张特先，邢 昕

（河北工业大学经济管理学院，天津 300401）

“工业4.0”探讨

张特先，邢 昕

（河北工业大学经济管理学院，天津 300401）

“工业4.0”起源于德国，然而对于工业4.0的解释，至今没有一个标准答案。通过对工业4.0起源、缘由以及发展前景的探究，希望进一步加深对工业4.0的理解，期望更好地应用于中国工业的未来发展道路。

工业4.0；工业革命；互联网；智能制造

1 工业4.0的起源

工业4.0自2011年出现以来，在德国受到极大程度地推崇，德国总统默克尔更是不遗余力地在国内进行大范围推广。其表象的背后是德国的再工业化战略，即德国升级版的工业体系，工业4.0的提出与发展大致分为三个阶段：①工业4.0问世。2011年由德国工业—科学研究联盟提出的工业4.0是一项高科技计划，德国将它视作基于信息物理系统（CPS）的第四次工业革命。同年4月，德国人工智能研究中心的Wolfgang Wahlster教授首次公开工业4.0概念，随后这一概念得到国内学术界和产业界的广泛认同；②工业4.0成型。2012年1月在德国政府的支持下，德国正式成立“工业4.0”工作组，集中火力为这一项目的实施起草全面综合性战略意见。13年9月工作组发表一篇名为《保障德国制造业的未来：关于实施“工业4.0”战略的建议》的报告，这份报告标志着德国工业4.0正式成型；③工业4.0标准化。2013年12月，德国电气电子和信息技术协会（VDE）发布了德国首个工业4.0标准化路线图，标志着工业4.0已全面进入战略落地实施阶段。与此同时，德国西门子等公司也同步开展了数字化工厂的全球布局和实验性建设。在大众创业、万众创新的时代背景下，工业4.0作为德国《国家高技术战略2020》十大重点项目之一，承载着德国工业未来的发展目标。这一概念提出以后，立即引发了各国产业界和科技的广泛关注，它将推动德国乃至世界制造业的转型，所以称工业4.0是全球时代性的革命。不久的未来，世界各国都将做好准备工作，全面迈向工业4.0。

2 工业4.0的缘由

工业4.0可谓时代进步的产物，德国率先意识到生产性问题：产品缺乏“智能”与“交流”，并提出在德国坚实的制造业基础上与先进的智能生产技术相结合，这便是工业4.0的雏形。目前人类已经历了三次工业革命变革：

①工业1.0之机械制造时代，时间大概是18世纪60年代至19世纪中后期，这一期间主要通过蒸汽机和水力解决生产问题，人力被大大解放，从此人类经济社会的重心逐渐转移到工业和机械制造业；②工业2.0之电气化和自动化时代，集中在19世纪末至20世纪初，那时电力的出现给工业发展带来了新希望，因为有了电力，工业有机会进入大规模生产时代，实现了人类历史上的一大突破；③工业3.0之电子信息化时代，从20世纪70年代开始一直延续至今，世界各国不断探索电子与信息技术，以实现制造业的完全自动化目标，其中以PLC（可编程逻辑控制器）和PC的应用为标志，机器逐步替代人的大部分体力劳动和部分脑力劳动。目前我们称之为3.X，即3.0中后期，处于一种完全的自动化和部分的信息化状态。21世纪互联网的强势来袭，对于工业生产来说是一大挑战。众所周时，经济社会当中客户与生产者双方互利共赢，但各自掌握的信息是不对称的。由于成本和时间限制，生产厂商无法了解每一个客户的需求，往往只能满足多数人的需求。互联网改变了这一局面，它改变了以往人与人、人与厂商之间的相互关系，二者通过低成本的连接，从而放大广大人群的个性需求。在互联网这座大山的压迫下，传统工业必须进行改革，就是快速、小批量、定制化的生产，这也催生了工业4.0时代的到来。人、物互联，物、物互联，必须需要工业4.0这样专业的通讯协议，通过掌握物联网和服务互联网对生产环节的影响，实现完全自动化和完全信息化的目标。

3 工业4.0的发展前景

德国“工业4.0”发展战略至13年9月才正式成型，未来需要投入许多开发、实施才能实现完全的自动化和完全的信息化。目前这一理念已经得到广泛传播，只是各类企业对它的接受程度存在一定差异。其中，规模越大、技术含量越高的企业越容易接受工业4.0的理念。以西门子安贝格工厂为例，这是一家号称最接近工业4.0的工厂，工厂里超过三亿个元器件都有自己的“身份证”，每年可生产出约1200万件Simatic系列，出错率只有百万分之十。

3.1 智能制造

从历史经验和客观条件来看，德国发达的实体经济为工业4.0打造了坚实的基础，为其生产实现完全智能化提供了可靠条件。智能产品的开发过程着实不易，首先需要技术研发和制造装备都达到一定成熟的条件，同时专业人才也是不可或缺的，这样生产出的产品才真正具备智能化。实现智能制造是将来经济发展的目标，未来的生活应该是在一个全智能环境下，生产者要学会利用数据和服务获得收益，而非局限于产品本身的价值。

3.2 数据安全性是关注重点

工业4.0意味着现有的智能信息通信技术、传感技术和驱动机械装置将融合到生产系统中，凡与产品相关的各领域将链接在一起，数字世界和现实世界之间的距离会逐渐缩短［1］。随之而来的是网络安全问题，对于德国机械设备制造业的中小企业来说，不仅要确保生产设备和产品不会对人体、环境及社会造成消极影响，还要防止数据被恶意使用，采取强有力的措施应对经济黑客对他们的非法攻击。

3.3 培养科研人才

1763年普鲁士重申了普遍义务教育的要求［2］，未来的工业道路需要靠新一批科研人才指导。“高效的教育体系是决定一国教育和人力资源水准的关键因素”，德国政府一直以来资助由高校、科研机构和企业三部分组成的研发体系，据欧盟公布的2013年各行业研发资金50强排行榜显示，在2013年研发投入超过2260万欧元的企业中，德国以130家企业占据榜首。就这点而言，德国政府的做法值得其他正在尝试迈入工业生产新阶段的国家借鉴。

［1］丁纯.德国“工业4.0”：内容、动因与前景及其启示 ［J］.德国研究，2014，（4）：42-48.

［2］邢来顺.德国工业化经济——社会史［M］.武汉：湖北人民出版社，2003，90-91.

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