談及制造業(yè)升級，“工業(yè)4.0”是時下的熱詞。作為傳統(tǒng)的制造業(yè)大國，德國是“工業(yè)4.0”這一概念的提出者，它寓意人類將迎來以信息物理融合系統(tǒng)(CPS)為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)器自組織為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命。
據(jù)澎湃新聞6日報道，4日在上海社科院舉辦的新智庫論壇上，德國國家科學(xué)工程院院士克里斯托夫•梅內(nèi)爾表示，智能化工廠是未來制造業(yè)發(fā)展趨勢，工業(yè)4.0通過將信息技術(shù)與生產(chǎn)整合，實現(xiàn)一個全新的智能商業(yè)模式。此外，他在接受采訪時還表示，中國在工業(yè)4.0時代大有可為。
近日，工業(yè)4.0之父梅內(nèi)爾做客上海社科院
以下為梅內(nèi)爾演講的部分內(nèi)容：
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
我們先來看看物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)比我年輕，25年前，它開始為人們所知并改變我們的世界。物聯(lián)網(wǎng)不僅改變了我們溝通和互動的方式，也改變了管理城市和企業(yè)的方式。應(yīng)該說，我們現(xiàn)在還不能充分了解信息技術(shù)的發(fā)展會對我們未來的生活和社會組織產(chǎn)生什么影響，這些影響可能是超乎想象的。有了物聯(lián)網(wǎng)，我們可以做些什么？它可以讓我們暢想一個智慧城市——我們周遭的環(huán)境、家庭內(nèi)部、城市的交通、街道都可以實現(xiàn)智能化，同時，生產(chǎn)流程，利用能源的方式，保護(hù)環(huán)境的方式等等都會因為信息技術(shù)而煥然一新。
數(shù)字世界帶來了什么？數(shù)字世界實際上和實體世界是相互聯(lián)系的。數(shù)字世界中有實體世界的影子，通過這些影子我們可以看到，有時他們是相互存在的，但有時只能從虛擬的數(shù)字世界中看到部分實體世界。將來，我們會看到一個更加豐富的數(shù)字世界，它能夠更加真實地反映出實體世界的變化。
我們知道，信息技術(shù)誕生之初是為了用于一些研究和發(fā)展項目，并不是用來改變我們的溝通方式，但是人們喜歡這項技術(shù)，所以后來它不僅用來連接機(jī)器，也應(yīng)用于商業(yè)和銀行體系中。當(dāng)然剛開始會存在很多缺陷，后來電腦科學(xué)家發(fā)明了新一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議——IPV6（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6）。不管是版本4還是版本6，這樣新的技術(shù)可以讓我們的電腦和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互動，產(chǎn)生一個智能電網(wǎng)，一切都可以通過這個電網(wǎng)連接起來，進(jìn)行互動。
德國有著悠久的制造業(yè)傳統(tǒng)，在探索工業(yè)4.0之路上，德企積累了豐富的經(jīng)驗
為了幫助大家進(jìn)一步理解，我來舉幾個例子。以“智能家居”為例，通過信息技術(shù)，我們?nèi)粘５募彝ド畹暮芏喾矫婵梢詫崿F(xiàn)智能化。例如供暖，目前供暖主要依靠機(jī)械裝置，你需要手動來調(diào)節(jié)溫度，但是如果利用了信息技術(shù)和感應(yīng)器，供暖設(shè)備就可以實現(xiàn)自動控溫。如果你不在家，溫度就會自動降低，如果系統(tǒng)知道你快要回家了，供暖設(shè)備會重新啟動。這只是一個方面，還有各種媒介的使用，比如電視，收音機(jī)等等，智能系統(tǒng)會記憶電視節(jié)目或是背景音樂并能自動找到你喜愛的內(nèi)容。根據(jù)你的喜好，早上和晚上播放的音樂是不一樣的。另外，照明系統(tǒng)也可以進(jìn)行這樣的智能控制。
