德国工业4.0启示录

　      　【中拓贸易商务资源网】事实上，对于工业4.0，德国人自己也没有一个放之四海而皆准的答案。

　　德国企业界人士普遍认为，德国工业4.0正“OntheWay”(在路上)，这种“谦虚”也体现了他们严谨务实的一面。

　　在这位天份好、功底深厚的“老师”面前，国内建设工业互联网的先锋企业——中国航天科工集团公司刚刚上路，中国航天人要学习的东西还有很多，而首当其冲的，还是观念重塑。

　　1.智能工厂

　　结束德国“游学”后，李巍和同行伙伴们都有了给自己换辆德系车的冲动。在奥迪工厂、宝马工厂、西门子安贝格工厂里，一系列**理念和做法让他们为之折服。

　　2015年10月11日~30日，中国航天科工互联网经济时代**工业制造模式创新发展研修项目在德国举办。20名学员包括集团公司总部工作人员和所属单位的业务骨干，带队团长是计划部副部长李巍。

　　20天的培训安排紧凑，授课50余个学时、现场参观调研8次、正式商务访问2次，目的是探寻德国工业4.0前沿发展理念的精髓，择其良者“为我所用”。

　　这一行让学员大开眼界。宏观上，德国工厂厂区与城市生活区以及自然环境很好地融合在一起，和谐共处;微观上，工厂内部生产线与工位的布局、设置以及生产流程设计科学合理、员工工作有条不紊，高效保障产品的全球供应。

　　例如，宝马工厂内有12条冲压生产线，工厂对生产任务和区域作了很好的规划，以“7x24”、“四班倒”制度组织生产，科学高效地保证劳斯莱斯、宝马、MINI等品牌在内的全球冲压生产任务保质保量完成。

　　在西门子安贝格工厂，来自中国的客人更是领略到何谓智能工厂。

　　这座始建于1990年的老厂房，通过不断改进完善，生产自动化率高达80%以上，基本实现“无线”设计，各种线路全部藏在管道内。厂房如一个棋盘，设备、工位等可以像棋子一样，根据需要随时移动，改变生产线布局。除了大型设备，厂房上下1万平方米的空间内建立了长达2.5公里的物流传送系统，工具或零部件都能及时**地配送到工位。

　　科学的生产组织模式和**的信息化手段，让这家工厂25年来在员工总数不变、厂房面积不变的情况下，产能提升了8倍，借助极高的柔性化、高效化生产，为全球6万多个客户提供定制化产品，满足大部分产品德国境内订单下达后24小时交货的苛刻需求。

　　通过物料编码与RFID射频识别技术等，工厂为所有元器件和产品建立全过程记录，每天生成超过5000万个数据，确保生产全过程、全级次可追溯。同时，通过实时监控和质量数据分析手段，每百万次品率由1989年的550个骤降到2014年的11.5个，质量合格率高达99.99885%。

　　学员们非常关注的一个数据是“220万欧元”——2014年工厂全年通过创新活动额外增收的利润。这笔钱全部以税后奖励的形式发放给有贡献的员工。“这家企业高度重视员工的自我改进、强化激励和主动创新，员工利益才能与工厂发展全面有效融合。”李巍说。

　　在给培训班的授课中，全德华人机电协会理事陈祯福教授指出，德国工业4.0的本质是建设智能工厂，在人与人、物与物、服务与服务之间建立及时高效的互联关系，实现虚拟网络**与现实物理**的融合。在推进智能制造、建立万物互联的过程中，为机器、产品和相关资源建立互联与集成，形成动态生产方式、高度个性化的产品和全新的商业模式，**终实现由智能工厂、智能制造向智能产品的转变。

　　要理解这段颇为专业的行话——也是德国工业4.0的关键——还得从工业发展的历史和现状说起。

　　2.互联互通

　　简单地说，工业1.0是机械化，蒸汽动力驱动机器取代人力;工业2.0是电气化，电力驱动机器取代蒸汽动力，进入大规模生产时代;工业3.0是自动化，以PLC(可编程逻辑控制器)和计算机的应用为标志，机器接管了人的大部分体力劳动和部分脑力劳动，工业生产能力也超越了人类的消费能力，产能过剩出现。

