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三國工業4.0的新未來 | 歐洲制造業數字化轉型

  知識自動化  2020-03-25 00:00:00   謝安
德意法三國工業宣言。

本文由知識自動化(zhishipai)授權轉載

工業4.0有了全新的國家級的合作。2月份德國“工業4.0”應用平臺、法國未來工業聯盟和意大利國家“工業4.0”計劃之間的三方合作就推動歐洲制造業數字化提出了新建立書(Position Paper)。建議書涵蓋了標準化、法律框架、數字價值創造與人工智能、安全性與信任、研究與轉讓和技能等方面。以期為歐洲創造一個經濟繁榮、環境友好和社會可持續發展的未來。

三個工業強國

作為新工業革命的代表之一,“工業4.0”戰略的實施過程并非一帆風順,期間存在諸如科研與生產相分離、相關標準缺失、中小企業缺少測試環境等問題。更重要的是在實施過程中德國政府認識到“工業4.0”不能只是一個封閉的、只針對于某個國家的概念,而是一個需要跨地區、跨國界協同合作的戰略。只有在不同國家之間建立起一個長效合作網絡,才能保證企業在“工業4.0”生態體系中找到最合適的合作伙伴,進而推動專業性資源的跨地區流動,推進各方協同發展。近年來歐盟各國聯系愈加緊密,國家之間政策方面的合作越來越密切,通過歐盟層面的政策,聯絡歐洲其他強力國家,搶占歐洲制造業發展主導權,進而輻射全球,符合德國的利益。

法國是歐洲第三大、世界第六大經濟體。法國擁有龐大而完整的工業體系,在汽車、航空、軌道交通等領域極具優勢,并擁有空客、達索系統、施耐德、阿爾斯通、雷諾等一批世界級的軟、硬件企業。法國提出未來工業計劃,并專門成立了由工業和數字技術領域相關單位組成的未來工業聯盟,主要負責協調該計劃的各項行動。

意大利是歐洲第四大、世界第八大經濟體,也是傳統的工業強國。意大利在世界范圍內擁有一些如汽車、航空航天、專用機械設備、醫藥、皮革與成衣等極具優勢的產業,在高新技術和傳統技術中均有體現。意大利擁有獨特的工業結構:少量的大型公司(基本是舉國家之力來發展的)和超級多的中小型公司,為意大利經濟提供良好的彈性。意大利推出國家“工業4.0”計劃,意在提升企業競爭力、提升整個產業鏈競爭力。

桃園結義

在這樣的背景下,三個國家的合作由來已久。

2017年3月于柏林舉行的“G20數字化制造”會議期間,德國“工業4.0”應用平臺聯合法國未來工業聯盟和意大利國家“工業4.0”計劃三個機構代表三個國家就推進工業數字化的三方合作達成一致。

6月三國發布《共同行動計劃-制造業數字化三方合作的路線圖》(Shared Action Plan Industrie du Futur / Industrie 4.0 / Industria 4.0 in France – Germany – Italy),對合作的框架和內容進行了論述,將合作的核心領域分成三個工作組:

(a)標準化和參考架構模型。通用標準對于數字化行業至關重要。因此,第一個工作組將確定相關標準,協調標準化工作,協調管理體系,并找到在標準化領域整合中小企業的方法。該小組由德國負責。

(b)中小企業整合和測試平臺。為了使中小型企業更容易進行數字化,第二工作組將收集和合并來自所有三個國家的示例應用程序,傳播和完善工業4.0方案,并促進國際測試基礎設施網絡。該小組由意大利負責。

(c)政策支持。為了從數字化中有效受益,行業需要有利的框架條件。因此,第三個工作組將就來自許多不同部門和級別的政治解決方案和計劃的最佳實踐交換意見,協調這三個國家在歐洲和國際論壇上的共同立場。該小組由法國負責。

而到了2018年3月三國再次共同發布《數據所有權》(Trilateral Cooperation on Digitizing the Manufacturing Industry Common Position on “Data Ownership”),指出經濟和社會各個領域進行的數字轉型已經改變了人們看待數據的方式,對數據的法律保護成為必不可少的問題。法德意三方合作認為,保持開放創新和數據保護之間的平衡,特別對較小的市場參與者尤其重要,并提出了具體的政策路線。

智能制造三方合作的巴黎宣言》(Paris Declaration of the Trilateral Group for Smart Manufacturing)也同期發布,在端到端的數字連續性和全球標準化對數字化經濟至關重要的背景下,三方同意聯手制定共同的國際化行動計劃,通過制定智能制造的全球標準,推動全球生產和價值創造的重構,實現歐洲工業數字化。

