“工業4.0”與“中國制造2025”
時間：2017-02-21 10:43 來源：博源集團本文首發于微信公眾號：經營與管理。文章內容屬作者個人觀點，不代表和訊網立場。投資者據此操作，風險請自擔。
“工業4.0”、“中國制造2025”，這兩個熱詞的背后，究竟意味著什么？我們距離“工業4.0”到底還有多遠？通往“中國制造2025”的路徑何在？企業應該怎么做？
文/李 偉，1988年獲得天津大學電力及自動化工程系工學碩士學位，1996年獲英國利茲大學電子及電力工程系博士學位。入選天津市“千人計劃”，天津市政府特聘專家。曾任赫斯基注塑系統有限公司亞太區技術部經理、加拿大總部全球戰略項目經理。現任天津力神電池股份有限公司高級技術專家、設備總工程師。領導總公司的設備自動化重點項目和重要技術改造項目，負責新動力(310328,基金吧)電池產線設計、設備選型及技術要求編制等工作。
對“工業4.0”以及“中國制造2025”的認識
1.實事求是，面對實際，技術上應做到水到渠成，不能拔苗助長
第一，“工業4.0”需要自動化制造的普及和信息化應用的成熟相結合。
一是制造業自動化設備及自動化系統的大范圍使用。德國提出“工業4.0”有兩個基礎，一是基于工業制造自動化的成熟，即有自動化的設備和生產線，而且不同企業、不同行業在多年來積累了很多自動化方面的基礎，包括制度、流程、產業等等，有一個普遍的積累，一個企業中各個環節（部門）之間以及眾多企業互相之間，能夠實現信息化方式的對話，而不是一方發出信息化請求之后對方沒有能力回答。
二是產品設計和生產管理中各種計算機輔助設計軟件，如CAD、ERP、PeopleSoft、Customer Portal的成熟應用。比如一個搞產品開發設計的公司，它的計算機輔助設計會日益成熟，在日積月累之后，這個公司的設計經驗會以大量軟件包的形式存留起來，這些軟件包就形成了實現“工業4.0”的產品開發設計環節。又如，一個企業的材料管理，最初可能用表格管理，后來改用較大型軟件管理，公司在提升其材料管理方式過程中能實實在在感受到效率提升帶來的價值，因此不斷加大資金投入，最后自然地實現對ERP的需求和使用。
如果在一個制造業體系內，有眾多公司都在不同程度上進行了上述自動化設計、自動化制造、自動化管理軟件的使用，那么各個公司之間就有了實現信息對接的基礎。在加拿大，十幾年前，就能夠通過人力管理系統，將工作項目、工作時間、加班時間、休假時間由員工自己輸入到系統，直接與工資效益掛鉤。通過原材料供應商網站，就能夠看到本公司采購的材料走到哪個流程了，這就要求不僅企業本身，而且其供應商以及供應商的供應商同時具有信息交流系統，這就是“工業4.0”的支撐點。德國公司在研發、物料、人員管理、銷售等方面都有大量的軟件應用系統，大公司使用大軟件，小公司實用小軟件，但大家都在用。
三是信息化數據鏈的集成、數據處理和決策。可以將互相之間的數據聯系在一起，在生意上又有相互的需求，你買我的東西要看發貨周期，我有客戶的特殊要求，能不能通過現有的基礎數據及信息管理能力將上下游的關注點連接起來、做成更大范圍的自動化系統呢？這時就提出了“工業4.0”的大目標了，而“工業4.0”是一個過程。
第二，促進但不刻意追求無人化，促進但不刻意追求智能化，促進但不刻意追求差異化生產。
自從我們提出“中國制造2025”的目標后，各種解讀應運而生，有人說“工業4.0”就是差異化制造，實際上，“工業4.0”可以實現差異化制造，但也不是以差異化為目標的，因為各行業需要差異化制造的畢竟是少數，如果說裁剪衣服是差異化制造，那么冰箱只是外殼差異化制造了，這算是“工業4.0”了嗎？再者，“工業4.0”可以促進無人化，但不是刻意追求無人化。因為制造是多樣化的，有些需要人工干預，有些需要設備自動完成，關鍵是創造出一個適合自身產品的最優配置，其中有自動化設備、計算機軟件應用、信息化的數據鏈，最終目的是優化資源配置并提高生產效率。同樣，并非所有智能化就是萬能藥，我國的制造體系是很龐大的，不能說“工業4.0”提出后只有一些企業玩得起，其他企業玩不起。因此，“工業4.0”在技術上需要一個水到渠成的成熟過程，不能拔苗助長，而要實實在在從基礎做起，實事求是，面對實際，結合實際。
2.提高人員的承接能力，人員技能上應該瓜熟蒂落，難以彎道超車
