師德長(zhǎng)技 決勝未來(lái)

陳淵源+吳勇毅

信息化列車還正奔馳，智能化動(dòng)車又呼嘯而來(lái)。工業(yè)4.0，這個(gè)新鮮的名詞最近儼然成為工業(yè)界和IT業(yè)最熱的名詞，掀起了新一輪“智造”新革命的熱潮。

借鑒德國(guó)工業(yè)4.0，師夷以求勝

工業(yè)4.0是德國(guó)率先舉國(guó)實(shí)施的全球市場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，對(duì)全球未來(lái)工業(yè)走向影響深遠(yuǎn)，作用明顯。因此對(duì)于德國(guó)工業(yè)4.0，我們應(yīng)全面深入研究，參考借鑒，然后師夷以求勝。德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的要點(diǎn)可以概括為：建設(shè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)、研究?jī)纱笾黝}、實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)集成、實(shí)施八項(xiàng)計(jì)劃。

建設(shè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)：信息物理系統(tǒng)（CPS）網(wǎng)絡(luò)。CPS就是將物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設(shè)備具有計(jì)算、通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，從而實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)物理世界的融合。CPS可以將資源、信息、物體以及人緊密聯(lián)系在一起，從而創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)服務(wù)，并將生產(chǎn)工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)智能環(huán)境。這是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)。

研究?jī)纱笾黝}：智能工廠和智能生產(chǎn)。智能工廠是未來(lái)智能基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)和過(guò)程以及網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。智能生產(chǎn)的側(cè)重點(diǎn)在于將人機(jī)互動(dòng)、智能物流管理、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，從而形成高度靈活、個(gè)性化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)鏈。生產(chǎn)流程智能化是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的關(guān)鍵。

實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)集成：橫向集成、縱向集成與端對(duì)端的集成。工業(yè)4.0將無(wú)處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過(guò)CPS形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端對(duì)端的高度集成。橫向集成是企業(yè)之間通過(guò)價(jià)值鏈以及信息網(wǎng)絡(luò)所實(shí)現(xiàn)的一種資源整合，是為了實(shí)現(xiàn)各企業(yè)間的無(wú)縫合作，提供實(shí)時(shí)產(chǎn)品與服務(wù);縱向集成是基于未來(lái)智能工廠中網(wǎng)絡(luò)化的制造體系，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制生產(chǎn)，替代傳統(tǒng)的固定式生產(chǎn)流程（如生產(chǎn)流水線）;端對(duì)端集成是指貫穿整個(gè)價(jià)值鏈的工程化數(shù)字集成，是在所有終端數(shù)字化的前提下實(shí)現(xiàn)的基于價(jià)值鏈與不同公司之間的一種整合，這將最大限度地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。

推行八項(xiàng)計(jì)劃：工業(yè)4.0得以實(shí)現(xiàn)的基本保障。一是標(biāo)準(zhǔn)化和參考架構(gòu)，需要開(kāi)發(fā)出一套單一的共同標(biāo)準(zhǔn)，不同公司間的網(wǎng)絡(luò)連接和集成才會(huì)成為可能;二是管理復(fù)雜系統(tǒng)，適當(dāng)?shù)挠?jì)劃和解釋性模型可以為管理日趨復(fù)雜的產(chǎn)品和制造系統(tǒng)提供基礎(chǔ);三是一套綜合的工業(yè)寬帶基礎(chǔ)設(shè)施;四是安全和保障，在確保生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品本身不能對(duì)人和環(huán)境構(gòu)成威脅的同時(shí)，要防止生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品濫用及未經(jīng)授權(quán)的獲取;五是工作的組織和設(shè)計(jì)，隨著工作內(nèi)容、流程和環(huán)境的變化，對(duì)管理工作提出新的要求;六是培訓(xùn)和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展;七是監(jiān)管框架，創(chuàng)新帶來(lái)的諸如企業(yè)數(shù)據(jù)、責(zé)任、個(gè)人數(shù)據(jù)以及貿(mào)易限制等新問(wèn)題，需要包括準(zhǔn)則、示范合同、協(xié)議、審計(jì)等適當(dāng)手段加以監(jiān)管;八是資源利用效率，需要考慮和權(quán)衡原材料和能源的大量消耗給環(huán)境和安全帶來(lái)的諸多風(fēng)險(xiǎn)。

構(gòu)建工業(yè)4.0信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，決勝未來(lái)

當(dāng)前中國(guó)工業(yè)的問(wèn)題與現(xiàn)狀不容忽視：大量從事低端加工的中小企業(yè)，缺乏創(chuàng)新能力和核心技術(shù)，簡(jiǎn)單工藝的平面管理，人口不斷老齡化，資源日益枯竭等，因此雖說(shuō)我國(guó)一直是制造大國(guó)，卻不是制造強(qiáng)國(guó)。如今工業(yè)4.0來(lái)了，物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)將取代傳統(tǒng)封閉性的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，成為未來(lái)工業(yè)的根基，對(duì)于人口紅利逐漸消減、工業(yè)發(fā)展正處于換擋期的中國(guó)而言，智能制造已被認(rèn)為是改變“大而不強(qiáng)”工業(yè)現(xiàn)狀的重要路徑。

美、德等世界工業(yè)強(qiáng)國(guó)都高度重視信息物理空間構(gòu)建，加強(qiáng)戰(zhàn)略前瞻部署，并取得積極研究進(jìn)展。中國(guó)要決勝未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)，也必須在構(gòu)建信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上先行一步。

