工业4.0大势：走向融合

本篇图文版分为上中下三篇。从大的视角来看，工业4.0" target="_blank">工业4.0的诞生有一定的时代背景和充足的证据和理由，因此我们首先分析了工业4.0的时代背景，以及工业4.0得以诞生的重要原因，之后以德国汉诺威博览会和一大批实践案例为展示，我们发现，工业4.0是以融合为主线，通过新材料、软硬件结合、虚实结合、工业集成、大型企业和小型企业的生态集成、国际范围内的标准集成，向人类展示了未来的生活生产场景。但古往今来，我们能感受到的变革，往往不是研究院里面的研究成果，而是实实在在的产品和改变了的生活方式，因此文章Zui后，我们向您展示了几款变革性的智产品，以便于读者朋友加深认识！

　　作者简介：杜玉河，工业4.0俱乐部秘书长，工业4.0创新平台数字化工厂专家，上海杜特企业管理咨询公司创始人，上海交通大学EMBA校友会首任秘书长，中国第一家互联网公司瀛海威时空上海公司总经理。本文为杜玉河先生的原创作品，欢迎大家品读！

　　一、工业4.0大势简述

　　纵观历史上的产业革命以及之后的经济体成长周期，总会伴随着繁荣和危机的起伏周期，一个经济体的衰退原因，很重要的一个原因是因为科技创新的速度滞后于其经济增长。而经济体的可持续能够高速增长是用高速增长来补偿渐缓的发明创新速度，而持续进行发明和创新以及二者对经济的影响则是维持可持续高速经济增长的前提保证。然而，发明和创新总是使过时的产业停滞不前。事实上，经济的全面高速增长必定伴随着产业所处地位的变换，正如旧产业的“产出”降低而新产业“产出”上升一样。

　　我们认为，在现今的大趋势下，德国成为工业4.0发源地有两个重要原因，一是，与中国传统意义上的民营企业（或者民营机构）代指中小型企业不同，德国的民营企业不仅会进行基础研究以及它们可能会如何利用它们的一些研究（例如，由于基础研究在某些领域是应用研究获得成功的先决条件，先动优势，强大的市场支配力或者副产品可能会为某些问题提供具体的解决方案），此为，民营机构和企业还是德国工业界标准的制定者和推动者。如工业4.0的前身“第四次工业革命平台”办事处，就是由德国机械设备制造业联合会、德国电气和电子工业联合会等三个民营协会的高层创办的。

　　二是，德国作为一个原材料短缺的高度发达国家，其经济发展严重依赖知识和研发密集型产业。德国几乎没有选择，它必须依靠创新在国际竞争中获得一席之地。前景光明的创新经济领域正在开启新的市场并竞争性地重组传统产业。对创新的产品、工艺和服务进行开发、生产并使之商业化不但能够保证现有的工作岗位，而且还将产生新的工作岗位。因此，几十年以来，德国如同其他工业

　　化国家一样，通过促进国内高技术产业的发展来支持创新、经济增长和就业水平。

　　而以德国汉诺威工业博览会为风向标，从2011年提出的“智能和效率”一直到2016年展出的百余项工业4.0的解决方案。我们发现，融合，是一条主线！

　　顺势，明道，优术，践行是工业4.0" target="_blank">工业4.0俱乐部的成长指导思想，也是我们总结出的探索迎接工业4.0时代到来之前的有效路径。具体来讲，包括这个几部分：在理论层面，做事先识势，与更多的企业达成共识。在有共识的企业上，认真阐述经产业的发展规律。引导企业，制定新的产业规划和发展规划。与多城市机构进行合作，加强产业的关键技术推广及关键技术人才的培养，并在符合条件的基础上有序地开展实践活动，示范企业和示范项目。

　　2015年12月，习总在乌镇峰会上的演讲提出，第一加快全球网络基础设施建设，促进互联互通；第二，打造网上文化交流共享平台，促进交流互鉴。文化因交流而多彩，文明因互鉴而丰富；第三，推动网络经济创新发展，促进共同繁荣。当前，世界经济复苏艰难曲折，中国经济也面临着一定下行压力；第四，保障网络安全，促进有序发展；第五，构建互联网治理体系，促进公平正义。习近平出席大会意味着政府对发展互联网的大力支持，从中可以看出，网络基础建设、网络安全、创新、大数据等都是未来发展的重点方面。

　　二、历届汉诺威工业博览会概况

　　而以汉诺威工业博览会为风向标，从2011年提出的“智能和效率”一直到2016年展出的百余项工业4.0的解决方案。我们发现，融合，是一条主线！

　　2011年，本届展会正逢中德建交40周年，此次工业交流也必将产生更大的意义。结合当今全球Zui重要的工业主题“智能效率”。本届展会首次提出工业4.0这一概念，后者成为了德国的国家战略，并对全世界工业改革产生重大影响。西门子展出了为价值链各个环节提供的增效产品和解决方案。

　2012年，这一届的主题是“绿色与智能”，菲尼克斯凭借其创造性的新能源布局摘得了赫尔墨斯奖。中国此次更以合作伙伴国身份携国内企业大举亮相，应此主题，国内能源领域里的科研项目和解决方案都尽数呈现。国际巨头们也在风能、光伏两大清洁能源争相发力。

