工业4.0：前瞻汽车产业蓝图

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工业4.0：前瞻汽车产业蓝图
中国汽车工业协会副秘书长 许艳华

　　近日内两次参加由工信部组织的关于德国工业4.0交流会议，其背景是今年3月28日习近平主席在柏林与德国默克尔总理会谈期间，默克尔总理向习主席发出中国参与德国工业4.0建设的邀请，经国务院领导批示，由工信部负责积极主动应对。

        关于德国工业4.0网上已多有介绍，在此不赘述。简要说，就是要推动德国的工业制造进一步由自动化（工业3.0或3.x）向智能化和网络化方向升级，基于信息物理系统，通过整合价值链，实现开发、制造、销售和售后服务的无缝连接，在产品全生命周期内为用户提供个性化和更有效的服务。

        比起2013年4月发布的德国工业4.0，中国在党的十七大报告中就提出了发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合的发展观，2008年工信部成立后，力促“两化融合”，2013年8月工信部启动了中长期两化深度融合的专项行动计划，提出了到2018年两化融合水平的目标。德国工业4.0、中国两化深度融合本质上都是通过数字化促进工业化水平的提升。和工业4.0概念接近的还有美国的先进制造伙伴计划、欧盟的工业复兴等。

        全球范围内，汽车产业是主要汽车生产国工业的重要组成部分，那么，汽车产业在全球工业数字转型中将扮演什么角色？汽车产业未来将走向何方？在5月29日由工信部主办的“制造业未来（工业4.0）”研讨会上，西门子（中国）有限公司执行副总裁吴和乐博士介绍了工业4.0的要义和如何走向工业4.0，其中主要举例就是汽车产业，经吴博士介绍和笔者自己理解，对汽车产业未来形成以下感想和认识：

        第一， 汽车产业的蓝图是实现基于网络的设计、制造、服务一体化,既数字化转型。如果沿着一款新产品诞生到报废回收全过程展开看，其概念设计、工程开发、验证定型、交付生产、交付用户、使用阶段维护保养等一系列活动完全是通过实体物理世界与虚拟网络世界的高度融合，既所谓的信息物理系统完成的，在这一过程中，用网络形成以整车企业为核心，与设备供应商、零部件供应商、销售及售后服务商的无缝连接的大系统，在这个大系统中，从产品诞生到产品生命周期结束的每一项活动都由整车企业与相关方面进行即时连通并以物理和虚拟两种形态平行和协同工作。在网络环境下，建立数字化产品模型（虚拟开发）和制造系统模型（虚拟制造）优化产品和制造过程，以高度柔性的制造单元向客户及时提交个性化产品，在大数据的支持下，企业通过获得即时产品动态运行信息实现对产品及时维护和对产品生命周期内的闭环管理和优化。

        第二， 实现中国汽车产业数字化转型意义至少有三个方面：一是整车企业用更短的开发周期、更少的资源、最优成本向用户提交最适合的优质汽车产品，在汽车保有周期内真正实现为用户提供更便捷和个性化服务，在这个过程中促进提升产业竞争力，跟上全球汽车产业转型步伐。据一家德国机构测算，实现工业4.0将使工业生产效率提高30%。二是彻底颠覆政府对汽车产品的管理模式，在网络环境下，汽车产品是移动数据源，所有需要政府监管的汽车节能减排、汽车报废等信息会通过大数据系统实时反馈到政府管理系统，真正实现对汽车产品的即时监管，提高监管效率和监管水平。三是促进建设和谐汽车社会，V2V（车车通讯）、V2I（车和基础设施通讯）是汽车数字化升级的基本内涵，能够促进交通管理优化和道路交通效率提高，促进改善汽车使用环境，甚至会触动人们对汽车拥有、使用和出行观念的变革，促进构建文明汽车社会。

        第三，实现汽车产业的数字化转型需要跨界协同发力。无论是工业4.0还是两化深度融合，其基础是制造业的自动化。西门子的评估结果是，德国走向工业4.0还需要15年左右时间（2030年），而德国汽车制造业的工业化水平已相当高，处于3.5或以上阶段。作为全球电子电气工程领域的领先企业，西门子为走向4.0，花40亿美元收购全球领先的产品生命周期管理（PLM）软件和服务提供商UGS公司，通过收购，在西门子自动化和驱动集团的业务中仅软件专家就超过7000人，西门子公司正致力于以建立工业4.0标准成为全球工业数字化转型引领者。以笔者之见，虽然中国汽车产业工业化水平总体高于国内其它制造业，而相比德国，最多处于3.0水平。尽管有一部分整车企业已建立CAD设计平台（包括虚拟仿真）、PDM产品数据平台、ERP资源管理平台、MES系统（制造执行系统）、CRM（客户关系管理系统）等，但软件是别人的、研发和制造装备是大多是进口的，缺乏集成能力，系统没形成闭环，汽车产业的两化融合还处于初级阶段，而两化深度融合必须要有智能化装备的支撑，有强大的专业软件开发业的协同，以及能够支撑海量数据的动态网络和通讯系统的重构。

        第四，政府推手作用不可或缺。德国工业4.0、中国两化深度融合都分别是两国的国家战略，德国政府投资2亿欧元给予支持，中国政府通过专项计划给予一定支持。从现状看，中国政府应该在三个方面加强推动力度，一是推动跨界合作，促进协同创新，以汽车产业为抓手开展示范工程；二是加快培养复合型人才，人才是关键；三是推动建立标准，两化深度融合可兼容的标准化语言是必要条件。

        现在还不能预估中国汽车产业实现数字化转型时间表，不过，中国汽车工业协会正在与中国工程院共同开展“基于网络的汽车设计、制造、服务一体化”课题研究（以下简称“一体化”），力争通过研究形成比较清晰的一体化架构，以及关键技术、必要条件、实现路径和预期时间，并拟向政府提出推动实现一体化的措施建议。笔者认为，实现一体化需要借鉴学习，需要借助国际资源与力量，但是，中国汽车产业必须要成为实现转型的主导者。

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