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工业4.0:为什么?是什么?如何看?怎么干?(下)
发表时间:2015-02-27 14:06:57 作者: 安筱鹏

 

 

(续上)

三、如何看?

面对新一代信息技术与制造业融合发展趋势,各国提出了一系列新概念、新战略、新举措,如产业互联网、工业4.0、数字化制造等,客观来讲,这些概念伴随着技术持续创新、应用广泛普及、实践不断积累、理论不断丰富,认识也在不断深化。从这个意义上来说,人们对工业4.0内涵、目标、特征、路径认识也是一个不断深化的过程。当前,理性客观分析研究工业4.0概念的形成演化、政策演变、组织方式、实施路径和战略重点,有利于我们在实施中国两化深度融合的战略中,找到突破点,明确切入点,抢占竞争的制高点。这要求我们在认识和看待工业4.0的时候,既不能仰视,过分夸大其意义和作用;也不能俯视、轻视,认为其是商业炒作、新瓶装旧酒。我们应当正视,理性客观分析其战略意图、核心理念和路径方法。从中国把握新一轮技术革命与产业变革的机遇,实现工业由大变强的历史性跨越的角度来认识工业4.0,我觉得有几个角度可以供大家参考。

(一)工业4.0与两化深度融合:如出一辙、异曲同工、殊途同归

今年10月初苗圩部长与德国工业4.0发起协会和企业座谈交流时说,德国工业4.0战略与中国的信息化和工业化深度融合战略在核心理念、主要内容和具体做法等诸多方面殊途同归。今年11月8号,苗圩部长在接受人民日报专访时说,我国提出的两化深度融合战略与德国提出的工业4.0战略如出一辙、异曲同工。尽管中德两化工业化阶段不同、企业水平不同、技术基础不同、主导产业不同、运行机制不同,但面对新一轮产业技术革命的趋势,有相同的危机感和紧迫感,都认识到了发展的机遇的挑战,都有举全国之力抢占新一轮产业竞争制高点的战略意图,两国的战略在核心理念、发展重点、方法路径等方面也比较相似。具体来讲,

——在核心理念方面。剥开工业4.0、产业互联网以及两化深度融合等这些新概念的外壳,我们可以看到不同国家应对新一轮产业技术变革的理念和战略布局的差异性,但其最根本的内核是致的,就像我刚才讲的,工业4.0是互联,是集成,是数据,是创新,是服务,是转型,而这些理念也是推进两化深度融合所秉持的核心理念。时间关系,我只说一点:集成。德国工业4.0提出三个集成,纵向集成、横向集成、端到端集成。在推进两化深度融合实践中,业界普遍的共识是,两化融合的重点在集成、难点在集成、要取得显著成效也在集成。我们曾提出一个新概念:企业信息化集成应用困境,也提出要把引导企业向集成应用跨越作为当前推进两化深度融合的着力点和突破点。在集成这一点上,中德的认识是一致的。时间关系,其它理念认识的一致性我就不讲了。

——在实施路径方面。近年来,各地在推进两化融合方面做了很多探索,如果我们认真分析观察具体路径和重点,可以看到中国的两化融合与德国工业4.0的相似之处。浙江结合自己的实践在两化融合工作中提出了六个“换”的思路:产品换代(实现产品的智能化升级)、机器换人(制造设备的智能化、自动化、网络化)、制造换法(车间级的设备互联、企业级设备互联的智能工厂)、电商换市(以电子商务拓展新的市场)、商务换型(云制造、服务型制造等新的商业模式)、管理换脑(发挥云计算、大数据在企业管理决策等方面的作用),浙江几年前就提出推进工厂设备的互联网,提出“机联网”与“厂联网”等一些新概念,这些来源自于基层实践经验提炼的概念听起来有点土,但思路清晰、方向明确,其本质上与德国工业4.0所强调的智能车间、智能工厂、个性定制、数据驱动、服务化转型等发展路径是一致的。

