨产业路径;另外一方面,加强大学和研究机构与中小企业和工业企业的紧密合作,推动工业4.0的实施。”

  事实上,德国工业4.0平台提出了由17项主题组成的新工业4.0平台核心议题,对研发与创新、参考体系结构、网络系统的安全性以及法律框架等四个方面进行了较为全面的研究,这些主题覆盖的范围非常广泛,涉及到制造业的方方面面。

  除了网络系统的安全性、法律框架和参考体系结构跟具体生产制造企业不直接相关,研究与创新涉及到的14个主题,本质上是对2013年发布的《工业4.0实施战略建议》所提出的双领先战略(领先的市场战略及领先的供应商战略)和三大集成的落实,形成了有目标的阶段性发展计划。

  在2013年发布的《工业4.0实施战略建议》中,德国工业4.0平台提出了德国应该追求形成领先的工业4.0市场,并且成为全球性的工业4.0供应商;同时,德国还应该从纵向集成、端到端集成和横向集成实现其工业4.0战略目标。

  从工业4.0研究院了解的情况来看,德国一些大型企业的确是按照这样的思路来构建企业战略的,例如,德国西门子针对未来制造业的战略是数字化战略,为了推进其数字化战略,德国西门子还专门成立了数字化解决方案集团(Digital Factory Group),整合了工业自动化和工业软件集团的解决方案,以更好的面向客户提供工业4.0解决方案。

  总而言之,第四次工业革命的概念已经初步形成,随着德国工业4.0平台和中国工业4.0研究院对第四次工业革命研究的深入,会逐步丰富第四次工业革命的内涵,形成更为完善的第四次工业革命理论及实践体系。