簡單易讀，帶你了解什麼是工業4.0
工業4.0到底是什麼？
事實上，沒有標準答案
先看三個概念：
●工業1.0 機械化
以蒸汽機爲標誌，用蒸汽動力動力驅動機器取代人力，從此手工業從農業分離出來，正式進化爲工業。
●工業2.0 電氣化
以電力的廣泛應用爲標誌，用電力驅動機器取代蒸汽動力，從此零部件生產與產品裝配實現分工，工業進入大規模生產時代。
●工業3.0 自動化
以PLC（可編程邏輯控制器）和PC的應用爲標誌，從此機器不但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，工業生產能力也自此超越了人類的消費能力，人類進入了產能過剩時代。
瞭解了這些概念，我們再來理解工業4.0，還得從工廠的業務模式說起
從工廠的業務模式說起。工廠存在的目的只有兩個：生產產品，然後賣出去。所以在工業企業中，通常會分爲兩個大的部門，一個是生產部門，一個是業務部門，前者通過MES（製造執行系統）管理，後者通過ERP（資訊管理）來管理。
這兩個系統什麼區別呢？ERP更傾向於財務資訊的管理，而MES更傾向於生產過程的控制，簡單的說：
ERP主要告訴你客戶需要生產多少個產品，哪天下單，哪天要貨，而MES主要負責監控和管理生產這些產品的每一個步驟和工序如何實現現在很多工廠的車間裏，各個生產設備之間、生產設備和控制器之間，都已經基本實現了連通。再厲害一點的公司裏，整個工廠已經通過製造執行系統（MES）連通起來，而業務部門全部通過ERP連通起來了。
但ERP和MES其實並沒有連起來！所以當ERP給MES下達生產計劃指令後，MES在生產過程中發生了與計劃偏差的事項（比如設備壞了，原料不合格等等），MES會根據車間的實際情況進行調整。但是ERP是不知道的，所以它會繼續按照原本的計劃執行訂單，時間久了，財務系統和工廠的實際情況就會出現非常大的偏差。
沒連起來的原因：首先是ERP和MES的開發公司通常是兩撥人，搞財務的和搞生產的合作，不但互相不懂對方的職業術語，雞同鴨講，而且互相看不上對方。另外，業務部門和生產部門在公司裏通常是分開運營，各自的領導有各自喜歡的供應商。當然這個問題工廠車間通常會定期把MES的調整項做成一個表，交給業務部門，然後由業務部門手動在ERP中調整過來。
ERP和MES的問題只是工廠內系統斷層的一個問題縮影，事實上工廠裏還有非常多的其他系統，設計、製造、採購等，這些系統都是一個個資訊孤島，互相都不知道對方在做什麼，到哪一步了。只有等到問題出現了，再一個個改。當然，這種事也不是第一天存在的，因爲在工業時代，產品的生命週期很長，有些產品一個型號可以賣二三十年，這樣一兩年的研發上線時間也就顯得不那麼長了，其餘的問題，靠着人工溝通，雖然有錯，倒也都相安無事。
但是現在產能過剩問題和網際網路時代的發展帶來了新的變化
全球性的產能過剩，導致企業的競爭越來越激烈，以往一款產品賣三十年的做法已經不行了，你跑不快，有的是快的。網際網路時代的到來，撼動了工業時代的一大基礎，資訊不對稱。工業時代裏，因爲生產廠家無法低成本的瞭解每一個客戶的需求，所以往往採用一刀切的方法，就是把需求做多的性能組合到一起，成爲一款產品。
比如你想要一雙適合你的腳的鞋子，鞋廠是無法知道你的腳多大的，所以只能測量很多人的腳之後，把最集中的尺碼分成不同號碼，但是如果你的腳偏肥或偏瘦，對不起，概不伺候。
網際網路改變了這個局面，人與人，人與廠商，可以低成本的實現連接，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麼大，這就需要工業企業能夠實現小批量的快速生產。
產能過剩和互聯網逼迫着傳統工業必須做一件事，一件工業社會最不愛做的事，就是快速、小批量、定製化的生產。
這個時候，先得做點準備工作，就是工業3.0首先要進化爲3.X，所謂工業3.X，其實就是先把ERP和MES等等資訊系統徹底打通，讓工廠原本的所有資訊孤島實現連通。這個時候，就從完全的自動化和部分的資訊化，進入了完全的自動化和完全的資訊化，也就是工業3.0大圓滿階段。
好了，前面的都是現實問題，3.0大圓滿之後，我們就要開始科幻燒腦之旅了，我們終於要衝擊工業4.0了。這個過程中，3.0中以及完全的自動化和資訊化要開始做一件事，就是融合。這個過程，德國叫工業4.0，美國叫工業網際網路，物聯網的粉絲們會稱之為“萬物互聯”。
在技術上要實現萬物互聯必須有專門的通訊協議。通訊協議是什麼，這個是一個關鍵問題。你可能會說，爲什麼不用現在互聯網的通訊方式（TC/PIP協議），這是個技術問題，沒法幾句說解釋明白。簡單來說，互聯網的通訊方式，存在速度慢、精準度低、安全性差等問題。而工業生產中，對於速度、精度和安全性的要求，要遠遠高於你下載一部電影的要求。
所以萬物互聯，必須需要一個專門的通訊協議。這也是德國的工業4.0，美國的工業網際網路，這些時髦的名詞背後隱藏的核心問題，大家在爭這個通訊標準。