——在企业实践方面。提升企业核心竞争力是所有产业战略规划的出发点和落脚点,对中国如此,对德国也是如此。西门子、博世、SAP等从各自的角度提出一些能够体现工业4.0特征的示范工厂和企业,其在企业管理、业务模式和生产方式等方面开展一系列创新,这既是德国工业4.0的方向,也是中国两化融合的方向。事实上,国内企业在这些方面也做了一些积极探索,家电、服装、家具等行业正形成以大规模个性化定制为主导的新型生产方式,青岛红领、维尚家具、小米科技等一批创新型通过建立新的生产模式实现了逆势增长。工程机械、电力设备、风机制造等行业服务型制造业务快速发展,陕鼓、徐工、中联等企业全生命周期服务、总集成总承包服务日益成为企业利润的重要来源。汽车、钢铁、石化等行业企业间的协同供应链管理水平的不断提高,宝钢的与供应商之间建立了供应商早期介入(EVI)和及时生产(JIT)体系。这些企业转型的方向就是工业4.0所倡导的方向。

中国两化深度融合与德国工业4.0如出一辙、异曲同工、殊途同归,主要是从目标、理念、路径、方法的角度来看,事实上,中国企业整体的信息化与德国还是有比较大的差距。德国工业企业整体上处于工业3.0阶段,而中国企业整体上处于2.0阶段,中国面临更加复杂而艰巨的任务,面临两步并作一步走的挑战。我们也要看到自己的优势,尤其是不要低估了中国的互联网企业在这一轮产业变革中的引领作用。习近平总书记在前几天给世界互联网大会的贺词中说,互联网日益成为创新驱动发展的先导力量。李克强总理在会见大会中外代表时说,互联网是大众创业、万众创新的新工具。如果说企业信息化是企业在学游泳的话,那么诞生在互联网的电子商务企业天生就长着“腮”,不需要有教练教他们用什么姿势游泳。他们每天都在实践着专家们PPT上的所谓互联网思维、信息化战略、工业4.0理念,淘宝上的店小二们五年前就从传统的B2C、C2C向大规模个性化定制的C2B转型,电子商务正在从传统的交易平台向研发设计平台、生产加工平台、物流配送平台、金融融资平台拓展和转型,品牌化个性化定制已成为淘宝网上家具、服装等产品销售的重要模式。在这方面中国已经走出一条不同欧美国家的新路,这些业务转型的方向,也是工业4.0所倡导的方向。

(二)工业4.0:德国制造的新品牌、新名片

当我们提到硅谷时,我们自然会联想到全球IT产业创业创新基地。当我们提到德国时,我们会联想到高可靠、高精密、高质量、高安全的德国工业产品,德国制造作为一种品牌已成为德国的重要资产,这是德国人历经百年而打造的,但德国人并不满足,在新一轮信息技术革命背景下,要赋予德国制造以新的内涵。德国工业4.0是德国工业发展的新理念、国家的新战略,更为重要的是,它正在成为德国制造的新品牌,为德国的工业体系贴上新的标签,它在强化德国制造原有的内涵基础上,赋予了新的内容:高技术、高品质、高效率。德国人已经意识到,当人们谈到工业4.0的一系列概念,如柔性、智能、绿色、灵活、精准、高效时,就会天然地把这些概念和德国联系起来,都会把这些理念作为德国制造的重要特征,作为德国制造业应有之义。工业4.0强化德国制造高品质形象,西门子经常讲的案例是实施工业4.0后,百万产品缺陷率仅为15,相当于产品合格率为99.9985%;工业4.0不断强化德国制造高效率形象,虚拟工厂、无人工厂、智能工厂作为工业4.0的核心理念已深入人心;工业4.0不断强化德国制造高品质服务的形象,工业4.0反复讲的一个概念是产品全命周期服务、(服)务联网,高质量的服务正成为德国制造的新内涵。

(三)德国工业4.0战略的实施:举全国之力

我们自己经常说“举全国之力”、“集中力量办大事”,学习思考德国推进工业4.0一系列战略举措,我感觉德国工业4.0战略的实施是“举全国之力”、“集中力量办大事”的国际版。工业4.0作为一个新理念凝聚了德国各界的共识,并演变成了共同行动,这种共同行动跨越了党派、中央、地方、企业,你能看到德国强大的组织和动员能力。我们可以看看德国如何举全国之力、集中了谁的力量、办了什么事。

——联邦政府。德国联邦政府以最快的速度把一个来自民间的概念转化为国家产业战略,在工业4.0概念提出不久就将其纳入国家《高技术战略2020》,作为德国未来十大高技术项目之一。德国总理默克尔是工业4.0战略的超级推销员,把工业4.0作为大国外交合作的重要议题。2013年德国新政府成立时,将交通部改为交通和数字基础设施部,强化网络基础设施建设。同时,安排经济和能源部、德国教育和研究部全面负责工业4.0战略的实施,把工业4.0作为研发和产业化项目支持的优先领域。

