實(shí)現(xiàn)智能制造 需走好這幾步

在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大背景下， “中國(guó)制造2025”、德國(guó)“工業(yè)4.0”、美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略，均旨在構(gòu)建自身的智能制造體系，特別是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，以促進(jìn)制造模式、生產(chǎn)組織方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)的深刻變革，從而改變?nèi)蛑圃鞓I(yè)的發(fā)展格局。

同一個(gè)目標(biāo) 不同的實(shí)踐路徑

在綜述當(dāng)中已經(jīng)提到了“中國(guó)制造2025”并不是“工業(yè)4.0”的翻版，不過(guò)在實(shí)踐目標(biāo)上，德國(guó)“工業(yè)4.0”、美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”與“中國(guó)制造2025”所提出的工業(yè)化和信息化深度融合，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有著異曲同工之意，其目標(biāo)都是要實(shí)現(xiàn)工業(yè)體系的轉(zhuǎn)型升級(jí)，就是從傳統(tǒng)的工藝體系轉(zhuǎn)型到以自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及智能化為主的新型工業(yè)體系。

雖然三者實(shí)踐的目標(biāo)大同小異，但是工業(yè)化程度和工業(yè)基礎(chǔ)的不同，還是決定著三者之間要采取不同的實(shí)踐路徑。德國(guó)“工業(yè)4.0”和美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”都是企業(yè)推動(dòng)，政府采納，然后上升到國(guó)家戰(zhàn)略，是一個(gè)自下而上的推進(jìn)過(guò)程，而“中國(guó)制造2025”是國(guó)家推動(dòng)，企業(yè)實(shí)施，一個(gè)自上而下的推進(jìn)過(guò)程。

從實(shí)踐層面來(lái)講，德國(guó)“工業(yè)4.0”和美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”都是以信息技術(shù)為先導(dǎo)，而“中國(guó)制造2025”是站在應(yīng)用端和制造業(yè)本身，以應(yīng)用需求為引領(lǐng)。這樣就可以更大限度地彌補(bǔ)自身在工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)水平的差距，以一種特色發(fā)展之路縮小與歐美國(guó)家之間的差距。

“我們與歐美國(guó)家之間的技術(shù)差距是現(xiàn)實(shí)存在的，并不能在短時(shí)間內(nèi)完全消除。在智能制造推進(jìn)實(shí)施過(guò)程中一定是先發(fā)展技術(shù)嗎？不是，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)一定是先解決應(yīng)用需求，通過(guò)應(yīng)用牽引技術(shù)的發(fā)展。所以我覺(jué)得‘中國(guó)制造2025是基于制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需求，來(lái)牽引技術(shù)的發(fā)展。這樣能夠縮短我們?cè)诩夹g(shù)研發(fā)上的時(shí)間周期，與我們現(xiàn)階段制造業(yè)的現(xiàn)狀相匹配?！眲⒐π绱私忉尩?。

“機(jī)器換人就實(shí)現(xiàn)了智能化”是一個(gè)偽命題

采訪(fǎng)中，寧振波多次強(qiáng)調(diào)“機(jī)器換人就實(shí)現(xiàn)了智能化”一定是偽命題。智能系統(tǒng)的基本特征可以由20個(gè)字來(lái)概括：狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行以及學(xué)習(xí)提升。在他看來(lái)，機(jī)器換人其實(shí)就是換的生產(chǎn)一線(xiàn)的工人，而有數(shù)據(jù)顯示，實(shí)際上在一線(xiàn)生產(chǎn)崗位上機(jī)器能夠換掉的工人數(shù)量不到全部的10%。智能制造一定是囊括了產(chǎn)品研發(fā)、工藝、生產(chǎn)、交付、管理以及服務(wù)等完整的工業(yè)體系，所以說(shuō)智能制造是完整的工業(yè)體系的轉(zhuǎn)型，而不僅僅體現(xiàn)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化方面。

對(duì)此，TCL集團(tuán)董事長(zhǎng)、CEO李東生也談到了自己的理解。他認(rèn)為，智能化意味著機(jī)器自己就可以判斷和處理工藝流程，它能進(jìn)行邏輯思維的自主判斷；而自動(dòng)化則是每一次都精準(zhǔn)地重復(fù)著同一個(gè)動(dòng)作。自動(dòng)化能夠提高工作效率，而智能化能夠提高工藝水平。

