【智能制造】浅谈中国工业4.0的发展方向
什么是工业4.0？
工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。该项目由德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。 德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—PhysicalSystem简称CPS)将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，最后达到快速，有效，个人化的产品供应。
工业4.0是将资源要素和生产要素集中在以互联网和信息技术为基础的平台之上，实现资源要素与生产要素的充分整合，是智能制造的结晶，实质上是第三次工业革命的拓展和延伸，是推动第四次工业革命的重要载体。
互联网对大众的改变才刚刚开始，跨界与融合将成为科技创新的内涵，“人机一体、智能制造”将是未来制造业新的发展趋势，而推动新工业革命的将是机器人、3D打印、大数据、云计算、物联网、智能材料等众多先进技术的融合。对于我国制造业来说，发展工业4.0的路径应是加紧建立更多新兴技术的研发总部、孵化总部和运营总部、创新总部，对新兴技术要从高起点切入，像硅谷那样，成为全球创新中心。
我国工业4.0的发展方向可归于六大类
作为工业4.0基础的工业自动化，在工业4.0战略中有着不可取代的作用。随着社会的不断进步和发展，工业自动已成为现代先进工业科学的核心技术，不断的研究和探讨我国工业自动化的发展和战略方向，对我国工业化的发展有着极其深远的影响。工业控制自动化技术对于传统产业的改造、企业素质的提高和国家国力的提高是非常有效的途径。随着一系列工业自动化控制技术产业化专项的实施，基于信息化带来工业化的思想，将会使工业自动化技术得到更深入的发展，这对加快推动我国自动化产业结构优化升级有重大意义。
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工业自动化
工业互联网就是工业革命带来的机器、设施和系统网络与互联网革命带来的智能设备、智能网络和智能决策间的融合，其要素是智能设备、智能网络和智能决策，更强调传感器系统、大数据分析能力。以后制造环节互联网的实现将会给现有的生产方式带来颠覆性的变化。据国际权威机构测算，应用工业互联网后，企业的效率会提高大约20%，成本可以下降20%，节能减排可以下降10%左右。虽然目前工业互联网全面实现有困难，但是某些环节的突破是可以实现的，并且工业互联网将进一步带动智能装备、3D打印设备等发展。
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工业互联网
随着工业4.0战略的提出，智能化生产中工业机器人也受到越来越多的关注。从政策落实看，在“十二五”规划中，国家已经把工业机器人作为智能制造装备的重要部分，各地也陆续出台相关政策。机器人产业的发展与国家从“制造业大国”向“制造业强国”的转型相契合。
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工业机器人
工业4.0四大主题之一的智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。3D打印增材制造技术本身对设计-制造-应用环节将发生变革性影响。传统制造业中，过去数十年的技术重心侧重于加工精度与效率，而目前加工技术在精度上已接近极限，继续提高的必要性和性价比开始进入瓶颈，下一步升级重点必然是设计、成型环节，以最终达到工业4.0的智能化生产状态。
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3D打印
传感器是工业4.0时代的核心组件，传感器通过将物理信息转换为标准信号，反馈到CPS网络物理系统，是未来工业4.0时代的核心基础技术。工业用传感器能够测量或感知特定物体的状态和变化，并转化为可传输、可处理、可存储的电子信号或其他形式信息。工业用传感器是实现工业自动检测和自动控制的首要环节，在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。甚至可以说，没有众多质优价廉的工业传感器，就没有现代化工业的生产体系，更别谈工业4.0体系的构建。
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传感器