一要有能夠設計和構建“工業4.0”制造系統的人才。有的公司說：我有錢，你給我做個“工業4.0”。這是不可能的。“工業4.0”需要人才支撐，需要了解企業生產流程以及上下游產業鏈信息流的人才，他必須知道在哪些方面需要自動化，哪些方面需要計算機輔助軟件，哪些方面可以信息化集成。他需要有這種思路，而這種思路是與市場、產品息息相關的，制藥與制造電池就不同。我們需要有一大批這種人才，他們能夠心平氣和地理解“工業4.0”，又能夠腳踏實地地推進“工業4.0”。技術開發、生產組織、工藝控制、配套生產等等都要適應“工業4.0”的要求。
二要有能夠駕馭“工業4.0”的高素質工人。系統設計的人才是高端的了，那么具體使用的人能否駕馭“工業4.0”的要求呢？能否擁有足夠的基礎知識和技能？這非常重要。比如在機械設計中，設計者首先需要為他所設計的部件發放一個唯一的代碼，這個最基本最常用的功能需要每個設計者都會使用，但有些公司有了計算機輔助設計系統，也具備了這種功能，但是不給設計工程師開放發放唯一代碼的權限，自動化設計打了個大大的折扣。這是“工業4.0”的細胞，這都駕馭不了就無法談“工業4.0”。
三是企業管理者要有追求“工業4.0”的渴望。企業領導者懂不懂“工業4.0”，重不重視這方面的人才，能否提供資金、人才支撐？這都十分重要。因此，我們只有擁有一批優秀的系統設計的人才，在技校中培養一批能夠駕馭“工業4.0”的操作者，讓制造業的高管真正理解、重視和推動“工業4.0”，并且認識到“工業4.0”是一種實實在在的修煉而非形象工程，才能推進“工業4.0”的構建。我們很難彎道超車，必須從一點一滴做起。
3.培育大環境，在觀念上要具備成熟思維，不能急功近利
一是營造與“工業4.0”相對應的社會體系。“工業4.0”的思維和觀念，不是某個人、某個城市的觀念，而應該是全民族的觀念，從上到下都有這種思維。“工業4.0”在急功近利的氛圍中是無法實現的，要在大環境下提供支撐。在國家層面，應該進一步營造良好的社會氛圍，不斷發揚工匠精神，培育對“一分錢一分貨”、高質量高價格的認同。總體上構建良好的社會支撐體系，在職業培訓、應用技術教育方面下功夫。在制度層面，企業辛苦開發出來的技術和產品，需要有足夠的知識產權上的保護，要有相應體制給予保護和補償。讓企業看到知識的價值。在企業層面，要以產品質量品質為本，腳踏實地去做。同時，在優化市場環境上，在其它制造、物流體系的建立方面，需要一套誠信體系和授權體系。
二是管理者要有“工業4.0”的思維，重視成本控制、質量提升、信譽積累。企業領導能夠意識到投資制造過程的自動化和信息化，會提升生產效率和產品質量，最終積累的是企業的信譽，而信譽是打造百年老店的基礎。要重視質量，質量是信譽，信譽是品牌，品牌是生命。要有長期發展的思路和理念。這些都是與“工業4.0”密切相關的。
三要注意“工業4.0”是一個總體目標，更是一個過程。“工業4.0”是一個長期目標，更是一個不斷持續學習、反思、提升、收獲、再反思、再提升的過程，需要全社會各方面長期的腳踏實地的努力。
為什么德國要搞“工業4.0”？
“工業4.0”是在全球制造業發展的大環境下應運而生的。中國制造在很長時間是把國外的生產加工制造環節落戶在國內，形成所謂“世界工廠”，其中國內制造業企業也在不斷發展。那么德國有許多“粗加工”、附加值比較低的產業已經流向中國。德國提出了“工業4.0”的發展規劃，目標是實現新一輪的工業革命；美國提出的是實現再工業化，因為前些年過于偏重金融杠桿而忽視制造業；日本則進行以精益生產為代表的實踐。這些發達國家面對“中國工廠”的沖擊，提出了制造業轉型升級的方向。
同時，在當前互聯網信息技術極速發展的背景下，未來工業要求基于消費者的最終需求，圍繞需求點去實現整體流程。以前是企業設計產品、推出產品、消費者購買產品，賣什么買什么；未來是需求拉動，要什么做什么。大眾在每個生產線上，確實有各自特色，不同配置可以各自選擇。客戶訂單通過生產執行系統調動或觸發物流和供應商，什么時間哪個產品配件到哪個位置，最后實現加工。把生產組織和企業運轉的中心，轉變為以消費者終端為出發點。而德國“工業4.0”的基礎是其規范化、系統化的支撐，達到較高的生產的自動化水平。
