工業(yè)4.0分析報告

筆者早年從事過工業(yè)自動化行業(yè)，后來去了幾個都市，講過《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)文明史》這門課，以至于諸多人覺得我很懂工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（其實(shí)我也就是半桶水而已）。今天早上有人問我，工業(yè)4.0終究是個啥，原來答應(yīng)給他單獨(dú)講一遍，后來一想，不如整頓下材料和思路，一塊分享給大家，因此今天就跟大家談?wù)勥@個神秘的工業(yè)4.0吧。

先聲明，筆者只是個知識的搬運(yùn)工，我說的不一定對，但是是看了諸多材料后消化理解的成果而已。事實(shí)上，工業(yè)4.0就沒有原則答案，連德國人自己都沒有。

先看三個概念：

工業(yè)1.0

機(jī)械化，以蒸汽機(jī)為標(biāo)志，用蒸汽動力驅(qū)動機(jī)器取代人力，從此手工業(yè)從農(nóng)業(yè)分離出來，正式進(jìn)化為工業(yè)。

工業(yè)2.0

電氣化，以電力的廣泛應(yīng)用為標(biāo)志，用電力驅(qū)動機(jī)器取代蒸汽動力，從此零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配實(shí)現(xiàn)分工，工業(yè)進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)時代。

工業(yè)3.0

自動化，以PLC（可編程邏輯控制器）和PC的應(yīng)用為標(biāo)志，從此機(jī)器不僅接管了人的大部分體力勞動，同時也接管了一部分腦力勞動，工業(yè)生產(chǎn)能力也自此超越了人類的消費(fèi)能力，人類進(jìn)入了產(chǎn)能過剩時代。

這三個定義都很學(xué)術(shù)，你們放心，這是我全文最學(xué)術(shù)的一段話，背面，我決定老和尚講故事的辦法來給大家講這個故事。

要理解工業(yè)4.0，我們得先看下現(xiàn)在的狀況，我們稱之為工業(yè)3.X，用修真小說的時髦描述，也就是3.0中后期，這種狀態(tài)叫做完全的自動化和部分的信息化。

咱們還得從工廠的業(yè)務(wù)模式說起。

作為一種工廠，存在的目的只有兩個，生產(chǎn)產(chǎn)品，然后賣出去。因此在工業(yè)公司中，普通會分為兩個大的部門，一種是生產(chǎn)部門，一種是業(yè)務(wù)部門，前者通過MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）管理，后者通過ERP（管理信息系統(tǒng)）來管理。

這兩個系統(tǒng)啥區(qū)別呢？ERP更傾向于財務(wù)信息的管理，而MES更傾向于生產(chǎn)過程的控制，簡樸的說，ERP重要告訴你客戶需要生產(chǎn)多少個瓶子，哪天下單，哪天要貨，而MES重要負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理生產(chǎn)這些瓶子的每一種環(huán)節(jié)和工序如何實(shí)現(xiàn)。

在中國工廠的諸多車間里，各個生產(chǎn)設(shè)備之間、生產(chǎn)設(shè)備和控制器之間，都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了連通。再牛逼一點(diǎn)的公司里，整個工廠已經(jīng)通過制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）連通起來，而業(yè)務(wù)部門全部通過ERP連通起來了。

發(fā)現(xiàn)問題了嗎？

ERP和MES其實(shí)并沒有連起來！

因此當(dāng)ERP給MES下達(dá)生產(chǎn)計劃指令后，MES在生產(chǎn)過程中發(fā)生了與計劃偏差的事項(xiàng)（例如設(shè)備壞了，原料不合格等等），MES會根據(jù)車間的實(shí)際狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是ERP是不懂得的！因此它會繼續(xù)按照原本的計劃執(zhí)行訂單，時間久了，財務(wù)系統(tǒng)和工廠的實(shí)際狀況就會出現(xiàn)非常大的偏差。

至于為啥沒連起來，兩個因素，首先是ERP和MES的開發(fā)公司普通是兩撥人，搞財務(wù)的和搞生產(chǎn)的合作，不僅互相不懂對方的職業(yè)術(shù)語，雞同鴨講，并且互相看不上對方。另外，業(yè)務(wù)部門和生產(chǎn)部門在公司里普通是分開運(yùn)行，各自的領(lǐng)導(dǎo)有各自喜歡的供應(yīng)商（因素你懂的）。

