全球制造業(yè)變革的前景與挑戰(zhàn)

劉峰

【摘要】智能制造是全球制造業(yè)變革的重要方向，給人類經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展展示了美好前景。智能制造近年發(fā)展迅速，但目前總體還處于試驗(yàn)階段，它的發(fā)展面臨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和復(fù)雜系統(tǒng)管理等技術(shù)挑戰(zhàn)，同時(shí)還面臨智能制造數(shù)據(jù)權(quán)屬、智能自治系統(tǒng)監(jiān)管和責(zé)任界定等法律與公共管理問題的挑戰(zhàn)。發(fā)展智能制造，不但需要構(gòu)建新型技術(shù)體系和商業(yè)模式，還需要構(gòu)建與其相適應(yīng)的法律和社會(huì)管理體系。

【關(guān)鍵詞】智能制造 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 安全 監(jiān)管 法律責(zé)任

【中圖分類號(hào)】F421 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)。它在制造過程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。智能制造通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類在制造過程中的腦力勞動(dòng)，能夠極大地提高生產(chǎn)效率、生產(chǎn)能力并節(jié)省資源，是人類生產(chǎn)方式變革的重要方向。

智能制造已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)升級(jí)的焦點(diǎn)

發(fā)達(dá)國家為了打造國家制造業(yè)競爭新優(yōu)勢，正積極推進(jìn)高端制造業(yè)再升級(jí)，智能制造、網(wǎng)絡(luò)制造、綠色制造、服務(wù)性制造日益成為生產(chǎn)方式變革的重要方向，跨領(lǐng)域、協(xié)同化、網(wǎng)絡(luò)化的創(chuàng)新平臺(tái)正在重組制造業(yè)創(chuàng)新體系?？v覽全球，雖然智能制造總體而言尚處于概念和實(shí)驗(yàn)階段，但發(fā)達(dá)國家政府均將此列入國家發(fā)展計(jì)劃，大力推動(dòng)實(shí)施。

美國于1992年執(zhí)行新技術(shù)政策，大力支持關(guān)鍵重大技術(shù)創(chuàng)新（Critical Techniloty），包括信息技術(shù)和新的制造工藝，希望借助智能制造技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)并啟動(dòng)新產(chǎn)業(yè)。2008年金融危機(jī)之后，奧巴馬政府將制造業(yè)看作創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的關(guān)鍵，連續(xù)出臺(tái)一系列重大政策，并于2009年12月公布《重振美國制造業(yè)框架》，2010年8月簽署《2010美國制造業(yè)促進(jìn)法案》，2012年2月制訂了《先進(jìn)制造業(yè)的國家戰(zhàn)略計(jì)劃》，2012年7月，基于已經(jīng)發(fā)布的《先進(jìn)制造業(yè)的國家戰(zhàn)略計(jì)劃》，AMP指導(dǎo)委員會(huì)發(fā)布了《保持美國在先進(jìn)制造領(lǐng)域競爭優(yōu)勢》，2014年10月，AMP指導(dǎo)委員會(huì)又發(fā)布了《振興美國先進(jìn)制造業(yè)》。這些計(jì)劃旨在依托新一代信息技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)，在美國加快發(fā)展以先進(jìn)傳感器、工業(yè)機(jī)器人、先進(jìn)制造測試設(shè)備為代表的智能制造。

歐洲國家早在1982年制訂的信息技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃中就強(qiáng)調(diào)了智能制造核心技術(shù)的開發(fā)。由德國、法國和英國發(fā)起的主題為“未來的工廠”的尤里卡項(xiàng)目，將解決敏捷智能制造方面的研究與開發(fā)作為重點(diǎn)①。德國西門子、瑞士ABB、法國施耐德電氣等公司已將部分人工智能技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)控制設(shè)備與系統(tǒng)中。由歐盟資助的智能制造系統(tǒng)IMS2020計(jì)劃囊括了意大利、德國、瑞士、美國、日本、韓國等多個(gè)先進(jìn)國家與SAP、IBM、Siemens、BMW、MIT、Cambridge等多家企業(yè)與高校，包括了可持續(xù)制造、節(jié)能制造、關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化、創(chuàng)新培訓(xùn)五個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。

