什么是未來的工廠？
“小規(guī)模、定制化”、“在大城市以外的地方與日俱增”、“利用更少的能源，消耗更少的原料，使用更少的零部件，和要求更多的智能設(shè)計(jì)”，“最為重要的是，工廠的許多機(jī)器不是由工人直接操作，而是由消費(fèi)者自己遠(yuǎn)距離地進(jìn)行遙控”。
聽起來怎么樣？這不就是工業(yè)4.0時(shí)代的工廠嗎？
猜錯(cuò)了。
這是美國最著名的未來學(xué)家托夫勒于三十七年前（1980年），在《第三次浪潮》一書中預(yù)測的人類社會(huì)發(fā)展的“第三次浪潮”之后的工業(yè)主流。
就是在這些描述之后，作者直接用到了“未來工廠”這一表述 。
整個(gè)社會(huì)深受托夫勒思想的影響，機(jī)械工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)地位最高的國際學(xué)術(shù)組織——國際生產(chǎn)工程科學(xué)院（CIRP，Collège International pour la Recherche en Productique，位于法國，故而以法語為名稱）——多次在其年會(huì)上，發(fā)起以“未來工廠”為主題的最高級(jí)別的討論?？梢哉f從那時(shí)起，“未來工廠”概念開始在全世界、在歐洲、尤其是在法國，日益深入人心。
制造未來與未來工廠
一般認(rèn)為，從上世紀(jì)七十年代，世界上首批工業(yè)化國家就開始了主動(dòng)“去工業(yè)化”的進(jìn)程，最初，出發(fā)點(diǎn)是集中關(guān)注和從事附加值高的科技創(chuàng)新活動(dòng)和服務(wù)產(chǎn)業(yè)，為降低制造成本和環(huán)保，而將產(chǎn)能向勞動(dòng)力低廉的地區(qū)外包、轉(zhuǎn)移，但這樣的舉措很快帶來了巨大的負(fù)面后果。1970-2010年，工業(yè)化國家制造業(yè)占GDP的份額逐年下降，1990-2010年間，歐洲經(jīng)濟(jì)失去了大約1/3的附加值，如果按此趨勢發(fā)展下去，未來30年內(nèi)歐洲還將再失去一半左右的勞動(dòng)崗位，到2008年世界金融危機(jī)爆發(fā)之際，歐洲更感受到了沒有實(shí)體經(jīng)濟(jì)帶來的抗風(fēng)險(xiǎn)能力不足的切膚之痛，據(jù)統(tǒng)計(jì)，危機(jī)讓300萬工業(yè)領(lǐng)域的工作崗位消失，直至今日歐盟國家工業(yè)產(chǎn)值一直徘徊在比危機(jī)前低10%左右的水平。
歐美有識(shí)之士當(dāng)然早就對(duì)這一現(xiàn)象加以關(guān)注并采取針對(duì)性的策略，比如2000年出臺(tái)的歐盟《里斯本議程》，目標(biāo)在于用十年時(shí)間，在歐盟建成“全球最具競爭力的動(dòng)態(tài)知識(shí)經(jīng)濟(jì)”。
在這樣的背景之下，國際生產(chǎn)工程科學(xué)院2003年的年會(huì)上，“制造未來（ManuFuture）”的概念被首次提出。次年，該概念被當(dāng)時(shí)剛成立的歐洲技術(shù)平臺(tái)（ETP）采納，從而建立起歐洲技術(shù)平臺(tái)制造未來分平臺(tái)，旨在討論歐洲制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，以及提出、發(fā)展和實(shí)施基于研究和創(chuàng)新的戰(zhàn)略，促使歐盟制造業(yè)實(shí)現(xiàn)向高附加值的產(chǎn)品、工藝和服務(wù)轉(zhuǎn)型，遏制去工業(yè)化趨勢并實(shí)現(xiàn)再工業(yè)化的歐洲。
圖1：“制造未來”技術(shù)平臺(tái)面世示意圖
