七年后的德國的工業(yè)4.0 數字孿生技術將成重要發(fā)展戰(zhàn)略

工業(yè)4．0直接緣于2008年金融危機導致的經濟危機。當時德國提出，工程和制造業(yè)等核心行業(yè)要做出改變，變得更有效率，才能夠渡過金融危機。討論階段歷時三年，2011年開始落地。7年來，工業(yè)4．0經歷了三個發(fā)展階段：柔性化、定制化生產，企業(yè)從產品平臺向服務平臺演進；物聯網技術讓工業(yè)互聯網成為現實。

未來7年，最重要的技術趨勢是數字孿生，虛擬世界和物理世界徹底打通，員工能力和商業(yè)模式徹底重構，但任何一家企業(yè)都不可能憑一己之力做到這些，聚焦核心，打造生態(tài)，是領導型企業(yè)的普遍做法。

過去七年的工業(yè)4．0

今天，我?guī)Т蠹铱纯垂I(yè)4．0在德國的7年發(fā)展歷程。

起初工業(yè)4．0的理念是，在工程和制造業(yè)中加入數字化技術可以實現兩點：一方面是更加靈活，更加定制化，企業(yè)可以為顧客定制化生產產品。另一方面是顯著提高生產效率。

工業(yè)4．0報告是在2011年公布的，它在數百個公司里進行了廣泛討論，定期在工業(yè)4．0平臺上彼此分享經驗，逐漸形成了如何實施它的概念。兩年之后，大家非常清楚地認識到，對于德國工業(yè)在全球保持競爭力來說，工業(yè)4．0的這兩個核心概念是遠遠不夠的。

為什么？

產品的本質發(fā)生了變化。從產品本身變成了平臺

很明顯，更加靈活地服務顧客，為他們生產定制化的產品很有吸引力，提高制造生產效率也很有吸引力。但是如果看看正在發(fā)生什么，很快就會發(fā)現。如果你只是關注高效地生產產品，或者根據客戶要求為產品提供更多配置選項，這很好，但還不夠。我們要退一步，看產品本身，只有把它看作是一個服務平臺才可以。

企業(yè)作為一個軟件平臺的未來是什么？作為一個服務平臺的未來是什么？

于是德國推出了工業(yè)4．0的后續(xù)舉措，思考服務是產品離開工廠之后通過平臺上供的，這是我們在國內開展的第二個計劃。一旦你有了一個智能產品之后，就要立刻思考，我是否可以完全改變這個產品的工程設計方式？事實上，你必須要改變。2015年，我們開始提并強調這個概念。

很快我們認識到僅僅有競爭力和活下來還不夠，即便有工業(yè)4．0的制造，即便把產品定義為平臺，比如一輛車可以成為一個軟件平臺，很多醫(yī)療設備會成為軟件平臺，風機可以成為軟件平臺。你很快就會意識到這些設備在運營過程中產生了大量的數據，我們要重新思考如何利用人工智能和機器學習來分析產品所產生的數據，要有能力將這些數據實時帶入到機器的運行周期中，利用這些數據。因此，我們推出第三個項目——自動化系統(tǒng)或者人工智能。如果有工業(yè)4．0，有智能化產品，接下來就是如何適當使用數據來縮短周期。

一個公司在數字時代要想生存下去需要做到三點：第一，用數據來推動商業(yè)成果；第二，縮短做一切事情的周期，這是競爭的關鍵，要明顯縮短設計、制造和實時運營反饋的周期；第三，根據消費者的需求提供定制。

我們發(fā)現事實上縮短產品開發(fā)周期和利用數據來推動商業(yè)成果的能力比靈活定制化更加重要。這三點都很重要，但是我們獲得的益處其實是從數據而來。

公司如果想在保持競爭力，必須要上云，可以是私有云、可以是公有云，可以混合云，但是用過去的系統(tǒng)是不行的。

從2011年開始，德國軟件工業(yè)開始搭建物聯網平臺。如果有了智能生產的智能產品，工廠又實現智能運營，就必須要有共性技術把它們結合在一起，很多的公司必須要更換它們傳統(tǒng)的系統(tǒng)。

在德國從軟件公司開始，我們有SAP、西門子這樣的大公司，還有中等公司的聯盟，他們都開始搭建新的平臺，用新的工業(yè)物聯網平臺來連接所有的一切：車間中設備上的智能產品，在鐵路系統(tǒng)的機車上運行的設備，化工廠的閥門等等。平臺連接所有的設備，通過傳感器搜集數據，讓所有業(yè)務環(huán)節(jié)變得透明，提高生產效率，縮短周期，創(chuàng)造新的滿足客戶需求的產品。這是工業(yè)4．0能夠實現的重要基礎。

