工业4.0对制造业带来的革新和考虑

原标题：工业4.0对制造业带来的革新和考虑

本文来自微信大众号“初心资本ChuxinCapITal”（ID：Chuxin-Capital），作者 初心资本投资副总裁冯甜；36氪经受权发布。

“工业4.0”的概念在2013年被正式提出之后，“智能化”随即成为引领第四代工业反动的主题，制造业成为经济增长的中坚力气。从2016年开端，初心资本在工业4.0范畴规划，以工业自动化、智能物流、工业大数据平台、工业物联网为中心，重点关注外乡化企业在智能制造范畴的开展。 

在对工业4.0的各个环节研讨过之后，初心为大家梳理了这份近万字的行研报告，为大家分析了工业4.0对制造业带来的革新和考虑，并详细剖析了一个案例：翼菲自动化。经过这份详尽的研讨，我们曾经可以看到在众多的细分范畴，局部创新企业给制造业带来的改动和价值，初心资本也会继续发掘这个方向上的投资时机，无论脚步快慢，我们希望用本人的方式给转型中制造业带来些许的力气和影响。 

假如你对“工业4.0”也充溢想法，希望假如你对“互联网＋工业”也充溢想法，希望你与我们获得联络！本文作者为初心资本投资副总裁冯甜，联络方式为tian.feng@chuxincapital.com，等待你与我们一同探究工业范畴的有限能够。

2011年在德国汉诺威工业博览会上“工业4.0”的概念首度被三位教授提出。2013年04月在汉诺威工博会上《保证德国制造业的将来：关于施行“工业4.0”战略建议书》发布，至此，“工业4.0”成为《德国2020高技术战略》的十大将来项目之一并正式上升为国度战略。

 “工业4.0”是一个应用物联信息零碎(Cyber-Physical System简称CPS)将消费中的供给，制造，销售信息数据化、智慧化，以进步制造技术程度为方向，将制造业转向智能化为目的的一场“自下而上”的消费形式反动。中心概括为建立一个网络零碎（Cyber-Physical System，物联信息零碎）、研讨两大主题（智能工厂、智能消费）、完成三大集成（横向集成、纵向集成及端对端的集成）、推进三大转变。

初心以为，从2013年工业4.0正式提出当前，“智能化”成为引领第四代工业反动的主题。我们可以看到在自动化向智能化开展的进程中，很多新的技术和使用失掉了严重的打破，科技带来的产量及效率的提升、消费及人力本钱的降低使得企业在这个改造的进程中大幅获益，我们也能看到在这个转型进程中降生的更具有应战的创新创业时机。2014年 “柔性供给链”重点打破，使得小规模、差别化消费成为能够；2015年“智能消费、人机协作”获得明显效果，产业链互动、人机协同作业等将进入实践的使用阶段；2016年“工业生态零碎”方案推出，物联网、云计算、模仿技术、加强理想技术、大数据剖析停止零碎整合，研发、制形成本大大降低，特性化定制逐渐启程；2017年数字化战略、信息平安及人力质素重新被定义。

数据来源：The World Bank（2015年战乱国度未在统计之列）

依据The World Bank数据显示，2016年全球GDP总量达75.6万亿美元，全球制造业GDP总量达11.8万亿美元，占全球GDP总量的15.6%，较2015年增长1.6%。

数据来源：中国统计年鉴

依据中国统计年鉴数据显示，2016年中国GDP总量达74.4万亿元，中国制造业GDP达22.4万亿元，占中国GDP总量的30.0%，较2015年增长6.8%。同时，2016年中国制造业GDP总量较2012年的10.9万亿元增长了103.6%，中国制造业在以微弱的势头坚持增长。

初心以为， 纵观历史数据，我们可以看到制造业在中国乃至全球经济增长中扮演的角色，随同第四次工业反动的到来，各国在制造业的投入逐年增长，包括资金、技术研发、人力、政策、海内投资并购等，各国都希望在工业4.0的浪潮中占据制高点。就中国来看，2016年中国在制造业的投资总额达18.8万亿，较2015年增长18.3%，政策层面来看，“智能制造”上升为国度战略来进一步更好的配合施行制造业的转型。