其實(shí)智能制造能力的形成一定是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，并不是一蹴而就的?！捌髽I(yè)首先要做到自動(dòng)化，在自動(dòng)化的基礎(chǔ)上發(fā)展信息化，然后通過(guò)自動(dòng)化與信息化的融合，再發(fā)展數(shù)字化，最后才能在數(shù)字化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能化。如果一開(kāi)始就想要實(shí)現(xiàn)智能化，將是不切實(shí)際的，逐步完善、迭代升級(jí)的過(guò)程一點(diǎn)是要有的。”西克中國(guó)市場(chǎng)總監(jiān)崔麗麗對(duì)本報(bào)記者如此說(shuō)道。

那么，又要如何理解自動(dòng)化、數(shù)字化與智能化之間的區(qū)別和聯(lián)系呢？他們之間僅僅是一種遞進(jìn)的關(guān)系嗎？

寧振波認(rèn)為，自動(dòng)化是生產(chǎn)智能化的基礎(chǔ)，而數(shù)字化是產(chǎn)品研發(fā)智能化的基礎(chǔ)。之前提到，機(jī)器換人是實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，然而數(shù)字化成為研發(fā)智能化的基礎(chǔ)又要如何去理解呢？

其中就涉及到三維模型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與仿真。產(chǎn)品三維模型的建立是難點(diǎn)，基于產(chǎn)品模型，再完成工藝設(shè)計(jì)，由于是三維模型，工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中還可以做仿真分析，最后根據(jù)工藝將產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)。這一過(guò)程就是產(chǎn)品建模，仿真分析；工藝，仿真分析；制造過(guò)程，仿真分析；實(shí)驗(yàn)，仿真分析的過(guò)程。當(dāng)有三維模型深入其中的時(shí)候企業(yè)就開(kāi)始具備智能基因了。

另外，關(guān)于自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化之間的關(guān)系，劉功效認(rèn)為，三者既有可能是遞進(jìn)關(guān)系，也有可能是平行關(guān)系。因?yàn)榧瓤梢詥为?dú)來(lái)講某一個(gè)發(fā)展階段，又可能出現(xiàn)你中有我，我中有你的情況，這都要取決于企業(yè)所處的發(fā)展階段，不同的發(fā)展階段會(huì)采用不同的技術(shù)手段去解決實(shí)際需求。實(shí)現(xiàn)智能制造的五個(gè)關(guān)鍵步驟

智能制造的完成在于工業(yè)基礎(chǔ)和能力。目前，隨著我國(guó)在產(chǎn)品技術(shù)、工業(yè)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模以及基礎(chǔ)核心產(chǎn)業(yè)等方面快速提升和發(fā)展，我們開(kāi)始具備實(shí)踐智能制造的基礎(chǔ)條件。雖然整體上與德國(guó)、美國(guó)等歐美國(guó)家還存在一定差距，但已經(jīng)開(kāi)始形成自身的發(fā)展特色。

前面已經(jīng)提到，智能化的實(shí)現(xiàn)一定是一個(gè)漸進(jìn)發(fā)展的過(guò)程，不會(huì)立竿見(jiàn)影，也不會(huì)一蹴而就。在這個(gè)過(guò)程中，除了已經(jīng)具備一定程度的工業(yè)基礎(chǔ)硬實(shí)力之外，還需要在眾多軟實(shí)力方面下功夫。

第一步，要轉(zhuǎn)變觀(guān)念，形成正確認(rèn)識(shí)。在轉(zhuǎn)型升級(jí)的過(guò)程中由于對(duì)智能制造的理解不夠深入，制造企業(yè)可能存在盲目建設(shè)的情況。寧振波表示，現(xiàn)在企業(yè)更多的不是缺技術(shù)，而是缺意識(shí)。長(zhǎng)期形成的以短期利益驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向的功利思想導(dǎo)致有些企業(yè)還在想著能夠做小事，掙大錢(qián)，這種思想在智造轉(zhuǎn)型過(guò)程中是行不通的。

