《第四次工业革命》作者《日经商务周刊》,2016年10月于机械工业出版社出版。译者华制智能。原版名称まるわかりインダストリ4.0:第4次産業革命。
为了回答工业4.0正在发生些什么?走在工业4.0最前端的企业如何利用3D打印、人工智能、物联网的先进技术改变我们的经济以及我们的工作和生活?这些问题,《日经商务周刊》历时几年时间,采访了德国、美国、日本、印度的一流企业家,全方位、动态地展示了工业4.0在全球制造业中的趋势与方向,以简明易懂的方式让读者明白工业4.0的概念以及全方位的产业布局情况。
本书汇集了多位专业人士对于工业4.0的见解。
目录
什么是工业4.0?从零开始了解“第四次工业革命”
三家核心企业的讲述:这就是工业4.0
与丰田生产方式之间的差别
Chapter 01 全面解读工业4.0
威胁日本的第四次工业革命1
“超越日本”的工业革命即将开始2
拉开革命序幕,德国的焦虑与决心5
后来者居上的印度16
不再允许GE独占鳌头:制造业领袖争夺战23
丰田“沦为附庸”的日子30
像马车一样被时代抛弃38
不会轻易让出制造业的领导地位42
罗兰·贝格 德国罗兰贝格公司荣誉主席兼创始人
Chapter 02 工业4.0必将改变制造业的未来
GE的破坏力48
并肩作战的两大巨头引领全行业的变革50
颠覆制造业的三张王牌54
人才是变革的原动力 企业哲学将被刷新66
日本企业的难得机遇 超越GE73
采访 连续出击82
杰夫·伊梅尔特 董事长兼CEO
Chapter 03 支撑“工业4.0”时代的新技术
3D生产革命88
起源于美国的“打印”技术革命90
改变制造业常识的“3P”100
一切良机与危机并存112
采访 数字技术摧毁一切121
Chapter 04 “工业4.0”创造的全新社会
变了样的“工作”“教育”“产品”128
“工业4.0”时代,工作方式将如何变化130
人才培养、企业组织也将掀起改革大潮134
“工业4.0”时代,将迎来重要的“标准化”的胜利140
物联网时代的新型家电和汽车143
Chapter 05 “工业4.0”的深谋远虑
发达国家德国的本意154
德国政府与民众上下一心推进“第四次工业革命”的动机156
以“机动性”为武器,快速强化竞争力174
推荐序一
尼尔斯·赫茨伯格
Nils Herzberg
物联网GTM、行业云全球共同领袖(Global Co-Lead Internet of Things GTM,Industry Cloud)。通过向高科技、汽车、航空航天等领域的大型企业提供ERP系统,发挥了全球带头人的作用。目前,与北美地区负责人共同担任与物联网(Internet of Things,IoT)相关的新客户开发负责人之职。
不会发生知识产权的问题
即使有竞争,在“工业4.0”下也能合作
工业4.0的焦点是制造业。目标是将工业设备连接起来,实现产品制造流程的自动化,加深构成供应链的企业之间的合作。SAP原社长孔翰宁博士就任德国国家科学与工程院院长,主导了工业4.0概念的建立。
但实际上,仅有他一个人的想法并不能形成概念,还需要产官学及工会等各成员的共同参与。怎样才能在企业之间进行安全的数据交换,如何改变业务流程,这些工作由德国政府主导,利益相关者参与其中,共同推进。
SAP软件一直以来都在支撑着众多德国企业的商务活动。我们的客户在引进与工业4.0相关的流程时,也期待得到SAP的支持。
因此,我们的立场是与其他多数德国企业加强合作,贡献于工业4.0。我们与博世、西门子等客户分别单独进行磋商,同时积极参与各行业团体的发展规划。
工业4.0是由很多工作小组构成的一个比较宽松的联合体。尤其是不会发生知识产权方面的问题,由参与企业自己判断来引进对于自己公司来讲比较重要的部分。
因此,虽然局部会存在竞争,但并不会阻碍整体发展。
