深化制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展加快制造強國建設

◎ 工業(yè)和信息化部副部長、中國科學院院士 懷進鵬

深化制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展加快制造強國建設

◎ 工業(yè)和信息化部副部長、中國科學院院士 懷進鵬

制造業(yè)與互聯(lián)網的融合，使全球制造業(yè)發(fā)生深刻變革。中國改革開放以來創(chuàng)造了世界制造業(yè)發(fā)展的奇跡，在500多種產品當中，占有220多種世界第一。在數(shù)字化時代帶來機遇的同時，也面臨很多挑戰(zhàn)。為應對挑戰(zhàn)，要深化制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展，進一步推動中國數(shù)字化制造、智能制造的轉型，加快制造強國建設。

麥肯錫和Gartner兩家全球著名的咨詢公司預測，到2025年，機器人可以取代4000萬的全職工人工作，而1/3的機器人或智能軟件可能代替無人駕駛，屆時或許有相當比例的汽車司機會失業(yè)。這些都是狹義上人工智能機器人和無人機以及自動駕駛，對可能改變產業(yè)生態(tài)提出的新的預測。同時，在醫(yī)療培訓和教育行業(yè)，也會帶來新的發(fā)展。大家可能看到過很多這樣的例子，比如說機器人陪練，打羽毛球，機器人輔助醫(yī)療培訓，以及機器人走向教育。從中可以看到，它涉及培訓、教育、服務業(yè)等很多新領域。為應對這些熱點，Gartner在今年7月發(fā)布了新型技術和人工智能等領域對未來的預測和發(fā)展，特別是對于處于未來兩到五年可能形成產業(yè)的熱點給予的預測，引發(fā)了現(xiàn)在投資界和產業(yè)界一輪新的熱潮。

從信息技術本身來看，現(xiàn)在仍然有很多目不暇接的新業(yè)態(tài)、新技術和新方向，但是從信息技術本身來看，有三件重要的事情，第一是計算機的發(fā)現(xiàn)發(fā)明，第二是微電子集成電路的廣泛應用，第三是網絡通訊給我們帶來的無限便利。在這樣三個里程碑時代中，還有經濟的三個規(guī)律在起作用。一是摩爾定律，每18個月集成電路增加一倍，但價格下降一倍。20多年來，CPU提高了3500倍，內存和硬盤價格下降了45000倍和360萬倍。比如1980年一個GB的存儲需20萬美元，2009年只需7美分，這不是科學定律，是一種經濟預測。不斷的科技創(chuàng)新推動了產業(yè)的發(fā)展，也推動了社會的進步。第二個是吉爾德定律。主干網帶寬每6個月增加1倍，而每比特費用將趨于零，預示著這將推動著我們今天所謂的分享經濟、零邊界成本社會的加速到來。還有一個定律是邁特卡爾定律。是說網絡的價值如何估算，在他的定律當中提到的網絡價值與用戶數(shù)的平方成正比，也就是說N個節(jié)點的用戶將會創(chuàng)造N個平方的價值，現(xiàn)在4G用戶已經達到4.8億以上，占全球的50％。可以設想，巨大的應用和市場空間所創(chuàng)造出的技術推動，也可以給我們帶來新的機會。

