独家年度回顾之一 | 2011-2016年，“工业4.0”概念及体系演进历程

【编者按】：作为首家成立的智能制造产业新媒体，造奇新媒体始终走在行业前沿，与工业4.0专家、智能制造大咖一起进行前瞻性观察，为行业人士提供真知灼见的思考洞察。本期我们推出独家深度专访，回望2011-2016年工业4.0在德国及全球发展状态及演进过程，从中我们可以窥见一个新概念的全球传播，以及如何从概念走向实践的历程。由外及内，反观国内工业4.0与智能制造传播与实践，洞悉2017年发展趋势和商业机会。

采访人：刘成军，造奇智能产业新媒体创始人兼主编

嘉 宾：杜品圣，菲尼克斯电气中国公司副总裁、总工程师

【简介】：杜品圣，1984年选派到德国波鸿大学现代控制理论专业攻读博士学位,1989年获得工学博士学位。之后一直在德国公司工作，前后担任了开发经理、项目经理和行业应用经理，长达20多年的国内外职业生涯中，参加了近百个工程项目的自动控制系统设计，完成了具有领先的CNC和机器人操作系统的各种控制算法，1996年开始重点研究和推广信息技术在自动化领域中的应用，宣传现场总线和工业以太网技术，推进现代信息技术在自动化领域实际的应用。2004年首次将现场总线INTERBUS 成为中国标准。2006年在自动控制领域中，首次提出了信息控制一体化的概念。

在工业4.0战略中，根据自己长期的工作经验和技术积累, 2011年开始研究和追溯工业4.0的发展，2013年作为首席设计师为同济大学德国工程学院建立了国内首个工业4.0-智能工厂实验室，2014年10月落成以后，已有数万人参观访问，各大媒体和政府机关（如CCTV，人民日报，新华社，工信部，教育部，国外报刊杂志等等）进行了大量的采访报道和指导。同济大学已成为中国乃至国际工业4.0教育的领先单位，为工业4.0时代的教育变革提出了新的思路和主张。

目前，杜品圣担任菲尼克斯电气中国公司副总裁，总工程师，“工业4.0大使”，中国自动化学会理事，中国自动化学会专家咨询委员会常委，南京仪表和自动化学会常委，上海仿真学会常委，武汉理工大学客座教授，同济中德工程学院客座教授，南京市电动车辆充/换电设备工程技术研究中心负责人，《自动化博览》编委，《电气自动化》自动化委员会委员等职务，TC65标准委员会成员，PI-China委员会董事，中国欧洲电子协会常务理事，中国家电智能制造专家组成员，中德工业4.0智能制造标准化工作委员会德国代表等等。

刘成军：了解到您因为工作的缘故常年生活在德国，您对德国制造业，企业文化及社会状况都有切身体会。德国于2011年提出“工业4.0”概念之后，尤其在2013年汉诺威工业博览会发布了《实施工业4.0战略规划建议》之后，以不可思议的速度传播到世界各地。据您观察，从2011年到2016年，“工业4.0”概念及体系在德国经历的怎样的发展过程？

杜品圣：是的，我本人在德国生活了30多年，同时也在德国的大学和企业工作了三十年，可以说亲身经历了德国工业发展和进化的过程。特别在2011年德国提出“工业4.0”概念以后，一直在观察其演变的过程。五年多来，目睹了德国的政府、企业、研究单位、大专院校及社会团体是如何将一个工业战略的远景落实到当今实践之中。这是一条从概念走向落地实践之路，大约可以分成三个阶段：

第一阶段：2011年到2013年，由政府和智库团体（ACTACH）成立工业4.0工作组，策划工业领域如何面对互联网时代的挑战。

2011年美国的活动家、科学家杰里米•里夫金写了一本书《第三次工业革命》，指出新能源如风能、太阳能等普遍地运用于发电领域，将会产生传统电网系统颠覆性的变革，大量的新产品，新技术如：储能控制技术、微网技术、云技术、物联网以及能源管理技术的涌现。新的互联网创新理念和互联网模式与方法的形成，推动了能源领域的产业革命。互联网技术在新能源领域的应用就是这次变革的原动力，显而易见，互联网时代已经到来，它不仅会影响能源领域，同时也会渗透到社会的各个领域，影响着人类的思维方法，改变着社会生活方式，影响着技术及产业的发展。