與此同時共同發布的還有《管理殼的結構》(The Structure of the Administration Shell: Trilateral perspectives from France, Italy and Germany),對管理殼進行了闡述,提出資產管理殼提供了一個關于信息和功能的靈活框架,以促進智能制造方面的工作。資產管理殼結構涉及所有工業部門和所有類型的工藝(離散制造、連續工藝、混合生產)。它考慮到不同價值鏈(物流、采購、生產、出貨、服務)的具體情況,滿足涉及多個合作伙伴甚至是總體增值網絡的需求。報告附件還列出了相關標準、觀點、最佳實踐,工業 4.0 參考架構模型,以及智能制造標準全景。

最新遠景

二月份這次建議書,則從六個方面再次對三國合作提出更加細致的說明。

一、建議書首先提出制造業數字化的愿景:為歐洲創造一個經濟繁榮、環境友好和社會可持續發展的未來

全球數字網絡中人,機器和工廠之間日益緊密的聯系正在推動工業發展。同時,歐洲面臨著保護主義和社會兩極分化所帶來的經濟和社會挑戰。這些與企業家自由、數據和信息安全、透明度、自治權、人身權利保護等歐洲價值觀形成鮮明對比,推動人成為數字發展的中心。它的實力、價值和B2B領域的專業知識使歐洲能夠在政府倡議和工業部門的支持下應對上述挑戰。最終,只有當創新、可持續性、道德和社會被理解為一個整體的交織元素時,工業數字化才能成功。

促進可持續的、可信賴的、創造價值的數字化意味著需要邀請所有市場參與者為工業4.0討論做出貢獻,同時為以市場為導向的循環工業經濟制定激勵措施。為了使歐洲同時實現經濟繁榮和社會穩定,各級都需要技能再培訓。

歐洲經濟的未來不在國界之內,而在于考慮到各個合作伙伴的優勢,共同形成一個強有力的、可持續的、跨國界的價值創造過程。這是歐盟需要工業4.0共同戰略和數字政策戰略的地方,使工作能夠跨部門和邊界進行。一個網絡化的治理結構,作為歐盟倡議相對應的整合接口(縱向倡議,例如為未來工作項目成立的歐洲未來工廠研究協會EFFRA、發展以人為本、以知識為基礎的下一代制造模式制造未來項目MANUFUTURE,也包括橫向倡議,例如致力于促進歐洲機器人技術的研究開發和創新的組織euRobotics、構建歐盟的物聯網生態體系的物聯網創新聯盟AIOTI),將為共同的數字化戰略奠定基礎。

為了使歐盟成為工業數字技術的領導者,需要在歐盟范圍內創造一個連接便捷、網絡安全、數據監管和與ICT可互操作標準的環境。德國“工業4.0”應用平臺、法國未來工業聯盟和意大利國家“工業4.0”計劃在本文中提出了他們的建議。

二、互操作性和法律框架

互操作性、通用標準和集成使公司之間以及跨境合作成為可能。為了保證系統的互操作性(這是數字生態出現的必要條件),公司需要一個監管框架來促進創新的同時確保法律上的確定性。

鼓勵創建符合“歐洲制造”安全標準的可互操作且合法安全的歐洲云基礎架構。

產業競爭要求在速度、可靠性和持續覆蓋(包括跨境)方面建立一個高效的全歐盟網絡,并建立安全的5G網絡基礎設施,以支持物聯網等技術創新的全面部署。

應對具有“跨市場地位”的平臺運營商進行監管,它們獲得市場有關數據(包括從工業4.0參與者獲得的數據)的途徑應受到競爭法的管制,以便平臺運營商不使用這些數據來防止或阻礙第三方在其它情況下進入市場。

為了測試創新技術和應用,以及在工業領域中快速和精確地制定新的法規,歐盟必須允許使用“沙箱”作為促進創新的工具,暫時將新應用從現有法規中豁免。例如在安全無監管的空間中測試數字孿生在制造業中的應用這樣的新概念。

三、歐洲數據經濟、數字價值創造與人工智能

歐洲數據經濟(data economy)采用大數據、人工智能進行數字化轉型已經走在路上。工業方面,拜耳生物制藥公司位于加巴納特的工廠通過大規模實施多種突破性技術(包括先進分析法和數字化績效管理),但拜耳憑借龐大的數據庫,將質量波動降低了80%,生產線效率提升了40%,維護成本降低 25%,同時與技術供應商聯合培養了具備項目管理、先進分析和變革管理能力的人才。菲尼克斯電氣構建“客戶驅動的數字孿生”——通過對每個客戶的具體要求構建數字孿生,使得維修或更換產品的工作時間減少了30%。金融方面,歐洲銀行業紛紛將數字化轉型作為突破發展的重要戰略,采用大數據、人工智能、云計算等新一代信息技術,推動數字化變革,重塑數字化時代新的競爭優勢。例如,短貸平臺Wonga使用第三方數據進行風險評估,客戶僅需提供個人基本資料、銀行或信用卡信息,就能夠在數秒內完成貸款審批。瑞銀集團(UBS)為高凈值客戶建立了基于人工人能的專門系統,只要客戶發出調整資產結構的指令,系統幾秒內就能完成,較此前的平均45分鐘大幅提升。

