在世界互聯(lián)網(wǎng)普及率已經(jīng)過半的情況下，全球信息化基本已進入一個成熟階段，未來信息化的發(fā)展，也開始逐步進入過去的蒸汽機動力普及、內(nèi)燃機動力普及，以及電力普及之后的緩慢穩(wěn)定增長階段。

而全球的制造工業(yè)，也隨著社會生產(chǎn)力的更新中同步迭代，從最早的蒸汽工業(yè)時代，到內(nèi)燃機工業(yè)時代，一直到現(xiàn)在的電力自動化時代。隨著互聯(lián)網(wǎng)信息化的穩(wěn)定普及，工業(yè)制造也在各國的生產(chǎn)力發(fā)展規(guī)劃中進入了下一個新的發(fā)展階段——信息化工業(yè)時代。

2013年，德國正式推出 “工業(yè)4.0” 的概念，旨在利用物聯(lián)網(wǎng)信息化技術，將 CPS 應用到工業(yè)制造中去，希望進一步降低產(chǎn)業(yè)成本、提高產(chǎn)業(yè)效率，同時迎合新世紀的大眾消費模式。而在 2014年，美國五大行業(yè)巨頭共同成立 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)，也開啟了美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)升級之路，希望借助引領全球的硅谷科技力量，為美國的空心化和高成本化制造業(yè)帶來復蘇的希望。

在德國，工業(yè) 4.0 主要由西門子推動，而在美國，GE 則是最早提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)并組建聯(lián)盟的核心力量。2015年初，中國政府提出“中國制造2025”十年計劃，希望中國因人口紅利而成為的全球制造中心的地位，在工業(yè)全球化浪潮的后半場，能夠繼續(xù)借助信息化改革，保留中國制造業(yè)大國的競爭力地位。但在中國，并沒有一個像西門子或 GE 這樣有著豐厚信息化積累的產(chǎn)業(yè)巨頭在引領，雖然國內(nèi)有像海爾、格力等個別的企業(yè)在嘗試高度自動化和初步信息化，對于一個還未完成工業(yè) 3.0 的巨輪來說，直接跳到工業(yè)4.0 仍然面臨著巨大的產(chǎn)業(yè)鴻溝和智力斷層。

從宏觀上來說，國家上層提出 “中國制造2025”，對中國有著巨大的意義和指示作用，也非常準確的切中了中國未來 20 年到 30 年在全球戰(zhàn)略地位中的發(fā)展路徑。但上層建筑落地之后，還是需要中國最基礎的產(chǎn)業(yè)力量，來一步一步實現(xiàn)這個異常艱巨的愿景和任務。而由于中國的傳統(tǒng)工業(yè)制造，和互聯(lián)網(wǎng)信息化之間的鴻溝過于顯著，顯然這需要既懂傳統(tǒng)制造，又有互聯(lián)網(wǎng)信息化經(jīng)驗的人，來一步一步的摸索出走出 “中國制造2025” 的每一個階段：

中國制造業(yè)未來第一階段：填補制造業(yè)信息化的空白節(jié)點

1、人才節(jié)點

在德國、美國等，工業(yè)信息化的第一要素便是人才，德國西門子與德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會等都有長期的合作，德國政府甚至整個歐洲政府都有大量的高校、研究機構來為工業(yè)信息化培養(yǎng)和提供人才，而這些人才是在 10年甚至更久的教育體系下才能培養(yǎng)出來的。同樣在美國，GE 自己的克勞頓學院、與卡耐基梅隆大學、MIT 等諸多大學也有深入的人才合作項目。

而在中國，目前幾乎沒有工業(yè)與信息化結合的人才，不管是高校還是社會，工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)，往往是兩個八桿子打不著的領域。在這種情況下，中國如果想走工業(yè)信息化道路，除了政府投入巨大的資源吸引海外人才回國，否則光在人才這一點上，中國可能就要走 10 年才能開始談工業(yè)信息化。

2、信息化PLC

即便對于工業(yè)自動化(工業(yè)3.0)來說，PLC 就是一個最為基本的基礎模塊，而在國內(nèi)，除了一些成熟的工業(yè)設備會用到 PLC 之外，絕大多數(shù)的工廠還只是半自動化或人工操作。在工業(yè)信息化之前，PLC 不僅要深入普及，同時所有工廠都要有相應的能力來熟練的使用這個基本的工業(yè)編程控制器。除此之外，中國在 PLC 研發(fā)生產(chǎn)和聯(lián)網(wǎng)信息化方面，也有大量的路需要走。