信息經濟已經成為中國發(fā)展的新動能。一個表現(xiàn)就是連續(xù)的經濟規(guī)模在擴大，且它對整個國民經濟的貢獻超過GDP平均增速，產業(yè)保持著持續(xù)10％以上的增長，占全國進出口外貿的1/3，特別是彩電、手機、微機和網絡通信設備，中國占世界第一。我們現(xiàn)在的4G用戶，最新的數(shù)字突破了5億，而占全球如此大的規(guī)模，網民的規(guī)模將近7億。中國現(xiàn)在已經成為世界最大的信息基礎設施的擁有國，而且電子商務的交易和發(fā)展極其迅速，基本符合邁特卡爾定律網絡節(jié)點數(shù)的平方代表的網絡的價值。在全球互聯(lián)網公司當中，前十家有四家是中國的。信息經濟已經成為中國全面建設小康社會的強大保障。在2014年信息經濟已經占GDP的26％，去年達到18萬億，超過了27％。到2020年，按照信息化發(fā)展戰(zhàn)略，GDP信息經濟所占的比例要超過40％，從27％到40％，將進一步成為世界的經濟大國。面對新經濟、新技術和新業(yè)態(tài)的蓬勃發(fā)展，在今年5月30日的“科技三會”上，習近平總書記吹響建設創(chuàng)新型國家，向世界科技強國進軍的號角。他在今年4月19日網絡安全和信息化工作會議上還談到，發(fā)展新一代信息技術，是國家發(fā)展的客觀需要，特別是要突破核心技術。二是特別強調了要大力發(fā)展信息經濟，拓展經濟發(fā)展空間，著力做好推動互聯(lián)網與實體經濟深度融合，做好信息化和工業(yè)化深度融合這篇大文章。

在新技術不斷出現(xiàn)、融合發(fā)展不斷跨界的今天，信息產業(yè)和信息經濟也面臨著新的轉型和變革，特別是新興工業(yè)革命給我們提出新的重要問題，以及IT領域自身的發(fā)展和新的應用模式不斷涌現(xiàn)，可能給我們帶來很多發(fā)展空間。IT領域與制造業(yè)的融合，將會迎來200億以上的設備互聯(lián)，現(xiàn)在的PC是17億，移動終端是70億，而未來百億的規(guī)模將會創(chuàng)造從過去百萬量級的PC、千萬量級的智能終端到以億和10億為單位的智能物體互聯(lián)，而這樣一個社會帶給我們新的機遇和挑戰(zhàn)會是什么？信息經濟進入數(shù)字智能時代，下一個顛覆性的產業(yè)和社會的基本特征又應該如何應對？

我們覺得，信息經濟、信息技術仍然處于快速發(fā)展的時候，當前已經進入了一種新的計算時代，包括網絡計算。感知計算需要把物理數(shù)據(jù)數(shù)字化通過傳感器和感知聯(lián)入數(shù)字內容。通過人類社會的智能計算，所共同構成的網絡、感知和智能為主題的新的計算時代。而未來，社會的數(shù)字化轉型將通過感知實現(xiàn)數(shù)字化，數(shù)字化之后完成智能化的基礎，這些都源于對大數(shù)據(jù)的分析和計算。

我們說，信息技術仍然處于發(fā)展的爆發(fā)期，也是引領新一輪變革的主導力量，其表現(xiàn)是自身的變化和與新的應用領域的結合，特別是和制造、生物等其他新的方向的結合。在發(fā)展當中，我們可以看到，凡是有重大問題的地方，一定是有重大創(chuàng)新機會的地方。一個是信息技術的物理和理論基礎面臨重大挑戰(zhàn)，我們說的摩爾定律將會遇到新的挑戰(zhàn)，存儲墻也會成為重大問題，因為數(shù)據(jù)中心不斷增強，而功耗問題將會成為未來信息產業(yè)微電子發(fā)展的一個重要內容。

我們都知道嵌入式系統(tǒng)越來越壯大，大概有90％的汽車最高可以達到嵌入式實施系統(tǒng)的比例。在過去的發(fā)展當中，嵌入實施系統(tǒng)已經成為重要的內容。而不斷應用需求的變化和互聯(lián)網應用規(guī)模的擴大，給我們帶來更多新的問題，傳統(tǒng)軟件的問題和新的實時系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)。美國估計其每年軟件造成的損失占GDP的0.6％，而且在呈每年增長的趨勢，這也為軟件未來的發(fā)展創(chuàng)造了新的機會。軟件參與計算，軟件定義管理成為可能。