——联邦议会。工业4.0战略已成为国家产业政策的重要组成部分,但这还远远不够。当联邦政府的官员们为工业4.0摇旗呐喊的时候,德国联邦议员正讨论如何为工业4.0的实施提供法律、预算等方面的支持,部分议会党团就工业4.0已经提出一些建议呼吁政府制订相关政策。2014年2月,德国议会成立了“数字化议程”委员会,参与到德国联邦政府工业4.0及高技术战略相关预算和战略实施中。

——各州政府。我们刚讲到了很多参与工业4.0的企业都是大企业,但德国人认为让中小企业参与到4.0战略中更为重要,在新一轮的技术革命和产业变革中,“一个都不能少”。德国联邦教育和研究部国务秘书曾说,工业4.0要提供一个在技术和组织上适应中小企业需要的解决方案。为此,德国多个州政府不断完善创新集群政策和中小企业创新政策,围绕帮助中小企业全方位参与工业4.0,整合政府、协会、院所以及大企业资源,组织开展专题咨询、技术支持、平台建设、创业辅导、融资扶持、人才培训等全方位服务。

——行业协会。德国的行业协会具有较强的动员能力和组织能力,德国机械及制造商协会(VDMA)、信息技术、通讯与新媒体协会(BITKOM)、电子电气制造商协会(ZVEI)等,既是德国工业4.0的发起者、组织者,也是引领者、实施者。2013年4月,上述三个协会以及相关企业合作设立了工业4.0平台(Platform-i4.0),成立了4.0平台董事会、指导委员会、科学顾问委员、秘书处办公室、业务工作组等5个组织机构,全面负责工业4.0的推广普及工作。德国工业4.0平台专家也给我们介绍了平台运作的基本情况,总体感是他们在业界还是很有号召力,推进工作是强有力的,而且是富有成效的。

——重点企业。德国企业是工业4.0战略的真正主体,他们的积极性、主动性和创造性才是工业4.0成败的关键。ABB、巴斯夫、宝马、博世、戴姆勒、英飞凌、SAP、西门子、蒂森克虏伯(ThyssenKrupp)、通快(TRUMPF)、蔡司(zeiss)是德国工业4.0坚定的支持者、引领者和实践者。戴姆勒开始研究工业4.0语境下的智能汽车端到端系统架构,SAP根据工业4.0概念提出装备制造业整体解决方案Idea to Performance,西门子提出智能工厂整体解决方案。我也一直惊讶为什么工业4.0在这么短的时间内为什么能够引起这么多企业的积极响应。前一阶段时间,德国三大协会做了个调查,结果表明,47%的公司已参加到工业4.0战略中,18%的公司正参与4.0战略的研究工作,12%的公司已把工业4.0战略付诸实践,工业4.0作为一种国家战略正嵌入到企业发展战略中。

——研究院所。当前,联邦政府和州政府的研究所以及大学已参与到了工业4.0技术开发、标准制订和人才培养体系,成为工业4.0战略实施一支重要力量。德国人工智能研究中心、国家科学与工程院等顶级研究机构已开展涉及工业4.0一系列项目研究,弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer)在其所属的7个研究所引入工业4.0研发项目,凯泽斯劳腾大学、隆德大学、慕尼黑大学、达姆施塔德大学、莱茵美茵大学等围绕信息物理系统(CPS)、智能工厂、智能服务、系统生命周期管理(Syslm)等开展一系列前瞻性的研发、人才培养,部分大学也参与到了工业4.0平台(Platform-i4.0)工作体系中。

(四)优先行动:标准、技术、人才

如何将工业4.0的理念和战略转化为具体行动,德国人提出系列行动计划,包括标准化、网络设施、信息安全、流程再造、人才培训、法律政策等,这些都是重要而且必要的行动,但如果一定要更聚焦到三个最核心的行动上的话,那可以考虑将标准、技术和人才作为工业4.0最优先考虑的领域。