固然，人民群眾的智慧是無窮的，他們是斷然不會干等著兩個系統(tǒng)的偏差越來越大的，既然系統(tǒng)不給力，咱人工上，咱們工人有力量。因此工廠車間普通會定時把MES的調(diào)節(jié)項(xiàng)做成一種表，交給業(yè)務(wù)部門，然后由業(yè)務(wù)部門手動在ERP中調(diào)節(jié)過來。

ERP和MES的問題只是工廠內(nèi)系統(tǒng)斷層的一種問題縮影，事實(shí)上工廠里尚有非常多的其它系統(tǒng)，設(shè)計、制造、采購、辦公等等，這些系統(tǒng)都是一種個的信息孤島，互相都不懂得對方在干啥，干到哪一步了。其中一種部分出了特殊狀況，其它部分都不懂得，只有等到問題出現(xiàn)了，才干退回來，全部系統(tǒng)再一種個改。

插一句，老羅的錘子手機(jī)之因此難產(chǎn)，就是由于在設(shè)計的時候，生產(chǎn)人員并沒有實(shí)時理解狀況，因此實(shí)際生產(chǎn)時發(fā)現(xiàn)原本的牛X設(shè)計會造成良品率很低，只能退回去重新設(shè)計。這樣每一種產(chǎn)品都要改來改去，因此一種工業(yè)品從設(shè)計到上線量產(chǎn)，往往要用一兩年的時間。

固然，這種事也不是第一天存在的，以前由于在工業(yè)時代，產(chǎn)品的生命周期很長，筆者的老東家，西門子一種型號的變頻器能夠賣三十年，這樣一兩年的研發(fā)上線時間也就顯得不那么長了，其它的問題，靠著人工溝通，即使有錯，倒也都相安無事。

然而，可怕的狼終于還是來了。

這兩只狼，一只叫產(chǎn)能過剩，一只叫互聯(lián)網(wǎng)。

全球性的產(chǎn)能過剩，造成公司的競爭越來越激烈，以往一款產(chǎn)品賣三十年的做法已經(jīng)不行了，你跑不快，有的是快的。老羅的錘子手機(jī)僅僅晚上線了幾個月，就從一款萬眾期待的爆款，成為了臭大街的過時貨，產(chǎn)品的生命周期大大縮短了。

互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，撼動了工業(yè)時代的一大基礎(chǔ)，信息不對稱。工業(yè)時代里，由于生產(chǎn)廠家無法低成本的理解每一種客戶的需求，因此往往采用一刀切的辦法，就是把需求做多的性能組合到一起，成為一款產(chǎn)品。

例如你想要一雙適合你的腳的鞋子，鞋廠是無法懂得你的腳多大的，因此只能測量諸多人的腳之后，把最集中的尺碼分成40號，41號，42號等等，但是如果你的腳偏肥或偏瘦，對不起，概不服侍。

互聯(lián)網(wǎng)變化了這個局面，人與人，人與廠商，能夠低成本的實(shí)現(xiàn)連接，從而讓每個人的個性需求被放大，人們越來越喜歡個性化的東西。但是個性化的東西需求量沒有那么大，這就需要工業(yè)公司能夠?qū)崿F(xiàn)小批量的快速生產(chǎn)。

這兩只狼，強(qiáng)迫著傳統(tǒng)工業(yè)必須做一件事，一件工業(yè)社會最不愛做的事，就是快速、小批量、定制化的生產(chǎn)。

這個時候，先得做點(diǎn)準(zhǔn)備工作，就是工業(yè)3.0首先要進(jìn)化為3.X，所謂工業(yè)3.X，其實(shí)就是先把ERP和MES等等信息系統(tǒng)徹底打通，讓工廠原本的全部信息孤島實(shí)現(xiàn)連通。這個時候，就從完全的自動化和部分的信息化，進(jìn)入了完全的自動化和完全的信息化，也就是工業(yè)3.0大圓滿階段。

別小看這個過程，單就這一條，可能我們中國就需要十年甚至更長才干完畢。

好了，前面的都是現(xiàn)實(shí)問題，3.0大圓滿之后，我們就要開始科幻燒腦之旅了，我們終于要沖擊工業(yè)4.0了。這個過程中，3.0中以及完全的自動化和信息化要開始做一件事，就是結(jié)婚，生孩子。圖片來自網(wǎng)絡(luò)