3、零件信息化（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)）

工業(yè)4.0 或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，有一個基本條件便是工業(yè)部件物聯(lián)網(wǎng)，所有的零件都要有自己的 ID，而這種工業(yè)零部件物聯(lián)網(wǎng)的技術，不論是采用最傳統(tǒng)的 RFID，還是升級版的 NFC ，還是未來在 AR 領域可能會更靈活的機器視覺識別，抑或是最近這幾年非?；鸬膮^(qū)塊鏈技術，中國的工業(yè)制造在這些方面基本上沒有什么經(jīng)驗。

雖然這種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術部署起來并不難，但要想熟練的理解并使用這些技術，并在未來的工業(yè)信息化中進行再次創(chuàng)新，是需要非常多的經(jīng)驗和非常深的理解的。而單單這一點，可能需要國內(nèi)的制造業(yè)還要走幾年。

4、工業(yè)機器人關鍵技術

一直以來，中國作為一個制造業(yè)大國，享受的都是人口紅利、勞動力成本、低端消費市場等發(fā)達資本主義國家無法擁有的條件持續(xù)下去的。而對應的，中國在制造業(yè)方面并沒有往高精尖、關鍵技術、高端教育、深入研究等方向發(fā)展，比如機器人減速機、嵌入式技術、設備控制技術等導致目前中國很多工業(yè)自動化的關鍵技術仍掌握在其他國家，

而工業(yè)信息化，要求的便是工業(yè)的全自動、智能化、靈活性等，這對工業(yè)機器人的關鍵部件要求很高。在中國只能勉強做機器人本體的工業(yè)環(huán)境下，要想突破工業(yè)信息化的基本限制條件，可能會需要更多的時間。否則，就只能高價進口，受制于人了，工業(yè)4.0，恐怕也就無從說起了……

5、工業(yè)級 3D 打印

3D 打印技術，是目前增材制造中非常創(chuàng)新的一種技術方向，而在工業(yè)制造中，如果擁有 3D 打印能力，無疑會給工業(yè)信息化帶來極大的效率提升、成本降低、靈活性提高、高度定制、復雜工藝處理能力等。

但從目前來說，除了北航王教授的金屬3D打印技術屬于世界前列外，現(xiàn)在優(yōu)秀的工業(yè)級 3D 打印機，還都是從海外進口，不論是 FDM、SLA，還是金屬、陶瓷或其他新材料，國內(nèi)都沒有比較優(yōu)秀的設備制造商。而高端工業(yè)級 3D 打印，也是限制工業(yè)4.0 的核心能力之一。

6、精密制造

同樣，國內(nèi)制造業(yè)一直屬于粗放型制造業(yè)，對于一些有技術要求的方向，如精密儀器、高級合金、新材料等，一直依賴美國、日本、德國的進口。而在工業(yè) 4.0 中，機器的配合是沒辦法像人那么的隨意與活動的，公差或加工余量越大，工業(yè)自動化越難實現(xiàn)。這就要求國內(nèi)在工業(yè) 4.0 方面要想有自己的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，精密制造是一個繞不過去的門檻，而這背后，又隱藏著幾十年的人才、資本、經(jīng)驗的投入戰(zhàn)。

7、虛擬現(xiàn)實應用系統(tǒng)

AR 和 VR ，無疑是未來互聯(lián)網(wǎng)之后的下一個最火的大眾方向。而在工業(yè)領域，同樣有大量的需求和應用場景，是需要 AR 和 VR 來提升體驗、效率或給出解決方案的。從技術層面講，VR 的應用局限性和技術難度都比 AR 要低，中國在 VR 方面的發(fā)展和實際上差異并不大(因為有 HTC Vive)，但在 AR 方面，目前不管是微軟的 Hololens，還是 Magic Leap，他們在技術方向上走的都要比中國要遠。

不過，在 AR 和 VR 的工業(yè)信息化應用方面，我們不用特別擔心。畢竟這個領域全球都是同時起步，得益于中國的人才、市場和自身的努力，很有可能中國在這方面仍會走在世界前列。

8、制造信息化系統(tǒng)