除了在德国以外,SAP还积极参与物联网相关的各类标准化团体的发展规划,因为这对于了解世界各地客户的想法与需求是十分必要的。
推荐序二
施维纳
Dr. -Ing. Werner Struth
罗伯特·博世公司董事会成员(Member of Board of Management)。管辖针对全世界博世工厂的投资计划、生产系统的开发,也是工业机械部门的负责人。曾是汽车零部件中ABS、制动器等产品的负责人,已在博世日本法人的职位上任职五年。因此,对于丰田生产方式的了解较为透彻。
在工厂内实现多方面要素
循序渐进朝向理想目标迈进
工业4.0是作为德国国策而诞生的一个词语。博世公司却并不是因为政府的倡导才致力于进行这样的改革,而是希望通过改革来提高产品质量、生产率和降低成本等,它来源于公司本身的一些积极上进的思想。另外,博世公司正在全世界范围开展业务,(将德国的工业4.0)解释为“关联工业”(相连接的工业)、“智能工业”(会思考的工业),为使这项运动达到世界规模而不懈努力。
在此基础上,我们考虑要发挥好以下两方面的作用。
一是为实现革新的目标,发挥(提供设备、软件的)供应商的作用。此外,博世公司也是关联工业中的一位“用户”。它以汽车零部件产品为代表,在全世界拥有超过225家的工厂,在制造业方面积累了丰富的行业知识。
实际上,工业4.0中正在讨论的很多要素,已经在我们的工厂里实现了。
具体来讲,是指包括传感器、软件、解决方案服务在内的“3S”。2014年,在德国洪堡市新建的液压机械组装生产线上,通过灵活有效地引进3S,实现了能够按照农业机械制造厂的订货要求,自由多变地生产出多种形式机械产品的目标。
我认为,工业4.0就如同汽车的自动驾驶功能一样。博世公司已经实现了自动停车技术,但在完全实现自动驾驶功能以前,还需要一定的时间。
与此相同,工业4.0也不是在某一天突然完成的,而是各项要素技术慢慢发展,不断朝着最终的理想目标靠近。
推荐序三
Dieter Wegener
西门子工业解决方案集团高级技术与标准部门副总裁,工业4.0 协调专员(Vice President Coordinator Industrie4.0)。整合、重组了跨越多个部门的工业4.0相关事业,韦格纳麾下统领所有事务。此外,还参加了电机系统的行业团体,主导德国方面政策的制定。
把办公室与工厂连接起来的人,是我们
工业4.0是组合了IoT(Internet of Things,物联网)与IoS(Internet of Services,利用互联网的服务)来实现的世界。
目前,企业的生产现场与办公室所使用的系统是相互分离的。工业4.0则将这两个系统实时地连接到一起。
其中,融入了类似(美国车辆调配服务)优步公司的以网络为基础的服务。由此一来,也将使企业的经营模式得以革新。
那么,把办公室与工厂连接起来的人是谁呢?是我们。西门子公司实现了从产品开发到生产系统的全覆盖。我们不但拥有能进行产品及其生产线虚拟设计的软件,还有能实时操控生产设备的计算机,应当具备将虚拟系统与实际信息贯穿到一起的能力。
例如,对于汽车类产品,我们可以按照客户的要求模拟出车体该如何制作,并能够立即在制造现场反映出来,预计将在2030年之前实现商业级运营。
更进一步讲,这种活动需要德国举全国之力为之努力。之前举了汽车的例子,但不仅仅是汽车,这项活动还与很多其他产品的供应商有关。要将市场需求即时地反映到采购、生产中,就需要利用通用的“语言”来相互沟通,因此必须建立这种语言。行业团体正在为此进行讨论。
德国团队在此次技术革新的征程中,发挥了领头羊的作用,并引以为豪,希望能为全世界做出榜样。
前言
什么是工业4.0?
从零开始了解“第四次工业革命”
最近,听到越来越多的词就是“工业4.0”。
诞生于德国的这一词语,究竟有什么含义呢?