進入數(shù)字化時代，數(shù)據(jù)就成為一個重大問題，數(shù)據(jù)本身是泛濫還是具有價值？人們不斷地在探索和思考，它是否能夠在從稀缺走向豐富的時候給我們帶來更多的機會。所以人們講，真理都在數(shù)據(jù)中。從資本時代進入數(shù)據(jù)經濟的時代，我們面對數(shù)據(jù)處理的重要問題，而在數(shù)據(jù)處理過程當中，發(fā)現(xiàn)也有很多重大的機會。比如說科學研究的方式是不是從理論、實驗、計算走向了所謂的數(shù)據(jù)運行計算。美國今年修正了1991年的一個法案，對高性能計算的定義增加了大數(shù)據(jù)分析能力，作為一個要素，融入到所謂的HPC當中。我們在考核計算的價值的時候，一定源于對數(shù)據(jù)時代的理解。在數(shù)據(jù)時代，我們處理的方式和已有的工作會有些差別，表現(xiàn)極端的內容就是數(shù)據(jù)的因果關系還是關聯(lián)關系。對我們傳統(tǒng)的數(shù)學和計算的方式也會帶來新的方式。所以發(fā)現(xiàn)計算的規(guī)律，是大數(shù)據(jù)時代非常重要的。

未來的發(fā)現(xiàn)是否能夠對智能產生影響？我們前面也提到過，源于智能的產生，很重要的依賴于計算或者腦科學。對未來的計算如何思考和定義，比如說中國古語講計算就包括兩個意思，一個是運算，一個是考慮，這就帶有智能的內容。而相反的一面，計算反過來是“算計”，也成為人工智能帶來的新問題。但是從計算本身來說，它仍然有計算的復雜性，計算問題是計算機科學本質的問題，需要有計算的科學。同時，我們說還需要有邏輯的基礎，是否我們能夠找到一種滿足因果關系的邏輯基礎支撐這種簡單的數(shù)據(jù)規(guī)模的計算。互聯(lián)網在面向實時系統(tǒng)的時候，要有新的未來網絡要解決安全性、實時性和能耗等諸多問題。

未來可能出現(xiàn)的轉變就是信息技術對制造業(yè)的影響。在對全球2000名以上的企業(yè)家和管理專家進行評估的時候，排在首位的影響制造業(yè)的重要顛覆性技術是大數(shù)據(jù)。去年9月份，美國SRC主導發(fā)布了“重啟IT”革命的報告，他們認為數(shù)據(jù)的增長、傳感器的部署和無所不在的網絡創(chuàng)造了新的機會，并由此引發(fā)出八大新興發(fā)展的關鍵領域，對感知計算、智能存儲、下一代計算模式以及洞察計算提出了新的問題。

信息技術會影響經濟社會。我們看到，分享經濟是2010年時代周刊評價的“改變世界的10大想法之一”，而今年提出“按需經濟”是改變世界的十大想法之一。巨大的新興市場和技術的發(fā)展在還沒有形成穩(wěn)定的產業(yè)規(guī)模和社會文明進步的影響時，我們需要把握未來的發(fā)展機遇，創(chuàng)造出中國信息產業(yè)和信息經濟的新空間。

制造業(yè)與互聯(lián)網的融合，全球制造業(yè)正在發(fā)生深刻的變革。從消費互聯(lián)網進入到工業(yè)互聯(lián)網，美國以及企業(yè)、德國4.0和工業(yè)4.0平臺，加上西門子，都對此投入了眾多人力物力。特別是今年年初美國工業(yè)互聯(lián)網和德國的工業(yè)4.0建立了新的聯(lián)盟體系，構造面向數(shù)字化競爭下工業(yè)互聯(lián)網與智能制造融合發(fā)展的新生態(tài)。西方發(fā)達國家對制造業(yè)如此關注，是因為沒有強大的實體制造業(yè)，服務業(yè)發(fā)展將受到制約，它也是就業(yè)穩(wěn)定和經濟發(fā)展的重要支撐。在發(fā)達國家有兩個70％，服務業(yè)的增加值占GDP的70％，而生產性服務業(yè)占整個服務業(yè)的70％。換句話說，制造業(yè)為服務業(yè)貢獻了49％的經濟增長。