第一次工业反动（机械化）

18世纪以蒸汽机作为动力机被普遍运用为标志开启了第一次工业反动，创始了以机器替代手工工具的时代。工业反动使工厂制替代了手工工场，用机器替代了手工休息；工业反动使依靠于落后消费方式的自耕农阶级消逝了，工业资产阶级和工业无产阶级构成和壮大起来。

第二次工业反动（电气化）

19世纪最初30年和20世纪初以电气工业的开展为标志开启了第二次工业反动，世界由“蒸汽时代”进入“电气时代”。19世纪70年代当前电机、电动机相继创造，远间隔输电技术的呈现，电气工业迅速开展起来，电力在消费和生活中失掉普遍的使用。内燃机的呈现及90年代当前的普遍使用，为汽车和飞机工业的开展提供了能够，推进了石油工业、冶金、造船、机器制造、交通运输、电讯等行业的疾速开展和技术改造。 

第三次工业反动（自动化）

从20世纪四五十年代以来以原子能、电子计算机、微电子技术、航天技术、分子生物学和遗传工程等范畴获得严重打破为标志开启了第三次工业反动，也被称为第三次科技反动。这次科技反动不只极大地推进了人类社会经济、政治、文明范畴的革新，而且也影响了人类生活方式和思想方式，使人类社会生活和人的古代化向更高境界开展。

第四次工业反动（智能化）

20世纪前期以零碎迷信的衰亡到零碎生物迷信的构成为标志开启了第四次工业反动，即第四次科技反动。围绕开展新动力和零碎性的生物迷信技术，整合不同窗科、实际、技术、资源等使得智能化成为能够，推进动力构造向经济构造的转变。在这时期，少量新的生态体系及技术降生，比方人机交互、3D打印、模仿技术、云计算、物联网、智能消费、大数据、增材制造、理想加强技术。

初心以为，随同四次工业反动的到来，少量企业面临从自动化向智能化的革新，4.0的浪潮将带来宏大的经济增长动力及创新时机，将来少量的自动化作业将被智能化的作业所取代，本钱优势不只表现在消费线晋级先人力本钱的降低，更表现在上下游整合后的数字化分配零碎及精益、定制化消费带来的消费材料及运营本钱的降低。就中国来看，我们还处在制造业自动化晋级的关键点，大局部企业在近两年鼎力投入对消费线的改造，用自动化的技术替代或许配合人力更好的任务降低本钱进步效率，比方工业机器人、工业SaaS、视觉、工业大数据等。

我们以为工业4.0背景下的“智能化”中心处理两个成绩：一是应用最前沿的技术处理人类在消费中无法完成的事情；二是用整合的生态零碎处理单纯用人力及单终身产环境完成时效率低下本钱极高的事情。我们梳理了尽能够贯串整个消费流程的技术体系，探求工业4.0的技术驱动环境和处理以上两个成绩的途径，中心包括纵向横向整合、3D打印技术、加强理想技术、机器人、大数据剖析、云计算、物联网。

1、内外零碎的整合为制造业企业智能化开展的根底

纵观大局部制造业企业，从内各IT零碎、各业务部门仍在独立运作，研发、设计、消费、销售、市场等部门IT零碎并未完全整合，在作业流程上并未做到一体化，极大的添加了企业的沟通本钱，降低了消费效率；从产业链延伸、供给商、企业、客户、消费者还处在相互割裂的形态，供应与需求不能很好的婚配，到达终端的产品也存在主动承受的状况，给企业带来很大的困扰。但纵向横向整合零碎使得各业务部门、产业链将成为愈加严密的全体，横跨企业、产业的数据网络将让价值链真正完成自动化。如AirDesign平台可以完成不同协作同伴之间对复杂产品和消费数据的交互功用。

