工业4.0时代的发展态势及企业的应对策略

来源：中国期刊网分类：工业发布时间：2021-06-01 浏览：0次

一、工业4.0的国际背景

　　“工业4.0”这一概念最早起源于德国，它是由德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念，它重点描绘了制造业的未来前景，工业4.0是继以蒸汽机的应用、规模化生产和电子信息技术为标志的三次工业革命后，以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。工业4.0是与以往历次工业革命相类似的一场产业革命，涌现了出了一大批关键性技术和标志性产品，其中以物联网、大数据、云计算、3D打印为代表，这也预示全球新一轮科技和产业革命呼之欲出。

　　1. 发达国家的再工业化战略。2008年以雷曼兄弟倒闭引发的世界性金融危机对世界经济的波及和影响深刻，金融危机的影响深度和广度的不断延伸，金融危机带来的负面影响仍在持续，目前世界经济仍然还处于恢复调整期；随着2009年中国超过德国成为世界制造业大国之后，以美国为首的欧美发达国家纷纷意识到实体经济的重要性，尤其制造业对国民经济的支撑作用，制造业对于带动就业、提高国民收入、增强国家安全的重要性日益凸显。世界各国都在不约而同地加大研发投入，巩固和完善创新体系，不遗余力地发展和振兴本国制造业，纷纷提出再工业化战略，如日本、法国、丹麦、芬兰、韩国、瑞士、英国等国家都设立了专门促进产业科技创新的国家机构。

　　2. 新一轮科技革命浪潮到来。新科技革命浪潮的到来，涌现出一批新技术、新业态、新模式，主要以物联网、大数据、云计算、3D打印等为代表的新科技和新产品。随着信息技术风起云涌，互联网嵌入各行业领域，制造业的智能化程度大大加深。2014年德国汉诺威工业博览会上提出的“工业4.0”概念备受关注，随着一大批新科技产品和技术的涌现，即预示着第四次工业革命即将到来。在新技术革命的背景下，传统产业在生产技术、管理技术以及要素使用效率方面都面临着巨大的挑战，新技术逐渐融入传统产业过程，使得产业结构、生产方式发生变化。

　　3. 发达国家制造业振兴战略。发达国家意识到实体经济的重要性，而制造业是支撑实体经济发展的重要载体，是推动国民经济发展的重要手段，各国纷纷谋划制造业发展战略，积极制定和实施制造业振兴计划。德国的《工业4.0战略》、美国《先进制造业国家战略计划》、日本的《新机器人战略》，都旨在以国家战略层面推动制造业的发展。世界各国的再工业化战略，引起了世界制造业格局的重新调整，部分跨国公司纷纷回迁本国，引起了一批世界知名跨国企业回流发达国家，如美国的通用企业、苹果手机、耐克等将生产线回迁美国。由此，新兴经济体的制造业将首当其冲，为了应对这一挑战，以中国为首的发展中国家也积极应对，如2015年中国制定了《中国制造2025》战略，此举为了实现中国由制造大国向制造强国迈进，全面提升中国的制造业水平和质量。

　　二、工业4.0发展的总体态势

　　1. 工业发展阶段的历史演进。人类的发展历史总是伴随着产业革命的演进，梳理工业革命历，把握每次工业革命的特征、标志性技术和产品对于我们更好地研究和判断工业4.0的进程和演进意义重大，根据产业发展的演进历史，截止目前为止，我们可以将世界工业化的阶段演进划分为：工业1.0、工业2.0、工业3.0和工业4.0，共四个阶段。

　　工业4.0重点强调的是制造业领域的革命与创新，清晰地把握工业4.0的发展脉络，便于我们认识工业发展的前世今生。按照技术、产品的演进路径和发展规律进行梳理，我们可以人类的工业发展划分为以下几个阶段：以机械化为核心的工业1.0时代，以自动化为核心的工业2.0时代，以信息化为核心的工业3.0时代，以智能制造为核心的工业4.0时代，工业发展的每一个时代都伴随着技术的革新和产品的创新，每个时代的演进都对人类的生产方式和生活方式以全新的面貌。

　　（1）工业1.0时代。这一时期发生于18世纪60年代至19世纪中期，重大的技术突破是利用水力和蒸汽机实现机械化生产，机械生产代替了手工劳动，人类迈入了工业化时代。标志性的关键技术是：蒸汽机和电报的发明，煤炭等能源大量?_发和使用。

　　（2）工业2.0时代。这一时期发生于19世纪后半期至20世纪初，重大的技术突破是电气，人类迈入了电气化的大规模生产。标志性的关键技术是：内燃机车、电视、电话的普遍应用。

　　（3）工业3.0时代。这一时期始于20世纪70年代并一直延续到现在，重大技术突破是电子信息技术，人类开启了自动化阶段，部分人工活动被机器操作所取代。标志性的关键技术是：电子计算机、空间技术、生物工程。