英國于2013年發(fā)布《英國工業(yè)2050戰(zhàn)略》。英國是第一次工業(yè)革命的起源國家，制造業(yè)曾經(jīng)帶給英國300多年的經(jīng)濟(jì)繁榮。但是，隨著信息化與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，上世紀(jì)80年代以來，英國開始推行去工業(yè)化戰(zhàn)略，集中精力發(fā)展金融、數(shù)字創(chuàng)意等高端服務(wù)產(chǎn)業(yè)。2004年，英國制造業(yè)位列世界第四，現(xiàn)已退到了第七位。國際金融危機(jī)后，英國GDP轉(zhuǎn)向負(fù)增長，英國政府開始摸索重振制造業(yè)，提升國際競爭力，重現(xiàn)18世紀(jì)工業(yè)革命時(shí)代的輝煌。英國工業(yè)2050戰(zhàn)略注重智能制造人才的培養(yǎng)和智能制造基地的建設(shè)。為了支持智能制造基地的發(fā)展，英國政府圍繞打造先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，投資了1.25億英鎊。面向汽車、飛機(jī)、可再生能源、低碳技術(shù)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，旨在支持英國制造企業(yè)在全球市場發(fā)揮重要作用。

德國針對來自亞洲制造業(yè)的競爭威脅和美國的“先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展，提出了“工業(yè)4.0”計(jì)劃，期望充分發(fā)揮德國在制造業(yè)的現(xiàn)有優(yōu)勢，以確保德國制造業(yè)的未來。“工業(yè)4.0”項(xiàng)目主要分為兩大主題：一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。德國依托其在工業(yè)過程中廣泛應(yīng)用的信息和通信技術(shù)、強(qiáng)大的機(jī)械和裝備制造業(yè)、在嵌入式系統(tǒng)和自動(dòng)化工程方面的高技術(shù)水平和全球市場的領(lǐng)導(dǎo)地位，通過“工業(yè)4.0”計(jì)劃的實(shí)施正在進(jìn)一步鞏固全球領(lǐng)先生產(chǎn)制造基地、生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商和IT業(yè)務(wù)解決方案供應(yīng)商的地位。

日本早在1989年就發(fā)起過“智能制造系統(tǒng)”計(jì)劃，在1990年日本工業(yè)和國際貿(mào)易部（MITI）發(fā)起組織了一個(gè)新的國際合作研究計(jì)劃——智能制造系統(tǒng)（IMS）的研究，由日本、美國和西歐共同參加，共投資10億美元，其中日本占60%。②該計(jì)劃從1992至1994年進(jìn)行可行性研究，建立了六項(xiàng)由工業(yè)界主導(dǎo)的“可行性國際合作測試案例”，包括《流程工業(yè)潔凈制造》、《全球化制造同步工程》、《21世紀(jì)全球化制造》、《全方位制造系統(tǒng)》、《快速產(chǎn)品開發(fā)》、《知識(shí)系統(tǒng)化》等智能系統(tǒng)，重點(diǎn)研究了開發(fā)全球化制造、下一代制造系統(tǒng)、全能制造系統(tǒng)等技術(shù)。2004年，日本啟動(dòng)了“新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造戰(zhàn)略”，為制造業(yè)尋找未來戰(zhàn)略方向，并將信息家電、機(jī)器人、環(huán)境能源等7個(gè)領(lǐng)域作為重點(diǎn)發(fā)展對象，努力提高日本制造業(yè)在國際上的產(chǎn)業(yè)競爭力。

