即将到来的工业4.0时代

18世纪中叶以来，人类历史上先后发生了三次工业革命。第一次工业革命所开创的“蒸汽时代”（1760—1840年），标志着农耕文明向工业文明的过渡，是人类发展史上的一个伟大奇迹；第二次工业革命进入了“电气时代”（1840—1950年），使得电力、钢铁、铁路、化工、汽车等重工业兴起，石油成为新能源，并促使交通的迅速发展，世界各国的交流更为频繁，并逐渐形成一个全球化的国际政治、经济体系；第二次世界大战之后开始的第三次工业革命，开创了“信息时代”（1950—），全球信息和资源交流变得更为迅速，大多数国家和地区都被卷入到全球化进程之中，世界政治经济格局进一步确立，人类文明的发达程度也达到空前的高度。第三次工业革命方兴未艾，还在全球扩散和传播。

2014年，德国汉诺威工业博览会在当年4月7日至11日举行，全球65个国家和地区的5000多家厂商参展。中国以近600家参展商规模成为东道主德国以外的最大参展国。在为期五天的展会中，“工业4.0”概念受到了关注。舆论认为，作为工业领域的全球领先展会，汉诺威工业博览会对推动“第四次工业革命”发挥了重要作用。

2015年5月8日，国务院正式印发《中国制造2025》。标志着中国正式在国家战略层面，迈向未来的工业4.0时代。

第四次工业革命的目标是工厂智能化

中心：让网络技术进入制造业。背景：今后制造业将面临的形势——紧缺的资源、能源转变、员工年龄结构改

变、全球化。技术基础：网络和空间分布系统、顺畅的通信，宽带速度达7000Mbit/s。特点：灵活易变、高资源效率，考虑人因工程学，实现企业与顾客、业务伙伴最

紧密的联系。

面向未来，中国制造业面临的挑战

图0-1 工业4.0的三个高度化^[1]

如图0-1所示，工业4.0是在高度网络化的工业时代，构建于高度信息化和高度自动化基础之上的生产组织方式，是由批量定制牵动，更广泛的社会协作参与的产品实现形式。这是一场全新的绿色工业革命，它的实质和特征，就是大幅度地提高资源生产率，经济增长与不可再生资源要素全面脱钩，与二氧化碳等温室气体排放脱钩。以历史视角和工业化的角度观察，我们能清晰地认识到，世界范围的第四次工业革命，即绿色革命，已经来临。

现实情况是，中国制造业虽然在全球来说具有很全的产业链，但基本上处于产业链的底端，是制造大国，而非强国。矛盾聚集点是：成本增高、人口老龄化、环境重度污染等。中国制造业面临着全球产业向第三世界转移，制造业盈利能力偏弱的现状。要改变这一现状，必然要将成本中心转变成盈利中心，提升产业自动化和信息化水平，以降低运营成本，实现转型逆袭。多数制造业企业在盈利偏弱的情况下，转型内生动力不足。

问题=机会，改善就是赚钱

尽管困难重重，中国制造业在管理水平上仍然有很大的提升空间。在绝大多数行业，只要比竞争伙伴更高效，运营成本更低，仍然可能在过剩产能调整的大潮中胜者为王，做到持续盈利。

企业可以通过导入TOC、精益生产及六西格玛等相关管理体系，并通过两化融合实现信息化条件下的新型能力建设，逐步进入到转型通道之中去，建立以数据为导向的管理决策系统。

自由度被制约时，装备管理能力提升是关键

系统的自由度决定了管理的复杂程度。当制造系统通过数字化、智能化或管理体系优化之后，制造系统的自由度被约束，制造系统可用度^[2]要求会随之被提高。此时，装备的有效管理将会成为制约瓶颈，从而使装备管理能力的提升在自动化、信息化达到一定程度的制造企业，或石化、制药、冶金、电力、给排水等相关流程型制造业意义重大。

提升装备管理能力的方法通常包括：

1）以数据牵动，强调预测性维修的T-PM^[3]（基于约束理论的生产维护管理）理论体系的运用。这种方法需要信息化管理来牵动，工业维修及预测性维护技术服务资源作为支撑。(www.daowen.com)