到了2009年，在爆發(fā)于上年十月份的金融危機(jī)之后啟動(dòng)的“歐洲經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇計(jì)劃（EERP）”部署了一個(gè)包含三個(gè)項(xiàng)目的公私合營（PPP，或稱公私合作伙伴關(guān)系）計(jì)劃，未來工廠（FoF，F(xiàn)actories of Future）是其中之一。2009-2012年，這些公私合營項(xiàng)目在眾所周知的歐盟第七研發(fā)框架計(jì)劃（簡稱FP7）中得以實(shí)施，其中未來工廠項(xiàng)目共募集到12億歐元，旨在推進(jìn)歐洲制造業(yè)的競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。
制造未來平臺(tái)為未來工廠項(xiàng)目成立了“歐洲未來工廠研究協(xié)會(huì)（EFFRA，the European Factory of Future Research Association）”，該協(xié)會(huì)成員包括了產(chǎn)、學(xué)、研、金融及社團(tuán)機(jī)構(gòu)等各界制造業(yè)相關(guān)方，這些成員可以利用制造未來分平臺(tái)下各區(qū)域子平臺(tái)、國家子平臺(tái)、特定目標(biāo)子平臺(tái)等密切合作，甚至通過其他“計(jì)劃”再橫跨到歐盟之外的國際研發(fā)合作中，根據(jù)EFFRA官方發(fā)布，已有241個(gè)“前競爭節(jié)點(diǎn)（pre-competitive）”類的未來工廠項(xiàng)目啟動(dòng)，全歐洲超過1900家組織參與其中。
這是一個(gè)非常值得注意的現(xiàn)象，也就是“未來工廠”強(qiáng)調(diào)須在“前競爭節(jié)點(diǎn)”階段開展主要工作。
只有在這個(gè)時(shí)期，各相關(guān)方之間的協(xié)作才可能做到徹底——這跟美國制造業(yè)創(chuàng)新中心的協(xié)作機(jī)理異曲同工。
未來工廠研究協(xié)會(huì)在2013年發(fā)布了《展望2020計(jì)劃中的公私合營未來工廠多年度路線圖》（以下簡稱“未來工廠2020路線圖”），這份文件被視為指導(dǎo)未來工廠項(xiàng)目規(guī)劃實(shí)施的最重要的意見之一。
歐洲經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇計(jì)劃在2013年年末結(jié)束，但在上述PPP項(xiàng)目實(shí)施期間，歐盟委員會(huì)對(duì)未來工廠項(xiàng)目及時(shí)給予了三次評(píng)估，并在第三次評(píng)估報(bào)告中判斷“公私合營未來工廠（FoF PPP）”是以產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)相關(guān)的研究、發(fā)展和創(chuàng)新的未來機(jī)制，應(yīng)在“地平線2020”計(jì)劃中得到進(jìn)一步實(shí)施，預(yù)期將得到共計(jì)11.5億歐元的資金支持。
“展望2020”計(jì)劃即是延續(xù)多邊合作計(jì)劃FP7的歐盟第八框架計(jì)劃FP8，發(fā)布于2011年11月，主旨是2014年至2020年資助27個(gè)歐盟成員國進(jìn)行基礎(chǔ)研究和相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)，歐洲議會(huì)曾經(jīng)為該計(jì)劃初步提出1000億歐元的計(jì)劃，后雖經(jīng)調(diào)整削減，但該計(jì)劃得到的重視和支持從中可見一斑。
另一方面，ManuFuture于2004年——也就是它成立的第一年——提出了“愿景2020”，于2005年發(fā)布了戰(zhàn)略研究日程表SRA，以及隨后制定出科研基礎(chǔ)路線圖系列，這些貢獻(xiàn)均被采納入歐盟第七、第八框架計(jì)劃和未來工廠項(xiàng)目中。
未來工廠與制造2030