工業(yè)發(fā)展走過了福特時代、豐田精益生產的時代。那個時代，第一步解決了生產線規(guī)模和效率的問題，做得多、做得快。第二步解決了質量和成本精益求精的問題，做得好、做得省。面向大數(shù)據(jù)和個性化時代，能不能智能精準，以便實現(xiàn)做得對和做得準，可能就是未來制造業(yè)在發(fā)展方向的重要競爭內容。

中國改革開放以來創(chuàng)造了世界制造業(yè)發(fā)展的奇跡，在500多種產品當中，中國占有220多種世界第一。但面對新的發(fā)展，也有很多挑戰(zhàn)。今年年初德勤全球做了新的報告，分析中國雖然在2016年依然保持第一，但其他國家由于創(chuàng)新能力、人才能力和生態(tài)環(huán)境等因素，將不斷逼近中國的發(fā)展，預測有可能在2020年影響中國第一的位置。同時，在制造業(yè)低成本發(fā)展依然有效，東南亞一些國家不斷通過低成本的優(yōu)勢，在搶奪我們新的市場。所以在雙重擠壓下，我們的發(fā)展確實遇到新的瓶頸。過去是以B2C的模式所實現(xiàn)的方式是傳統(tǒng)工業(yè)的內容，也就是說實現(xiàn)了標準化的設計、批量化的生產，然后同質化的消費?，F(xiàn)在我們處在短缺經濟和過剩經濟和競爭時代，消費者的消費是個性化而不是同質化，撞衫成為很難堪的事情。所以，會對未來發(fā)展的研發(fā)方式產生顛覆，對制造方式產生顛覆，也許這是我們和全球面臨同一競爭起跑線的重要內容。因為中國是互聯(lián)網大國，是制造業(yè)大國，我們有著最大的消費市場和供應網絡。所以，通過互聯(lián)網逆向整合生產要素，來推動兩化融合，提高設計生產能力，就起了重大的作用。我們的創(chuàng)新方式從原來的內部創(chuàng)新開始有第三方用戶和供應商參與，這一點小米、海爾都是重要實例。產業(yè)的組織的方式也可能產生新的變革，同時為我們從消費互聯(lián)網走向制造業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)造新的機會。

創(chuàng)造帶來的價值就是對于生態(tài)的構建、要素的供應合作模式，特別是產品的競爭力和質量會有新的發(fā)展。

為應對全球制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，中國發(fā)布了《中國制造2025》。為了進一步推動中國數(shù)字化制造、智能制造的轉型，今年5月份發(fā)布了28號文《關于深化制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展強國的戰(zhàn)略》。面對產業(yè)變革的四大挑戰(zhàn)，要構造制造業(yè)的新基礎，第一就是硬件，自動控制和感知，這是物理世界數(shù)字化的技術，第二就是工業(yè)核心軟件。工業(yè)技術的軟件化是中國制造業(yè)走向強國的必由之路，而實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網和工業(yè)云，是我們搭建平臺，實現(xiàn)全球共融和推動產業(yè)發(fā)展的重要基礎。新的4G將會重點推進和發(fā)展。例如，波音用8000多種軟件完成了787的設計，只有不到1000種軟件是商業(yè)社會可購買的，其他7000多種軟件都是波音自己設計的。是不是引進波音的CEO、CTO和總設計師團隊就能成為世界強國呢？我們說實際上波音的競爭力，不是工廠，不是生產線，也不是人，而是這7000多種軟件長期積累的IPR，知識產權，所以未來核心軟件能夠保留并且發(fā)展沉淀，是非常重要的。第三就是工業(yè)的安全保障。在《關于深化制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展強國的戰(zhàn)略》中，我們特別支持利用大型制造業(yè)和互聯(lián)網企業(yè)支持“雙創(chuàng)”新生代的發(fā)展，同時支持中小企業(yè)培育協(xié)同化制造、個性化定制和服務型制造，增強融合發(fā)展能力和解決方案能力以及安全能力，強調落實七項政策，以便更有效地建立好制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展的新空間。

（本文摘編自作者在第十八屆中國科協(xié)年會上所作的大會特邀報告）