工业4.0对中国制造业的影响及如何应对的研究

杨文兴，闫小倩，夏洪恩，费鹏，杜钟博，张祎，王瑞平,2

工业4.0对中国制造业的影响及如何应对的研究

杨文兴1，闫小倩1，夏洪恩1，费鹏1，杜钟博1，张祎1，王瑞平1,2

（1.宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，浙江 宁波 315336；2.浙江吉利罗佑发动机有限公司，浙江宁波 315800）

以现代互联网技术和信息通讯技术的发展为背景，介绍了工业4.0及其内涵，工业4.0是智能化的时代，将以信息物理融合系统（CPS）作为基础，进行数字化和网络化的生产，结合我国制造业现状分析了工业4.0对我国制造业的影响以及面临的机遇与挑战，从三个方面论述了我国制造业对工业4.0的应对之策。

工业4.0；信息物理系统；智能制造；大数据；中国经济新常态；智慧工厂

前言

近几年，随着网络设施的快速普及和信息技术的飞速发展，像3D打印、大数据等技术在诸多行业已被广泛应用并成为高科技应用领域发展的主要驱动力。提高生产效率，减少产品的上市周期，应用更加灵活的制造方式，以及如何进行能源的有效利用，是全球工业面临的挑战，也是工业4.0提出来的在未来制造业中存在的主要问题，制造业在实体经济中扮演着重要角色。在当前全球需求不景气的情况下，传统制造业面临着升级转型和结构调整的巨大压力，为了实现这种先进的生产模式，需要融合现实生产和虚拟生产技术，基于互联网、人和大数据，通过数字化工程及制造等技术实现柔性制造，经济高效的满足客户个性化的定制需求。如今，我国的制造业同样面临着升级转型和调结构的现实需要，而制造业互联网化趋势的进一步延伸，使得以工业4.0为核心的智能制造被先进制造大国所接受，被认为是推动传统产业转型升级以及调整结构的必然选择，并将成为制造业的主要发展方向，也将会越来越多的应用在今后的生产制造业中，以提高生产的智能化。

1 工业4.0介绍及其概念

1.1 工业4.0介绍

工业4.0源于德国，其意义在于推进工业制造等领域的新技术的研发和提高创新性，于2013年4月推出这一概念，并在同年9月份在上海工博会上推广到中国市场。同时与信息物理系统（简称CPS）相结合，使制造业向智能化转变，以提高德国工业的竞争力[1]，图1表示的是工业4.0自动化-信息物理系统。近年来，已得到欧、美、日等发达国家以及制造大国的纷纷响应，众多国际化大公司已开始将这一概念引入其工业软件开发和生产控制系统中。

图1 工业4.0自动化-信息物理系统

1.2 工业4.0的概念

工业4.0的目的是通过智能化的方式来提高制造业的生产水平，通过这一智慧工厂，可以在商品流程和价值流程中整合客户和商业资源。在这种模式下，传统产业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。以互联网和信息技术为基础，更多资源要素和生产要素的整合也会变得更具科学化，可以使大数据、云计算等先进技术能够有更加紧密的融合，更加智能，生产系统将被细化，控制过程会设计的更加详细。图2是对工业4.0的主题、重点、关键点和设想的概括。

图2 工业4.0的主题、重点、关键和设想

2 工业4.0对国内制造业的影响

2.1 我国制造业的现状

随着我国经济改革的不断深化，国有制造企业的不断并购、重组和转型，特别是机械制造行业和工程装备行业，涌现出了一批具有国际影响力的企业，而中小制造企业普遍处在经营规模小、分散、孤立、行为不确定的状态，一方面，农动力比较优势正在逐步丧失；另一方面，中国制造业是以高耗能高污染低附加值低技术含量的产品为主，从贸易出口总额来看，中国无疑是贸易大国，2003年出口达4383.7亿美元，但是，这其中也存在很大的问题：在中国出口的商品中，纺织品、服装、一般机电产品、鞋类、塑料等7类产品出口额在出口总额中占的比例高达70%。特别是在专业技能、质量管理、销售服务等水平方面存在较多问题，科技人才力量薄弱，缺乏创新能力，抵抗外部风险能力不强，加之，中小企业融资难度大，资金短缺。

2.2 工业4.0对国内制造业的影响

中国工业正在发生着巨大的变化，对于我们来说既是机遇又是威胁。虽热在中国的市场中，传统制造行业仍然有一席之地，但是工业4.0的到来会对传统制造业产生巨大的冲击以适应市场变革，原本的组织、流程和一些功能会发生变化。新的市场格局下，也会涌现出新的竞争对手。通过去年的苗圩部长的关于“推进信息化和工业化融合，打造中国制造业升级版”的相关报告，以及中国工程院院长周济的《制造业智能化数字化与“中国制造2025”》报告中，说明了中国制造业向智能化的转型是必然的趋势，也充分证明了将工业4.0中国工业的应用是国家战略的重要组成部分。图3表示的是工业4.0在中国部分行业的现状。