超前部署建設(shè)國(guó)家信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。一方面，在國(guó)家新的信息化發(fā)展戰(zhàn)略中加強(qiáng)對(duì)CPS的總體布局，研究制定CPS建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)、發(fā)展路徑和政策舉措。同時(shí)，在制造業(yè)發(fā)展、智慧城市建設(shè)、國(guó)家網(wǎng)絡(luò)和信息安全等工作中加強(qiáng)前瞻部署和應(yīng)用推廣。另一方面，組建一批國(guó)家信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，負(fù)責(zé)承擔(dān)基礎(chǔ)理論研究，組織力量研發(fā)突破CPS軟件、傳感器、移動(dòng)終端設(shè)備等工具和裝備，推動(dòng)重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

啟動(dòng)國(guó)家智能制造重大專項(xiàng)工程。總體看，我國(guó)制造業(yè)發(fā)展仍然以簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大再生產(chǎn)為主要途徑，通過(guò)智能產(chǎn)品、技術(shù)、裝備和理念改造提升傳統(tǒng)制造業(yè)的任務(wù)艱巨而迫切。筆者建議從國(guó)家層面啟動(dòng)實(shí)施智能制造專項(xiàng)工程，加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，開(kāi)展應(yīng)用示范，推動(dòng)制造業(yè)向智能化發(fā)展轉(zhuǎn)型。一是重點(diǎn)突破智能機(jī)器人。開(kāi)展智能機(jī)器人及智能裝備系統(tǒng)集成、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)檢測(cè)等核心技術(shù)研究，攻克精密減速器、伺服驅(qū)動(dòng)器、傳感器等關(guān)鍵零部件;二是開(kāi)展數(shù)字工廠應(yīng)用示范。在全國(guó)范圍內(nèi)分行業(yè)分區(qū)域選取試點(diǎn)示范企業(yè)，給予扶持，建設(shè)數(shù)字制造的示范工廠，發(fā)揮其“種子”作用;三是推動(dòng)制造業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用。以行業(yè)龍頭企業(yè)為先導(dǎo)，鼓勵(lì)其應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)提升生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品營(yíng)銷及服務(wù)等環(huán)節(jié)的智能決策水平和經(jīng)營(yíng)效率。

用標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)融合。工業(yè)4.0戰(zhàn)略的關(guān)鍵是建立一個(gè)人、機(jī)器、資源互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)化社會(huì)，各種終端設(shè)備、應(yīng)用軟件之間的數(shù)據(jù)信息交換、識(shí)別、處理、維護(hù)等必須基于一套標(biāo)準(zhǔn)化的體系。為了保障工業(yè)4.0的順利實(shí)現(xiàn)，德國(guó)把標(biāo)準(zhǔn)化排在八項(xiàng)行動(dòng)中的第一位，并在工業(yè)4.0平臺(tái)下成立一個(gè)工作小組，專門(mén)處理標(biāo)準(zhǔn)化和參考架構(gòu)的問(wèn)題?？梢哉f(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)先行是工業(yè)4.0戰(zhàn)略的突出特點(diǎn)。為此，中國(guó)在推進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)企業(yè)深度融合的具體實(shí)踐中，也應(yīng)高度重視發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化工作在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的引領(lǐng)作用，及時(shí)制定出臺(tái)“兩化深度融合”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，引導(dǎo)企業(yè)推進(jìn)信息化建設(shè)。同時(shí)，還要著力實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化，使得中國(guó)制定的標(biāo)準(zhǔn)得到國(guó)際上的廣泛采用，以?shī)Z取未來(lái)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)和話語(yǔ)權(quán)。

構(gòu)建有利于工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的制度保障體系。工業(yè)4.0一方面增加了管控的復(fù)雜性，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定需要符合相應(yīng)的法律法規(guī);另一方面也需要制定相應(yīng)的規(guī)章制度促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新。比如，采取一系列措施以加強(qiáng)制度保障，設(shè)立處理各類問(wèn)題的專職工作組，制定和實(shí)施安全性支撐行動(dòng);要建立和完善有利于工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的長(zhǎng)效機(jī)制，比如知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度、人才培養(yǎng)和激勵(lì)機(jī)制等，從而形成推動(dòng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的制度保障。

產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合推動(dòng)制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)往往是發(fā)達(dá)國(guó)家重要的戰(zhàn)略意圖。我國(guó)應(yīng)充分吸收和借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合模式，一方面，針對(duì)不同類型自發(fā)的產(chǎn)學(xué)研合作網(wǎng)絡(luò)或產(chǎn)業(yè)研發(fā)聯(lián)盟，政府要通過(guò)引導(dǎo)和支持的方式促進(jìn)其發(fā)展;另一方面，選擇幾個(gè)重點(diǎn)行業(yè)和關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行試點(diǎn)，以行業(yè)骨干企業(yè)為龍頭，聯(lián)合科研實(shí)力雄厚的大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)，組建多種形式的產(chǎn)學(xué)研研發(fā)聯(lián)盟，充分調(diào)動(dòng)各方資源和力量，共同推進(jìn)工業(yè)4.0技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣。

誰(shuí)先掌握了最尖端的智能制造技術(shù)，不斷推動(dòng)工業(yè)4.0的發(fā)展，構(gòu)建信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，誰(shuí)就能制勝于下一輪的工業(yè)革命！

（作者單位：廈門(mén)智者恒通IT管理顧問(wèn)機(jī)構(gòu)）