為了闡明本質(zhì)，我首先用最簡(jiǎn)短的方式給工業(yè)4.0工廠下一個(gè)定義：
理想的工業(yè)4.0就是：在（自動(dòng)化）流水線上經(jīng)濟(jì)性地生產(chǎn)定制化產(chǎn)品。
這里，筆者在自動(dòng)化上加了一個(gè)（），意思是理想的狀況應(yīng)該是自動(dòng)化生產(chǎn)線。與常見(jiàn)說(shuō)法不同的是，我的這個(gè)概念不是用互聯(lián)網(wǎng)、CPS等技術(shù)要素來(lái)定義的，很可能會(huì)引起爭(zhēng)議。為此，需要說(shuō)明一下。我認(rèn)為，在理想狀態(tài)下，工業(yè)4.0的工廠應(yīng)該以自動(dòng)化流水線（工業(yè)3.0）為基礎(chǔ)。每一次的工業(yè)革命都是對(duì)上一次工業(yè)革命繼承基礎(chǔ)上的延伸：工業(yè)1.0是機(jī)器生產(chǎn)，工業(yè)2.0是機(jī)器生產(chǎn)基礎(chǔ)上的流水線；工業(yè)3.0是流水線基礎(chǔ)上的自動(dòng)化流水線。按照這個(gè)邏輯，工業(yè)4.0應(yīng)該是工業(yè)3.0的自然延伸、集成基礎(chǔ)上的延伸，所以應(yīng)該以自動(dòng)化流水線為基礎(chǔ)。
這種認(rèn)識(shí)可能引發(fā)的爭(zhēng)議，是把“工業(yè)4.0”的外延縮小了；工業(yè)4.0的主流企業(yè)可能非常少：未必采用個(gè)性化定制的生產(chǎn)方式，甚至也未必采用自動(dòng)化流水線。
把“工業(yè)4.0”的外延縮小是不是有道理呢？我們還是要看看現(xiàn)狀：即便是在工業(yè)最發(fā)達(dá)的西方國(guó)家，也不是所有的工業(yè)企業(yè)都用自動(dòng)化流水線（工業(yè)3.0）組織生產(chǎn)。這些情況包括：特殊的產(chǎn)品（如科研設(shè)備、高檔奢侈品）、體積特別大或特別重要的產(chǎn)品（特別是工程項(xiàng)目，如工廠的生產(chǎn)線、飛船、大壩等）。這些行業(yè)沒(méi)有發(fā)展到工業(yè)3.0的階段，恐怕未必適合延伸到工業(yè)4.0。另外，還有些3.0的行業(yè)未必需要升級(jí)到工業(yè)4.0，如零部件的生產(chǎn)企業(yè)。在零部件層面，更加重視標(biāo)準(zhǔn)化而不是個(gè)性化。
如果上述觀點(diǎn)是成立的，則無(wú)論長(zhǎng)征七號(hào)火箭的數(shù)字化設(shè)計(jì)水平再高，都不能算是以工業(yè)4.0的方式生產(chǎn)的。當(dāng)然，其很多技術(shù)顯然屬于智能制造的范疇。
長(zhǎng)期以來(lái)，定制化和自動(dòng)化流水線兩種方式是共存的，卻很少結(jié)合在一起。工業(yè)4.0的目標(biāo)，是試圖將兩者結(jié)合在一起。導(dǎo)致兩者難以結(jié)合的矛盾在于：流水線本身的成本是靠批量生產(chǎn)來(lái)攤薄的。所以，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0須有兩個(gè)基本的條件：大量的定制化需求、能夠生產(chǎn)定制化產(chǎn)品的自動(dòng)化流水線。這樣才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、超越工業(yè)3.0。
這樣看來(lái)，轉(zhuǎn)型是個(gè)量變到質(zhì)變的過(guò)程。
網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的作用是提高了工業(yè)4.0的經(jīng)濟(jì)性。這一點(diǎn)至少體現(xiàn)在如下四點(diǎn)：
首先，互聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)大定制化的市場(chǎng)。如果沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)，個(gè)性化需求的收集就很困難，本質(zhì)是增加了成本。
其次，數(shù)字化保證了定制化生產(chǎn)的交貨期。
第三，信息集成和CPS解決了定制化的生產(chǎn)組織問(wèn)題。
第四，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化有效地解決了產(chǎn)品的維修維護(hù)問(wèn)題。