——标准先行。德国三大协会调查结果表明,数据的标准化是工业4.0面临的最大挑战。德国也把标准作为工业4.0战略实施的优先领域,这既是信息技术与工业技术融合发展的内在要求,也是德国工业发展进程中长期以来坚持的基本理念。德国电气电子和信息技术协会于2013年12月发表了工业4.0标准化路线图,为工业4.0行业标准制定提供了概览和规划基础,在参考体系结构、用例、术语与模型、技术流程、仪器和控制系统、服务流程、人机交互技术、开发流程、标准库、知识库等十二个领域提出具体建设。德国工业4.0平台(Platform-i4.0)、电气电子信息技术协会(VDE)和电工委员会(DKE)以及相关企业联合组成跨行业、跨领域的工作组,加快标准化路线图的实施,当前重点是加快工业4.0参考模型、术语及急需标准的制订工作。

——技术引领。当一波一波的新技术涌来并不断推动生产方式持续变革时,我们需要新的理念、新的思维、新的概念,在产品形态、管理方式、组织架构、商业模式等方面进行一系列变革,但回顾工业1.0、2.0、3.0走过的百年历程,最基本的规律是,产业革命的前提首先是技术革命,任何华丽概念背后最终都会回归到最基本的问题——技术的领先。从国家角度来看,没有核心技术支撑的产业变革终将会昙花一现。德国人清醒地认识到,工业是德国经济的基石,而这块基石的基础是百年来德国在工业技术领域坚持不懈的创新,这也是每次和德国人交流时他们最引以为豪的地方。就工业4.0战略的实施而言,继续保持并不断强化德国在工业软件、工业电子、基础材料、基础工艺、基础装备、基础器件以及交叉融合领域的技术优势,并力图在虚拟仿真、人工智能、智能工厂、智能产品、信息物理空间(CPS)等新的技术领域抢占先机。德国教育和研究部、经济和能源部、交通和数字基础设施部,弗劳恩霍夫研究所等一批联邦和州政府支持的研究院所,SAP、西门子、博世以及一批“隐形冠军”,已经参加到抢占新一轮技术制高点的竞争中,德国提出要成为智能制造技术的主要供应商和CPS(信息物理系统)技术及产品的领导者。

——人才优先。在德国企业界谈到工业4.0未来面临的挑战时,无论是传统制造业企业,还是ICT企业,都把人才问题看作他们面临的共同挑战。德国企业普遍认为,工业4.0导致了对优秀员工标准的转变,工业4.0建立在一个开放、虚拟化的工作平台之上,重复性的熟练体力和脑力工作不断被智能机器所替代,人机交互以及机器之间的对话将会越来越普遍,员工从服务者、操作者转变为一个规划者、协调者、评估者、决策者。德国认为,目前德国传统的大学教育体系中的学科设置和教学理念是基于上个世纪70年代工业需求制定的,过去的40年学科专业不断细分的教育模式难以培养能够驾驭日益复杂综合的制造业体系,工业4.0的实践不仅仅对企业自身提出了挑战,而且对传统的教育体制提出了新挑战。

(五)信息安全:全球的共同挑战

信息技术越普及、越深化,信息安全问题就越突出,企业实施工业4.0的一大挑战和困惑就是,工业生产智能控制的信息安全问题,这既是一个企业的挑战,也是国家的挑战。德国各界对此有清醒的认识,并把工控安全作为工业4.0需要解决的核心议题。

小结:理解和认识德国工业4.0,是为了更好实施中国的两化深度融合战略

关于这一部分,我简单做个小结。德国工业4.0的一位权威专家说,当前在全球新一轮产业技术革命的主战场是德国、美国和中国。德国提出了工业4.0,美国提出了产业互联网,中国提出了两化深度融合战略。研究是为了借鉴,认识别人是为了更好的认识自己,研究别人的道路是为了给自己找到更好的出路,从这个意义上来看,如何认识和理解工业4.0就是如何认识和理解两化融合。因此,如何看待工业4.0,既要有国际视角,更要有中国视角;既要有技术视角,更要有转型视角;既要有理论视角,也要有实践视角;既要政府视角,也要企业视角。只有这样,我们的观察才有针对性、指导性和现实性。

四、怎么干?