　　（4）工业4.0时代。工业4.0概念最早起源于德国，这次工业革命将呈现出网络化、数字化、智能化的三大特点，传统行业界限将消失，传统的生产模式与价值链模式也将发生颠覆性变革，虚拟与实体的活动将逐步融合。

　　2. 工业4.0的内涵及特征。生产高度数字化、网络化、机器自组织是工业4.0的主要特征。根据德国工业4.0战略对这一概念的界定，工业4.0主要是指通过信息通讯技术和虚拟网络/实体物理网络系统（CPS）的结合，将制造业向智能化转型，由集中式控制向分散式控制模式转变，建立高度灵活的个性化、数字化、智能化的生产服务模式。

　　3. 工业4.0引起的变革。工业4.0是一次全新的产业革命，由于受到新技术、新产品的影响，工业4.0时代的生产方式、经济范式和消费需求方面都发生了重要变革。具体体现在一下几个方面：　　（1）生产方式的变革。工业4.0时代，导致生产方式由集中化生产向分散生产过渡。传统的生产方式是以规模化、集中型生产为主要方式，产品在工厂内统一生产、组装，然后分销，规模化生产能够有效降低成本，提高经济效益，这是传统经典经济学理论中的规模经济和范围经济的最好诠释。传统的制造业属于集中生产，全球、全国分销的模式，其中涉及众多产品和原料的来回运输，导致运输成本居高不下，而且在运输过程中容易产生高排放的二氧化碳，从环境、资源运用角度来看是不经济的。随着工业4.0时代到来，新技术涌现，可以实现定制化、互联化，就会转为分散生产，就地分销，可以进行有效率地配置生产，无需运输、库存，不仅提高社会资源配置和企业资金周转率，而且大大提高经济效益。因此，工业4.0是新的生?a方式，集中生产转变为分散生产成为可能，更为重要的是，3D打印技术的出现，使得个性化、小众化的分散制造成为现实。

　　（2）经济范式的变革。传统的新古典经济学强调规模经济、范围经济，通过经济活动的空间集聚，实现规模化生产，从而降低生产成本，提高经济效益。但是，工业4.0时代将打破这种经济范式，满足小众化、个性化的私人定制化生产将逐渐成为主流，尤其是支持用户的个人定制模式将逐渐成为重要内容。经济范式的变革将改变商业模式、企业生态价值链，推动企业生态价值链的重塑。

　　（3）消费需求的变革。人类未来需求有三大变化：第一，个性化需求倾向明显。传统的标准化、规模化生产将收到消费者个性化需求的冲击。第二，体现在集成化。产品的集成化需求更加旺盛，随着时间成本上升，人们普遍希望需要的东西一次性得到满足；第三，消费便利化。随着互联网技术普遍应用，消费者的分散化的需求得到满足。现代工业发展历史本身就是不断满足消费者需求的过程，技术是为人类服务的，这也符合人类本性和社会本质。

　　4. 工业4.0对产业的作用机制。

　　（1）对传统产业的改造提升。

　　①制造业的智能化。智能工厂和智能生产是工业4.0的两大主题。智能工厂通过互联网技术，实现分散工厂之间数据交换与共享。智能生产侧重于生产的自动化，通过人机互动、智能管理的推广与应用，提高生产效率。当前浙江省积极推广与实施“机器换人”战略正是顺应了自动化的发展趋势，也为产业转型升级提供技术保障。

　　②制造业的网络化。传统制造业企业相互间隔离，尽管处于同一价值链上也相对独立，工业4.0将通过互联网技术实现不同企业在同一价值链上的横向集成，实现资源共享，互通共融。制造业的网络化主要包括两个方面的内容：一是不同企业在价值链的横向集成；二是制造系统网络化的纵向集成及企业生产过程中的端对端集成。

　　③制造业的多样化。随着智能化技术推广与应用，制造业的个性化与多样化越来越普及。一是体现在制造业技术和流程的多样化方面；二是体现在产品的多样化上，智能产品越来越普及。三是客户需求的多样化，个性化与小众化的产品需求愈加旺盛，个性化、私人定制产品更加畅销。

　　④制造业的分散化。以为3D打印技术为代表的先进科技，能够实现产品的分散化与个性化定制，正式由于个性化需求与分散化生产，客户将能够参与产品生产过程，满足定制化要求，未来小规模生产和专业化生产将成为制造业企业发展的新出路。