　　2013年，本届工博会的主题“融合的工业”，博世力士乐的开放核心工程赢得今年的赫尔墨斯奖。通过工业自动化、能源、数字工厂、工业绿色科技等11个分主题，诠释工业领域的“融合”前景。本届展会的“工业4.0" target="_blank">工业4.0元素”包含：

　　德国机械设备制造业联合会、德国电气和电子工业联合会等三个协会的高层决定，共同建立一个名为“第四次工业革命平台”的办事处，于2013年4月正式启动。

　　2014年，今年的展会围绕“融合的工业—下一步”主题，展示未来工厂技术及能源转型方案。本届汉诺威工博会上，中国以近600家参展商成为东道主德国以外的Zui大参展国。

　　2015年本次展会的主题是“融合的工业－加入网络”，焦点是机械联网，这是工业技术未来发展的趋势，联网的方式将解决工业发展的新挑战。本届赫尔墨斯奖得主是德国威腾斯坦集团。智能制造和物联网产业规模的不断扩大将提升整体制造的生产率和稳定性。中国展商展示了动力传动与控制、工业自动化、能效管理、智能电网等方面的Zui新产品和技术。不难发现各大国都在争夺工业4.0这块大蛋糕：德国政府正式接管2013年由德国三大协会建立的工业4.0平台，此举旨在“促进数字化的信号，它将使政界、企业界、工会及科技界等各重要参与方之间实现团结一致”。李克强总理先后提出了智能制造、“中国制造2025" target="_blank">中国制造2025”，以及相关的“互联网+”等政策扶持。印度总理莫迪表示，印度正在致力于打造一个“可预见的、透明的”商贸环境，以此来欢迎海外投资。

　　美国科技业巨头微软则首次参展，并展示新型嵌入式操作系统。提出“联网世界的企业重塑”：利用物联网在未来研发智能型工厂。

　　2016年，今年展会的主题为“工业融合——发现解决方案”，重点展示工业自动化、数字工厂、能源、工业供应商、研究与技术等5个方面的Zui新工业发展成果，并重点展示百余项工业4.0的实际应用。其中展会工业4.0元素包括： 德国哈丁以其微型工业计算机哈丁模块工业计算架构第二次夺得汉诺威工博会的赫尔墨斯奖。该开放性模块化平台，可作为由嵌入式硬件和软件组成的一个核心元件用于工业4.0。德国浩亭公司凭借模块工业计算结构平台摘得今年工博会技术创新大奖，该开放性平台使中小企业更容易加入工业4.0的环境。

　　博世力士乐公司展示的解决方案不仅可用于全新的设备，还可连接现有设备，对设备进行智能化“翻新”。此外，博世力士乐中国与瑞松科技签署工业4.0战略合作协议将共同为本地制造商提供工业4.0交钥匙解决方案。

　　colorFabb推出工业级3D打印机Stacker S4，该打印机打印温度可高达300摄氏度，并能3D打印colorFabb所生产的任何类别丝材，同时还包括市面上目前可用的每一款丝材。ABB展出其创新性智能传感器，这是一个用于远程电机条件监控的Zui先进解决方案。该智能传感器可测量如温度、振动或磁场等状态信息并将这些信息传送至服务器。西门子展示虚拟世界与现实世界是如何融合成一个更灵活、更高可用性的联网“生态系统”。在这个生态系统内，过程工业和离散工业均可获益于开发数据、生产数据以及供应商数据的全面集成。

　　三、八大融合技术实用案例（一到四）

　　1、兼容性集成。案例，小型工业计算机（Mini PC），它可以对于智能化工厂的数据进行收集、存储、处理和发送；

　　MICA（传感节点）具有软硬通吃的好胃口：无论现在用的是什么硬件标准还是软件标准，都可以应用；

　　RINSPEED跑车内部安装了多个传感器，用来探测油耗情况和温室气体排放情况，搜集并进行数据分析之后又和环保的主题相融合，难怪MICA能够获得专业评委和政要们的青睐了。

　　2、新材料与能量、信息的整合。案例，能量链Zui大特点是：这条输送能量的“链”是在不断运动着的。这种典型应用例子包括机床、机器臂、全自动仓库等）。如e-chains是Igus公司用塑料材料制造的能量链产品。

　　3、增材制造与软件技术的整合。现代高端制造业对于产品的要求日渐复杂，用传统技术可能无法制造，或是要构建冗长的供应链才能合作造出来。而利用增材制造技术，可以打造出之前无法构建的几何形状，或是大大降低分工协作的复杂性。在本次汉诺威博览会上，一家叫”Local Motors”的公司将上述技术用于电动车的增材制造，整个制造的原材料只有塑料和碳纤维两种。

　　4、虚实结合。激光指示和数字化眼镜，以博世（Bosch）公司为例。激光指示和数字化眼镜之外，平板显示等技术也常常用来描绘虚拟的世界，在此必须强调，这里讨论的是“以人为中心”的虚实结合技术。