2008年的金融危机后,各国反思传统的发展道路和发展模式,工业4.0、产业互联网等新概念应运而生,体现了发达国家对未来制造业走向和战略布局的认识。中国关于信息技术与经济社会转型早在十多年前就进行了战略布局。党的十六大提出信息化带动工业化、工业化促进信息化,十七大提出推进信息化和工业化融合,十八大进一步提出推动两化深度融合战略。研究分析发达国家的发展战略,根本出发点还在于如何把自己的事办好。德国工业4.0战略给了我们很多启示,很多地方值得我们认真学习,我们要结合中国的实践,坚定不移地实施两化深度融合战略。

(一)凝聚行业共识:把智能制造作为两化融合的主攻方向

智能制造是两化深度融合、德国工业4.0、美国产业互联网概念背后的最大公约数。苗圩部长曾指出,两化深度融合应当成为建设制造强国的制高点,要把智能制造作为两化融合的主攻方向。我们理解,智能制造是利用智能制造系统(CPS),依托于传感器、工业软件、网络通信系统、新型人机交互方式,实现人、设备、产品等制造要素和资源的相互识别、实时联通、有效交流,促进制造业研发、生产、管理、服务与互联网紧密结合,推动生产方式的定制化、柔性化、绿色化、网络化,从而不断充实、提升、再造制造业全球竞争新优势。可以从五个方面认识和理解智能制造,即产品的智能化、装备的智能化、生产的智能化、管理的智能化和服务的智能化。

一是产品的智能化。即是把传感器、处理器、存储器、通信模块、传输系统融入到各种产品中,使得产品具备动态存储、感知和通信能力,实现产品的可追溯、可识别、可定位。有人说,90后是互联网的“原住民”,60后、70后是互联网的“移民”,还有分部同志是互联网的“边民”,被边缘化了。我想说,对于“物”也是一样的。计算机、智能手机、智能电视、智能机器人、智能穿戴是物联网的“原住民”,这些产品诞生的时候就是一个网络终端;传统的空调、冰箱、汽车、机床、风机等是物联网的“移民”,这些产品正排着队联接到网络世界。专家们估计到2020年这些物联网的“原住民”和“移民”加起来将超过500亿个;尽管人们提出了万物互联(IOE)的概念,但多年以后,还会有大量的物联网“边民”,难以成为一个网络的终端。但它给每一个企业提出一个富有挑战性的问题,企业的产品会在什么时间、以什么样方式实现智能互联,成为一个智能产品?

二是装备的智能化。通过先进制造、人工智能等技术的集成融合,形成具有感知、决策、执行、自主学习及维护等自组织、自适应功能的智能生产系统以及网络化、协同化的生产设施。装备的智能化至少是在两个维度上进行,即单机智能化以及单机设备的互联而形成的智能生产线、智能车间、智能工厂,这一进程将伴随着ICT技术创新应用的演进而不断深化,需要用30年这样的时间尺度来考虑这一进程的发展阶段。

三是生产的智能化。更准确的说是生产方式的现化化、智能化。当一个产品的生产过程中每一个环节传感无所不在、连接无所不在、数据无所不在、计算无所不在、服务无所不在的时候,就意味着生产组织方式全面变革时代的来临,来自不同国家、不同行业、不同规模的企业都在不断探索个性化定制、极少量生产、服务型制造以及云制造等新业态新模式,其本质是在重组客户、供应商、销售商以及企业内部组织的关系,重构生产体系中信息流、产品流、资金流的运行模式,重建新的产业价值链、生态系统和竞争格局,它带给人们的启示是,企业需要不断思考我是谁、我在哪里、我的边界在哪里、我的竞争优势的来源在哪里、我的价值在哪里等这样一些基本问题。

四是管理的智能化。工信部自2009年以来,在35个行业3万多家企业开展两化融合水平评估基础上,提炼和形成了旨在指导中国企业实践的两化融合管理体系标准,通过将信息技术与现代管理理念融入企业管理,实现企业流程再造、信息集成、智能管控、组织优化,形成数据驱动型的企业,不断提升信息化背景下企业核心竞争力,这项工作从全球来看,也具有创新性。在德期间,苗圩部长也和德国工业4.0相关协会和企业分享了中国在这一领域的实践和探索,德国专家也表现出了浓厚的兴趣。

五是服务的智能化。德国工业4.0中有一个非常重要的概念叫(服)务联网,他们把智能服务作为智能制造的一个核心内容。服务的智能化,既体现为企业如何高效、准确、及时挖掘客户的潜在需求并实时响应,也体现为产品交付后对产品实现线上线下(O2O)服务,实现产品的全生命周期管理。两股力量在服务的智能化方面相向而行,一股力量是传统的制造企业不断拓展服务业务,一股力量是互联网企业从消费互联网进入到产业互联网,如腾信提出微信、QQ未来连接的不仅是人,而且还包括人和设备、设备和设备、服务和服务、人和服务。这两股力量的胜利会师将不断激发智能服务领域的技术创新、理念创新、业态创新和模式创新。

