工業(yè)4.0能不能被評測？如果能，它如何被實施。這個問題在行業(yè)內(nèi)一直被廣泛關注。在德國國家工程院acatech的推動下，亞琛RWTH工業(yè)大學、德國人工智能研究中心DFKI和弗朗恩霍夫研究院等幾家機構，歷經(jīng)一年，在今年4月聯(lián)合推出了《工業(yè)4.0成熟度指數(shù)》報告（Industrie4.0 Maturity Index）。

1、錯了，工業(yè)4.0不是技術范兒

工業(yè)4.0一詞自2011年以來，一直被廣泛用于描述制造業(yè)的未來。然而，現(xiàn)在即使德國也意識到，僅從技術角度闡釋第四次工業(yè)革命的相關發(fā)展，顯然是不足的，企業(yè)還需要組織和文化層面的改革。作為對這一點越來越明顯的趨勢，該指數(shù)的副標題干脆就是“企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型管理”。

圖1：工業(yè)成熟度指數(shù)報告

德國工程院《工業(yè)4.0成熟度指數(shù)》（以下簡稱工業(yè)4.0指數(shù)）認為，先進技術可以獲得更廣泛的數(shù)據(jù)，但對數(shù)據(jù)潛在利用能力，完全取決于企業(yè)的組織結(jié)構和文化。

一個組織的最終目的是成為學習型敏捷的企業(yè)，對不斷變化的環(huán)境具備持續(xù)的敏捷性和適應力。

《工業(yè)4.0指數(shù)》為企業(yè)實施變革提供指導，包括六個階段的成熟度模型，每個發(fā)展階段的實現(xiàn)都將獲得額外利益?！豆I(yè)4.0指數(shù)》著重于四個關鍵領域，而這四個領域都包含與其相關的兩個基本原則。

2、工業(yè)4.0下的企業(yè)目標

企業(yè)目前并未在其戰(zhàn)略思考中對這些原則的充分影響予以足夠重視。許多組織仍缺乏對工業(yè)4.0關鍵環(huán)節(jié)的基本理解，例如，企業(yè)經(jīng)常錯誤地以為工業(yè)4.0僅限于數(shù)字化或全自動化領域。除此之外，各企業(yè)沒有建立共同目標，許多已經(jīng)實施的行動均是各自為政的孤立措施。德國工程院的《工業(yè)4.0指數(shù)》，可以依據(jù)各企業(yè)的需求，精確定制數(shù)字化路線圖， 從而幫助企業(yè)實現(xiàn)工業(yè)4.0的最大化利用，并轉(zhuǎn)型成為學習型敏捷組織。

多數(shù)公司實施的措施僅限于偶爾的試點項目，事實上更類似于技術可行性研究。但此類項目卻難以將工業(yè)4.0的全部潛力展示出來，因為它們忽視了包括公司組織結(jié)構和企業(yè)文化在內(nèi)的工業(yè)4.0實施的關鍵方面，結(jié)果就是變化僅僅是順應自然的發(fā)展進化。

圖2：常見的企業(yè)適應過程

正如精益生產(chǎn)不等同于簡單的防止浪費，工業(yè)4.0也不只是通過網(wǎng)絡連接機器和產(chǎn)品?！豆I(yè)4.0指數(shù)》強調(diào)的是需要進行范式的轉(zhuǎn)變。

令人惋惜的是，這些變化往往無法反映組織的實際流程或滿足制造型企業(yè)的真正需求。因此，無論是獨立企業(yè)內(nèi)部還是整個經(jīng)濟層面上的轉(zhuǎn)型變革的實例，都只是鳳毛麟角。

這說明，必須要合適的技術要素相結(jié)合，來壓縮企業(yè)的適應過程。

圖3：工業(yè)4.0可以壓縮時間進程

對于各企業(yè)來說，實現(xiàn)工業(yè)4.0的道路各有不同，因此必須以分析企業(yè)現(xiàn)狀和目標為起點。企業(yè)現(xiàn)狀的相關問題包括企業(yè)未來幾年的戰(zhàn)略目標，企業(yè)已經(jīng)實施的技術和系統(tǒng)，以及這些技術和系統(tǒng)在企業(yè)內(nèi)部的運行情況。這些問題的答案可以幫助企業(yè)確定成功引進工業(yè)4.0所需的能力。

3、工業(yè)4.0的六步法

工業(yè)4.0的引入，涉及制造型企業(yè)數(shù)字化能力素質(zhì)的顯著提升，并需要企業(yè)組織的大規(guī)模改變。作為一項高度復雜的任務，這種轉(zhuǎn)型通常需要花費數(shù)年。而且轉(zhuǎn)型的計劃和實施需要確保在整個轉(zhuǎn)型過程中的不同階段都可以實現(xiàn)積極盈利（如增長和效率）。

在工業(yè)4.0轉(zhuǎn)型過程中的任何階段都應實現(xiàn)可見的收益，這才可以支持轉(zhuǎn)型的整體成功。

該路徑包括六步法，也可以看成是工業(yè)4.0的六個階段，可分為計算機化、連通性、可見性、透明性、預測性、適應性。每一步都建立在前一階段之上，并且說明了達到每一階段所需要的能力和實現(xiàn)的企業(yè)效益。

圖4：工業(yè)4.0的六步法

該戰(zhàn)略要求企業(yè)發(fā)展必須按部就班。以工業(yè)4.0的基本需求為起點，為企業(yè)向?qū)W習型敏捷組織轉(zhuǎn)型的整個過程中提供支持。