同时，互联网时代，由于其信息的开放性，技术发展的快速性以及人们对新生事物的渴望，造成德国制造业在提高生产效率、缩短产品开发周期、增强生产制造的灵活性等方面都面临着瓶颈。目前，美国IT行业巨头们对传统制造行业的大举进攻，对传统制造技术开发的大量投资，使得德国政府不得不时刻提醒德国的企业家们要有深刻的危机意识。如果德国制造业不能及时进行创新性变革，总有一天会被谷歌、微软、苹果等生产制造领域新巨头所替代。正是在这个大前提下，德国政府委托德国的智囊库——德国工程科学院成立工作组，专门研究互联网时代对于工业领域发展的影响和作用，在工业领域如何利用互联网技术来进行新一轮的创新和变革，以继续保持德国在工业生产制造领域的领先地位。工作组全面研究美国的互联网理念和发展，比如 CPS的概念、IT技术、3D打印、机器人、大数据、云技术、信息安全、物联网、人工智能、无人驾驶汽车等等。从而得出来一个结论，德国要继续保持其制造大国的领先地位，必须提出了一个与“第三次工业革命”不同的口号，将互联网技术这种颠覆性的创新运用到德国的战略主心骨——生产制造模式上，形成德国主导的工业“革命”。

经过几年的酝酿和研究，工作组在2013年完成了《实施工业4.0的战略目标的建议》的指导书，提出德国进行工业4.0的必要性和重要性，分析如何在八大方面全面进行战略推进。2013年4月，在德国的汉诺威工业博览会上首次提出了工业4.0的口号，以后有意无意地将工业4.0描述成第四次工业革命，并且从理论上阐述了四次工业革命的演变过程，通过将CPPS与CPS概念的融合，将工业4.0演变成为一个社会革命。但是无论如何工业4.0本源还在于生产制造行业。工业4.0的落地还是首先在生产制造领域，所以要实现这个远景和规划，当然必须由主导德国生产制造的行业协会来牵头，与此同时也必须与IT的协会一起合作来实现工业4.0的目标。所以，在2013年由德国行业学会: ZVEI, VDMA, Bitcom 牵头成立了德国工业4.0平台，并首次在汉诺威展会亮相，这是一次方向性的转变，即从理念、概念到实践。这个平台的任务是，试图将这个工业的变革落实在生产制造领域，希望建立一个由工业界、企业家和行业协会引导的工业4.0平台能够使得工业4.0概念向实践推进。

第二阶段：2013年到2015年由德国三大协会（电子电气协会、机械制造协会、IT（Bitcome）协会）与德国大学科研单位组成了工业4.0平台，在工业领域全面推进工业4.0的战略。

在这一阶段中，主要是将一些智库发表的思想传输到工业界的过程，引导企业和企业家们能够重视这次运动，推动这场运动。众多思想家和理论家的演说，高峰论坛和研讨会，还有出版的书籍，如《工业4.0-即将来袭的第四次工业革命》，《实施工业4.0-智能工厂-生产自动化，物流极其关键技术》，都在企图使得人们理解和懂得工业4.0到底要干什么的。但是由于这三大组织本身对工业4.0认识的不统一，同时加上德国的理论界和企业界过多的宣传“工业4.0”的概念和前景，无限制地利用互联网、CPS、大数据和智能工厂等名字来渲染工业4.0改变社会的作用，甚至于2015年举办的冬季达沃斯·世界经济论坛，专门以“第四次工业革命”作为论坛主题，其创始人 Klaus Schwab 断言：“第四次工业革命的速度、规模和系统性足以颠覆全球各个产业，此次工业革命不再是某一个产品或服务的革新，它是整个系统的创新。”从此，工业4.0成为第四次工业革命的代名词。

但是几乎大多数的企业和工程人员都搞不清“工业4.0”到底要干什么？智能工厂到底如何来建造？在2015年的一次民意调查中，仅有19%的人了解工业4.0，而有44%的人则对工业4.0的宣传没有好感。这两年中口头宣传的多，实践应用的少；未来前景的讲的多，现实落实的做的少；引起了人们的困惑和不安，因为每个企业都知道工业的每次变革都会带来赢家和输家，作为一个企业家当然想跟上这次工业革命的步伐，保持其在市场的地位，成为变革的赢家。但是当真的要想在企业中推动“工业4.0”战略时，又面临着巨大的问题：要开发产品却没有任何的技术规范和指标，要开发技术又不知如何与现实相结合，无处着手。所以，众多企业基本上多处在观望之中。其根本的原因在于：

1.工业4.0仿照美国的市场营销方法，使得一场本质为工业领域的变革演变成工业领域颠覆性的革命：

l  德国在制定“工业4.0” 的初期时，还一直强调提出工业4.0不是革命性，而是变革性。(Industry 4.0 is evolution of production technology)，但是慢慢地由于市场宣传的夸张，逐渐偏离了工业4.0的本意而演变成第四次工业革命，而成为一场社会革命。

l  工业4.0的本源是采用了CPPS（Cyber Physical Production Systems )的概念来描述工业4.0的未来前景，是将所谓的CPS概念运用到生产制造领域中，产生互联网时代的生产制造模式。其战略的落脚点是非常明确的，但是在后来思想家、理论家和演说家的宣传下，直接将CPPS等同于CPS来宣传。用CPS作为其理论的支撑点，企图用CPS这个颠覆社会的概念来拔高工业4.0的影响，以对抗美国提出的“第三次工业革命”。于是，一场纯粹的生产制造模式的变革被描述成了社会的革命。