未來七年的工業(yè)4．0

上面只是過去七年中所發(fā)生的事情，我們正在思考接下來的七年。當然上面所有說的并非已經完全實現了，實際上德國的各個公司接受這些新概念的速度是不同的，在這方面領先的公司，商業(yè)產出更好，公司運轉速度更快，財務表現也更佳。

第一，我們在經歷新的技術變革，其中最重要的技術是數字孿生。

未來有許多機會。產品在物理世界真實存在之前就已經在虛擬數字世界中存在，一旦你有了數字孿生，你可以虛擬設計產品，可以模擬市場，可以把產品配置成客戶需要的樣子，可以設計產品性能和經驗，所有的一切都可以在數字化世界中完成，不需要任何物理世界中的操作。

第二，我們要重新思考產品的構成要素，要重新考慮產品作為軟件平臺的問題。

一個由軟件運營的機械設備，你可能不確定兩年后需要它提供什么服務，而它是每天運行的真實設備，如果不控制好可能會傷害人類，會很危險。所以我們需要重新思考如何驗證這些產品，讓這些產品能夠更新軟件，實現新的功能，這些產品會引入起初沒有測試過的生產流程，那么整個的驗證流程就要重新考慮。這就是我們要重新考慮產品構成要素的含義：要重新考慮產品如何設計和驗證。

很多客戶可能不再買產品了，他們要買的是產品的功能。例如買的不是機車，而是交通能力，這是完全不同的商業(yè)模式。如果你提供高質量及時的交通，而且有很好的客戶體驗，就可以獲得溢價，這就變成一個服務行業(yè)，跟制造行業(yè)不一樣，賣出產品之后通過服務獲得利潤。此外，分享經濟也進入了B2B行業(yè)。

第三，工業(yè)4．0進入了新的層面，就是自動化升級，隨之而來的新工種和對新工作能力的需求。

很多人力的工作不需要了，但是我們需要工人做不同的事，因為工業(yè)4．0的領導者在創(chuàng)造新的工作崗位。一些外包的供應鏈被帶回了國內，更高的生產效率催生對制制造業(yè)供應鏈的重組。對于領導者來說，他們把供應鏈帶回國內，也意味著需要重新去培訓員工來做一些很重要的新工作，工作種類在發(fā)生改變。

這對于德國工業(yè)來說既是機會也是挑戰(zhàn)，因為以前可能你是一個典型的工程公司，現在要變成一個軟件公司；以前你是一個產品銷售公司，現在要變成服務公司，以前你是一個離散制造業(yè)的負責日常運營的流程管理公司，現在你的員工必須更為靈活地實時滿足客戶的定制需求。這些都是巨大的轉型挑戰(zhàn)，我們需要思考如何創(chuàng)造一個系統(tǒng)來培訓幾百家不同的公司，以改進他們的業(yè)績。

對于德國來講這非常重要，默克爾***經常請商業(yè)領袖討論這方面的問題。三個月前的一個會議上，她請商業(yè)領導人來討論德國的制造業(yè)、人工智能（AI）、如何用AI技術推動國家發(fā)展。

為了回答她的問題，我們開始比較世界各地的AI情況，德國擅長什么，美國擅長什么，我們認為世界上唯一能夠跟我們競爭或者合作的除了美國、歐洲鄰國以外，就是中國。中國發(fā)展AI的方式是驚人的。

人工智能技術在制造行業(yè)將會扮演重要角色，我們對此會大量投入，包括機器人、語音識別上的人機合作技術，未來人與機器交流的常態(tài)就是你與機器對話，在車間中也是如此。

對于德國來說，我們關注制造業(yè)，我們在B2B方面非常強，但我們的B2C行業(yè)不是很強，我們會用人工智能、機器學習和機器人來搭建基礎架構，使我們能夠實現定制產品和服務。

我們跟客戶在多方面展開合作，但是我們每次的討論總是從你是以何種方式、何時向哪些目標客戶銷售多少產品及服務開始的。這個問題很簡單，但是回答很難。

對汽車行業(yè)，你賣了多少車，什么配置，賣給了誰，什么時候賣的，再加上電動車有多少，多少賣給終端用戶，多少賣給零售商，多少是共享汽車？共享經濟中汽車售價多少？能否單獨賣零部件？面對這樣簡單的問題，我們就能發(fā)現未來有多么不確定。

任何的公司都適用這個問題。如果你是一個制造醫(yī)療設備的公司，是賣機器，還是向病人賣診斷能力？我們現在已經有公司在這么做，有德國公司過去是賣設備的，現在他們發(fā)現了一種辦法來優(yōu)化設備的治療方案，使得病人的預期壽命可以延長五年，他們不再去賣設備，而是賣服務。他們賣的是一個承諾，某類病人來找我們可以多活至少五年。