韓國于1991年底提出了“高級(jí)先進(jìn)技術(shù)國家計(jì)劃”，即G-7計(jì)劃，包括七項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)及七項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)，目標(biāo)是到2000年把韓國的技術(shù)實(shí)力提高到世界第一流發(fā)達(dá)國家的水平，該目標(biāo)已基本達(dá)到。為占領(lǐng)智能化生產(chǎn)技術(shù)的制高點(diǎn)，韓國目前又將智能制造技術(shù)列入“高級(jí)先進(jìn)技術(shù)國家計(jì)劃”之中，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)技術(shù)。

我國對智能制造的研究開始于20世紀(jì)80年代末，并在相關(guān)方面取得了一些成果。近年來，我國對智能制造的發(fā)展也越來越重視，越來越多的研究項(xiàng)目成立，研究資金也大幅增長。我國在2012年發(fā)布了《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》和《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》④，并設(shè)立《智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)》，加快智能制造裝備的創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。中國版工業(yè)4.0規(guī)劃——《中國制造業(yè)發(fā)展綱要（2015～2025）》也將在今年發(fā)布。規(guī)劃將智能制造作為我國工業(yè)升級(jí)抓手，重點(diǎn)在新一代信息技術(shù)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械、農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備十大領(lǐng)域，強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力，提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，推進(jìn)智能制造、綠色制造，提升制造業(yè)層次和核心競爭力。

智能制造系統(tǒng)的特點(diǎn)

智能制造系統(tǒng)和傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)相比具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

高效自治。⑤自治能力是智能制造系統(tǒng)的一種重要的標(biāo)志性特征，包括自學(xué)習(xí)、自組織、自維護(hù)等能力。智能制造系統(tǒng)具有搜集與理解環(huán)境信息及自身的信息并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的自學(xué)習(xí)能力；智能制造系統(tǒng)中的各種組成單元能夠根據(jù)工作任務(wù)的需要自行集結(jié)成一種超柔性最佳結(jié)構(gòu)并按照最優(yōu)的方式運(yùn)行的自組織能力；以原有的專家知識(shí)為基礎(chǔ)在實(shí)踐中不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)完善系統(tǒng)的知識(shí)庫，對系統(tǒng)故障進(jìn)行自我診斷、排除及修復(fù)的自維護(hù)能力。例如，在德國工業(yè)4.0實(shí)施方案中，信息物理系統(tǒng)（CPPSs）幫助智慧工廠進(jìn)行自我管理，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的定制化和個(gè)性化。CCPSs不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自我管理，還可以實(shí)現(xiàn)維護(hù)的自我管理。

人機(jī)一體。智能制造系統(tǒng)不單純是“人工智能”系統(tǒng)而是人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，是一種混合智能。人機(jī)一體化一方面突出人在制造系統(tǒng)中的核心地位同時(shí)在智能機(jī)器的配合下更好地發(fā)揮了人的潛能，使人機(jī)之間表現(xiàn)出一種平等共事、相互“理解”、相互協(xié)作的關(guān)系，使兩者在不同的層次上各顯其能，相輔相成。虛擬制造技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)高水平人機(jī)一體化的關(guān)鍵技術(shù)之一。人機(jī)結(jié)合的新一代智能界面使得可用虛擬手段智能地表現(xiàn)現(xiàn)實(shí)，它是智能制造的一個(gè)顯著特征。