對于傳統(tǒng)的制造業(yè)從業(yè)人員來說，ERP、MES、SCM 等這些，基本上已經(jīng)耳熟能詳了。這些經(jīng)過幾十年甚至上百年的制造信息系統(tǒng)，已經(jīng)有很多人使用了很長的時間，中國也有用友、金蝶等比較出名的 ERP 廠商。但對于一個國家想做產(chǎn)業(yè)升級來說，目前這些還并不夠，制造信息系統(tǒng)是未來工業(yè) 4.0 的基礎設施，除了能夠熟練的使用，對這些制造信息系統(tǒng)的管理思想、優(yōu)化改進、二次創(chuàng)新等的掌握，也是工業(yè) 4.0 持續(xù)發(fā)展的關鍵。

9、工業(yè)寬帶基礎

工業(yè)信息化，自然，對信息化的要求非常高。美國 20 世紀 90 年代提出了“信息高速公路”，從基礎上為其后面幾十年的互聯(lián)網(wǎng)房展奠定了非常堅實的條件。中國在信息化基礎建設上，也大力推進。而現(xiàn)在全球都在爭奪的 5G 標準，也是想進一步提高全球信息的流通速率。

工業(yè)信息化自然也要有基礎的信息網(wǎng)絡作為保證，但目前全球在工業(yè)寬帶方面都沒有做太大的進展。不過對于任何一個講 工業(yè)4.0 提上國家戰(zhàn)略議程的，在工業(yè)基礎信息化建設方面，相信都不會含糊。

10、工業(yè)網(wǎng)絡安全與工業(yè)安全與監(jiān)控

互聯(lián)網(wǎng)是人類有史以來最偉大的發(fā)明之一，但所有的東西都是兩面性。一方面互聯(lián)網(wǎng)極大的豐富了人類的信息密度和速度，另一方面，黑客、色情暴力、deepnet 這些則是互聯(lián)網(wǎng)的邪惡一面。

而工業(yè)制造與互聯(lián)網(wǎng)結合，自然也會有好的一面和壞的一面——網(wǎng)絡安全、設備安全、工業(yè)數(shù)據(jù)信息、工業(yè)安全、工廠安防與監(jiān)控等等，都是需要很多企業(yè)去努力解決的問題，而這些，雖然不會影響工業(yè)信息化的初步建設，但長期來看，它可能給工業(yè)信息化帶來更加嚴重的影響。

中國制造業(yè)未來第二階段：嘗試制造業(yè)信息化的磨合模塊

1、工業(yè)設計定制化

工業(yè)信息化在一些關鍵節(jié)點實現(xiàn)之后，便會進一步形成不同的應用模塊。工業(yè)設計定制化是可能后面會遇到在國內(nèi)比較棘手的一個方向。工業(yè)設計定制化，意味著人的設計需求、機器的自動生產(chǎn)、制造業(yè)的行業(yè)邏輯會產(chǎn)生矛盾和碰撞。

一旦人對設計進行改變，其相應的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)步驟、生產(chǎn)邏輯都有可能改變，而這時，如何在工業(yè)設計改變的同時，工業(yè) 4.0 能夠讓其自身仍然在有序、系統(tǒng)、完美的進行，是一個極其難的挑戰(zhàn)。而這個部分，可能是需要大量的、非?？缃绲膭?chuàng)意人才，和對工業(yè) 4.0 又極其熟悉的人才有可能嘗試去解決的一個問題。

2、制造服務信息化

制造服務信息化是一個較為簡單的應用。目前全球的軟件服務、移動互聯(lián)網(wǎng)服務、SaaS 等都已經(jīng)發(fā)展的較為成熟了，將人的需求(例如淘寶)和生產(chǎn)對接，現(xiàn)在來說并不算是一個非常復雜的事情。20 世紀 60 年代豐田的精益制造，一直被管理學界奉為經(jīng)典，而現(xiàn)在也有直接消費者對接工廠的商業(yè)模式(C2M)。對于目前互聯(lián)網(wǎng)用戶體驗思維已經(jīng)非常成熟的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)來說，做出一個將原蘭單一的生產(chǎn)模式轉化為具有高度定制化、個性化的生產(chǎn)服務模式，并不算是一件難的事情。

3、制造技術創(chuàng)新體系

對于做一個高度智能化、極度復雜化的一套涵蓋多個流程模式的工業(yè) 4.0 產(chǎn)業(yè)來說，這絕不像從國外引進一條流水線那么簡單。在德國，不管是自動殺雞流水線、自動殺魚流水線、機械化收割各種水果蔬菜、機械化挖樹種樹等，都是經(jīng)過了創(chuàng)新、調整、再創(chuàng)新等長時間的發(fā)展完善。