机床被称作“工业母机”，其发展程度决定着一个国家装备制造行业的整体水平，尤其在“中国制造”迈向“中国智造”和“中国创造”的当下，国内机床行业能否率先实现重大突破意义更加重大。
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智能机床
另外，随着移动互联网、物联网、工业大数据、智能制造的长足发展，基于现代信息技术所变革出的以客户为中心的C2M（客户到工厂）商业模式，连接工厂和消费者，构建以客户为中心的企业经营以及生产制造模式，以其更好的满足新时代的“小批量、多批次”的制造需求，从而帮助传统企业在工业4.0时代实现腾飞！
深刻解读什么是新制造
新制造是什么？2017新制造这个关键词在中国大地上火爆非常，源起于在去年10月份的阿里云栖大会上马云老师提出的五个新，其中包括了新制造。其实早在2015年国家就曾提出了中国制造2025战略规划，把振兴中国制造提到了国家战略层面的高度，其实国外其他国家也有相同的概念，譬如德国有工业4.0，美国有工业互联网，日本有精益制造，在新世纪每个国家都将振兴制造业摆在了国家的战略高度，这对中国制造业是一件利好的事情，那么新制造和旧制造有什么区别呢？新制造又是什么呢？
在过去30多年时间里，中国制造业的成长基本上依托两个名词，一个是成本，一个是规模。那么，今天到底出现什么问题了呢？答案是成本优势逐渐消失。中国制造的成本优势是：土地便宜、劳动力低廉，政府税收减免政策扶持，还有就是企业对环境保护不需要承担责任。现如今企业的自律意识、政府对我们的监督意识越来越强，任意破坏环境和空间的办法越来越少。这些成本优势逐渐丧失的时候，规模也不能带来未来，因为在一个规模的基础上，所有的商品都同质化，最可怕的是同质化的过剩。
我们先来看看旧制造的场景，中国传统制造业最典型的类型有两种，一种叫做工贸技、一种叫做贸工技，还有相当大一部分是纯加工性质的制造加工厂，譬如在长三角地区和珠三角地区，聚集了大量的外贸加工型工厂，就连南方最大的富士康集团也主要是靠帮苹果等品牌公司加工产品来赚取微薄的加工费，我们就拿某知名品牌手机来举个例子，一部在国内售价6000多的手机，其实大部分的利润被该公司赚取了，由于强大的品牌魅力，高科技含量的自主研发技术，即便是这么高的售价，很多中国人还是愿意买单，而作为加工厂其实只占了其中5%不到的利润，大家可想而知，一个工厂投入了大量的人力物力，修建厂房、大量招聘员工、拼命的加班加点生产，而且还破坏了中国的空气环境，换来的确是那微薄的5%不到的利润。其实加工厂代表了中国制造的一个缩影，在广东的东莞地区，号称世界的制造工厂，大部分都是做外贸加工订单的工厂，一般都没有自己的品牌，没有自主的研发能力，完全依赖于中间微薄的哪一点加工利润。随着中国的人口红利逐渐消失，人工成本的大力上升，原材料成本上升，土地成本上升，工厂厂房租金上升，再加上外贸订单的萎缩，所以大批量的加工厂倒闭也并不奇怪。
所以在新时代的起点上，发展中国新制造势在必行，一个国家的强胜还是要靠实体经济的振兴，制造业无疑是实体经济的核心代表，我们有理由相信，在国家大力提倡中国制造互联网+转型升级，中国制造2025的新形势下，中国制造会有一个质的飞跃，中国新制造一定能够在世界的舞台上绽放光彩。未来的新制造有以下几个特点。
一、自主品牌：新制造需要摆脱那种靠加工订单来赚取微薄利润生存的方式，转变为打造属于自己的品牌，根据市场需求，精准定位消费群体，特别是现如今进入80、90时代，消费主体发生了变化，原来的大众品牌已经不能适应目前市场的潮流，需要建立新品牌，个性化品牌，针对某个消费圈层人群的品牌，小而美的品牌。新制造有了自己品牌后，产品的利润自然就高了，可以通过品牌溢价的方式，能够为企业赚取更多的利润。
二、自主研发：新制造最大的特点是重视研发技术，坚持自主研发创新。中国制造业发展这么多年，其实我们的大部分制造业研发技术还是欠缺的，由于原来的市场太好做了，以至于只要产品做出了就不用担心卖不出去，大部分制造业会觉得复制是最大的创新，复制技术来做成本更低，这样的观念导致中国制造大部分是通过仿造或者抄袭来完成初始积累的。长期以往不重视技术创新的现象，是导致今天的中国制造落后于西方国家的重要原因。然而现如今市场进入物品饱和的时代，靠仿造和复制的旧时代已经过去了，中国的制造业必须要下大力气抓自主研发，技术创新，建立自己的技术壁垒，保持技术的核心竞争力，才能够振兴中国制造，才能够在世界舞台上占有一席之地。
