工業4.0對制造業帶來的變革和思考
工業4.0的概念在2013年被正式提出之后，智能化隨即成為引領第四代工業革命的主題，制造業成為經濟增長的中堅力量。從2016年開始，初心資本在工業4.0領域布局，以工業自動化、智能物流、工業大數據平臺、工業物聯網為核心，重點關注本土化企業在智能制造領域的發展。
在對工業4.0的各個環節研究過之后，初心為大家梳理了這份近萬字的行研報告，為大家剖析了工業4.0對制造業帶來的變革和思考，并具體分析了一個案例：翼菲自動化。通過這份詳盡的研究，我們已經能夠看到在眾多的細分領域，部分創新企業給制造業帶來的改變和價值，初心資本也會持續挖掘這個方向上的投資機會，無論腳步快慢，我們希望用自己的方式給轉型中制造業帶來些許的力量和影響。
一、智能化時代在工業4.0的背景下到來
2011年在德國漢諾威工業博覽會上工業4.0的概念首度被三位教授提出。2013年04月在漢諾威工博會上《保障德國制造業的未來：關于實施工業4.0戰略建議書》發布，至此，工業4.0成為《德國2020高技術戰略》的十大未來項目之一并正式上升為國家戰略。
工業4.0是一個利用物聯信息系統（Cyber-PhysicalSystem簡稱CPS）將生產中的供應，制造，銷售信息數據化、智慧化，以提高制造技術水平為方向，將制造業轉向智能化為目標的一場自下而上的生產模式革命。核心概括為建設一個網絡系統（Cyber-PhysicalSystem，KUKA機器人電路板維修，物聯信息系統）、研究兩大主題（智能工廠、智能生產）、實現三大集成（橫向集成、縱向集成及端對端的集成）、推進三大轉變。
初心認為，從2013年工業4.0正式提出以后，智能化成為引領第四代工業革命的主題。我們能夠看到在自動化向智能化發展的過程中，很多新的技術和應用得到了重大的突破，科技帶來的產量及效率的提升、生產及人力成本的降低使得企業在這個改造的過程中大幅獲益，我們也能看到在這個轉型過程中誕生的更具有挑戰的創新創業機會。2014年柔性供應鏈重點突破，使得小規模、差異化生產成為可能；2015年智能生產、人機協作取得顯著成果，產業鏈互動、人機協同作業等將進入實際的應用階段；2016年工業生態系統方案推出，物聯網、云計算、模擬技術、增強現實技術、大數據分析進行系統整合，研發、制造成本大大降低，個性化定制逐步啟程；2017年數字化戰略、信息安全及人力質素重新被定義。
二、制造業為經濟增長的中堅力量
數據來源：TheWorldBank（2015年戰亂國家未在統計之列）
根據TheWorldBank數據顯示，2016年全球GDP總量達75.6萬億美元，全球制造業GDP總量達11.8萬億美元，占全球GDP總量的15.6%，較2015年增長1.6%。
數據來源：中國統計年鑒
根據中國統計年鑒數據顯示，2016年中國GDP總量達74.4萬億元，中國制造業GDP達22.4萬億元，占中國GDP總量的30.0%，較2015年增長6.8%。同時，2016年中國制造業GDP總量較2012年的10.9萬億元增長了103.6%，中國制造業在以強勁的勢頭保持增長。
初心認為，縱觀歷史數據，我們能夠看到制造業在中國乃至全球經濟增長中扮演的角色，伴隨第四次工業革命的到來，各國在制造業的投入逐年增長，KUKA機器人維修，包括資金、技術研發、人力、政策、海外投資并購等，各國都希望在工業4.0的浪潮中占據制高點。就中國來看，2016年中國在制造業的投資總額達18.8萬億，較2015年增長18.3%，政策層面來看，智能制造上升為國家戰略來進一步更好的配合實施制造業的轉型。