把智能制造作为两化深度融合的主攻方向,就是要把握全球新一代制造技术变革的新趋势,以实现重大智能装备和产品的自主可控为突破点,以推广普及智能工厂为切入点,以提升制造企业研发、生产、管理和服务的智能化水平为落脚点,完善制造业国家创新体系和综合标准化体系,建设智能制造人才培养体系,打造制造业竞争新优势,实现中国制造的跨越式发展。

(二)整合产业资源:把增强智能装备和产品自主发展能力作为智能制造的突破口

尽管产品智能化已走过了很长的历史进程,但从新一代信息技术的潜能来看,我们现在所看到的产品智能化处仍处于起步阶段,在未来30年乃至更长的时间尺度内,重大装备和产品的智能有可能走向成熟。因此,需要围绕重大装备和大宗消费品的智能化,整合科技创新资源,打造贯穿全产业链的新兴信息技术推广应用服务平台,增强重大智能产品的自主发展能力。

一是重大智能装备的自主可控。就是要适应智能制造发展趋势,在产业发展的布局上,在集中力量突破单机智能设备及关键部件核心技术和产业瓶颈基础上,要集中优势资源,加强前瞻布局,加快实现汽车、轨道交通、船舶、电子、家电、纺织、钢铁、石化、冶金等重点行业的智能生产线、智能工厂核心装备技术和产品的自主可控,从智能生产线装备、智能工厂装备等系统级的角度重新思考产业突破方向。

二是大宗消费型智能产品的自主可控。有两条主线需要关注,一是传统产品智能化之路,吉利李书福说,汽车是“四个轮子+两个沙发”,比尔盖次说汽车“四个轮子+一部计算机”,两种极端状态下汽车的智能化有很多形态。二是新的智能硬件产品不断涌现,如百度的智行车(DuBike)、智能筷子(筷搜)等,我们看到北京、深圳、上海正在兴起一轮创客潮流,以新的智能硬件(硬件+软件+互联网)为代表的创新创业形态正在兴起,一个新的创新网络、分工网络正在形成。因此,围绕传统产品智能化和新的智能产品形态这两条主线,完善信息技术与制造技术的协同创新机制,发展智能汽车、智能服务机器人、消费电子、智慧家庭、医疗设备、智能穿戴等产品,带动制造业产品高端化发展。

(三)突出试点示范,把推广普及智能工厂作为智能制造的切入点

发现最佳实践,总结行业经验,加强交流推广,开展试点示范,是过去几年推进两化融合工作的基本思路,也是德国在推行工业4.0的基本方法。西门子、大众、宝马、博世等在讲到智能制造时,都提到他们所认为的最能体现工业4.0理念的全球最佳智能工厂,而且有许多是在中国。在行业及区域层面推广智能工厂和智能制造体系应当是下一步可以考虑的重要工作方向。

一是在行业层面推广智能工厂。选择电子、汽车、机床、机械、冶金、纺织等重点行业开展智能工厂应用示范,首先要推广普及单机智能化,围绕推广普及智能制造单元—智能车间—智能工厂—智能制造系统,组织开展装备智能升级、工艺流程再造、基础数据共享、远程诊断维护等试点,逐步实现车间级、工厂级的智能化改造,不断探索智能工厂普及过程不同行业新的产业生态系统的演进规律和发展模式。这将是一项长期而艰巨的历史任务。

二是在区域层面推广智能制造系统。在产业集群内构建跨企业的智能制造生产体系是制造业未来发展的重要方向,未来的智能制造将是一个复杂的巨系统。在这方面,德国工业4.0和IBM的智慧地球都用了同一相关键词:系统的系统(systemof system )。IBM说城市是系统的系统,弗劳恩霍夫研究所给我们介绍时也说到智能制造是系统的系统。制造过程的信息感知、互联、集成必然把制造带到一个系统的系统时代,树立智能制造的系统观是也理解智能制造本质的重要内容。要以增强国家级产业集群竞争优势为出发点,围绕集群内生产装备的数字化、智能化、网络化改造,深化产业链上下游协同研发设计、协同供应链管理、网络制造的集成应用,探索如何构建企业间高效协同的智能制造体系和产业价值链体系。