另外，作為傳感器廠(chǎng)商，德國(guó)西克在實(shí)踐以及與客戶(hù)企業(yè)的溝通合作過(guò)程中也有這方面的認(rèn)識(shí)。西克中國(guó)市場(chǎng)總監(jiān)崔麗麗表示，前些年，由于對(duì)“工業(yè)4.0”和“中國(guó)制造2025”的炒作顯得過(guò)于熱情和激進(jìn)，從而導(dǎo)致不管是處于何種發(fā)展階段的企業(yè)都想著建立智能工廠(chǎng)或者向“工業(yè)4.0”方向靠近，好像沾到了邊，就搖身一變成為了先進(jìn)制造企業(yè)。實(shí)際上，這種發(fā)展是不現(xiàn)實(shí)的。

其實(shí)，無(wú)論是“工業(yè)4.0”，還是“中國(guó)制造2025”都需要一個(gè)長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程，短期的投資并不能馬上兌現(xiàn)。不過(guò)在崔麗麗看來(lái)，這也許是智能制造發(fā)展必經(jīng)的一個(gè)過(guò)程吧，就是從一開(kāi)始的一哄而上，然后到慢慢趨于理智，最后到能根據(jù)自身情況有選擇性地進(jìn)行產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的迭代升級(jí)。

第二步，加快國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件研發(fā)速度以及在制造業(yè)當(dāng)中的更新?lián)Q代步伐。有人曾談到在智能制造時(shí)代，國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件任重而道遠(yuǎn)。而在信息化與工業(yè)化融合的進(jìn)程中，工業(yè)軟件作為使能工具是衡量企業(yè)軟能力的重要部分，而軟能力在某種程度上是一個(gè)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的代名詞。

關(guān)于這種軟實(shí)力，中國(guó)工程院院士李培根認(rèn)為是指軟件對(duì)機(jī)器或系統(tǒng)的感知進(jìn)行分析、處理、決策優(yōu)化，通過(guò)連接物理、人、信息系統(tǒng)并發(fā)現(xiàn)隱性規(guī)律，從而適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境，達(dá)到機(jī)器與人的協(xié)同。

不過(guò)目前，在眾多領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)還是被國(guó)外軟件所占據(jù)，關(guān)鍵核心工業(yè)輔助設(shè)計(jì)、工業(yè)流程控制、模擬測(cè)試等軟件幾乎都是清一色的國(guó)外企業(yè)軟件。就像寧振波所提到的那樣，過(guò)去由于中國(guó)在虛實(shí)結(jié)合方面缺乏相應(yīng)的工業(yè)軟件支撐，導(dǎo)致我們只能依靠國(guó)外軟件進(jìn)行產(chǎn)品建模，這其實(shí)是導(dǎo)致我國(guó)制造業(yè)大而不強(qiáng)的深層原因，所以說(shuō)智能制造的關(guān)鍵之處還是在于自主研發(fā)能力的培育和提升。

第三步，數(shù)據(jù)的采集、分析與處理在智能制造當(dāng)中扮演著重要角色。之前也提到，智能系統(tǒng)的基本特征是狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行以及學(xué)習(xí)提升，而實(shí)現(xiàn)這些功能的基礎(chǔ)在于數(shù)據(jù)的采集、分析以及挖掘處理。

目前，由于受到大多數(shù)制造企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備不高、信息孤島和系統(tǒng)應(yīng)用封閉普遍存在等技術(shù)層面的限制，導(dǎo)致無(wú)法形成有效的數(shù)據(jù)采集和分析處理機(jī)制，進(jìn)而制約著企業(yè)生產(chǎn)方式、組織流程以及服務(wù)模式的改進(jìn)和創(chuàng)新。與此同時(shí)，工業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的采集、分析以及挖掘處理過(guò)程較其他行業(yè)來(lái)說(shuō)更為復(fù)雜，需要更完善、更先進(jìn)的技術(shù)水平予以應(yīng)對(duì)。

采訪(fǎng)中，崔麗麗表示，“工業(yè)4.0”有別于3.0的最大的一個(gè)方面就是智能化，智能化的基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，國(guó)外有一種觀(guān)點(diǎn)就是可以把“工業(yè)4.0”簡(jiǎn)單地理解為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)管理。

另外，崔麗麗還提出了數(shù)據(jù)的所有權(quán)和控制權(quán)問(wèn)題。今后，隨著企業(yè)智能化水平的越來(lái)越高，這勢(shì)必將成為行業(yè)內(nèi)無(wú)法回避的難題。而要想從根本上解決這個(gè)問(wèn)題，建立數(shù)據(jù)交換主權(quán)安全認(rèn)證體系會(huì)是一個(gè)很好的方法，體系當(dāng)中可以將相關(guān)技術(shù)協(xié)議、數(shù)據(jù)安全和所有權(quán)問(wèn)題進(jìn)行清晰定義，明確界限。