2）著名设备管理专家张孝桐提出的设备管家体系，有利于制造业搭建装备管理体系，实现企业内部的人-机协调，实现装备可用度提升与运营费用的下降。

3）以装备和零部件制造商或服务商为主体搭建工业服务互联网，向用户提供满足效率、维修性和可靠性要求的产品和服务，实现装备管理生态的整体提升。

装备管理对于支撑工业4.0转型升级尤为关键，本书将进行详细展开，指导制造业管理决策者、装备维修与管理人员、信息化与数字化供应商、工业维修服务商及管理咨询机构，团结起来共同打造属于数据技术（Data Technology，DT）时代的装备管理生态，为实现中国制造业的工业4.0转型升级奠定有力的基础。

面向工业维修服务生态的数字化转型之路

与以GE为代表的美国工业互联网、德国工业4.0比较，我国制造业水平处于2.0至3.0的水平。差距不仅仅在于物理形态，也在于知识积累的意识形态。我国大多制造业企业在知识积累中仍然存在较大差距。许多企业TPM、精益生产的推行效果并不理想、大多不具备实施工业4.0转型的基础。

笔者在以往咨询经验中发现，企业内部缺乏有效的基于数据的决策管控机制，不完善的工业服务体系尤其是未建立起工业维修服务生态，严重制约了企业的价值转型进程。

庆幸的是，互联网、物联网技术背景下的大数据应用，能够改变这一制约因素。本书前4章内容，通过对以价值为导向的数字化工厂构建，建立以数字化为基础的数据决策管理，促进并加速企业内部知识积累，以提升质量和生产效率，如图0-2所示。本书第5章，则是通过数字化工厂连接互联网，通过大数据匹配适宜的工业维修服务生态资源，进而发现并处理那些隐性问题，提升产业链质量和效率，促进中国制造业价值转型。

图0-2 工业4.0转型的基础和内在动因

马云曾经讲过：“人类正在进入新‘能源时代’，核心资源已不是石油，而是数据—未来的数据就是生产资料，未来的生产力就是计算能力和创业者的创新能力、企业家精神。”

这种趋势不仅仅发生在商业，而且发生在包括工业的所有领域。种种迹象表明，互联网正在以前所未有的速度渗透到工业和工业维修服务领域。但遗憾的是，工业制造业并不等同于商业，企业中的个体人员，包括最高领导者都很难成为直接的需求者，企业行为是一个组织行为，绝非商业中的个体行为。企业能够建立和运行良好的数据生态，是决定工业维修服务生态资源能否有效与企业对接的基础。

工业4.0、智能制造已成为中国乃至世界制造业发展的方向和趋势，制造业将在数字化、智能化方面进行改造升级，制造系统的自由度将会被约束，但系统可用度要求将会更高，制造业的设备管理，尤其是设备预测性维修将会越来越重要。

本书的编写，结合了TOC约束生产理论、可靠性与维修性工程理论，通过对北京、上海、广州、深圳等多地的制造企业、工业4.0机构、数字化与智能化服务商进行实地调研，系统梳理了企业目标与指标之间的关联，通过信息化、互联网、管理方法的整合，为企业设备管理提升及数据生态建设提供参照和指南，也为工业维修服务商对接制造业、服务制造业提供了应用策略和实施指南。

感谢史丹利农业集团股份有限公司、扬智咨询集团为本书提供的相关素材。感谢工业4.0俱乐部、中国工控网、观为监测技术（无锡）有限公司、北京兰光创新科技有限公司、广东中设智控科技股份有限公司、国信支点信息科技（北京）有限公司、重庆景方渝企业管理咨询有限公司、淄博索雷工业设备维护技术有限公司等为本书编写提供的支持和帮助。

特别感谢著名设备管理专家张孝桐老先生为本书提供的指导。

[1]参考工业4.0研究院胡权的文章《工业4.0时代的模式变革及实践》。

[2]可用度（availability）：度量系统性能好坏的指标，即系统处在正常状态的概率。可用度（A）=MTBF/（MTBF+MTTR）。MTBF：平均故障间隔时间，MTTR：平均故障修复时间，MTBF越大越好，MTTR越小越好，计量单位均为分钟。

[3]T-PM（Theory of Constraints-Productive Maintenance），基于约束理论的生产维护管理。T-PM讲究基于企业盈利目标相关的有效产出、运营费用、库存指标下的全员参与，是基于数据的管理决策，并以有效产出指标下的设备可用度提升和维修费用下降为目标，建设和完善事后维修、预防性维修、预测性维修、创新管理四大通道。