前沿科學(xué)的基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、以及商業(yè)和政策推動力將促進(jìn)新材料和新技術(shù)的不斷應(yīng)用，進(jìn)而提升制造業(yè)的競爭力。從全球來看，這主要體現(xiàn)在生產(chǎn)流程、自動化與精密制造、新材料與多尺度制造系統(tǒng)、測量測試、制造系統(tǒng)和可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域的創(chuàng)新與進(jìn)步。

是哪些因素鑄就了工業(yè)4.0？

面對勞動力、土地和能源短缺以及環(huán)境問題日益嚴(yán)峻等挑戰(zhàn)，制造業(yè)亟需降低成本、提升質(zhì)量和生產(chǎn)效率，在高度網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)作化的生態(tài)系統(tǒng)中實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在這一過程中，技術(shù)和創(chuàng)新將發(fā)揮關(guān)鍵作用。

影響制造業(yè)的幾個因素

制造業(yè)是非常高度競爭性的行業(yè)，不像有些行業(yè)比較壟斷，有些門檻，制造業(yè)本身籠統(tǒng)的講，是高度競爭化的企業(yè)。制造業(yè)需要關(guān)注的一些挑戰(zhàn)，提高質(zhì)量、降低成本、提高生產(chǎn)力、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，100多年來，這是永恒的話題。

不同時期的挑戰(zhàn)是不一樣的，衍生出了不同的解決方案。這也是為什么大家歸納總結(jié)了工業(yè)1.0、2.0、3.0、4.0。實際上都是為了解決提高質(zhì)量、降低成本、提高生產(chǎn)效率、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

如今這個時代，高度網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)作化會對未來制造業(yè)會有什么影響？為什么叫工業(yè)4.0？

推動制造業(yè)發(fā)展的主要推動力主要是來自三個方面：

第一、商務(wù)和政策的推動力。制造業(yè)按客戶需求提供產(chǎn)品服務(wù)，是商務(wù)新聞。同時，政策導(dǎo)向也永遠(yuǎn)會對制造業(yè)產(chǎn)生很大影響。

第二、制造業(yè)本身的子系統(tǒng)。在不同時期，子系統(tǒng)是不一樣的。今天的子系統(tǒng)是物互聯(lián)網(wǎng)，服務(wù)人，大數(shù)據(jù)，工業(yè)機(jī)器人。

第三、基礎(chǔ)研究的推動力。比如材料科學(xué)，像是納米材料、黏性材料，這類基礎(chǔ)研究玩玩會產(chǎn)生顛覆性的變化。

很多技術(shù)可以提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率。目前全球發(fā)展中，更多關(guān)注生產(chǎn)流程的創(chuàng)新、自動化、精密的制造系統(tǒng)。但我還是要說，新的材料、測量系統(tǒng)以及可持續(xù)發(fā)展，同樣深刻影響著制造業(yè)的未來。

數(shù)字化不僅僅是提升效率

好了，以上是前言。今天我們還要講講，數(shù)字化、自動化以及網(wǎng)絡(luò)化會對制造業(yè)能夠產(chǎn)生一些什么樣的影響。

過去十幾年、二十年，技術(shù)發(fā)展最快的是移動通訊和云計算。今天的產(chǎn)品非常容易與傳感器和計算機(jī)結(jié)合，再加上無線通訊就產(chǎn)生了智能產(chǎn)品。產(chǎn)品本身突然變成智能化，可以產(chǎn)生數(shù)據(jù)，可以有反饋，可以產(chǎn)生信息。

中國的移動數(shù)據(jù)發(fā)展是走在世界前沿的。4G網(wǎng)絡(luò)完全可以滿足人們的對話、視頻需求。未來的5G會主要滿足機(jī)器跟機(jī)器之間的通訊、物與物之間的通訊。

整個社會、行業(yè)、各個企業(yè)都在把產(chǎn)品智能化。等下一代通訊技術(shù)成熟了之后就會極大改變物為人所提供的服務(wù)。

通過工業(yè)4.0與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，我們把它叫物聯(lián)網(wǎng)，在這個時候就把人跟服務(wù)有機(jī)的聯(lián)系起來，所有的產(chǎn)品都是有智能的，可以通訊的，提升數(shù)據(jù)分析能力。

數(shù)字化和自動化融合為制造業(yè)生態(tài)