網(wǎng)絡(luò)集成。智能制造系統(tǒng)在強(qiáng)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)智能化的同時(shí)更注重整個(gè)制造系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化集成。這是智能制造系統(tǒng)與傳統(tǒng)的面向制造過程中特定應(yīng)用的“智能化孤島”的根本區(qū)別。這種網(wǎng)絡(luò)集成包括兩個(gè)層面。智能制造的第一個(gè)特點(diǎn)體現(xiàn)在企業(yè)智能生產(chǎn)系統(tǒng)的縱向整合以及網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)系統(tǒng)利用信息物理系統(tǒng)（CPPSs）實(shí)現(xiàn)工廠對訂單需求、庫存水平變化以及突發(fā)故障的迅速反應(yīng)。生產(chǎn)資源和產(chǎn)品由網(wǎng)絡(luò)連接，原料和部件可以在任何時(shí)候被送往任何需要它的地點(diǎn)。生產(chǎn)流程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都被記錄，每個(gè)差錯(cuò)也會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)記錄，這有利于幫助工廠更快速有效地處理訂單的變化、質(zhì)量的波動(dòng)、設(shè)備停機(jī)等事故。工廠的浪費(fèi)將大大減少。二是價(jià)值鏈橫向整合。與生產(chǎn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化相似，全球或本地的價(jià)值鏈網(wǎng)絡(luò)通過CPPSs相連接，囊括物流、倉儲(chǔ)、生產(chǎn)、市場營銷及銷售，甚至下游服務(wù)。任何產(chǎn)品的歷史數(shù)據(jù)和軌跡都有據(jù)可查，仿佛產(chǎn)品擁有了“記憶”功能。這便形成一個(gè)透明的價(jià)值鏈——從采購到生產(chǎn)再到銷售，或從供應(yīng)商到企業(yè)再到客戶?？蛻舳ㄖ撇粌H可以在生產(chǎn)階段實(shí)現(xiàn)，還可以在開發(fā)、訂單、計(jì)劃、組裝和配送環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)⑥。

智能制造面臨四大技術(shù)挑戰(zhàn)

異構(gòu)異質(zhì)系統(tǒng)的融合。智能制造系統(tǒng)利用信息物理系統(tǒng)（CPPSs）縱向?qū)崿F(xiàn)智能生產(chǎn)系統(tǒng)整合和網(wǎng)絡(luò)化，橫向?qū)崿F(xiàn)價(jià)值鏈的整合與網(wǎng)絡(luò)化。現(xiàn)在面臨的問題是，傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中不同的技術(shù)發(fā)展相對割裂。盡管一些既定的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在各種技術(shù)學(xué)科、專業(yè)協(xié)會(huì)和工作組中使用，但是缺乏對這些標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)。目前，不同工業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間，設(shè)備之間存在嚴(yán)重的異構(gòu)異質(zhì)問題需要解決。異構(gòu)性是指不同類型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如Internet，WSN等）高質(zhì)量互聯(lián)互通的問題。異質(zhì)性是指不同公司生產(chǎn)的、不同功能的硬件不兼容的設(shè)備在沒有彼此差異的情況下進(jìn)行互聯(lián)互通的問題⑦。這要求從傳感器、數(shù)據(jù)卡開始，從數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)、云平臺(tái)、數(shù)據(jù)中心、全連接，需要統(tǒng)一的架構(gòu)，以及標(biāo)準(zhǔn)化的接口。這需要一套新的國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)大范圍嵌入式設(shè)備之間的互聯(lián)以及向虛擬世界互聯(lián)。通過網(wǎng)絡(luò)間的融合與協(xié)同，對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分離的、局部的優(yōu)勢能力與資源進(jìn)行有序整合，最終實(shí)現(xiàn)無處不在、無所不能的一種智能網(wǎng)絡(luò)。在異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，每一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)都具備自路由的功能，形成一個(gè)自組織、自管理、自修復(fù)、自我平衡的智能網(wǎng)絡(luò)。各個(gè)設(shè)備因?yàn)楫悩?gòu)異質(zhì)的融合可以相互之間進(jìn)行良好的通信交流，在不同的網(wǎng)絡(luò)共存的情況下，還可以整合與優(yōu)化資源配置，利用性能更好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)更高效的資源利用。

解決這個(gè)問題，單靠哪家企業(yè)都不現(xiàn)實(shí)，需要積極推進(jìn)智能制造的各國政府，跨國界的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新組織、跨國公司以及廣泛的中小企業(yè)共同參與，將現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，如在自動(dòng)化領(lǐng)域（工業(yè)通信、工程、建模、IT安全、設(shè)備集成、數(shù)字化工廠等）納入一個(gè)新的全球參考體系是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)。這項(xiàng)工作具有高度的復(fù)雜性，是智能制造發(fā)展面臨的一大挑戰(zhàn)。