然而，凡事都有例外。
國(guó)內(nèi)外很多優(yōu)秀的鋼鐵企業(yè)，在20多年前就在自動(dòng)化生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)了按訂單組織生產(chǎn)等個(gè)性化定制。如何解釋這種現(xiàn)象呢？這是由鋼鐵行業(yè)的特殊性決定的。
首先，鋼鐵行業(yè)的個(gè)性化定制，還是有一定批量的；一定批量意味著生產(chǎn)的節(jié)奏不會(huì)太快，人可以有效地介入生產(chǎn)組織；這時(shí)，信息來(lái)源必須統(tǒng)一（寶鋼稱作數(shù)據(jù)不落地），但卻不一定需要CPS進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)度。
其次，跟蹤問(wèn)題容易解決。鋼鐵的跟蹤是從鋼包到鋼坯再到鋼卷，是順序生產(chǎn)下來(lái)的。這一點(diǎn)不像有些機(jī)械加工行業(yè)，一個(gè)產(chǎn)品需要跟蹤大量的相關(guān)零件和部件，必須依靠RFID才行。需要跟蹤的信息也相對(duì)簡(jiǎn)單。
第三，鋼鐵的用戶是企業(yè)，定制的需求和價(jià)值更大。歷史上，鋼鐵是最重要的工業(yè)行業(yè)之一；由于體量大，任何微小的改進(jìn)都能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。所以，先進(jìn)技術(shù)往往首先用在鋼鐵上。我們同時(shí)注意到：即便是鋼鐵產(chǎn)品，也是定制化生產(chǎn)和非定制化生產(chǎn)并存的。其中的差別，就是經(jīng)濟(jì)性的差異決定的。
某種意義上講，這反映了鋼鐵行業(yè)的先進(jìn)性和復(fù)雜性。所謂先進(jìn)性，指的鋼鐵行業(yè)率先實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化流水線上的“定制化生產(chǎn)”、實(shí)現(xiàn)了“工業(yè)3.5”；對(duì)定制化的反對(duì)聲，是因?yàn)殇撹F人首先意識(shí)到過(guò)于強(qiáng)調(diào)個(gè)性化的危害。所謂復(fù)雜性，指的是鋼鐵的品種很多、質(zhì)量要求千差萬(wàn)別，有些理念不適合所有品種。
由此可見(jiàn)，先進(jìn)的鋼鐵行業(yè)目前的重點(diǎn)應(yīng)該是解決“工業(yè)3.5后”的問(wèn)題。在筆者看來(lái)，這個(gè)階段強(qiáng)調(diào)的不是通過(guò)信息化實(shí)現(xiàn)“個(gè)性化生產(chǎn)”，而是用信息化手段推進(jìn)“個(gè)性化服務(wù)”，其本質(zhì)就是將“知識(shí)”和“信息”疊加在產(chǎn)品上，從而讓用戶使用更方便。
在中國(guó)，工業(yè)4.0還有一個(gè)“異類(lèi)”，這就是紅領(lǐng)制衣。這個(gè)企業(yè)是在手工流水線而不是自動(dòng)化流水線的基礎(chǔ)上進(jìn)行個(gè)性化定制。也就是說(shuō)，同時(shí)具備工業(yè)2.0和工業(yè)4.0的雙重特點(diǎn)。從某種意義上說(shuō)，這個(gè)例子也可以看作“工業(yè)3.5”。
在筆者看來(lái)，工業(yè)3.0的極限應(yīng)該是無(wú)人的自動(dòng)化流水線。筆者認(rèn)為：工業(yè)4.0的起步可以從手工流水線加個(gè)性化定制，終點(diǎn)是在無(wú)人的、全自動(dòng)流水線上生產(chǎn)定制化產(chǎn)品。
至于智能制造，在筆者看來(lái)，可以用技術(shù)要素來(lái)定義：數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。這樣一來(lái)，智能制造的范疇比工業(yè)4.0要大得多，影響的行業(yè)也多得多。
從鋼鐵行業(yè)、紅領(lǐng)的例子可以看出，實(shí)踐者的腳步并不會(huì)被理論所局限，而是走到了理論的前面。技術(shù)進(jìn)步是以經(jīng)濟(jì)上的成功為前提的。在這個(gè)前提下，成功的路子有若干條，其共性是充分利用ICT技術(shù)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