很多朋友都問，數(shù)字化跟自動化融合的切入點在哪里？我個人認(rèn)為，數(shù)字化跟自動化的融合本身是一個多方位的耦合，所以它實際上并沒有唯一的切入點。

受關(guān)注較多的是生產(chǎn)管理系統(tǒng)。它是工業(yè)4.0的核心，但只是其中的一塊。未來的物聯(lián)網(wǎng)并不是局限于用工業(yè)4.0來提高工廠效率，而是在互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架下產(chǎn)生一個互聯(lián)互通的生態(tài)環(huán)境。

未來的系統(tǒng)架構(gòu)要有很好的軟件，可以擴(kuò)展、擴(kuò)容；通訊方面要考慮到各種協(xié)議的兼容性；每一個產(chǎn)品都能產(chǎn)生數(shù)據(jù)，每一臺機(jī)器都可以產(chǎn)生數(shù)據(jù)，甚至每一臺中壓開關(guān)、低壓開關(guān)都產(chǎn)生數(shù)據(jù)的時候，如何對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行控制？從廣義上來講，這些產(chǎn)品對于終端客戶來講所有都是資源的管理和控制。

這就是未來的制造業(yè)。在數(shù)字化、在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，這個制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)里面有很多新的需求，那就是創(chuàng)業(yè)的商機(jī)。

制造業(yè)革新并不完全局限于工業(yè)的自動化、機(jī)器人的自動化，而是在整個的生態(tài)系統(tǒng)里面，我們?nèi)绾卫没ヂ?lián)網(wǎng)的技術(shù)把產(chǎn)品通過智能傳感器提供更好的價值。

數(shù)字化之后要實現(xiàn)定制化

實現(xiàn)數(shù)字化、自動化以后，很多人來會有一個基本需求——都希望能夠參與在制造、設(shè)計過程當(dāng)中。

隨著數(shù)字化、信息化的發(fā)展，我們?yōu)槲覀兊慕K端客戶、消費者有一個機(jī)會能夠參與在對這個產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)當(dāng)中。

工業(yè)4.0工廠本身并不能完全滿足你需要的“定制化”。還需要一點，那就是制造過程非常的靈活和柔性化。

這有兩個選擇，第一個就是用人。人是最靈活的，人們可以生產(chǎn)各種各樣的東西。

第二個就是機(jī)器。制造業(yè)目前有兩個選擇，要么用人，要么用機(jī)器人。

講到人各位覺得好像很搞笑的，其實不是這樣的。過去十幾年前，西方的制造業(yè)全球化。他們把勞動密集型的制造業(yè)搬到中國來，用人的靈活性來滿足制造業(yè)的柔性化需求。在未來，當(dāng)勞動力短缺，勞動力成本上升，就要用以機(jī)器人為主的自動化柔性制造。

人與機(jī)器無縫對接的可能

在數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上我們可以通過很多自動化的手段提高我們的生產(chǎn)效率，讓客戶參與生產(chǎn)過程當(dāng)中，最好用人或者是機(jī)器。

但還有一個選擇，如何讓人和機(jī)器在生產(chǎn)過程當(dāng)中進(jìn)行無縫的對接和混合。

為什么有這種需求呢？

例如，今天每個人都離不開智能手機(jī)。智能手機(jī)越來越復(fù)雜，它的產(chǎn)品壽命越來越短，一般就是六個月到九個月。所以逼著智能手機(jī)的廠商在不斷更新?lián)Q代，這個時候?qū)χ圃鞓I(yè)就產(chǎn)生了很大的挑戰(zhàn)。

一個智能手機(jī)的制造過程是非常復(fù)雜的，有焊接、裝配、打磨、檢測等等。全自動化至少在目前來講幾乎不可能實現(xiàn)。但企業(yè)有這個需求，由于勞動力成本的壓力，需要提高自動化。

它的解決方案就是把機(jī)器和人進(jìn)行混合。

ABB推出的一款人機(jī)協(xié)同機(jī)器是一種新的解決方案。這一款機(jī)器人的運動控制可以精確到零點幾個毫米。傳統(tǒng)的機(jī)器和人是要分開的，現(xiàn)在人和機(jī)器無需隔離，人類教完之后，機(jī)器人可以重復(fù)剛才的動作。如果發(fā)生磕碰動作會停掉。通過安裝視覺系統(tǒng)，對制造業(yè)來講節(jié)省了很大的成本。