“展望2020（FP8）”給出的時(shí)間刻度未給充分展開面向未來的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略留出足夠容量，畢竟從基礎(chǔ)性研究和發(fā)明取得成果，到該成果真正在制造業(yè)中得到驗(yàn)證并取得成功，需要一個(gè)相當(dāng)長的技術(shù)生命周期，歐洲人認(rèn)識(shí)到有必要將實(shí)施產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略的時(shí)間跨度從現(xiàn)有時(shí)間刻度延長10年，在工業(yè)領(lǐng)域深入應(yīng)用和發(fā)展科研創(chuàng)新成果。
為此，制造未來平臺(tái)2011年年會(huì)又提出了一份“制造2030（Manufacturing 2030）”計(jì)劃，“制造2030”的中譯文表述與“中國制造2025（Made in China 2025）”看似相近，但實(shí)際上兩者的內(nèi)涵有較大的不同。
簡單地說：首先前者只是倡議而非“國策”，對(duì)資源調(diào)用（包括政策性資金，以及相關(guān)方之間的自愿流通）只有指導(dǎo)意義、而無指令性的效力；其次它作用于制造業(yè)相關(guān)的研究和創(chuàng)新（R&I）活動(dòng)，并促成技術(shù)成果在工業(yè)領(lǐng)域的成功應(yīng)用與不斷升級(jí)，成就孕育“下一代制造（Manufacture of next generation）”的機(jī)制，這與我們國家通常將財(cái)政性支持直接給予部分重點(diǎn)企業(yè)的做法全然不同；第三，“制造2030”更重視的是以再工業(yè)化應(yīng)對(duì)未來的“重大社會(huì)挑戰(zhàn)”，以及制造業(yè)與社會(huì)、環(huán)境、人之間的關(guān)系，解決比如“就業(yè)和增長”等社會(huì)性問題，而我國的“中國制造2025”更注重制造業(yè)本身面向未來的轉(zhuǎn)型升級(jí)及其帶來的直接或間接效益。目前“制造2030”計(jì)劃的內(nèi)容還在動(dòng)態(tài)發(fā)展及不斷完善之中——比如歐盟于2015年正式發(fā)布的《2030可持續(xù)發(fā)展日程表》對(duì)其的豐富——但一定會(huì)對(duì)歐盟未來工廠項(xiàng)目的實(shí)施產(chǎn)生影響。
未來工廠2020路線圖將“制造2030”計(jì)劃為歐盟制造業(yè)展現(xiàn)的愿景，總結(jié)為以下四種特征或要求，并聲稱這也是FoF項(xiàng)目作為該愿景的實(shí)現(xiàn)主體所面對(duì)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
圖2：未來工廠面對(duì)愿景的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
☆ 制造未來的產(chǎn)品
一定要滿足不斷變化的社會(huì)需求，提供開辟新市場的潛力。
制造業(yè)為應(yīng)對(duì)未來巨大的社會(huì)需求，應(yīng)該考慮到生產(chǎn)諸如如下產(chǎn)品：可持續(xù)的移動(dòng)性能（比如可由集成電子推進(jìn)裝置和新型電池而得到）、升級(jí)的回收（再制造）解決方案、針對(duì)老人的更好的家庭護(hù)理，可持續(xù)能源等，最后也最重要的是，未來工廠本身也是待設(shè)計(jì)和打造的未來產(chǎn)品之一，特別要考慮的是它牽涉到的其中工作者的教育和經(jīng)驗(yàn)問題。
☆ 制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性
將高性能和高質(zhì)量與生產(chǎn)的成本效益相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)、自適應(yīng)和能演化的工廠，能夠以經(jīng)濟(jì)可行的方式進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn)。