中國為什么要搞“中國制造2025”？如何適應“中國制造2025”的挑戰？
轉型升級是大勢所趨，德國、美國、日本等國家在進行新的一輪工業化轉型，中國制造也必須進行轉型升級。把國外好的理念拿進來，轉化運用于國內制造業提升。
那么，未來各種環境包括物流等方面如何配套升級？未來裝備制造業如何支撐？每個中國企業怎么辦？
首先是思維方式的轉變和適應。無論是生產最終消費品，還是生產中間部件或者提供外圍服務，如何適應“中國制造2025”？有的企業認為“中國制造2025”與我無關，實際上與我們每個人都有關。比如國內企業生產一個設備，推向國外，如何嵌入國外企業“工業4.0”的標準中？如何實現上下游互聯網的銜接？在產品設計領域如何進入“工業4.0”？又如橋梁工廠化、建筑工廠化，如何標準化模塊化、提升建設質量、消化過剩產能？又如標準化倉庫的物流配送，在任何流程節點上的標識。
推進“中國制造2025”，在競爭理念、經營理念上創新升級，找到自身的位置，中國企業在競爭過程中才能不落伍。總之，最根本的是人們思維方式的轉變。只想著賺錢不可能實現“工業4.0”。企業家要有社會的責任、民族的責任，企業領導者和管理者要有胸懷，才能做成事。
“工業4.0”實現路徑——企業如何建立基于兩化融合的MES基礎平臺？
制造企業生產過程執行管理系統（Manufacturing Execution System，以下簡稱“MES系統”）是一套面向制造型企業的生產信息化管理系統。它可以為企業提供包括制造數據管理、計劃排程管理、生產調度管理、庫存管理、質量管理、人力資源管理、工作中心/設備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項目看板管理、生產過程控制、底層數據集成分析、上層數據集成分解等管理模塊，為企業打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協同管理平臺。MES系統是制造企業走向“工業4.0”的核心。
建立單個企業的“工業4.0”體系——我們暫稱它為企業信息化制造平臺，分五個步驟：
第一步，打破設備接口瓶頸，實現自動化設備的數據采集；
第二步，實現全制造過程信息自動管理，局部實現制造狀態的實時顯示；
第三步，建立基于兩化融合的MES系統基礎平臺；
第四步，實現MES系統與ERP系統的連接，搭建信息化制造平臺；
第五步，實現MES系統與倉儲管理系統 (WMS)以及產品開發系統（PDM）的連接，完善信息化制造平臺。
如下圖所示：
我們從打好基礎開始，具體談談建立企業基于兩化融合的MES基礎平臺的五步走：
第一步，“夯實地基”，實現跨控制平臺的制造數據的集中采集。
以做建筑來作比方，此階段主要是打牢地基，夯實從下到上的數據信息基礎。針對不同的單機設備、不同生產線，為搭建項目可控、人員可控的信息數據平臺做好基礎工作。
一是完成對自動化單機設備、自動化局部生產線信息化接口的設計。
二是完成對設備上傳信息的定義。包括生產管理信息、物料管理信息、質量管理信息、設備管理信息等。
三是組建生產網絡，實現設備間、設備與系統間數據交互。
第二步，“搭建房屋”，實現制造過程信息自動化管理，局部實現制造狀態的實時顯示。
本階段主要從信息自動化管理的角度，對采集后的跨控制平臺制造數據進行進一步的收集、管理、分析和控制。
一是實現對單機自動化設備、局部自動化生產線的數據分類管理；
二是實現對生產管理信息、質量管理信息、設備管理信息等的收集整理；
三是監控關鍵制造設備的運行狀態，實時顯示生產進度、良品率等信息；
四是將最終產品的產量作為統計指標，對數據進行同比和環比分析，評判制造部門業績水平。
建立基于服務器的獨立、封閉、可控的動態信息自動化管理系統，形成MES系統的雛形。例如，針對不同主體，如工廠車間操作人員、監控室技術人員、生產副總等，呈現出相應的生產進度、運行狀態，有利于實時監控及評判。
第三步，“做實裝修”，實現生產、物料、質量、設備等管理監控信息的整合，建立基于兩化融合的MES系統基礎平臺。
本階段在過程信息化管理和實時顯示、分析的基礎上，提高信息的整合、管理和監控水平，表現在：