復(fù)雜大系統(tǒng)管理。在現(xiàn)代管理中，我們一般可通過模型模擬來解決一些非常廣泛的真實(shí)的或假想的管理問題，例如產(chǎn)品，制造資源或整個(gè)制造系統(tǒng)，如人類與智能系統(tǒng)的互動(dòng)，又如不同企業(yè)和組織之間業(yè)務(wù)流程等管理方面的問題。

在智能制造時(shí)代，基于模型模擬使用標(biāo)準(zhǔn)的方式來配置和優(yōu)化制造工藝對于企業(yè)是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。主要原因在于智能制造系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，由于功能增加、產(chǎn)品用戶特定需求增加、交付要求頻繁變化、不同技術(shù)學(xué)科和組織日益融合，以及不同的公司之間合作形式變化迅速，很難開發(fā)一套穩(wěn)定且具有極強(qiáng)適應(yīng)性的管理模型。另外，開發(fā)新的管理系統(tǒng)模型的成本與收益問題也是一大難題。智能制造系統(tǒng)在建立初期階段就需要建立明確的管理模型，這一階段需要較高的資金支出。在高產(chǎn)量行業(yè)（如汽車行業(yè)）或有嚴(yán)格安全標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)（如航空電子行業(yè)），公司更有可能接受較高的初期投入。如果它們只生產(chǎn)小批量或個(gè)性化產(chǎn)品，則不太可能這樣做。

高質(zhì)量高容量網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。智能制造需要更高容量和更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施，以保證智能制造所需的延遲時(shí)間、可靠性、服務(wù)質(zhì)量和通用帶寬。工業(yè)企業(yè)的信息化水平越來越高，信息數(shù)據(jù)量也越來越多，各種設(shè)備儀器產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)對信息處理的要求也提高了。高運(yùn)行可靠性，數(shù)據(jù)鏈路可用性，保證延遲時(shí)間和穩(wěn)定的連接成為智能制造的關(guān)鍵，因?yàn)樗麄冎苯佑绊憫?yīng)用程序的性能⑧。

高質(zhì)量高容量網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是智能制造面臨的又一個(gè)挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是工業(yè)領(lǐng)域?qū)拵У幕A(chǔ)架構(gòu)過去并不是面向大數(shù)據(jù)的，大量機(jī)器與機(jī)器、設(shè)備與設(shè)備等數(shù)據(jù)的收集、傳輸、交互等，對工業(yè)領(lǐng)域?qū)拵ЩA(chǔ)架構(gòu)提出了更大的挑戰(zhàn)。二是要實(shí)現(xiàn)端到端的全生命周期基于數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)，需要更大范圍、更大維度的信息交流，異構(gòu)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的信息交流是一大挑戰(zhàn)。三是網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和成本控制的挑戰(zhàn)。智能制造網(wǎng)絡(luò)不僅需要高速、帶寬、簡單、可擴(kuò)展、安全，還需要便宜，不明顯增加現(xiàn)有制造產(chǎn)品和服務(wù)的成本。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要綁定可靠的SLA（服務(wù)水平協(xié)議）；通信容量的可用性和性能高；持?jǐn)?shù)據(jù)鏈路調(diào)試/跟蹤，尤其是提供相關(guān)的技術(shù)援助；提供廣泛可用/有保證的通信容量（固定/可靠的帶寬）；廣泛使用的嵌入式SIM卡；所有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商之間的短信傳遞狀態(tài)通知；標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用程序編程接口（APIs）的配置，涵蓋所有供應(yīng)商（SIM卡激活/停用）；移動(dòng)服務(wù)合約的成本控制；負(fù)擔(dān)得起的數(shù)據(jù)全球漫游通訊費(fèi)用等。