三、工匠精神：为什么日本的百年企业有很多，美国也有很多？其本质的核心是缺乏专注于产品灵魂的工匠精神，缺少将产品做到极致的精神，中国的很多企业是为了赚钱而赚钱，而不是为了实现某种价值而宁可付出一生的精力和时间去做的一种精神信仰。我们在日本经常可以看到一对白发苍苍的老人一生只为经营着一个小小的蛋糕店，而且为此而乐此不彼。我想这就是一种工匠精神吧，确实值得我们中国的企业家学习，国家目前也在大力提倡工匠精神，相信在未来中国的企业平均寿命也会延长，也会出现一批批百年老店。
四、个性化定制：新制造有一个很显著的特点就是个性化定制，现如今由于消费市场主体的变化，消费者更加注重个性化需求，消费市场已经由原来的以卖方为主导的市场，渐变为以买方为主导的需求性导向市场，制造业从最开始以美国福特式为代表大规模的生产方式，后来发展到以日本丰田为代表的精益化小批量多品种的生产方式，到现如今发展为以消费者需求为导向的个性化定制生产方式C2M，个性化定制的最大特点是根据消费者真需求定制化生产，以消费者个性化需求为导向、产生订单、工厂定制化生产，最大的好处在于是以零库存的方式生产，大大降低企业的库存成本。而且由于是个性化特点，能够卖出品牌溢价，企业盈利空间更大。
五、互联网+：严格意义上来讲，是制造业+互联网，而不是互联网+制造业，现如今互联网基础设施已经基本完善，互联网就像水电煤一样，制造业应该更加积极的融入到互联网中去，进行深度融合，制造业有自己的优势，要学会借力互联网，如通过互联网新媒体传播打造品牌、通过电商渠道销售产品、通过移动互联网社交平台与客户关系互动重建等。
六、大数据、物联网：现如今已经进入大数据时代，制造业也应该活用大数据，通过数据来对工厂实施精细化的管理，如通过数据对客户群体实施人群画像、精准定位消费群体；如通过大数据对仓库库存实施科学管理、如通过大数据对整个生产流程革新管理、如通过大数据对销售部门、采购部门、研发部门、生产部门、品质部门、人事部门、财务部门等系统化管理。新制造还可以通过物联网对企业进行软硬件实施万物互联，提高企业信息化集成。
七、云计算：新制造在研发信息化领域，基于工作站或PC平台的产品研发向桌面云平台转变；由区域研发向远程异地协同研发转变，制造业可以用创客的方式用云计算平台将全国乃至全球的研发人员汇聚一起，集思广益，来研发更好的产品。在云时代，制造企业的信息化应用无需购买任何软硬件产品，也无需部署信息化平台，企业可以通过租赁软硬件系统方式来满足企业业务需求，按照使用多少来支付费用。这不但能有效减少信息化投入对企业资金的占用，而且能大副的帮助企业节省成本。
八、智能制造：智能制造系统是一种由智能机器人和人类专家共同组成的人机一体化智能系统。在制造过程中能以一种高度柔性与集成的方式借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、推理、判断、构思和决策，从而取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，同时收集、储存、完善、共享继承和发扬人类专家的智能。制造业的发展由最初的手工制造到高度自动化制造再到柔性自动化制造，再发展到智能化制造。智能制造系统可以提高工作效率、提升产品质量、降低生产成本，从而提高企业效益。
中国新制造要想在世界的舞台上占有一席之地，必须要有从零到一的创新精神，重视产品核心研发技术，打造自主品牌，积极拥抱互联网+，打造自动化、智能化、智慧化工厂，并运用大数据、云计算、物联网技术，提高制造工厂效率，提升产品品质、降低生产成本。用工匠精神融入到产品当中去，做到专注而又极致，才能够真正意义上实现中国新制造、中国制造2025，才真正能够让中国制造，走出中国、引领世界！
人工智能赛博物理操作系统
AI-CPS OS
“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能）分支用来的今天，企业领导者必须了解如何将“技术”全面渗入整个公司、产品等“商业”场景中，利用AI-CPS OS形成数字化+智能化力量，实现行业的重新布局、企业的重新构建和自我的焕然新生。
AI-CPS OS的真正价值并不来自构成技术或功能，而是要以一种传递独特竞争优势的方式将自动化+信息化、智造+产品+服务和数据+分析一体化，这种整合方式能够释放新的业务和运营模式。如果不能实现跨功能的更大规模融合，没有颠覆现状的意愿，这些将不可能实现。
领导者无法依靠某种单一战略方法来应对多维度的数字化变革。面对新一代技术+商业操作系统AI-CPS OS颠覆性的数字化+智能化力量，领导者必须在行业、企业与个人这三个层面都保持领先地位：
重新行业布局：你的世界观要怎样改变才算足够？你必须对行业典范进行怎样的反思？
重新构建企业：你的企业需要做出什么样的变化？你准备如何重新定义你的公司？