2、模仿技术使得消费本钱大幅降低

3D打印技术及增材制造的呈现给企业的低本钱产前制造和小规模定制带来能够。我们可以看到3D打印技术曾经较为成熟的使用在工业范畴，比方工程设计中很多公司都采用3D模仿技术来设计产品的构造和资料。将来，模仿技术也将在工厂运营中扩展到更广的范围。企业可以用实时数据来模拟包括机器、产品和人在内的物理世界，将新产品放入虚拟的消费环境中。在停止实践消费前，公司可以对这些新产品停止测试和优化，从而增加设备拆卸调试的工夫并进步产质量量。目前，曾经有飞机制造企业经过3D打印技术来降低飞机的分量，从而节省钛等稀有资料的运用量，也是在改动动力构造上的严重转变。 

3、加强理想技术及智能机器人助力制造业尽快完成自动化及无人化消费

加强理想技术自衰亡以来，遭到市场很高的关注度，也能看到一些落地的使用场景，比方旅游行业、游戏行业、房地产行业等，加强理想技术在工业范畴的使用也备受喜爱，比方西门子为Comos软件开发的发电站虚拟操作训练零碎，该零碎可以经过加强理想眼镜，构建一个仿真、基于数据的3D环境，培训发电站任务人员如何应对紧急情况，可以完成网页界面与机器的互动，也可以经过改动界面设置，从中获取操作数据和维护指南。此外，加强理想技术可以在很多方面协助工人消费，例如经过手持设备或加强理想眼镜设备挑选仓库中的配件或发送维修指令，将来，它将为工人提供实时信息，协助他们停止实时决策，改善消费流程。

智能机器人绝对来说曾经比拟成熟的使用在各个范畴了。从工业消费上看，机器人在配合人任务业和某些消费线的无人化上获得一定的停顿。很多行业制造商曾经普遍采用机器人完成复杂的消费义务，但明天的机器人技术则变得愈加弱小。它们变得愈加灵敏且智能。并且，这些机器人之间不但可以互通互联，更可以平安地与人类一同任务，甚至从人类身上学习新的技艺。这些新机器人不但在功能上远超明天的工业机器人，更大大降低了本钱。比方ABB公司研发的双臂机器人YuMi，可以完成与工人并肩任务，它们的计算机视觉零碎和带缓冲垫的两臂，使得它们不但可以辨认零件，还能保证与人停止平安的互动，更好的协调了人机之间的关系化解了局部可替代的矛盾。 

4、大数据剖析、云计算及工业物联网为精益化消费发明价值

在制造业范畴，基于海量数据的剖析蒸蒸日上，但它曾经能协助企业优化消费质量、节省动力并改良设备效劳。在工业4.0的环境下，对不同数据源（消费设备和零碎以及企业和客户管理零碎等）停止搜集和剖析将成为将来企业停止实时决策的规范装备，经过大数据剖析零碎，对设备停止实时的监测，提早发现毛病预警停止处置，以增加企业损失。亦或在消费环节，经过历史数据、监测数据等合理的调整消费参数，到达最优消费的效果。如如半导体制造商Infineon经过搜集测试中的单片机数据，与消费流程晚期晶片成型阶段的数据停止关联剖析，从而降低了消费进程中的失误。

云计算曾经逐渐在很多企业和数据剖析使用中被运用。工业4.0使得越来越多与消费相关的义务需求更多的跨地域和跨公司的数据分享，目前云计算的功能也在不时的加强，反响速度可以到达几毫秒。机器数据和功用将逐步迁移到云端，越来越多的消费零碎数据效劳也会应运而生。将来，检测和控制消费流程的零碎也会搬到云端。一些制造执行零碎供给商曾经开端提供云端效劳处理方案。

工业物联网（IIoT）是产业物联网的一个重要分支。传统的物联网形式是由一个中心化的数据库搜集一切已联接设备的信息，而中心化云效劳器、大型网络设备的建立和维护本钱是十分高的。工业4.0的浪潮下，信息物理零碎上衔接的设备将以数百亿计，它们会发生海量数据，并且要务实时通讯，这会极大地添加传输本钱。计到2020年，全球工业物联网的价值将到达1.7万亿美元。在当今数据爆炸时代，如何获取数据、剖析数据，用数据指挥消费是工业开展的方向，工业物联网是工业数字化、网络化的重要表现方式，也是将来企业打造中心竞争力的关键所在。我们可以看到，国外企业纷繁进军工业物联网的大潮中。美国通用电气（GE）公司开发了Predix、Predictivity和APM等可预测资产管理工具，可以将各种消费设备和供给商互相衔接并接入云端，提供资产功能管理和运营优化效劳。2014年仅经过Predictivity处理方案，公司就取得超越10亿美元的支出，2015年公司进一步开放Predix工业互联网平台，使得全球范围内更多的机器接入网络平台。GE推出了面向使用开发者的公用云平台Predix.io，进一步拓展GE的工业互联网平台。IBM公司推出了Bluemix云平台，全球有超越几万个云客户。德国西门子公司采用SAPHANA云平台技术，于2014年正式对外提供预测性维护、资产剖析和动力数据管理等基于数据的效劳。