再來看“智能城市”，“智能家居”模式也可以在城市街道實現(xiàn)。比如交通系統(tǒng)，公交站點可以和公交公司總部連接起來，當(dāng)公交車站有很多人等候的時候，總部可以自動派下一班車過去?，F(xiàn)在我們可能是每隔10分鐘或者20分鐘發(fā)一班車，未來可以完全按照人們的需要進(jìn)行發(fā)車。要實現(xiàn)這些，所需要做的就是將交通系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)都連接起來，完全靠智能系統(tǒng)掌握乘客的需求。
還有“智能工業(yè)”，工廠的生產(chǎn)流程也可以高度智能化。智能化的工廠完全可以由物聯(lián)網(wǎng)來加以控制，也就是說，生產(chǎn)流程完全由電腦來加以整合。實時的生產(chǎn)監(jiān)控程序知道需要怎樣的新材料，怎樣的工序來確保生產(chǎn)流程順利進(jìn)行。這個不是簡單的生產(chǎn)自動化的問題，而是實現(xiàn)智能的控制，如果系統(tǒng)監(jiān)測到生產(chǎn)流程中突然出現(xiàn)故障的話，機(jī)器會自動暫停運作，自我修復(fù)，而不是繼續(xù)運行，不斷生產(chǎn)殘次品。所以通過信息技術(shù)，我們可以保證對能源最有效的利用，這些都是將來智能化工廠所應(yīng)具備的特點。
物聯(lián)網(wǎng)體現(xiàn)了一種全面的，整體性的發(fā)展觀念，這種全局的發(fā)展觀使我們生活的各個方面變得更有效，更高科技，更環(huán)保，同時在社會意義上也更包容。我們可以在許多方面實現(xiàn)智能化，包括智能化經(jīng)濟(jì)，智能化生產(chǎn)、智能化工廠、智能化生活、智能化家居、智能化的交通、智能化物流、智能化供應(yīng)鏈、智能化治理、智能化環(huán)境等等。
智能化工廠意味著什么呢？首先各種數(shù)據(jù)需要進(jìn)行整合。比方說，一個小小的手機(jī)里很多感應(yīng)器，這些感應(yīng)器會產(chǎn)生出各種數(shù)據(jù)。過去，這類數(shù)據(jù)都是要儲存到數(shù)據(jù)庫中并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，但是現(xiàn)在我們可以看到，所有的數(shù)據(jù)都是自動存儲在大數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，這個大數(shù)據(jù)庫是沒有加以結(jié)構(gòu)化的，沒有按照某種方式進(jìn)行分類，這是大數(shù)據(jù)的一個方面，它和智能化技術(shù)密切相關(guān)。所以首先要整合生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)，然后對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這些數(shù)據(jù)分析能夠確保整個生產(chǎn)流程正確運行，如果發(fā)生故障則自動發(fā)出警告。
智能化工廠需要做的是，它的生產(chǎn)流程要基于信息技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行運作和控制，從而發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的需求。信息技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生的是數(shù)字化數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)能夠影響生產(chǎn)流程，這個過程中又會產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)，反饋到信息技術(shù)系統(tǒng)。所以兩者之間不斷地進(jìn)行相互反饋，這使得整個生產(chǎn)流程變得極其高效。
信息技術(shù)系統(tǒng)也可以把不同的工廠連接起來。比如一家工廠在進(jìn)行生產(chǎn)的時候，某種原料用完了，它的供應(yīng)商會自動獲取信息，及時提供原料，因此整個生產(chǎn)系統(tǒng)也不會因為原料不足而停止運作。這種將信息技術(shù)和生產(chǎn)結(jié)合的方式，可以催生出一些新型的、智能化的商業(yè)模式。