系統(tǒng)安全。智能制造系統(tǒng)涉及高度網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將大量的有關(guān)人、IT系統(tǒng)、自動(dòng)化元件和機(jī)器信息納入其中。更多的參與者涉入到整個(gè)價(jià)值鏈。廣泛的網(wǎng)絡(luò)和潛在的第三方訪問至少意味著一系列全新的安全問題呈現(xiàn)在智能制造系統(tǒng)中。因此，在智能制造中，必須考慮到信息安全措施（加密程序或認(rèn)證程序）對生產(chǎn)安全的影響（時(shí)間關(guān)鍵功能、資源可用性）。

智能制造安全性的挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。首先，現(xiàn)有的工廠將升級(jí)網(wǎng)絡(luò)安保技術(shù)和措施，以滿足新的安全要求的挑戰(zhàn)。但是，通常企業(yè)的機(jī)械裝備壽命較長，原有的很多設(shè)備并不具備可靠的網(wǎng)絡(luò)連接功能，升級(jí)改造非常困難。同時(shí)，企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)系統(tǒng)與外部的和在某些情況下很難聯(lián)網(wǎng)的陳舊基礎(chǔ)設(shè)施等因素影響，安全性的保障也很困難。其次，要為新的工廠和機(jī)器制定解決方案的挑戰(zhàn)。企業(yè)界目前缺乏完全標(biāo)準(zhǔn)化的操作平臺(tái)，以實(shí)施足夠的安保解決方案。滿足信息物理系統(tǒng)（CPPSs）安全的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)開發(fā)本身也充滿挑戰(zhàn)。

智能制造面臨兩大法律挑戰(zhàn)

數(shù)據(jù)的權(quán)屬問題。智能制造是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的制造。在智能制造時(shí)代，每一個(gè)工廠都應(yīng)有一套智能系統(tǒng)，它首先能夠通過傳感器，對機(jī)器運(yùn)作數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并加以分析，從而實(shí)時(shí)了解工廠的運(yùn)作情況；其次，能夠通過執(zhí)行器對機(jī)器運(yùn)作進(jìn)行控制；此外，還能對消費(fèi)者行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到銷售的全生命周期，進(jìn)行最優(yōu)化的管理。因此，智能制造很大程度上依賴于數(shù)據(jù)的處理和加工，以數(shù)據(jù)鏈為基礎(chǔ)，更自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備，更靈活的流程管理，讓工廠能夠基于市場預(yù)測，快速地裝配調(diào)度，智能地生產(chǎn)，從而以最快的速度匹配消費(fèi)者需求，并在全社會(huì)范圍內(nèi)優(yōu)化資源配置。

海量數(shù)據(jù)在智能制造時(shí)代具有前所未有的商業(yè)價(jià)值。自動(dòng)化時(shí)代的工業(yè)數(shù)據(jù)主要是在廠商的自動(dòng)化生產(chǎn)和配送系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行流轉(zhuǎn)，因此制造商毋容置疑的享有其所有權(quán)。但是在智能制造時(shí)代，制造系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、顧客的需求數(shù)據(jù)等海量數(shù)據(jù)將在一個(gè)更加廣闊的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中流轉(zhuǎn)，而且網(wǎng)絡(luò)的參與者也更加的多元化，能夠利用這些數(shù)據(jù)謀利的主體也更加的多元化。目前法律只對有形資產(chǎn)和專利保護(hù)有明確的界定，如果不從法律上解決數(shù)據(jù)的權(quán)屬問題，并建立起適合智能制造發(fā)展需求的法律框架，使企業(yè)投資和開發(fā)數(shù)據(jù)、共享數(shù)據(jù)能夠獲得滿意的回報(bào)，企業(yè)投資智能制造的積極性就會(huì)大打折扣，智能制造的發(fā)展可能會(huì)被大大的延遲。

法律監(jiān)管問題。智能制造系統(tǒng)在制造過程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，這種智能制造系統(tǒng)可能擁有越來越高的“自治”能力，并逐漸演化成“自治系統(tǒng)”。與此同時(shí)，自治系統(tǒng)帶來的損害和傷害責(zé)任的法律問題也隨之增長。在智能制造時(shí)代，很多相關(guān)的法律責(zé)任都需要重新界定。