我们以为工业4.0的完成是以数字化整合为驱动力的，次要为以下几个方面：

一是外部零碎及产业链的综合整合，此次工业反动的转型，我们可以看到传感器、机器、IT零碎的外部生态零碎无机的整合从而使得各个部门可以无效的配合精准的调动整个业务线，同时产业链之间也跨越了单一企业形式将全体价值链交融到一同，这种互相衔接的零碎经过规范的互联网协议停止互联，搜集剖析相关数据，预判错误，不时停止自我调整，从而顺应不时变化的环境，也是对工业流程中很多团圆模型的再度优化，经过智慧整合感控零碎，鼎力节省消费本钱进步消费效率和企业利润；

二是消费材料的改动，在大规模正式量产前，经过3D打印技术，应用低本钱的可替代消费材料停止模仿消费，进而疾速无效的停止反应，为前期的大规模消费带来便当；

三是制造业关系的改动，经过机器之间的关系、人与机器之间的关系以及不同消费零碎之间的关系，使得单个、独立的的消费单元逐渐被优化或是替代，使得大规模定制化和小批量消费成为能够，这种消费形式极大的增加了企业的库存，这种关系的改动进一步影响到消费层，使得消费和消费者之间触达的工夫更短、需求更精准，协助企业提升效率改良供给商构造；

四是数字化战略，云计算、大数据剖析等技术迅猛开展，制造业范畴少量的数据没有被发扬到最优的价值，越来越多与消费相关的义务需求更多的跨地域和跨公司的数据分享，云计算的反响速度可以到达几毫秒，在大规模不同数据源的状况下完成精准疾速的剖析决策。

五、初心工业4.0规划

2016年终心资本开端规划工业4.0方向的投资，以工业自动化、智能物流、工业大数据平台及工业物联网为中心研讨方向，深化工业范畴，坚持探求这个方向上的投资价值，我们也成功的投资了像翼菲这样优秀的自动化企业。近期，翼菲成功完成B轮融资及新品发布会。

翼菲自动化为国际顶尖的并联机器人制造商，其产品和效劳触及工业机器人研发制造、自动化零碎集成、视觉零碎开发等诸多范畴。其主打产品迅翼并联机器人普遍使用于食品、药品、光伏、电子、日化、物流等行业的分拣、搬运、包装、涂胶、码垛等环节

投资翼菲是初心在工业4.0上的初步尝试，我们看好外乡化智能制外型企业在中国乃至世界的落地，可以为转型中的制造业带来希望，可以与其他优秀的制造业企业一同处理行业所面临的效率低下、消费线落后、消费本钱高、产品竞争力低、数字智能化水平不初等一系列成绩，翼菲还有很长的路要走。

中国从制造业大国向制造业强国转变的路途下面临很多的应战，工业4.0的环境为制造业的转型和晋级带来很多的便当，我们以为将来制造业从以下几个方向获益并且带来创新创业时机。 

1、支出增长为革新动力

制造业呈现过一定阶段的下沉和低迷，局部制外型企业面临业绩下滑、裁员、开展停滞不前甚至封闭的形态，支出增长的迫切需求使得其考虑产业革新的重要性。工业4.0将会打破其僵局，一方面企业本身经过4.0的改造被盘活，另一方面行业对新设备、数据使用、定制化产品等需求的添加为企业开展带来更多的支出添加。