這個過程，德國叫工業(yè)4.0，美國叫工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，我們工信部稱之為兩化融合，物聯(lián)網(wǎng)的腦殘粉們把它叫做萬物互聯(lián)。

這里我要說一下，全部的物，如果需要互聯(lián)溝通時，就有一種問題，說什么語言？說英語、德語、還是四川話？

通訊合同是什么，這個是一種核心問題。你可能會說，為什么不用現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的通訊方式，也就是TC/PIP合同，這是個技術(shù)問題，沒法給你這種小白解釋明白（其實(shí)我這個曾經(jīng)的半桶水自動化工程師也不怎么太懂）。簡樸的來說，互聯(lián)網(wǎng)的通訊方式，速度還是太慢，精確度還是不夠，安全性還是不好。而工業(yè)生產(chǎn)中，對于速度、精度和安全性的規(guī)定，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于你下載一部電影的規(guī)定。

因此萬物互聯(lián)，必須需要一種專門的通訊合同。

這也是德國的工業(yè)4.0，美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，以及中國的兩化融合中國制造2025，這些時髦的名詞背后的核心問題，大家在爭這個通訊原則。美國的互聯(lián)網(wǎng)世界第一，因此美國人但愿從信息化層降維到自動化層；而德國的機(jī)械制造業(yè)最強(qiáng)，因此他更但愿從自動化層升格到信息化層；中國嘛，制造業(yè)第一大國，互聯(lián)網(wǎng)第二強(qiáng)國，因此兩邊都不想跟，打算自己搞個互聯(lián)網(wǎng)+，也叫中國制造2025。

按照修真小說的習(xí)慣，每一種境界都要分成一種小境界，以突顯差別和牛逼，我按照這個辦法，把工業(yè)4.0也分成六重天。工業(yè)4.0第一重天，智能生產(chǎn)。

之前我們說過，生產(chǎn)設(shè)備和管理信息系統(tǒng)也各自連接起來，并且設(shè)備和信息系統(tǒng)之間也連接起來了。你有無覺得還缺點(diǎn)什么？沒錯，就是生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)設(shè)備還沒有連接起來。

這個時候，我們就需要一種東西，叫做RFID，射頻識別技術(shù)。預(yù)計你聽不懂，簡樸來說，這玩意兒就相稱于一種二維碼，能夠自帶某些信息，他比二維碼牛叉的地方，在于他能夠無線通訊。

我還是來描述一種場景，百事可樂的生產(chǎn)車間里，生產(chǎn)線上持續(xù)過來了三個瓶子，每個瓶子都自帶一種二維碼，里面統(tǒng)計著這是為張三、李四和王二麻子定制的可樂。

第一種瓶子走到灌裝處時，通過二維碼的無線通訊告訴中控室的控制器，說張三喜歡甜一點(diǎn)的，多放糖，然后控制器就告訴灌裝機(jī)器手，“加二斤白糖！”（張三真晦氣……）。

第二個瓶子過來，說李四是糖尿病，不要糖，控制器就告訴機(jī)器手，“這貨不要糖！”

第三個瓶子過來，說王二麻子要的是芬達(dá)，控制就告訴灌可樂的機(jī)械手“你歇會”，再告訴灌芬達(dá)的機(jī)械手，“你上！”

看到了，多品種、小批量、定制生產(chǎn)，每一灌可樂從你在網(wǎng)上下單的那一刻起，他就是為你定制的，他全部的特性，都是符合你的喜好的。

這就是智能生產(chǎn)。

工業(yè)4.0第二重天，智能產(chǎn)品。

生產(chǎn)的過程智能化了，那么作為成品的工業(yè)產(chǎn)品，也同樣能夠智能化，這個不難理解，你們看到的什么智能手環(huán)、智能自行車、智能跑鞋等等智能硬件都是這個思路。就是把產(chǎn)品作為一種數(shù)據(jù)采集端，不停的采集顧客的數(shù)據(jù)并上傳到云端去，方便顧客進(jìn)行管理。

德美工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心分歧之一，就是先干智能工廠，還是先搞智能產(chǎn)品。德國但愿前者，美國但愿后者。至于中國，我們就搞加，還是加這個東西好，正加反加都行。