　　⑤制造业的信息化。互联网技术嵌入生产的各个领域，大大提升了制造业的信息化水平。制造业企业借助信息技术提高了产品的功能，实现了价值增值，提升了竞争能力。

　　（2）催生出新业态和新商业模式。工业4.0是一次新的科技革命，它为新产业和新业态的出现提供了技术基础。当前互联网技术在服务业领域的应用具有较高普及度，应用范围广泛。文化、教育、会展、咨询、广告、餐饮、娱乐等服务企业应用电子商务案例层出不穷，新业态、新商业模式不断涌现。互联网金融方面的P2P网贷、众筹、余额宝等模式；住宿餐饮行业的团购网、大众点评网；贸易领域的跨境电商、网络微商等新的营商模式；便捷的无现金网络支付业务，如支付宝、微信支付等等；互联网交通领域的优步打车、快滴快车、神舟快车等等。近些年涌现出的“互联网+服务业”的新模式和新业态，一方面对传统业态形成了很大冲击，逼迫传统企业进行改造升级；另一方面丰富了业态模式，并且极大地便利了大众的生活，满足了消费者的多样化需求，从福利经济学视角看是帕累托改进，提高了社会整体福利水平。

　　三、工业4.0引发的企业变革

　　1. 以用户为中心的价值创造。工业4.0改变了大规模生产模式，用户就是设计师，用户定制化、个性化的生产模式盛行。一方面智能制造为用户定制化的生产提供了条件，新科技革命为定制化提供了技术条件；二是定制化的需求日益旺盛，随着经济发展和消费层次提高，消费者个性化需求与日俱增。三是企业为满足多样化的市场需求，产品差异化的程度不断提高。

　　2. 扁平化的企业组织架构。工业4.0时代，用户与企业之间关系零距离，它要求企业能够快速响应客户需求，然而，传统的金字塔形组织架构由于层级较多，对外部环境反映迟缓，决策效率不高，无法满足信息时代新型的客户关系，因此，如何构架适应工业4.0的新型组织结构成为工业企业内部建设的重点，扁平化的组织架构将有利于企业快速响应外部需求。

　　3. 企业竞争模式的变革。传统机械化、大规模工厂式的封闭式生产模式，目标是以规模经济实现成本最小化、利润最大化。网络化、数字化、信息化为特征的工业4.0时代，企业生产模式发生了变革，企业需要快速响应外部环境，必须要实施开放性战略，改变单一封闭的生产模式，积极利用生态价值链，形成新的竞争优势。

　　4. 引起企业价值链重塑。所谓的价值链是指企业生产经营活动过程中所包括的设计、生产、营销、交货等过程及辅助过程。在信息化与数字化时代，数据、信息逐渐成为企业新的核心资源，传统的劳动力、生产技术、管理水平等资源逐渐成为次一级的要素。与此同时，工业4.0时代工业领域高度网络化，使得商业生态发生变化，生态型企业由此应运而生。因此，企业必须要突破传统经营思维，以网络化生产模式为手段，重组企业价值链。　　四、工业4.0时代企业的应对策略

　　经济新常态下，由于受世界经济整体低迷的直接影响，企业面临着一系列的问题和困境，诸如：高成本、低利润、同质化竞争、等问题。在工业4.0背景下，企业要想在未来长期竞争中立于不败之地，必须实施以下几个方面举措，以应对新时代的机遇与挑战。

　　1. 实施机器人替代战略。我国人口进入刘易斯拐点，面临劳动力短缺和劳动力素质低下的双重冲击，企业的劳动力成本上升，加上工业4.0对企业的生产效率和市场灵敏度的要求更高，因此，只有实施智能机器人战略，运用机器替代人工，提高人工智能水平才能?[脱双重困境。为了应对老龄化、振兴制造业，日本正在实施机器人战略，值得我国借鉴。

　　2. 应用智能技术构建智能工厂。标准化、模块化和数字化的产品设计是工业4.0的重要体现，为满足客户的个性化、定制化的市场需求，企业必须通过模块化分工与集成的柔性化生产方式实现。所谓模块化分工与集成，就是先将产品进行分解，然后根据不同功能的需要，将分解的模块进行集成，打造成为集成化的产品。因此，企业要注重智能化战略，强化人的智能与工厂智能的融合，促进人机互动，提高人工智能水平，实现软件与硬件集成。

　　3. 构建大数据平台和云计算中心。大数据、云计算、3D打印等新技术是工业4.0时代的重要代表，互联网时代数据将成为最有价值挖掘的资源，谁拥有数据资源，谁就能把握市场动向，预测未来，在激烈市场竞争中占领先机，美国的工业互联网战略正是构建工业大数据的典范。由于大数据技术可以帮助企业掌握并预测以客户为中心的市场状况和变化趋势，因此，构建企业的数据中心，提高信息化程度，以信息化推动企业发展成为重要战略之一。

　　4. 构建开放型的价值生态链。工业4.0 时代企业与用户零距离，企业引导用户进行全流程的价值创造过程，“网络化”、“平台化”、“开放式”成为企业生产的重要方向，这将引起大规模生产时代建立起来的组织架构和生成流程的彻底重构，企业需要通过构建内外融合的开放式的生态圈，引导外部资源无障碍进入，真正推动重构企业价值链。

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