生產管理——全面實施生產進度監控和產量統計，如車間現場顯示實時的產出、質量趨勢、產線效率、設備OEE（Overall Equipment Efficiency，即“設備綜合效率”）、Top 10的質量問題柏拉圖（即排列圖）、停機原因分析圖、在制品分布圖、計劃完成情況等;
物料管理——實施產品制造過程追溯，如物料識別、物料防錯漏保證、在制品監控、產品生產履歷管理等；
現場管理——可視化電子工藝指導，車間和設備行為監控；
設備管理——設備運維管理，如設定工廠日歷和計劃停機時間、計算實際停機時間、設備利用率、設備可用率和產品合格率、平均故障時間、平均故障修復時間等KPI、OEE實時報表顯示、分析設備停機原因等；
質量管理——質量數據分析、返修管理、質量追溯。
第四步，“水電氣路建設”，實現MES系統與ERP系統以及WMS系統(倉儲管理系統)的連接，搭建信息化制造平臺。
一是實現MES系統與ERP系統的連接。實施完善物料主數據管理、工廠日歷管理、生產訂單管理、產品產量管理、物料消耗管理、人員工時管理等。
二是實現MES系統與WMS系統的連接。完善原材料供應商管理、BOM管理（Bill of Material，即物料清單）、領料單/出庫單管理、原材料庫存管理、產品庫存管理等。例如，對采購后的原材料，根據不同性質、不同需求或其他參數，可實時形成不同的排列效果。同時對原材料入庫、出庫、庫存等形成動態管理。
這一步驟的完成將標志著企業信息化制造平臺已經建立。
第五步，“信息生態建設”，實現MES系統與產品開發系統、銷售管理系統以及人力資源管理系統等的連接，完善信息化制造平臺。
一是實現MES系統與產品開發系統（PDM）的連接。完善制造BOM管理、制造資源管理、工藝流程管理、工時生產管理等。
二是實現MES系統與銷售管理系統（SMS）的連接。例如，在產品銷售過程中，對不同產品、不同銷售人員、不同廠家能夠做到統一監控，對產品組合、產品毛利率、銷售成本、盈利能力等信息形成動態呈現和管理。
三是實現MES系統與人力資源管理系統（HRMS）的連接。例如，形成人力管理系統和財務管理系統的互動。針對不同人員，其工作簡歷、工作職責、完成情況、考核狀況、工資水平等一目了然，能夠進行實時動態監控管理。
這一步驟的完成標志著企業信息化制造平臺已經建全，具有“工業4.0”水平。
以力神電池（蘇州）基地為例，力神電池（蘇州）有限公司年產15億瓦時鋰離子動力電池新建項目：本項目建成后將達到年產15億瓦時18650圓柱型電芯和13.2億瓦時Pack的產能。
在實施上述五個步驟時，特別值得注意的是：
第一，“五步走”不是一蹴而就的，核心是連接，它是一個系統性的工程。“工業4.0”需要有持續深耕的毅力和耐心。德國企業大多已完成一、二步，不同企業的三、四、五步也處于基本建立或正在確立的過程中。而對照我國企業，許多企業第一步尚未打好基礎，因此“工業4.0”還是一個任重而道遠的過程。在企業內部，五個步驟的核心是MES系統，關鍵是“連接”，各個系統之間是互動的關系，要有協同的系統性的思維和實踐。
第二，“五步走”因企業、因發展時期、因所處環境而異，要結合自身實際，不能強求一致。針對我國企業，如果照搬照抄國外經驗，有可能面臨水土不服的情況，要研究國情、企業環境和實際情況，在探索“工業4.0”的過程中，有針對性地根據不斷變化的實際進行不斷優化調整。“五步走”要根據企業性質而定，不是五步都做到、每個模塊都建立才是完美標桿，要根據企業所處行業、性質、發展階段而異，還要根據產品及用戶需求進行完善，具體問題具體分析。
第三，“五步走”需要有承接能力的企業員工支撐，要建立一支能夠駕馭“工業4.0”的技術、管理及領導隊伍。“五步走”要依靠大量的軟硬件基礎保障，而能夠熟練操作相應設備和軟硬件、具備較高綜合素質能力的人才尤為重要。因此，必然要加強人才培訓和勝任力提升，這樣各個步驟才能落地。
第四，“五步走”只是單個企業的“工業4.0”，不是整個社會的“工業4.0”，只有千千萬萬個制造型企業逐步建立起相應的MES系統，整個社會才有可能實現“工業4.0”。同時，在企業實施“五步走”的過程中，需要來自政府的長期有效的制度政策支持，以及社會公共環境、輿論氛圍、知識產權保障等各方面要素的匹配。
第五，“五步走”過程中也要注意出現的問題和缺陷，更加注重效率問題、誠信問題、企業文化等方面的提升建設。