(四)创新体制机制,把培育新业态、新机制、新模式作为智能制造的核心任务

有人说全球的互联网经济正在形成“中美”主导的双字星座,全球10大互联网公司美国有6家、中国有4家,全球30大互联网公司中美国有17家、中国有8家。在新一轮产业技术变革中,在抢占新一轮产业竞争制高点的过程中,我们要充分认识到中国在互联网经济的优势,这一优势是德国及欧洲国家所不具备的。如何持续创新体制机制,把互联网与工业融合创新这篇大文章做好,事关工业由大变强的整体战略布局。

一是理性客观认识互联网经济在智能制造战略布局中的地位。目前,关于互联网企业在中国制造业转型发展中国的作用有不同认识,有蔑视的、有不屑的,也有吹捧的、夸大的,站在不同角度这些认识都是可以理解的。但是有一点是明确的,我们不能把中国的互联网企业与制造业的作用对立起来,不是谁把谁颠覆、谁把谁灭掉、谁把谁替代这样一种关系,而是在中国崛起的道路上互联网企业与传统制造企业如何融合创新、手牵着手向前走的关系。我之前有过这样一个比喻,如果把国家间的产业竞争比做两军对垒,我们可以看到,中国的一支突击队、先遣队已经占领了前方阵地的制高点,并在引导、指挥、掩护后续大部队(传统制造业)跟上。这支突击队、先遣队就是中国的互联网企业和ICT企业,互联网是中国产业转型千载难逢的机会。

二是积极培育引导新技术新业态新模式。把握云计算、物联网、大数据等新一代信息通信基础设施对制造模式的变革作用,积极研究制订工业云、工业大数据创新发展的相关指导意见,支持面向中小企业的工业云服务平台建设,推进软件服务、制造资源、标准知识的开放共享,培育社会化、共享式制造新模式。鼓励发展基于互联网的个性化定制、网络众包、云制造等新型制造模式。

三是推进制造业服务化。智能服务是德国工业4.0的核心,也是美国产业互联网的重要议题,其本质是在连接无所不在、数据无所不在的新时代,如何重构生产者与消费者的关系,建立一种服务无所不在的新模式。我们要把制造业服务化作为智能制造战略中的核心任务,摆到全局更加重要地位,做到认识到位、布局到位、政策到位,积极推进制造企业由生产型制造向服务型制造转变,引导在线监控诊断、全生命周期管理、总集成总承包、电子商务、供应链金融等新业务发展。

(五)坚持标准先行:把制订智能制造标准化作为智能制造的优先领域

把握智能制造发展的特点和规律,整合国内标准化资源,学习借鉴德国工业4.0标准化路线图以及美国先进制造和工业互联网标准建设的工作思路和组织方式, 加快智能制造标准化体系建设。

一是加快制定智能制造标准化路线图。遵循智能制造发展规律和标准化工作的一般规律,建立包括电子、通信、软件、自动化、装备等行业代表组成的智能制造标准工作组,加快制定智能制造综合标准化体系,研究制订智能制造系统互联互通的相关标准,确定在系统架构、基本原理、技术系统、组织流程等重点领域的标准化需求,明确时间表、路线图。

二是尽早启动优先急需领域标准化制订工作。重点支持智能装备、智能生产线、智能车间、智能工厂等领域技术标准和规范的研制。加快制订智能产品的相关标准,包括智能工业软件和智能工业电子产品统一的系统集成、测评测试规范。研究制定面向工业控制系统、工业互联网的智能制造信息与网络安全标准。

三是建设和推广企业两化融合管理体系。将实施两化融合管理体系作为推进两化融合实现智能制造的重要抓手,推进两化融合管理体系标准的研制、发布和国际化,加强两化融合管理体系的试点应用和推广,率先培育一批专业的咨询、认定和培训服务力量。积极培育和规范第三方咨询、认定和培训服务市场。