重新打造自己：你需要成为怎样的人？要重塑自己并在数字化+智能化时代保有领先地位，你必须如何去做？
AI-CPS OS是数字化智能化创新平台，设计思路是将大数据、物联网、区块链和人工智能等无缝整合在云端，可以帮助企业将创新成果融入自身业务体系，实现各个前沿技术在云端的优势协同。AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量与行业、企业及个人三个层面的交叉，形成了领导力模式，使数字化融入到领导者所在企业与领导方式的核心位置：
精细：这种力量能够使人在更加真实、细致的层面观察与感知现实世界和数字化世界正在发生的一切，进而理解和更加精细地进行产品个性化控制、微观业务场景事件和结果控制。
智能：模型随着时间（数据）的变化而变化，整个系统就具备了智能（自学习）的能力。
高效：企业需要建立实时或者准实时的数据采集传输、模型预测和响应决策能力，这样智能就从批量性、阶段性的行为变成一个可以实时触达的行为。
不确定性：数字化变更颠覆和改变了领导者曾经仰仗的思维方式、结构和实践经验，其结果就是形成了复合不确定性这种颠覆性力量。主要的不确定性蕴含于三个领域：技术、文化、制度。
边界模糊：数字世界与现实世界的不断融合成CPS不仅让人们所知行业的核心产品、经济学定理和可能性都产生了变化，还模糊了不同行业间的界限。这种效应正在向生态系统、企业、客户、产品快速蔓延。
AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量通过三个方式激发经济增长：
创造虚拟劳动力，承担需要适应性和敏捷性的复杂任务，即“智能自动化”，以区别于传统的自动化解决方案；
对现有劳动力和实物资产进行有利的补充和提升，提高资本效率；
人工智能的普及，将推动多行业的相关创新，开辟崭新的经济增长空间。
给决策制定者和商业领袖的建议：
超越自动化，开启新创新模式：利用具有自主学习和自我控制能力的动态机器智能，为企业创造新商机；
迎接新一代信息技术，迎接人工智能：无缝整合人类智慧与机器智能，重新
评估未来的知识和技能类型；
制定道德规范：切实为人工智能生态系统制定道德准则，并在智能机器的开
发过程中确定更加明晰的标准和最佳实践；
重视再分配效应：对人工智能可能带来的冲击做好准备，制定战略帮助面临
较高失业风险的人群；
开发数字化+智能化企业所需新能力：员工团队需要积极掌握判断、沟通及想象力和创造力等人类所特有的重要能力。对于中国企业来说，创造兼具包容性和多样性的文化也非常重要。
子曰：“君子和而不同，小人同而不和。” 《论语·子路》云计算、大数据、物联网、区块链和 人工智能，像君子一般融合，一起体现科技就是生产力。
如果说上一次哥伦布地理大发现，拓展的是人类的物理空间。那么这一次地理大发现，拓展的就是人们的数字空间。在数学空间，建立新的商业文明，从而发现新的创富模式，为人类社会带来新的财富空间。云计算，大数据、物联网和区块链，是进入这个数字空间的船，而人工智能就是那船上的帆，哥伦布之帆！
新一代技术+商业的人工智能赛博物理操作系统AI-CPS OS作为新一轮产业变革的核心驱动力，将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量，并创造新的强大引擎。重构生产、分配、交换、消费等经济活动各环节，形成从宏观到微观各领域的智能化新需求，催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式。引发经济结构重大变革，深刻改变人类生产生活方式和思维模式，实现社会生产力的整体跃升。
产业智能官 AI-CPS
用“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能），在场景中构建状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的认知计算和机器智能；实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新创造的产业互联生态链。
长按上方二维码关注微信公众号： AI-CPS，更多信息回复：
新技术：“云计算”、“大数据”、“物联网”、“区块链”、“人工智能”；新产业：“智能制造”、“智能农业”、“智能金融”、“智能零售”、“智能城市”、“智能驾驶”；新模式：“财富空间”、“数据科学家”、“赛博物理”、“供应链金融”。
官方网站：AI-CPS.NET
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