這些問題，是過去50年工業(yè)界不需要回答的問題，過去50年有很多自動化，但是沒有革命?，F在我們正在進入這樣一個領域，要重新思考將來如何把產品和服務結合起來賣給最終用戶。

改變一切的數字孿生技術

接下來的問題是，依靠我自己可以做到這些嗎？還是要打造一個生態(tài)來實現？因為很多工程公司都不是軟件公司，他們還不知道如何為產品打造軟件平臺。

再下一個問題是你未來跟誰競爭？德國的汽車行業(yè)幾年前就沒有看到特斯拉會成為它們的競爭對手，空客在國防業(yè)務也沒有看到新的太空火箭的出現。所以我們要不斷問這三個問題：我們能出售什么產品和服務？什么合作伙伴可以幫我們實現目標？我們會和誰競爭？如果我們能就這些問題進行很好的對話，就能夠獲得一些新的見解和結論。

我們建議德國工業(yè)界要為未來做好準備，要有智能產品，要有智能生產，賣的是產品加服務。你在賣產品時可能還沒有服務，但產品用了兩年以后要有服務。你的產品是一個服務平臺，要用很多年，你作為一個產品制造商，能否參與到它的價值增值過程？這是新的商業(yè)模式，聽上去很簡單，但實施起來非常復雜，這是我們正在做的，我們跟德國企業(yè)在這三個領域同時協作。

我們對于單個公司的建議是，為你的核心業(yè)務——軟件平臺——做好準備，準備好一切都要數字化，這能夠帶來透明、縮短周期；讓你的核心產品做到個性化，從而與客戶緊密綁定；然后要聚焦核心業(yè)務，你不需要做所有的事情，所以要聚焦在核心能力，強化優(yōu)勢。

然后我們開始考慮即將到來的數字化革命，那就是數字化孿生。我們相信，工程和制造類企業(yè)的下一個趨勢就是數字孿生。

這是一個新的平臺，你可以通過數字孿生的數字渠道去營銷你的產品，可以數字化的賣給客戶，可以提供數字化的制造、服務。這方面已經有一些試驗項目，目前行業(yè)還沒有一個一體化的解決方案，但是接下來五年內會出現。我們認為公司會有新的平臺是圍繞“數字孿生”產生的，它會控制公司的一切流程。

一旦你有了數字孿生，一旦將公司運營和數字孿生連接起來，商業(yè)模式就會發(fā)生變化。你將可以發(fā)展新業(yè)務，圍繞產品服務平臺獲得收入。

一個制造、工程公司要進入新時代，他們需要什么？就是這些：智能產品、智能服務、新價值和新商業(yè)模式。

接下來是技術基礎。

每一個公司都需要了解“數字孿生”，如何運營軟件平臺的操作系統(tǒng)；會有許多新的電子器件，需要很多傳感器，還有硬件安全技術，邊緣設備上的機器學習，消費化的人機交互，比如語音和數字身份傳感器，從產品中搜集數據的應用程序接口（API）、還有新的制造技術比如3D打印。

關于智能服務，需要平臺，需要物聯網、區(qū)塊鏈、大數據、機器學習框架，需要數字服務工廠，因為一旦推出產品，它是一個軟件平臺，還需要有一個每周能給客戶提供數字服務的工廠，它不能停工，也是一個新的賺錢工具。還需要一個數據空間來交易這些數據，可能是和競爭對手交易，因為你的競爭對手有你想要的數據，你也有你的競爭對手想要的數據，需要建立市場。

同時，還要有監(jiān)管，因為如果不正確地控制植入了AI的設備，對人來來說會很復雜和危險。那么就要考慮如何構建對產品行為的動態(tài)驗證，因為軟件一直在變。

然后你要考慮針對客戶的新的商業(yè)模式和體驗，以及用戶獲得產品的便利性，如何為服務收費，如何建立新的商業(yè)模式。同時我們也在考慮商業(yè)的數字孿生，能否為所有的制造產品在“數字孿生”之外提供“商業(yè)孿生”，在這之下，你需要提供基于云的服務和根據顧客需求提供解決方案。

我們正在這些領域努力，目前沒有任何一個公司能夠掌握所有這些環(huán)節(jié)，但這就是工業(yè)4．0在德國的未來，接下來的五年很多設想會變成現實。會有很多挑戰(zhàn)，企業(yè)的管理層會抗拒這些變化，這很好理解，因為他們要做不熟悉的、費力的事情。還有監(jiān)管，政府可以通過監(jiān)管鼓勵這些變革發(fā)生。還要考慮公司組織靈活性的問題，既要提供很好的產品服務和商業(yè)模式，同時還要能賺錢。你不能放棄核心業(yè)務，同時也要做新的業(yè)務，那么怎么調整公司的組織？這存在很多的挑戰(zhàn)，但如果做得好，收益也很明顯。