工業(yè)4.0第三重天，生產(chǎn)服務(wù)化。

剛剛說了，智能產(chǎn)品會不停地采集顧客的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并上傳給廠商，這個就使一種新的商業(yè)模式成為可能，向服務(wù)收費(fèi)。我好數(shù)年前在西門子的時候，西門子就提出來向服務(wù)收費(fèi)，當(dāng)時我覺得這是德國佬拍腦袋想出來的傻×決定，但是現(xiàn)在我才明白這是若干年前就已經(jīng)開始為工業(yè)4.0的生產(chǎn)服務(wù)化布局了。你對西門子的印象是什么？冰箱？你個糊涂蛋，西門子這些年已經(jīng)悄然并購了多家出名軟件公司，成為僅次于SAP的歐洲第二大軟件公司了。圖片來自網(wǎng)絡(luò)

這個服務(wù)是什么呢？例如西門子生產(chǎn)一臺高鐵的牽引電機(jī)，以往就是直接賣一臺電機(jī)而已，現(xiàn)在這臺電機(jī)在運(yùn)行過程中，會不停的把數(shù)據(jù)傳回給西門子的工廠，這樣西門子就懂得你的電機(jī)現(xiàn)在的運(yùn)行狀況，以及什么時候需要檢修了。高鐵廠商以往是怎么做的？一刀切，定一種時間，屆時間了不管該不該修都去修一下，更我們汽車保養(yǎng)沒什么差別。現(xiàn)在西門子能夠告訴你什么時候需要修什么時候需要養(yǎng)護(hù)，你要想懂得，對不起，給錢。

再舉個例子，智能產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)后，每一輛汽車都會不停地采集周邊的數(shù)據(jù)，來決定自己的行駛路線，整個運(yùn)輸系統(tǒng)會完全服務(wù)化，任何人都不需要再買車，有一天可能自己開車會成為嚴(yán)重的違法行為，由于設(shè)備是智能的，而人確是不可控的。

在這個階段，全部的生產(chǎn)廠商都會向服務(wù)商轉(zhuǎn)型。

工業(yè)4.0第四重天，云工廠。

當(dāng)工廠的兩化融合進(jìn)一步進(jìn)一步的時候，另一種新的商業(yè)模式就有要孕育而生了，這就是云工廠。

工廠里的設(shè)備現(xiàn)在也是智能的了，他們也在不停地采集自己的數(shù)據(jù)上傳到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上，此時我們就能夠看到，哪些工廠的哪些生產(chǎn)線正在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，哪些是有空閑的。那么這些存在空閑的工廠，就能夠出賣自己的生產(chǎn)能力，為其它需要的人去進(jìn)行生產(chǎn)。

互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)為什么發(fā)展的這樣快，就是由于創(chuàng)業(yè)者只需要專注于產(chǎn)品和模式創(chuàng)新，不需要自己去買一種服務(wù)器，而是直接租用云端的服務(wù)就行了。而現(xiàn)在工業(yè)的創(chuàng)業(yè)者，還是要不停地糾結(jié)于找OEM代工還是自建工廠中，這個極大地限制了工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新。當(dāng)云工廠實(shí)現(xiàn)的時候，我預(yù)言中國的工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)一種比互聯(lián)網(wǎng)大百倍以上的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)浪潮，那個時候這個社會的一切都將被深刻的變化。

工業(yè)4.0第五重天，跨界打擊。

互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)每天說降維打擊傳統(tǒng)行業(yè)，什么谷歌小米阿里巴巴樂視，可是我告訴你，當(dāng)工業(yè)4.0進(jìn)入第五重天時，工業(yè)公司的跨界打擊將比這些互聯(lián)網(wǎng)公司激烈百倍。這個過程將從根本上撼動當(dāng)代經(jīng)濟(jì)學(xué)和管理學(xué)的根基，重塑整個商業(yè)社會。

舉個例子，一種生產(chǎn)手表的廠商，這個表每天貼著你的身體，采集你身體的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于手表廠商可能沒啥用，但是對于保險公司就是個金庫，這個時候，手表廠商搖身一變，就能成為最佳的保險公司。

當(dāng)自動化和信息化深度融合的時候，跨界競爭將成為一種常態(tài)，全部的商業(yè)模式都將被重塑。