2.国家营销的影响，政治界的极力推动：

l  通过政府和政治家的市场运作，工业4.0的宣传不断地升级和渲染，2015年冬季达沃斯·世界经济论坛专门讨论第四次工业革命的影响，最后定义工业4.0将颠覆全球各个产业，而成为一次由工业4.0引起的社会革命。

由于以上两点错误的观点和立场的存在，人们对于工业4.0的理解上出现了混乱不堪的现象，德国理论家采用了“革命性创新”的说法来宣传变革性的创新，在这次市场宣传中，没有宣传产品，没有宣传具体的技术，更没有提出实际的工业4.0解决方案。为了达到宣传效果，借用一些现成的工厂和一些实验研究装置美其名曰工业4.0的样版工程，推销到市场。但是德国真正的企业家对这种夸张宣传存在严重的怀疑和不安。

第三阶段：2015年到2017年，由政府、企业、科研组织和社会团体对原来工业4.0平台进行重组，成立国家级工业4.0平台，主导战略推进和解决方案落地。

2015年以来，德国政府开始认识了这个问题，实践必须与理论相结合，必须将概念转化为现实。德国副总理兼经济部长Gabriel明确提出要求各企业、研究院校、公司必须加快研发的步伐，要尽快地将研发的成果应用到实践，成为可复制的样板工程，同时要尽快地确定一个新的业务模式。2015年4月德国政府重组了“工业4.0”平台，由德国经济部和教育研究部牵头组成国家级“工业4.0”平台。明确指出：

1   工业4.0是生产制造模式的变革，其主要目的就是要增加德国制造业在质量、创新、速度和成本的市场竞争能力。工业4.0要能够预测互联网时代引发的社会变化，特别给生产制造业带来产能过剩、产线呆滞，以及产品更新换代的加速等问题，并提出有效解决办法；

2   各个企业和制造商可以按照自己的技术积累、创新理念对自己企业的短板进行改革和优化。它可以在自动化制造方面、数字技术管理、数字产品方面，也可以用大数据、云技术对企业管理进行深度改革。为了使得人们对于工业4.0有更多感性的认识，真正明白工业4.0对企业来讲意味着什么，新成立的国家级工业4.0平台还发布了德国工业4.0的202个样版工程分布图，这样工业4.0的目标就清楚可见，引导企业用务实的创新精神来解决互联网对德国工业界造成的冲击。

德国经济部和教研部作为德国国家“工业4.0”平台的主导部门，着重于“工业4.0”标准化的制定，首先，在2015年11月发布了RAMI4.0标准第二版，成为德国DIN标准，并上报到IEC委员会。积极推动和建立产品数字化的标准，同时强调了实践的重要性。第二，制定了工业4.0发展路线第2版，同时发布了“工业4.0”实施示范分布图，共记录了202个“工业4.0”为导向的示范项目。这些项目更强调如何利用新的技术来解决了企业中生产制造、产业链及企业管理等方面所遇到的瓶颈和困局。这些样板工程所展示的目标是让企业懂得如何提高生产效率，提高研发的反应速度，提高产品的智能化水平，提高生产制造系统的灵活性、适应性和数字化。通过大家对这些案例的学习和研究，使得工业4.0从遥不可及到触手可及。最近，提出了工业4.0成熟度评测指南，其目的就是推动德国制造企业的创新精神。工业4.0成熟度高的企业必定是一个创新性的企业，这种创新定义为产品创新和生产技术创新，创新性的企业一定会在工业4.0的推进进程中找到它正确的定位，这样为德国企业特别是中小型企业提供了切实可借鉴的工业4.0技术路线和功能路线，即从工业4.0到产品4.0。

可以预见，经过几年的不断实践和理论的延伸，德国工业4.0的战略已进入了落地的阶段。 我本人预测未来五年会有大量符合工业4.0思想的智能产品投入市场，这些新产品的出现将使得面向工业4.0思想的系统不断完善，越来越多的智能化解决方案也将诞生。

（未完待续）

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【造奇智能产业新媒体】：国内第一家正式成立并开展运营的智能制造产业新媒体机构，聚焦工业4.0与智能制造时代的价值创造，以“深度影响智能制造进程，守望智能制造产业成长”为使命，联接产业企业、大学、研究机构、政府、资本等产业核心力量，通过创新和融合力量，共建共享智能制造生态圈。