就此问题,记者采访了德国控制设备制造商——德国倍福自动化有限公司的日本法人社长——川野俊充。
Q
“工业4.0”到底是什么?
直译过来就是指第四次工业革命。它是一个非常博人眼球的词语。
A
从本质上讲,它是德国的一项政策。为了保持与增强制造业的竞争力,德国政府提出了这一政策。推行该政策的手段就是要实现一种生产效率更高的“智能工厂(会思考的工厂)”。目前,以德国的电机、机械制造商等企业所属的三大业界团体作为工业4.0的“办事处”,正在对标准化、规范化方面的问题进行讨论。
Q
在日本,“工业4.0”这个词大家是在最近一两年才有所耳闻。那么,这一政策又是何时诞生的呢?
A
本来它是德国政府于2010年制定的“高技术战略2020”中的一环。工业4.0的名称本身也是从2011年才开始使用的。随着德国国家科学与工程院(Acatech)对于实施工业4.0建议的提出,这一说法被越来越多的人所知晓。因此,德国SAP公司原社长,担任德国国家科学与工程院院长的孔翰宁被公认为是该政策的领军人物。
Q
为什么要制定这一国家政策?
A
智能工厂、高生产率工厂在德国已经存在,但每家工厂都面临“最佳产品”的课题,并且存在与众不同才是产品竞争力源泉这样的思想,但从客观上看,这也是一种浪费。即使同属一家公司,每个工厂(在生产方法上)也都互不相同,或者工厂之间不能相互合作,或者专利技术无法共享,即使在企业之中没有浪费,同一行业也会存在浪费的问题。尽管是提供给同一客户的产品,但每家企业的订货系统都有所不同,这种情况应该是很常见的。对于消费者来讲,统一的系统使用起来才更加便利。要从根本上提高制造业的能力,就要让这些形形色色的“最佳产品”,达到某种程度的统一化,这就是德国的想法。
Q
企业、国家等利益相关者的步调一致吗?
A
坦率地讲,各个利益相关者都持有不同意见。行政方面、政治家们都希望能拓展协作领域,但企业却希望能保留竞争领域。两者之间存在温度差就是当前的现实状态。在工业4.0的推进团体中,虽然成立了工作组对此进行讨论,但在这一点上仍然存在分歧,操作也比较迟缓。尽管如此,为了国家利益、世界利益,工业4.0的推进团体也要千方百计地把达成一致意见当作目标而不懈努力。
Q
工业4.0需要多长时间才能实现呢?
A
2014年4月,《工业4.0白皮书》(参照141页)公开发表。书中描绘了到2035年工业4.0的发展蓝图,即计划要在今后的20年内实现目标。但是,要使利益相关者的意见达成一致是件非常困难的事,工厂中设备、装置的更替也需要相应的时间。
Q
工业4.0实现以后,人们的生活又会发生怎样的变化呢?
A
目前,我们作为消费者,要从已有的商品陈列中选择合适的商品来购买。而将来不必如此,无论是智能手机还是眼镜等产品,只要是自己需要的,都可以由自己设计,生产后再来购买,并且,价格仍与批量生产的产品相同。这种方式被称为大规模定制。我想这将会使人们今后的生活变得更加丰富。
Q
对于日本企业会产生怎样的影响?
