自业革命以来,科技进步大幅推动了工业生产力的发展。蒸汽机的出现给19世纪工业革命提供了人力无法企及的物理动能。20世纪初,电力的普及让大规模制造成为可能。20世纪70年代,制造自动化技术让工业生产力大幅提升。然而,此后制造业技术的发展却放慢了脚步,与IT、移动通信和电子商务等划时代的创新相比,近30年工业技术并没有取得突破性的进展。

如今,我们终于迎来了第四波工业创新浪潮:工业4.0以9项数字化工业技术为基础的变革。在这次工业转型中,传感器、机器和IT系统将跨越单一企业在整条价值链上融合到一起。这种相互连接的系统(也称为智慧整合感控系统)通过标准的互联网协议进行互联,收集分析相关数据,预判错误,不断进行自我调整,从而适应不断变化的环境。工业4.0可以在不同的机器之间收集和分析数据,可以让生产的速度史快、灵活性史强且效率史高,从而提升产品质量并降低生产成本。它将大大提升制造业生产力,进而推动经济转型和产业发展,并改进劳动力就业结构,终改变公司乃至国家之间的竞争格局。

本报告阐述了工业4.0包含的9项支柱技术,并探索这些技术为制造商和生产设备供应商带来的潜在技术和经济利益。为了展示我们的研究发现,我们将以公认的全球工业转型领导者德国为案例。

报告摘要:
1)工业4.0的9大支柱技术

  • 自动机器人
  • 大数据分析
  • 模拟技术
  • 水平和垂直系统整合
  • 工业物联网
  • 网络安全
  • 云计算
  • 增材制造
  • 增强现实技术

2)发现以下四个方而将从工业4.0中获益

  • 未来5-10年,越来越多的公司将采用工业4.0技术。德国制造业产值将提升900亿至1,500亿欧元,按除原料成本以外的加工成本计算,生产率将提升15%-25%。即使加上原料成本,整体生产率也将提升5到8个百分点。各个行业的生产率提升水平略有不同。工业部件制造型企业的生产率提升幅度大,为20%-30%;而汽车制造企业生产率则将提高10%-20%。
  • 工业4.0将推动企业的收入增长。制造商对新型设备和数据应用需求将大大增加,同时消费者对定制产品的需求也将增多。这将带来每年300亿欧元的新增收入,大致相当于德国GDP的1%。
  • 我们分析,未来十年工业4.0带来的增长带动就业人数提高6%。而在机械工程领域,雇佣需求提升的幅度史大,达到10%左右。然而,企业需要的技能也将发生改变。短期内,机器自动化技术的渗透将替代一些技术含低、重复性高的人工劳作。与此同时,软件、互联网和数据分析方而的人才需求将越来越大,例如具备软件技能的机电专家。这种能力的转换将是未来工人就业向临的主要挑战。
  • 我们预计,德围大规模采用工业4.0将在未来10年带动2,500亿欧元的投资(相当于制造商收入的1%~1.5%)。

3)汽车与下一波自动化

  • 未来,汽车制造流程将由自动工作控制系统监控。它们利用数据整合系统对制造流程进行自动调整,淘汰今天的多任务控制系统。汽车配件供应商可以根据新的生产指令调整自己的流程,将即时生产(JIT)物流的效率最大化。这将大大降低物流和运营的成本。尽管未来汽车业的机器人的自动化程度将越来越高,员工将继续扮演重要的角色。工人将装备增强现实眼镜,获取物流和制造信息。这些眼镜通过虚拟现实技术,重点显示出每个配件需要安装的区域。

波士顿:工业4.0,未来生产力与制造业发展前景插图
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