三、第四次工業革命正在經歷從自動化到智能化的飛躍
第一次工業革命（機械化）
18世紀以蒸汽機作為動力機被廣泛使用為標志開啟了第一次工業革命，開創了以機器代替手工工具的時代。工業革命使工廠制代替了手工工場，用機器代替了手工勞動；工業革命使依附于落后生產方式的自耕農階級消失了，工業資產階級和工業無產階級形成和壯大起來。
第二次工業革命（電氣化）
19世紀最后30年和20世紀初以電氣工業的發展為標志開啟了第二次工業革命，世界由蒸汽時代進入電氣時代。19世紀70年代以后電機、電動機相繼發明，遠距離輸電技術的出現，電氣工業迅速發展起來，電力在生產和生活中得到廣泛的應用。內燃機的出現及90年代以后的廣泛應用，為汽車和飛機工業的發展提供了可能，推動了石油工業、冶金、造船、機器制造、交通運輸、電訊等行業的快速發展和技術革新。
第三次工業革命（自動化）
從20世紀四五十年代以來以原子能、電子計算機、微電子技術、航天技術、分子生物學和遺傳工程等領域取得重大突破為標志開啟了第三次工業革命，也被稱為第三次科技革命。這次科技革命不僅極大地推動了人類社會經濟、政治、文化領域的變革，而且也影響了人類生活方式和思維方式，使人類社會生活和人的現代化向更高境界發展。
第四次工業革命（智能化）
20世紀后期以系統科學的興起到系統生物科學的形成為標志開啟了第四次工業革命，即第四次科技革命。圍繞發展新能源和系統性的生物科學技術，整合不同學科、理論、技術、資源等使得智能化成為可能，推進能源結構向經濟結構的轉變。在這期間，大量新的生態體系及技術誕生，比如人機交互、3D打印、模擬技術、云計算、物聯網、智能生產、大數據、增材制造、現實增強技術。
初心認為，伴隨四次工業革命的到來，大量企業面臨從自動化向智能化的變革，4.0的浪潮將帶來巨大的經濟增長動力及創新機會，未來大量的自動化作業將被智能化的作業所取代，成本優勢不僅體現在生產線升級后人力成本的降低，更體現在上下游整合后的數字化調配系統及精益、定制化生產帶來的生產資料及運營成本的降低。就中國來看，我們還處在制造業自動化升級的關鍵點，大部分企業在近兩年大力投入對生產線的改造，用自動化的技術替代或者配合人力更好的工作降低成本提高效率，比如工業機器人、工業SaaS、視覺、工業大數據等。
四、工業4.0以智能化技術為核心驅動力
我們認為工業4.0背景下的智能化核心解決兩個問題：一是利用最前沿的技術解決人類在生產中無法完成的事情；二是用整合的生態系統解決單純用人力及單一生產環境完成時效率低下成本極高的事情。我們梳理了盡可能貫穿整個生產流程的技術體系，探究工業4.0的技術驅動環境和解決以上兩個問題的路徑，核心包括縱向橫向整合、3D打印技術、增強現實技術、機器人、大數據分析、云計算、物聯網。
1、內外系統的整合為制造業企業智能化發展的基礎
縱觀大部分制造業企業，從內各IT系統、各業務部門仍在獨立運作，研發、設計、生產、銷售、市場等部門IT系統并未完全整合，在作業流程上并未做到一體化，極大的增加了企業的溝通成本，降低了生產效率；從產業鏈延伸、供應商、企業、客戶、消費者還處在互相割裂的狀態，供給與需求不能很好的匹配，達到終端的產品也存在被動接受的情況，給企業帶來很大的困擾。但縱向橫向整合系統使得各業務部門、產業鏈將成為更加緊密的整體，橫跨企業、產業的數據網絡將讓價值鏈真正實現自動化。如AirDesign平臺可以實現不同合作伙伴之間對復雜產品和生產數據的交互功能。
2、模擬技術使得生產成本大幅降低