　　航天科工董事长高红卫曾表示：“中国虽是制造大国，但不是制造强国，工业企业广泛地分布于工业1.0、2.0、3.0状态之下。”目前，航天科工旗下的**企业也只是实现了基本的自动化和部分的信息化，提升空间还很大。

　　众所周知，工业企业的生产部门通过MES(制造执行系统)管理，业务部门通过ERP(管理信息系统)来管理。通俗地讲，ERP主要告知客户需要多少产品、哪天下单、哪天到货，MES负责监控和管理生产的每一个步骤和工序如何实现。

　　在我国的一些**企业里，工厂已经通过MES连通，业务部门通过ERP连通。但如果ERP和MES没有连起来，当ERP给MES下达生产计划指令后，一旦MES根据车间实际情况调整生产进程，ERP“后知后觉”，后果不言而喻。

　　这主要因为大部分企业的ERP和MES软件供应商不同，企业与企业之间也不同。而ERP和MES的问题只是工厂内系统断层的一个问题缩影。企业里的其他系统如设计、制造、采购、办公等，都是信息孤岛。航天云网公司总经理龚保国指出，国内工业企业管理“两张皮”现象普遍，需要打通ERP和MES。

　　产能过剩和互联网经济的到来，足以摧垮这些企业。工业时代里，产品的生命周期很长，厂家也无法低成本地了解每一个客户的需求，只能“一刀切”地开展规模化生产。互联网改变了这个局面，个性需求被放大，逼迫传统工业必须做一件不爱做的事：**、小批量、定制化地生产。

　　航天科工防务产业**突出特点就是“多品种、小批量”，定制化色彩明显。一部分军民结合和民用产业也有类似特点。因此，以订单驱动的柔性化、定制化、智能化研发生产制造，会是未来航天企业**主要的发展模式。在德国，宝马工厂可以提供500余种颜色选择、安装定制化的仪表盘、配置指定的发动机和轮胎等产品，同一条生产线上，满足全球客户对不同系列产品的需求。

　　要达到这个“火候”，首要的准备工作是**打通ERP和MES等信息系统，让工厂所有信息孤岛连通，实现真正的自动化和完全的信息化。这也正是航天科工在迈向互联互通的道路上亟需做CRP(云资源计划管理系统)、打通ERP与MES通道的原因。

　　目前，**的ERP软件供应商有德国的SAP公司和美国的Oracle公司。通过培训班的走访洽谈，SAP公司已经表达了与航天科工合作的意愿，其中就包括在航天科工开展CRP建设中，实现跨企业ERP应用。

　　3.“航天科工在下一盘很大的棋”

　　“要建设智慧企业就必须打通各种数据边界，SAP公司能为我们提供包括PI、PO等中间件技术，为企业间ERP通信提供标准化接口服务。”李巍同时也表达了目前的困惑，主要是信息安全问题，以及建立什么样的合作模式。

　　信息安全，是军工企业怎么也绕不开的一个命题。航天科工大力建设的“三大平台”中，除了航天云网，“专有云”和智慧企业平台建设都需要保证**的信息安全，拥有一个高带宽、安全高效的基础网络则是保障数据交换安全的关键。

　　去年在集团公司内部上线的专有云平台，作为航天云网中的“一朵云”，收效明显，签约额不断攀升。但要实现面向社会企业提供个性化服务，还得攻克信息安全这一难关。

　　由此看来，航天科工大力推动自主可控软硬件系统建设“事出有因”。从自主可控工程打牢基础，到“三哑”改造，确保设备、岗位和企业的互联互通，再到三大平台建设，**终实现中国工业互联网在国际上站住脚，环环相扣，这被学员们形象地比喻为：“航天科工在下一盘很大的棋。”

　　放眼这整个棋局的进程，德国叫工业4.0，美国叫工业互联网，我国叫中国制造2025、两化融合，物联网领域又叫万物互联。

　　称呼迥异的背后隐藏的核心问题，是通讯标准的争夺。因为互联网的通讯方式——TCP/IP协议难以满足工业生产对于速度、精度和安全性的要求，所以需要一个专门的通讯协议。