在這樣的背景下,強化歐洲在數據的使用和供應方面的主導作用,并推動單一市場中數字化和非數字化部門的整合有重要意義。

歐盟委員會2月19日公布了一系列數字化轉型規劃,包括如何使歐洲適應數字化時代的總體規劃和《歐洲數據戰略》《人工智能白皮書》兩份文件。其中《歐洲數據戰略》的目標是確保歐盟成為“數據賦能”社會的榜樣和領導者。為實現該目標,歐盟計劃建立統一的數據市場,解鎖尚未得到利用的數據,使數據能夠在歐盟內部流動,實現產業、學術、政府等部門共享!度斯ぶ悄馨灼穭t構想了一個卓越的、可信賴的人工智能體系框架,其目標是通過公私部門合作調動整個產業鏈資源,建立正確的激勵機制,以加快人工智能部署?梢哉f,與這份三方建議書一脈相承。

安全與信任

由于涉及數據和人工智能系統,某些情況下可能存在重大風險,因此建立信任至關重要,在一些高風險領域需要清晰的規則。合作是建立在信任的基礎上的,必須是安全(Safe&Secure)的。在這個全球互聯的世界里,數字交易需要新的方式來建立安全和信任。

應建立統一和透明的安全標準和認證制度。一方面,企業必須能夠遵守安全標準;另一方面,應限制不符合這些標準的企業的市場準入。這將強化數字單一市場。

公司應該能夠對數據自治、數據保護、數字身份、一般合同法,以及在安全的IT環境中靈活使用通用業務條款和保護網絡結構中的商業秘密有信心。因此,有必要建立一個創新友好、可靠的法律數據政策框架。實施工業4.0應用程序的模板合同,以及平臺測試床的結果可以在這里提供正面的促進作用。

研究和技術擴散

一個杰出的研究創新生態系統是工業數字化轉型成功的基石。歐洲創新能力的強大最終是通過研究及其成功轉化為創新而產生的。三方建議書認為:

應該加強工業和可持續性領域的研究。各種研究都需要在平衡的關系中,把重點放在關鍵使能技術(KETs),直到在實際應用領域首次部署。ICT、自動化和人工智能在智能生產和制造方面的潛力應得到更多的關注,獲得更多政策和預算支持。同樣,應進一步研究ICT(包括人工智能)在工業應用中的潛力以及實現循環經濟的路徑。這就需要將未來的技術轉移到更廣泛的用途。

應使中小企業更容易獲得資金支助。應支持中小企業投資于工人培訓和提高技能。需要消除行政障礙,同時應提高申請過程的透明度以及供資率和核準率,更多的積極例子值得注意。

技能

技能對于數字化轉型成功至關重要。因此,將在以下領域提出歐洲技能戰略:教育和培訓系統必須能夠預測和提供新興技術所需的知識和技能。因此,應重新界定教育制度,以便為未來發展適當的技能。應該為下一代推廣STEM職業,并且應該開發人工智能方面的歐洲課程。加強教育和培訓、研究和商業部門之間的合作,同時工業部門應在為工人提供培訓和終身學習方面發揮積極作用(例如職業培訓、基于工作/學習的雙重制度和促進針對具體部門的培訓)。

建議鼓勵歐洲聯盟委員會就教育和職業培訓展開全球討論。歐洲工業需要充分挖掘能源、氣候和數字化轉型的潛力,為此,必須能夠對勞動力市場未來的變化(人工智能、機器人生產設施、自動駕駛和電動汽車)做出適當反應。

小記

德意法三國工業4.0合作寄托著歐洲制造業數字化轉型的未來。三國自合作以來發布了若干規劃與聲明,此次建議書再次細化了推動歐洲制造業數字化的措施。除了繼續深化“工業4.0”、“數字化轉型”這些火熱的概念,也呈現了歐洲工業規劃的體系性和延續性。

作者簡介

作者
謝安:工信領域資深產業觀察家
編審
林雪萍:南山工業書院發起人,北京聯訊動力咨詢公司總經理

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