從德國汽車制造看工業(yè)4.0
我們曾經(jīng)經(jīng)歷過工業(yè)1.0時代，那個時候人們借助蒸汽機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，這就是最初的工業(yè)化，近100年之后，到了1870年，原來零星的生產(chǎn)改變成為批量的生產(chǎn)。在1960年代，我們又看到了一個新的起點，人們利用早期的電腦實現(xiàn)自動化，現(xiàn)在我們看到的是一個虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)整合的系統(tǒng)，這就是工業(yè)4.0時代，這個時代才剛剛開始，毫無疑問它會將我們引向更輝煌的未來。
我們以德國的汽車制造業(yè)為例，來進(jìn)一步了解工業(yè)4.0。我們知道，一臺汽車有很多零部件，實際上在新的時代，每個零件都可以自動生成很多數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以告訴人們零部件是否在正常工作，汽車生產(chǎn)商可以通過監(jiān)測這些數(shù)據(jù)來了解零部件的工作情況，如果發(fā)現(xiàn)異常，則可以提前進(jìn)行替換，生廠商可會及時把相關(guān)的零部件送到某家汽修店。因為廠商在實時捕捉數(shù)據(jù)，所以它知道汽車距離哪一家汽修廠最近。我想，毫無疑問，這樣的汽車廠能夠讓我們看到在未來的4.0時代，虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合會怎樣改善我們的生活。
關(guān)于工業(yè)4.0，在這里兩個非常重要的方面，第一個方面我想很多社會科學(xué)研究者會很感興趣，那就是我們勞動分工和專業(yè)化。這不僅是針對勞動者而言，也針對企業(yè)。這也是德國汽車業(yè)成功的原因，因為在這樣一個大環(huán)境中，各個工廠往往都是高度專業(yè)化某些零部件的生產(chǎn)者，他們以非常高效的方式互動。
另一個方面就是數(shù)字化。數(shù)字化使得笨拙的機(jī)器利用計算機(jī)進(jìn)行智能化工作，這就是未來存在的潛力。我們需要克服什么挑戰(zhàn)呢？首先，我們未來的水平整合將會進(jìn)一步深化，也就是說在整個價值鏈上，生產(chǎn)商可以通過這種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的系統(tǒng)開展更好的協(xié)作。另一方面，在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)，我們看到更多的垂直整合 (產(chǎn)業(yè)鏈整合），為什么呢？因為每一個部分最后生成的數(shù)據(jù)，都可以使這些部分進(jìn)行深度整合。我們前面講到汽車零部件隨時生成數(shù)據(jù)、生成信號，這就使得產(chǎn)品一直處于一個不間斷的生命周期。以前，一個產(chǎn)品進(jìn)入市場后幾乎不在生產(chǎn)商的控制范圍內(nèi)，以后，產(chǎn)品會永遠(yuǎn)在生產(chǎn)商的控制過程當(dāng)中，生產(chǎn)者可以隨時得到反饋，知道該怎樣進(jìn)行設(shè)置，這對改善服務(wù)是非常有利的。
德國怎樣發(fā)展工業(yè)4.0
為什么德國對這樣的信息技術(shù)和實體生產(chǎn)結(jié)合感興趣呢？德國有非常發(fā)達(dá)的制造業(yè)，整個制造業(yè)的產(chǎn)值是非常大的，這是德國和其他經(jīng)濟(jì)體不同的地方，有一些國家更多依靠金融行業(yè)，他們整個生產(chǎn)的穩(wěn)定性或者整個經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定性不如我們。而且我們走的是一個制造業(yè)大國的道路，現(xiàn)在中國和我們還是比較像的，也是高度重視制造業(yè)，很多經(jīng)濟(jì)的增值部分都是在制造業(yè)部門。我們的制造業(yè)不能一成不變，我們需要提升制造業(yè)的效率，讓成本更加低廉，所以需要對其進(jìn)行信息化改造,這就是我們?yōu)槭裁粗匾暪I(yè)4.0的原因。