图3 工业4.0在中国的现状

3 我国制造业面临的机遇与挑战

目前，中国大部分制造业由于技术落后，利润偏低，仍处在产业链的最下端，使得传统的产业在面向智能化和信息化的转型过程中遇到了诸多的困难和挑战，但是又同时存在着很多的机遇和选择，主要体现在一下方面：

（1）中国经济新常态：经济新常态是本届政府对当前我国经济发展的高度概括，这意味着我国经济增长的模式开始发生巨大转变，经济增长的高增长阶段已经成为过去式。为中小制造业的转型升级提供了一个良好的内部环境。

在新的经济常态下，经济结构的改革离不开创新，在各个企业研发生产、物流和销售等价值链环节，互联网化的融入将会使制造业发生革新变化。2015年，制造工业的智能化将进一步普及，传统的制造业在也将把工业4.0作为标杆来打造智能工厂，制造业服务化也将成为企业转型升级的主流趋势，小型化、专业化将成为制造企业发展的特征[2]。

（2）对中国产业竞争力的提升是一个巨大挑战，工业4.0将可能使发达国家在科技、信息、资本等方面长期积累的优势进一步强化，抢占主导新型设备、新材料的生产和供应，成为主要受益者。为以大数据产业为平台的工业4.0的发展带来阻挠，一方面，公共数据垄断给企业带来决策上的不便，另一方面，数据杂乱、真实度不高、放开了拿不走，拿走也没用，给我国制造业的转型升级乃至发展带来挑战[3]。

4 现代制造业对工业4.0的应对之策

4.1 加快制造业的转型升级

正如前文所述，传统制造业面临诸多挑战，同时也面临科技发展带来的机遇，转型升级将成为企业发展的必然途径，特别是有一定技术积淀的传统中小制造企业，如改制后的科研院所，及时更新观念，大胆引入符合企业长足发展的技术平台，将大数据引入企业管理，建立以大数据为核心的企业内容管理平台，把对大数据的分析作为企业发展过程中的决策依据，实现由传统企业向真真科技型制造企业的转变，一方面既能整合已有技术资源进而为企业大数据平台的搭建创造技术条件，又能实现对企业的系统化和专业化管理，另一方面通过实现对现有技术的改造，使得制造业的转型升级更加稳健。

4.2 推进信息化和工业化的融合

参考德国工业4.0，对《中国工业2025战略》的制定有极其重要的参考价值。随着以3D打印技术等智能制造在工业上的不断应用，对传统生产制造业的转型升级以及结构性的调整有着重要帮助。坚持以“两化融合”为导向，将两者紧密结合在一起，才能在新一轮的经济形势下和产业布局下立稳脚跟、抢先占据市场。

4.3 实现从智慧工厂向智能生产的转变

随着机器人、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，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。产业特征将是平台产业和平台经济。

5 工业4.0展望

工业4.0重新定义了“未来制造企业”的运作方向，将传统生产线与信息化技术相结合，利用企业资源计划系统（即ERP系统），为企业提供各种决策信息、财务信息、库存信息、物流信息等，实现供应链管理、生产管理、财务管理、信息资源管理等产销一体化管理。

[1] 董奎勇.德国工业4.0战略计划带来新启示[EB/OL].http://www. texleader.com.cn/preface/23270.html,2013-09-11.

[2] 王一鸣.全面认识中国经济新常态[J].求是,2014(22):40-43.

The Study of the Impact and Solution of Industry 4.0 on ChineseManufacturing Industry

Yang Wenxing1, Yan Xiaoqian1, Xia Hongen1, Fei Peng1, Du Zhongbo1, Zhang Yi1, Wang Ruiping1,2

( 1.Ningbo Geely Royal Engine Components Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315336;2.Zhejiang Geely Royal Engine Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315800 )

Based on the rapid development of Internet technology and information communication technology, the industry 4.0 and its concept were introduced. Industry 4.0 is an intelligent era, which based on CPS for digital and networked produc -tion. The influence of industry 4.0 on Chinese manufacturing industry and the opportunities and challenges faces were analyzed. In addition, the solution of industry 4.0 on Chinese manufacturing was demonstrated.

Industry 4.0; CPS; Intelligent manufacturing; Big data; The new normal of China’s economy; Smart factory

U416.45

A

1671-7988(2019)14-242-03

F416.45

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1671-7988(2019)14-242-03

杨文兴（1987.10-），男，就职于宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，目前担任混合动力项目项目管理科长，从事吉利汽车混和动力研发项目开发工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.14.083