未來能夠創(chuàng)造極高附加值的歐洲制造業(yè)，須從整個(gè)供應(yīng)鏈乃至產(chǎn)品全生命周期考慮經(jīng)濟(jì)性，有效地降低社會(huì)資源的浪費(fèi)，同時(shí)減少環(huán)境污染，這種高效能的制造方式，集合了柔性、高生產(chǎn)力、精準(zhǔn)和零缺陷等特征，同時(shí)保留了能源和資源有效性。
☆ 制造業(yè)的社會(huì)可持續(xù)性：將人的技能與技術(shù)相融合
在勞動(dòng)力成本高的地區(qū)（比如歐洲）采用自動(dòng)化設(shè)備，再聘用知識(shí)型員工進(jìn)行管理是保證制造業(yè)不再向欠發(fā)達(dá)地區(qū)外流的一個(gè)手段，未來將有一系列的使能方法，促使“人”在制造系統(tǒng)中強(qiáng)化能力和技巧，完成在今天看來不可完成的成就。而且未來的工作場所也將環(huán)保、安全、舒適、吸引人，制造業(yè)甚至負(fù)有為其供應(yīng)鏈上的全部相關(guān)方提供關(guān)懷和宜居條件的使命。
☆ 制造業(yè)的環(huán)境可持續(xù)性：減少資源消耗和廢物產(chǎn)生
降低能源和資源消耗，增加可再生能源的使用，盡可能做到工藝過程零排放（包括對(duì)噪聲和振動(dòng)的限制），優(yōu)化或簡化制造過程中對(duì)材料的加工利用，比如采用增材制造工藝。
行文至此，可以綜合上述梳理的內(nèi)容，得到圖3所示FoF的簡要進(jìn)程、主要范圍和發(fā)展方向：
圖3：歐盟未來工廠項(xiàng)目的簡要進(jìn)程、
主要范圍和發(fā)展方向
大趨勢與對(duì)策
“MegaTrend”這個(gè)詞正在越來越多地被提到，在充滿憂患意識(shí)的歐洲人眼里，“大趨勢”幾乎就等同于大挑戰(zhàn)。去工業(yè)化思潮和過程雖已被叫停，但其后續(xù)影響非一朝一夕可扭轉(zhuǎn)；全球化繼續(xù)造成制造業(yè)不斷向更為欠發(fā)達(dá)地區(qū)轉(zhuǎn)移；新興經(jīng)濟(jì)體對(duì)歐洲制造業(yè)的傳統(tǒng)地位造成威脅......在這樣的大背景下，認(rèn)清未來工廠面臨的未來“大趨勢”并把握時(shí)代機(jī)遇，對(duì)歐盟而言顯得至為關(guān)鍵。
可以從歐洲技術(shù)平臺(tái)制造未來分平臺(tái)、國際電工委員會(huì)、歐洲未來工廠研究協(xié)會(huì)等組織發(fā)布的文件和其它信息中，簡要總結(jié)出歐盟認(rèn)識(shí)到的幾條影響面大、影響力深遠(yuǎn)的可謂“大勢所趨”的人類社會(huì)發(fā)展動(dòng)向，及其對(duì)制造業(yè)帶來的必須面對(duì)和解決的問題，如圖4所示：
圖4：“大趨勢”與未來工廠的對(duì)策
來源：南山工業(yè)書院整理
歐盟未來工廠面臨的這幾大外部發(fā)展環(huán)境要素，實(shí)則也是全球制造業(yè)共同面對(duì)的課題。從對(duì)“大趨勢”的認(rèn)知和分析出發(fā)，歐盟未來工廠項(xiàng)目已經(jīng)和將繼續(xù)制定和實(shí)施圖4中提及的對(duì)策，承擔(dān)起歐洲制造業(yè)探索發(fā)展之路的排頭兵任務(wù)。
結(jié) 語
未來工廠2020路線圖明確提出了未來工廠FoF項(xiàng)目的方向性目標(biāo)：那就是展開對(duì)基于新知識(shí)的生產(chǎn)技術(shù)和系統(tǒng)的研發(fā)與實(shí)施，以在全球范圍內(nèi)增加歐盟工業(yè)的競爭力和可持續(xù)性，從而實(shí)現(xiàn)“歐洲2020戰(zhàn)略”中確定的智慧、綠色和包容性經(jīng)濟(jì)。
經(jīng)過漫長的等待，和最近幾年突飛猛進(jìn)的發(fā)展，“未來工廠”已經(jīng)從未來學(xué)家的預(yù)測，逐步演變成有具體項(xiàng)目、政策、資金與之配套的項(xiàng)目與實(shí)踐，并切實(shí)影響了我們的今天。
這使得“未來工廠”充滿了奇幻色彩的故事，倍加值得期待。