而對于建立一個持續(xù)、長久的工業(yè) 4.0 產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)來說，其對創(chuàng)新的依賴要比之前任何一個產(chǎn)業(yè)都要高。不論是技術創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、應用創(chuàng)新、研究創(chuàng)新，都需要企業(yè)、政府、高校乃至社會等長久的支持。尤其對于中國來說，能夠形成一套長久的行之有效的創(chuàng)新體系，可能會有很大的難度或時間成本。

4、云計算與工業(yè)大數(shù)據(jù)

工業(yè) 4.0 或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其最重要的便是工業(yè)制造與互聯(lián)網(wǎng)結合這一形式。而互聯(lián)網(wǎng)的意義便在于，它可以將工業(yè)生產(chǎn)制造中產(chǎn)生的所有有形無形、有意義無意義的數(shù)據(jù)記錄下來，并交給計算機進行大量的運算，來找出其中人類很難找到的降低成本或提高效率的方法，就像 AlphaGo 下圍棋下出很多會被圍棋老師打手的“臭棋”一樣。

而云計算與工業(yè)大數(shù)據(jù)，便是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮的戰(zhàn)場了。在工業(yè) 4.0 中，工業(yè)效率、信息成本會產(chǎn)生極大的工具紅利，而工業(yè)數(shù)據(jù)本身在有了大量樣本和環(huán)境信息之后，又會自身產(chǎn)生數(shù)據(jù)紅利。這些數(shù)據(jù)為未來的信息挖掘、產(chǎn)業(yè)分析等，都有極大的價值。

中國制造業(yè)未來第三階段：整合制造業(yè)信息化的系統(tǒng)流程

1、清潔制造（綠色制造）

一旦工業(yè) 4.0 形成，工業(yè)追求的便不單單是成本的降低、利潤的提高了，而是會追求更高的附加價值，比如清潔制造。它將人類社會的工業(yè)可持續(xù)發(fā)展提升到了一個更高的層次，也為未來工業(yè)產(chǎn)業(yè)轉移、太空殖民等提供了高度的可行性保證。

除此之外，清潔制造本身便是在降低成本，包括碳排放，也會進一步形成利益回饋，為人類社會的持續(xù)生存和發(fā)展帶來更高的價值。

2、無人工廠（黑燈工廠）

無人工廠，是工業(yè) 4.0 的理想形態(tài)。一切都是機器自動化運營，一切都是遠程監(jiān)控即可，用更高級的工具解放了需要進行某種社會勞動的人類，也減少了因為生產(chǎn)制造給人類帶來的身體和精神的壓力和傷害。這里對無人工廠不做過多描述，它算是工業(yè) 4.0 的最好闡述。

3、工業(yè)制造社會化

一旦形成無人工廠或極少人管理的工廠，工廠這個詞本身將會從社會中消失。人們將感受不到工廠的存在，當你需要一個東西，那個東西在短則幾分鐘，長則幾天的時間內(nèi)就會出現(xiàn)你的面前。人們并不知道自己在一開始就參與了工業(yè)制造，就像人們不知道自來水廠是怎么工作的一樣，打開水龍頭，水便來了。

和自來水不一樣的是，生產(chǎn)制造這個過程中，人們在發(fā)出需要的請求時，就已經(jīng)把自己的需求、自己的創(chuàng)意、自己的個性信息、自己的審美取向，都告訴了機器。而這一切，便是工業(yè)制造的社會化形態(tài)。

4、工業(yè)智能（智能制造）

所謂的工業(yè)智能，則是我最不想看到的情形，也是各種科幻電影中經(jīng)常出現(xiàn)的情形：機器人造機器人。通過工業(yè)大數(shù)據(jù)和機器學習、人工智能，這個工廠已經(jīng)知道如何把一噸鐵礦石打造成一個精致的金屬面具，知道如何在流水線某一環(huán)節(jié)的機械臂失控時把它替換掉甚至維修好。到那時，計算機的運算速度要遠遠快于人類，而機器做的決策，也遠遠超過人類單一需求的模式……

中國制造 2025，是一個非常系統(tǒng)而龐大的工程。我們希望在未來的十年內(nèi)，中國制造業(yè)能夠不斷創(chuàng)新，共同打造成一個未來版的工業(yè)制造體系。

當然，除了上面說的對中國比較重要的 18個關鍵節(jié)點需要我們解決，還有譬如工業(yè)信息化高級教育、智慧倉儲與物流、工業(yè)信息化管理架構與管理模式、智能電網(wǎng)、立體工廠等更多問題在等待著中國的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新者。最后，還是奉勸一句：工業(yè)制造的智能學習能力就沒必要加上了……