2、消费率大幅提升

我们可以看到越来越多的企业曾经开端运用工业4.0技术，将来的3-5年，随着消费率程度的进步，制造业的产值将大幅提升，加之3D打印技术和增材制造对局部昂贵消费材料的替代，原资料的本钱也会相应的降低，这为制造企业尤其是设备型制造企业带来更大的利润空间。

3、制造业转型初见成效

2015年开端很多传统的制造业开端在转型上有更大投入，从硬件设备到软件运用再到初级知识型人才的引进，制造业开端发作从内到外的优化和整合。2017年仅自动化行业的产值就有大幅的提升，局部设备消费商、高端制造企业业绩较2016年出现几倍的增长，转型初见成效。

4、消费零碎及供给链构造发作改动

工业4.0的制造技术将影响制外型企业从设计到售后效劳的全体价值链:在价值链上，消费流程将经过整合的IT零碎失掉优化。明天孤立的制造单元将被完全自动化、一体化的消费线取代。经过制造商和供给商的协作，产品、消费流程和自动化消费将在一个充沛整合的流程中设计并完成。消费和物流的整合转型从消费和物流及其相应的IT零碎开端，触及到企业外部、企业与客户以及供给商之间产品和消费数据的交流。特别是供给商，它们将从设计和供给链数据的交流中获益。在消费流程中，人、机器、配件以及产品之间的沟通将到达实时或接近实时的速度。

5、休息力晋级，协调性自动化消费需求旺盛

工业4.0对休息力提出了更高的要求，我们以为工业4.0首先是工业知识的4.0，对数据剖析、软件操作、互联网、高端设备操作、专业技艺等方面的人才需求增大，但是契合要求的人才还存在很大的缺口。同时，自动化消费重新定义了理想场景中的人机交互，除了机器之间经过执行更具象的指令互相配合完成作业，工人和机器人也需求互相配合完成消费中的局部环节，比方拆卸环节。

6、数据是中心资产

目前，少量的企业应用数据剖析、云计算提供更为实时、精准的消费战略，这里的数据包括企业外部数据、上下游数据及消费者数据，是一个完好的数字化价值链条，企业依托这些数据做消费决策、优化消费工艺、整合供给链等来减低延长消费周期、进步消费率和产品竞争力，并且这些数据将来都会成为企业的有形资产用作本身的开展和为其他行业提供协助。

六、翼菲自动化CEO张赛观念

就“工业4.0对制造业带来的革新和考虑”这个话题，我们采访了翼菲自动化CEO张赛，他以为：

第一，工业自动化一定是将来开展的方向和趋向。其中一定会完成的就是自动化和智能化，科技大潮到来的时分，这种趋向是无法阻挠的。即便说如今人类觉得替代人工的想法很可怕或许短工夫内会有反弹等等，但是这是不可逆转的趋向，一定会到来的。

第二，就是如今离智能化还很远很远。就目前而言，大家连自动化都还没有做到，就不要去想智能化了。而且如今工厂停止了各种各样的改造，但次要也还是以自动化为主，以复杂反复休息替代人工，才发生了这些自动的东西。

第三，就是机器人扮演什么样的角色。就机器人来讲，我以为目前次要是做两种任务，一种是人力所不及的任务，比方说，焊接、重型搬运这类有风险的事情；另一种则是反复性休息、机械休息这类复杂但人类所不愿干的事情，于是就可以由机器人来承当的。所以说机器人目前来说的话只次要承当这两种作用。现阶段还没有所谓能智能化独立考虑的这种用处和事情。

第四，就是到达自动化之后或许说在停止自动化的同时，我们实践上也在停止着一些相似于智能化的任务。比方说，智能的调度、智能的订单处置、智能的设备管理、维修保养等等。然后还有在停止这些任务时，使唤醒愈加的复杂、方便快捷，更顺应订单的变化性也算是智能化的一方面。但是如今离完全智能化还远，还停留在将来畅想的阶段。要想完全依托机器自主判别的话，这个还有很长的路要走。

感激翼菲自动化CEO张赛及初心实习生应悦、应昊程对本文提供的支持。

参考材料：BCG《工业4.0》、德勤《2016全球制造业竞争力指数》、《中国统计年鉴》、IMF《世界经济瞻望》




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