圖5：工業(yè)4.0進階六步法

非常重要的一點是，這種能力是一步一步構建的，也就是說第一階段的效益可以通過低于第二階段的能力實現(xiàn)。因此，轉(zhuǎn)型過程是步步遞進、持之以恒的旅程，可能無法實現(xiàn)企業(yè)、工廠、生產(chǎn)線以及各個部門之間的完全同步。各個企業(yè)應該自行判斷哪個發(fā)展階段可以代表自身特定情況下的成本和效益的最佳平衡，從而將該階段作為轉(zhuǎn)型過程計劃結(jié)尾的目標階段。

直至今日，許多企業(yè)仍面臨的挑戰(zhàn)是創(chuàng)造工業(yè)4.0的基本條件。

數(shù)字化本身并非工業(yè)4.0的組成部分。

該報告的這一個判斷，應該還是出乎很多人的意料。但報告強調(diào)，工業(yè)4.0的發(fā)展路徑以數(shù)字化為開端，而計算機化和連通性是實現(xiàn)數(shù)字化的基本要求。這兩個初始階段之后的四個更高階段，才是工業(yè)4.0發(fā)展所需的進一步能力。

4、六階段的描述

1）計算機化

發(fā)展路徑的第一階段是計算機化，因其提供了數(shù)字化的基礎。在這一階段，不同的信息技術在企業(yè)內(nèi)部獨立運作。大多數(shù)企業(yè)的計算機化已經(jīng)相當成熟，主要用于更加高效地處理重復性工作。通過計算機化，企業(yè)可以實現(xiàn)高標準、低成本制造，而且許多現(xiàn)代產(chǎn)品可以達到以前不可能達到的精密程度，從而實現(xiàn)獲得利益。但實際上，很多機器并不具備數(shù)字接口，特別是對于長周期機械或人工操作的機器來說。在這些情況下，終端經(jīng)常用于填補商業(yè)應用和機器之間的缺失環(huán)節(jié)。

計算機化的例證之一就是CNC銑床。通過采用計算機數(shù)控，CNC銑床可以加工高精度零件，但是有關執(zhí)行行動的細節(jié)，所需要的NC加工數(shù)據(jù)通常仍需要手動傳輸給銑床，也就是說，銑床并未實現(xiàn)連接。另一實例則涉及未與企業(yè)EPR系統(tǒng)連接的商業(yè)應用系統(tǒng)，這可能導致半自動質(zhì)保，盡管在試驗站實施，但記錄數(shù)據(jù)卻并未與相應的工作環(huán)節(jié)關聯(lián)。這將導致一旦發(fā)生質(zhì)量問題，回溯環(huán)節(jié)會變得異常困難。

2）連通性

在連通性階段中，相互關聯(lián)的環(huán)節(jié)取代了各自為政的信息技術。廣泛使用的商業(yè)應用彼此連接并反映企業(yè)核心業(yè)務過程。操作技術（OT）系統(tǒng)的各部分實現(xiàn)了連通性和互操作性，但是依舊未能達到IT層面和OT層面的完全整合。

3）可見性

傳感器能夠獲得大量數(shù)據(jù)節(jié)點，從而捕獲整個過程。傳感器、微芯片以及網(wǎng)路技術價格的下降意味著現(xiàn)在可以實時記錄整個企業(yè)的事件和狀態(tài)，而不是像之前一樣僅僅記錄單獨的領域，如制造領域。所以現(xiàn)在可以始終保持工廠的最新數(shù)字模型。我們將這種數(shù)字模型稱為企業(yè)的“數(shù)字孿生”?！皵?shù)字孿生”能夠顯示企業(yè)在任何特定時刻發(fā)生的情況，并根據(jù)這些實時數(shù)據(jù)作出管理決策。因此，我們可以將“數(shù)字孿生”視為下一階段的核心構成元素。

4）透明性

第三階段涉及企業(yè)當前形勢數(shù)字孿生的構建，而第四階段是關于企業(yè)了解事件發(fā)生原因，并通過根本原因分析生成認識。為了辨別和解釋數(shù)字孿生的交互，必須使用工程知識對采集的數(shù)據(jù)進行分析。語義鏈接和數(shù)據(jù)匯集能夠產(chǎn)生信息和相應的語境，為復雜和快速決策提供過程認識。

5）預測性

達到預測能力階段后，企業(yè)可以模擬不同的未來情景，并確定最具可能性的情景。這包括將數(shù)字孿生投射到未來，以描繪多種情景，并評估它們發(fā)生的可能性。由此，企業(yè)可以對未來發(fā)展進行預測，并適時作出決策和采取適當措施。然而具體措施還是需要人工執(zhí)行，因此較長的前置時間有助于限制消極影響。減少突發(fā)狀況或計劃變動等引起的意外事件可以實現(xiàn)更為有效的經(jīng)驗。例如，通過預測能力，可以在承運人失職等反復出現(xiàn)的物流問題發(fā)生之前對其進行標記，并通過更換承運人防止此類問題發(fā)生。

6）適應性

預測能力只是自動化行為和自動化決策的根本要求，而持續(xù)的適應性則使企業(yè)能夠向IT系統(tǒng)下放適當決策，以便IT系統(tǒng)盡快適應變化多端的經(jīng)營環(huán)境。

適應程度取決于決策的復雜性和成本收益比，通常最佳方式是實現(xiàn)單獨過程的自動化，因此應調(diào)查自主重復性操作的基本可行性。