德國的制造商和一些研發(fā)機(jī)構(gòu)、大學(xué)的團(tuán)隊正在開展合作，我們專門建立了一個研究聯(lián)合會，各方在這個平臺進(jìn)行分工，進(jìn)行相關(guān)實驗，模塊制造，產(chǎn)品加工等。比如戴姆勒公司就和一些大學(xué)在這個平臺上開展合作。聯(lián)合會還會關(guān)注環(huán)境，研究有關(guān)環(huán)境保護(hù)的方案。聯(lián)合會還有一個小組專門研究新的技術(shù)、新的生產(chǎn)方式的改變會怎樣影響人類的工作。這一點非常重要，在德國，政府和學(xué)者非常謹(jǐn)慎，一開始就強(qiáng)調(diào)一定要讓工會參與其中，為什么呢？工業(yè)4.0用了很多信息科技技術(shù)，這毫無疑問會重塑整個生產(chǎn)流程，工人們就會受到影響。大家都知道，在工業(yè)1.0時代發(fā)生過工人搗毀機(jī)械的事件，為什么呢？因為他們覺得這些機(jī)械奪走了他們的飯碗。現(xiàn)在的情況是類似的，信息技術(shù)可能會讓員工丟掉工作，所以在這種擔(dān)心下，他們會不配合甚至進(jìn)行破壞。我們需要和他們討論，告訴他們未來整個工作環(huán)境是怎么組織的，希望他們來參與進(jìn)去，最終讓科技來改善他們的生活，而不是讓他們的處境變得更糟。
記者對話梅內(nèi)爾：中國發(fā)展工業(yè)4.0大有機(jī)會
澎湃新聞記者 鄭景昕 張茹
記者：最近，工業(yè)4.0概念在中國也非常熱，李克強(qiáng)總理將其視為中國德技術(shù)合作的核心。作為發(fā)展水平存在差距的兩個國家，中德在工業(yè)4.0方面的合作應(yīng)該在哪些領(lǐng)域展開？
梅內(nèi)爾：我認(rèn)為現(xiàn)在最重要是考慮朝著什么方向發(fā)展。工業(yè)4.0代表了這樣一種愿景：如果把生產(chǎn)流程中的不同實體聯(lián)系起來，這些不同的實體會提高效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并且更容易設(shè)計出個性化的產(chǎn)品。但實現(xiàn)這一愿景還有很長的路要走。在德國，我們從試點項目開始，一些公司與世界各地的研究人員展開合作。中國的公司也可以從試點項目開始，這些項目應(yīng)該得到政府和科研機(jī)構(gòu)的支持。
德國大概在10年前就開始討論工業(yè)4.0這個概念了，我們知道未來的發(fā)展方向就是讓工業(yè)企業(yè)與研究部門合作，從而實現(xiàn)這一目標(biāo)。所以中國可以選擇一些有志于創(chuàng)新的企業(yè)與大學(xué)進(jìn)行合作。我知道中國很多高校正在參與智慧城市的研究。其實智慧城市從某種程度上說與工業(yè)4.0類似，所以如果政府愿意提供支持，我認(rèn)為中國發(fā)展工業(yè)4.0大有機(jī)會。
記者：德國的信息技術(shù)與美國相比有什么優(yōu)勢和劣勢？
梅內(nèi)爾：美國的硅谷在信息技術(shù)方面非常強(qiáng)大。許多知名信息技術(shù)公司都在硅谷創(chuàng)立。硅谷是一個強(qiáng)大的數(shù)字世界。德國在這方面并不是很強(qiáng)。我們有SAP這樣的世界軟件巨頭，但并沒有美國那么多。但是德國的制造業(yè)很強(qiáng)，比如我們的汽車工業(yè)，所以德國有很多機(jī)器制造商。我們會學(xué)習(xí)硅谷的信息技術(shù)，但同時我們會專注于我們的強(qiáng)項——制造業(yè)，致力于研究如何把我們的制造業(yè)帶向未來。這就需要將制造業(yè)與信息技術(shù)融合。德國在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域比美國有優(yōu)勢。它的原理就是將電子芯片植入機(jī)器，汽車等等各種裝置中，這是工業(yè)4.0發(fā)展的第一步。
記者：人與機(jī)器是一種怎樣的關(guān)系？機(jī)器會不會脫離人，甚至反過來控制人？
梅內(nèi)爾：那些從事單一重復(fù)勞動的人會被機(jī)器代替，你的工作越復(fù)雜，你被機(jī)器代替的可能性就越小。我可以肯定的是，人們所要做的工作正在發(fā)生變化。比如歐洲老齡化問題很嚴(yán)重，照顧老人的工作不可能讓機(jī)器來完成，所以也許未來越來越多從事工業(yè)生產(chǎn)的人會從事社會服務(wù)方面的工作。