　　这正是高红卫在航天科工2016年度工作会上着重强调“**企业做标准”的初衷。他提出，航天科工要努力成为**工业互联网标准的制定者之一。

　　航天科工的“棋路”不能照搬欧美发达国家。“如果我们邯郸学步，人家的长处没学到，自己的相对优势也会失去，还可能自乱阵脚，延缓中国制造业循序渐进发展的步伐。”高红卫表示。

　　以工业4.0为对象进行分析，德国工业基础雄厚，这一轮工业革命是自下而上推动起来的，优势是线下的智能工厂，企业数字化、信息化、网络化程度很高。反观国内，工业企业“小、散、弱”，自发力量不足，龚保国认为，还得依赖于自上而下的政府力量，也就是**提出的《中国制造2025》以及工信部要求的“两化融合”。

　　作为航天科工精心“耕耘”的工业互联网试验田，航天云网公司2016年被集团公司赋予的一项主要任务，就是在全集团开展“三哑”改造，打通MES与ERP。“待到航天云网自身形成工业用软件的开发能力，还将迎来更加广阔的线下‘三哑’改造市场。”

　　按照龚保国的设想，航天云网要将“客户”企业推上云端，为其提供智慧企业一体化解决方案，服务对象有三大类：面向集团性质的**企业，例如为**集团建设一个覆盖加工制造、订单采购、销售环节的专有云平台;政府建设的区域化工业云，这也是成立贵州云网公司的初衷;行业领域的专业网，建立国内**“互联网+家具制造”行业云平台——康居网就是案例。

　　正如高红卫所说，航天科工构建中国工业互联网战略，首先是提供资源共享能力协同的横向软整合平台，待形成具有广泛产业带动作用的核心企业后，再逐步垂直整合业内企业，**终整体上落脚于智能化设备、车间、企业这些坚实的智能制造物理基础之上。

　　4.对接德国工业4.0

　　弗劳恩霍夫促进协会在德国与普朗克研究所齐名，是**高水平的研究机构。这里有一台1965年产的老车床，在被连接上网络、控制器、传感器和状态指示灯后(如右下图)，运行状态可以在显示器上实时获取，实现了老旧设备的互联。

　　单台设备改造成本只有100美元，通过统一的数据采集平台，可以搜集处理传感器获取的各类信息。这与航天科工“哑设备”改造的思路不谋而合，从而引起了培训班学员的极大兴趣。

　　三院159厂是航天科工建设智能工厂的试点企业，有4台传统手工机床和6台数控机床进行了“哑设备”改造。安装数据采集系统后，设备综合效率在后台一目了然。但一台设备的改造成本达数千甚至上万元，运行效率在20%~60%之间浮动，有些数据尚属空白。不过变革已经开始，其目标很清晰，按照该厂一位负责设备改造的人士的说法：“以前，车间里型号产品不动，人动;现在要慢慢调转过来。”

　　培训班全面深入地总结了“游学”期间的所见、所闻、所感，结合航天科工正在推进的三大平台建设工作，提出了很多有针对性的建议，特别是在思路创新方面。这一点，在航天科工2016年度工作会李巍作完总结报告后各位代表的反映中，可以充分感受到。

　　报告中提出，可在“三哑”改造和脉动生产线建设等领域与德方机构合作。譬如在生产规划、控制等方面，与西门子等公司开展合作;开展CRP研究时，与SAP公司探讨合作模式和技术解决方案。

　　此外，按照航天云网国际版的建设计划，将重点与德国创新中心合作为切入点，开展国际工业互联网与德国工业4.0的标准体系对接，引导德国创新资源能力与国内制造业的合作，利用在线协同设计等方式引入德国**技术工艺。

　　李巍更愿意把这一切看作一场管理变革，转变企业干部职工老旧观念非常重要，但也难以一蹴而就。

　　以航天科工的军品研发制造为例，这个领域的所有工作模式，在线下已经较为成功地运行了五六十年。现在要转到专有云平台上，如果不依靠行政手段，推进效率和效果将难以想象。

　　未来，航天科工内部能否打破利益抱团现象，实现资源软整合、优胜劣汰，在公开公平的交易平台上让质量、价格、服务、诚信“说了算”，也是企业提质增效、助力国家供给侧改革的关键。

　　“无论学什么、怎么合作，技术层面上都不是**难的，**难的是改变人脑海里那些老旧落后的观念。”李巍说。