自動(dòng)駕駛汽車是一個(gè)典型的“自治系統(tǒng)”，它面臨的事故責(zé)任和法律監(jiān)管問題是智能制造時(shí)代的典型案例。按照目前大多數(shù)相關(guān)的車輛法規(guī)，自動(dòng)駕駛汽車這種“自治系統(tǒng)”是不能上路行駛的。1949年版的《日內(nèi)瓦道路交通公約》要求駕駛員“應(yīng)當(dāng)時(shí)刻能夠控制其車輛”，因此，歐洲原有的道路交通法規(guī)不允許自動(dòng)駕駛汽車上路。目前，美國只有4個(gè)州允許無人駕駛汽車上路。它們在歐洲也不被法律認(rèn)可，盡管聯(lián)合國《維也納道路交通公約》近期的一項(xiàng)修訂意味著，包括歐洲和美洲在內(nèi)的72個(gè)國家允許汽車在特定期間自主駕駛。但是道路交通法律仍然要求司機(jī)有能力控制車輛。而其他國家在推行自動(dòng)駕駛汽車方面也面臨著相同的挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)其實(shí)是自治系統(tǒng)使用的合法性問題，也是關(guān)系到未來越來越多的具有“自治”能力的智能制造系統(tǒng)是否能夠大規(guī)模使用和推廣的關(guān)鍵。

這一挑戰(zhàn)的另外一個(gè)方面，是自治系統(tǒng)的法律責(zé)任界定問題。例如，現(xiàn)在的道路交通法規(guī)一般都規(guī)定，駕駛者對所駕駛的車輛造成的事故負(fù)有直接責(zé)任。但如果是自動(dòng)駕駛的汽車，交通事故發(fā)生的責(zé)任界定將變得復(fù)雜。因?yàn)槭鹿实脑蚩赡苁亲詣?dòng)駕駛系統(tǒng)的問題，也可能是駕駛者違規(guī)操作的問題。這使得責(zé)任的牽扯方將不再只包括駕駛者，還可能包括自動(dòng)駕駛車的制造方、駕駛系統(tǒng)軟件提供商等。法律并不是僅僅規(guī)定自動(dòng)駕駛汽車能否上路那么簡單，而是一整套條例和法令，決定了你遭遇具體情境時(shí)會(huì)發(fā)生什么。對于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來說，這些規(guī)則中的大部分尚未出現(xiàn)。假如法律規(guī)定駕駛者應(yīng)該承擔(dān)更多的責(zé)任，就有可能極大地影響智能汽車的銷售。如果法律規(guī)定限制自動(dòng)駕駛汽車的制造商，也會(huì)影響廠商開發(fā)自動(dòng)駕駛汽車和推動(dòng)器上市的積極性。

自動(dòng)駕駛汽車只是諸多“智能系統(tǒng)”中的一種，在“智能制造”時(shí)代，如何更好的監(jiān)管數(shù)量龐大、種類繁多的“自治”系統(tǒng)，將是全球法律系統(tǒng)面臨的一個(gè)更為巨大的挑戰(zhàn)。

注釋

張潔、呂佑龍：《智能制造的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢》，《高科技與產(chǎn)業(yè)化》，2015年3月23日。

雷源忠：《21世紀(jì)的制造技術(shù)——智能制造系統(tǒng)》，《中國機(jī)械工程》，1992年第2期。

中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部：《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》，2012年4月24日。

中華人民共和國工業(yè)和信息化部：《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，2012年7月16日。

楊叔子、丁洪：《智能制造技術(shù)與智能制造系統(tǒng)的發(fā)展與研究》，《中國機(jī)械工程》，1992年3月2日。

德勤：《迎接智能制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型新契機(jī)》，2015年5月8日。

張平：《工業(yè)4.0面臨的三大技術(shù)難題如何解構(gòu)？》，《中國電子報(bào)》，2015年1月23日。

柯曼：《工業(yè)4.0七大挑戰(zhàn)》，中國電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，2014年12月5日。

責(zé) 編∕凌肖漢