(六)夯实产业基础:把构建自主的信息技术产业体系和工业基础能力作为建设智能制造的重要支撑

现在业界经常讲的一句话是我们的计算机产业“缺芯少魂”,我们沿着这个思路展望一下十年后的产业格局,当十年以后我们越来越多的产品高度智能化的时候,我们会不会也面临智能汽车、智能机器人、智能穿戴、智能家电、智能工厂等这些产品“缺芯少魂”的局面。当英特尔、高通、博通、英伟达等芯片巨头,以及苹果、谷歌、微软等软件互联网巨头在三四年前已围绕智能汽车在芯片和操作系统进行全方位布局的时候,我们有理由对智能产品未来的空心化问题表示忧虑。构建技术领先、自主可控、安全可靠的信息技术产业体系的任务更加紧迫而艰巨。

一是完善面向智能制造的网络基础设施。加快宽带网络演进升级,推动下一代互联网(IPv6)与移动互联网、物联网、云计算融合发展,促进数据中心、服务器、感知设施与宽带网络的优化匹配和协同发展。加强对智能制造系统(CPS)的研发,鼓励企业探索行业CPS应用新模式。加快推广下一代互联网(IPv6),做好行业、企业、设备、产品的IPv6地址配置研究规划,为企业之间、智能设备之间、智能产品之间的信息交互传输奠定基础。

二是增强电子信息技术支撑服务能力。依托科技重大专项,创新产业融资方式,突破核心电子器件,以及高端芯片、关键工艺、装备、材料的核心技术和产业化瓶颈,加快汽车、医疗、机床、电力、航空等行业应用电子发展。坚持产用互动,重点突破国产研发设计工具、制造执行系统、工业控制系统、大型管理软件等关键软件瓶颈。面向智能工厂行业应用,完善产业链协同创新体系,加大力度培养一批面向行业的智能工厂系统解决方案提供商。

三是强化工业基础能力。针对关键基础材料、核心基础零部件、先进基础工艺、产业技术基础(“四基”),支持产业链上下游开展协同创新和联合攻关,系统解决研发、设计、材料、工艺、检测和产业化等关键问题。

(七)强化保障能力:人才、信息安全和制造业创新体系

在新一轮产业技术变革中,人才、信息安全和创新体系建设都是各国关心的重大课题。

一是关于制造业创新体系。2008年金融危机后,发达国家加快构建跨领域、协同化、网络化的创新平台,不断重组传统的制造来创新体系,这是适应基础研究、应用研究、技术开发和产业化边界日趋模糊,制造业创新活动不断突破地域、组织、技术界限的结果。欧盟建立了欧洲创新与技术学院(ETI),组织了若干由大学、研究所、企业组成的知识和创新社区(KICs),美国政府正在建立国家制造业创新网络(NNMI)。当前,我们要思考如何围绕智能制造趋势,结合中国实践,建立自己的国家制造业创新体系,重组国家、企业、院所、中介在交叉融合领域的组织体系和运行机制。

二是关于人才问题。最近有两本书大家很关注,《第二次机器时代》和《21世纪资本论》,他们讨论了一个共同话题——谁来控制财富和资源的分配。《21世纪资本论》强调了资本在财富分配中的重要性,认为工业革命以来资本的收益率长期来看高于国民收入的增长率,换句话说,长期以来资本收益高于劳动的收益率,社会财富分配越来越不均衡,这是一切不平等的根源。《第二次机器时代》以及该书作者关于幂率经济的文章(New World Order: Labor, Capital, and Ideas in the Power Law Economy)都强调了创新性人才的重要性,作者认为,数字化技术使得资本不再是稀缺资源,创新型人才是“第二次机器时代”最稀缺的资源,那些具有创新精神并创造出新产品、新服务或新商业模式的人才正成为市场的主要支配力量,是资本追逐的对象,是社会财富主要分配者,创新性人才比以往任何时候都重要。2013年牛津大学调查了美国702种工作,并分析了未来10到20年被机器取得的可能性,其中47%的员工肯定会被替代、19%的员工有可能被替代,这意味着你在职场上的竞争对手将不是你的校友,而是智商快速提升的机器人,智能制造时代让人们都要思考,什么样工作将会被机器替代?全社会应当如何打造一支适应智能制造体系的新型产业工人大军?应当面向智能制造如何建立一套新的教育理念、学科体系和培养模式。

三是关于信息安全问题。核心是培养三个能力,即智能制造系统中信息安全隐患的“可发现”能力、“可防范”能力和“可恢复”能力。

以上是我对工业4.0:为什么、是什么、如何看、怎么干的初步思考,不对之处,请大家批评指正。