那麼，實現工業4.0將帶來怎樣的“世界”？
01
工業4.0第一層，智慧生產
之前我們說過，生產設備和管理資訊系統也各自連接起來，並且設備和資訊系統之間也連接起來了。你有沒有覺得還缺點什麼？沒錯，就是生產的原材料和生產設備還沒有連接起來。
這個時候，我們就需要一個東西，叫做RFID，射頻識別技術。估計你聽不懂，簡單來說，這玩意兒就相當於一個二維碼，可以自帶一些資訊，他比二維碼厲害的地方，在於他可以無線通訊。
我還是來描述一個場景，百事可樂的生產車間裏，生產線上連續過來了三個瓶子，每個瓶子都自帶一個二維碼，裏面記錄着這是爲A、B和C定製的可樂。
第一個瓶子走到灌裝處時，通過二維碼的無線通訊告訴中控室的控制器，說A喜歡甜一點的，多放糖，然後控制器就告訴灌裝機器手，“加二斤白糖！”。
第二個瓶子過來，說B是糖尿病，不要糖，控制器就告訴機器手，“他不要糖！”
第三個瓶子過來，說C要的是雪碧，控制就告訴灌可樂的機械手“你歇會”，再告訴灌雪碧的機械手，“你上！”
看到了，多品種、小批量、定製生產，每一灌可樂從你在網上下單的那一刻起，他就是爲你定製的，他所有的特性，都是符合你的喜好的。
這就是智慧生產。
02
工業4.0第二層，智慧產品
生產的過程智慧化了，那麼作為成品的工業產品，也同樣可以智慧化，這個不難理解，你們看到的什麼智慧手環、智慧腳踏車、智慧跑鞋等等智慧硬體都是這個思路。就是把產品作為一個資料採集端，不斷的採集使用者的資料並上傳到雲端去，方便使用者進行管理。
德美工業4.0和工業網際網路的核心分歧之一，就是先做智慧工廠，還是先做智慧產品。德國希望前者，美國希望後者。
03
工業4.0第三層，生產服務化
剛才說了，智慧產品會不斷地採集使用者的資料和狀態，並上傳給廠商，這個就使一種新的商業模式成為可能，向服務收費。多年前，西門子就提出來向服務收費，當時覺得這是德國人拍腦袋想出來的決定，但是現在才明白這是若干年前就已經開始為工業4.0的生產服務化佈局了。你對西門子的印象是什麼？冰箱？其實，西門子這些年已經悄然併購了多家著名軟體公司，成為僅次於SAP的歐洲第二大軟體公司了。
這個服務是什麼呢？比如西門子生產一臺高鐵的牽引電機，以往就是直接賣一臺電機而已，現在這臺電機在執行過程中，會不斷的把資料傳回給西門子的工廠，這樣西門子就知道你的電機現在的執行狀況，以及什麼時候需要檢修了。高鐵廠商以往是怎麼做的？一刀切，定一個時間，到時間了不管該不該修都去修一下，跟我們汽車保養沒什麼差別。現在西門子可以告訴你什麼時候需要修什麼時候需要養護，你要想知道，就需要服務費用。
再舉個例子，智慧產品實現後，每一輛汽車都會不斷地採集周邊的資料，來決定自己的行駛路線，整個運輸系統會完全服務化，任何人都不需要再買車。在這個階段，所有的生產廠商都會向服務商轉型。
04
工業4.0第四層，雲端工廠
當工廠的兩化融合進一步深入的時候，另一種新的商業模式就有要孕育而生了，這就是雲端工廠。
工廠裡的裝置現在也是智慧的了，他們也在不斷地採集自己的資料上傳到工業網際網路上，此時我們就可以看到，哪些工廠的哪些生產線正在滿負荷運轉，哪些是有空閒的。那麼這些存在空閒的工廠，就可以出賣自己的生產能力，為其他需要的人去進行生產。
網際網路行業為什麼發展的這麼快，就是因為創業者只需要專注於產品和模式創新，不需要自己去買一個伺服器，而是直接租用雲端的服務就行了。而目前工業的創業者，還是要不斷地糾結於找OEM代工還是自建工廠中，這個極大地限制了工業領域的創新。當雲工廠實現的時候，我預言中國的工業領域將出現一個比網際網路大百倍以上的創新和創業浪潮，那個時候這個社會的一切都將被深刻的改變。
05
工業4.0第五層，跨界打擊
網際網路行業天天說降維打擊傳統行業，什麼谷歌阿里巴巴，可是當工業4.0進入第五層時，工業企業的跨界打擊將比這些網際網路企業猛烈百倍。這個過程將從根本上撼動現代經濟學和管理學的根基，重塑整個商業社會。
舉個例子，一個生產手錶的廠商，這個表每天貼著你的身體，採集你身體的各項資料，這些資料對於手錶廠商也許沒啥用，但是對於保險公司就是個金庫，這個時候，手錶廠商搖身一變，就能成為最好的保險公司。
當自動化和資訊化深度融合的時候，跨界競爭將成為一種常態，所有的商業模式都將被重塑。
06
工業4.0大圓滿，駭客帝國
整個工業4.0過程，就是自動化和資訊化不斷融合的過程，也是用軟體重新定義世界的過程。
在未來，多元宇宙將在虛擬世界成為現實，一個現實的世界將對應無數個虛擬世界。改變現實世界，虛擬世界會改變；改變虛擬世界，現實世界也會改變。一切都在基於資料被精確的控制當中，人類的大部分體力勞動和腦力勞動都將被機器和人工智慧所取代，所有當下的經濟學原理都將不再試用。
人類的愛、責任、勇敢，對未來和自由的嚮往，以及永無止境的奮鬥。
生生不息。
文：企業資訊化建設，風凌渡
【End】
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