A
我认为,今后,企业将被划分为驾驭或引导工业4.0潮流的企业和落于潮流之后的企业两种类型。对于制造业来讲,实现产品制造的智能化具有一定的优势,应该尽早引进这一体制并加以灵活运用。大型企业自20世纪80年代开始,不断提高了大批量生产的效率,但我认为,今后中小企业的优势将会更加凸显。
正在进行机械、装置类生产物资制造的企业,也许能够驾驭潮流,也许会被落下。这取决于发展战略。就我自身的感觉来讲,采用标准规格将成为一种优势。随着经销商的增多,必将带来成本的竞争。在生产资料领域,日本企业产品的基本性能、品质都是世界一流的,因此我认为,如果能保持前瞻态势并付诸努力,将迎来良机。
引言
与丰田生产方式之间的差别
德国在推行制造业的革新——工业4.0。但是,很多日本企业为了提高生产效率,一直都在实践“丰田生产方式”。两者在提高效率这一点上比较相似,但要弄清两者之间的差别并不简单。以下对具体存在哪些方面的差别进行了归纳整理。
工业4.0将提高德国的国际竞争力,保护国内制造业。2013年4月,德国国家科学与工程院的学者们将其整理成报告。这是一份包含大量新词汇且篇幅超过80页的报告。它描绘了德国未来要实现的新型制造业的形态。
但是,报告中也频频出现了“效率化”“提高生产率”这类词语,书中的内容与日本所学习的、整体引进的“丰田生产方式”相类似。
总的来讲,工业4.0与丰田生产方式究竟有哪些不同呢?记者直接向领军人物提出了这个问题。德国大型企业汽车零部件制造商博世公司的董事会成员施维纳首先谈了两者的共同点。“丰田生产方式是(基于实际需求的)‘后拉式’生产体系。博世公司也采用后拉式体系。二者的原则(理念)非常接近。”这种方式不是按照计划来生产,而只是在需要的时候按照需要的量来生产所需的产品。一般来讲,在人们熟知的准时制生产方式(JIT)的思想上,工业4.0与丰田生产方式是一致的。
但是,施维纳继续强调说:“丰田生产方式是以大批量生产(mass production)为前提建立起来的。而工业4.0则是‘单个的生产体系’。”
施维纳介绍说,在工业4.0中,不同的生产线是连在一起的,目的在于使庞大的数据可以随时进行交换。这样便可以按照客户的要求,随意改变供应商和生产工序。灵活运用传感器、软件等手段,“实现以前从成本方面来说不可能成立的定制生产”。德国将其称为“大规模定制”(mass customization)。
工业4.0与丰田生产方式的第一个不同点,就是它不是以大批量生产为前提考虑生产体系,而是瞄准单品生产。即使是相同的传感器或软件,如果产品制造目的不同,使用方法也会不同。
为工业4.0提供后援的德国咨询公司罗兰贝格的托马斯·莱恩先生提到,“准时制、看板方式等丰田的生产方式,是被全球熟知的非常好的管理理念”,由此提出了工业4.0与丰田生产方式的第二个不同点。
“工业4.0并不仅仅只瞄准生产,要实现大规模定制,包括与客户的联系方法在内,很多方面都必须加以改变。也就是说,与丰田生产方式相比,这是一个范围更广的概念。工业4.0通过对科学技术的采用,来实现整个制造业而不仅仅只是工厂的革新。”
莱恩先生以能够生产定制鞋子的美国耐克公司为例进行了说明:“客户订购鞋子的方式也与以前在专卖店或商品目录中挑选成品时有所不同。”
也就是说,工业4.0所提出的“制造业的革新”并不仅仅是工厂的革新或生产工艺的革新。更为合理的理解应该是,工厂及生产工艺的革新只是用来使新的商业模式发挥作用的必要条件。这就是工业4.0与丰田生产方式的第二个不同点。
德国目前正在推行数百个打着工业4.0旗号的项目。其中既有企业单独实施的项目,又有企业与研究所或大学一同开发新技术的产学协作项目。
政府在资金方面给予支持。包括骨干企业、中小企业在内,所有参与者已经开始朝着一个共同的目标展开行动。这可以说是工业4.0与通过企业自身的努力确立起来的丰田生产方式之间的最大不同。
作者简介
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译者简介
华制智能制造技术有限公司,是国内领先的工业4.0解决方案公司。致力于帮助制造企业改善管理水平和提升行业竞争力,并为企业转型升级提供咨询服务,同时成立了多只智能制造专项资金。主要业务包括:工业4.0解决方案,智能制造产业基金,培训。
过去十年,华制智能以“全球视野、本土实践”的核心理念布局全球并深耕德国,致力于打造中德超级连接器。华制智能总部位于深圳,并在上海、北京、青岛、成都、合肥、泉州等地拥有多家分公司,在德国、日本、美国、以色列设立多家分支机构。