2016年2月在德國(guó)柏林成立的“數(shù)據(jù)空間協(xié)會(huì)（Industry Data Space Association）就是這樣一個(gè)以建立數(shù)據(jù)所有權(quán)，使用權(quán)規(guī)范，以最大限度保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)空間的傳輸交換的安全性為目的的非營(yíng)利第三方技術(shù)機(jī)構(gòu)。 而SICK作為此協(xié)會(huì)的創(chuàng)始會(huì)員之一，前瞻性地為未來(lái)的數(shù)據(jù)世界能夠做到隨時(shí)隨地對(duì)自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制做好充足的準(zhǔn)備。

第四步，構(gòu)建和完善智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。俗話(huà)說(shuō)“無(wú)規(guī)矩不成方圓?！蹦壳埃瑹o(wú)論是國(guó)家還是企業(yè)，針對(duì)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)都做了眾多工作。在國(guó)家層面，已經(jīng)發(fā)布了《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。《指南》指出，要充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)在推進(jìn)智能制造建設(shè)發(fā)展中的基礎(chǔ)性和引導(dǎo)性作用，建立政府主導(dǎo)制定與市場(chǎng)自主制定的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同發(fā)展、協(xié)調(diào)配套的新型標(biāo)準(zhǔn)體系。

在企業(yè)層面，以英飛凌為例，去年英飛凌與西安交通大學(xué)簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同成立“西安交通大學(xué)管理學(xué)院-英飛凌智能制造管理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”， 雙方將建立長(zhǎng)期、全面的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，并充分利用各自的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)和資源致力于智能制造領(lǐng)域。

蘇華博士在接受本報(bào)記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)道：“對(duì)于中國(guó)制造本身而言，標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)還有待完善。我們與西安交通大學(xué)的合作主要是希望給國(guó)家在智能制造標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面提出一些合理化建議，同時(shí)撰寫(xiě)出一些有關(guān)智能制造管理的白皮書(shū)?！?/p>

第五步，產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)必不可少。采訪(fǎng)中，無(wú)論是英飛凌還是西克都提到了行業(yè)生態(tài)的打造和建設(shè)問(wèn)題。英飛凌提出的“與中國(guó)共贏”戰(zhàn)略包括四個(gè)部分：第一是助力“中國(guó)制造2025”；第二是幫助更多的中國(guó)企業(yè)走向世界；第三是積極參與中國(guó)新興市場(chǎng)的發(fā)展，包括智慧家居、智慧城市、高級(jí)輔助駕駛、智能交通等，為新興市場(chǎng)提供一些英飛凌的產(chǎn)品和解決方案；第四就是積極搭建生態(tài)圈，希望與更多的企業(yè)一起成長(zhǎng)。

另外，目前西克正在推進(jìn)的第一個(gè)項(xiàng)目是——APP Spaces，其有自學(xué)習(xí)的功能。是西克去年提出的基于工業(yè)4.0的開(kāi)放平臺(tái)和生態(tài)系統(tǒng)。該平臺(tái)包括第三方、可編程的產(chǎn)品，將來(lái)智能傳感器應(yīng)該都可以被編程，這樣一來(lái)其可以連接可編程的硬件和軟件，系統(tǒng)集成商，OEM客戶(hù)，可以在這個(gè)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)屬于他們自己的軟件系統(tǒng)。同時(shí)，該平臺(tái)在將來(lái)還可以滿(mǎn)足客戶(hù)千變?nèi)f化的應(yīng)用需求，所以說(shuō)這是一個(gè)開(kāi)放的生態(tài)系統(tǒng)。

除了企業(yè)自身積極推進(jìn)的生態(tài)圈建設(shè)之外，囊括裝備制造企業(yè)、通信設(shè)備制造商、電子信息制造商，軟件企業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化公司、系統(tǒng)集成企業(yè)、科研院所等聯(lián)合參與，組織建立跨行業(yè)涵蓋技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品制造、應(yīng)用推廣和系統(tǒng)集成等功能在內(nèi)智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也是推進(jìn)行業(yè)生態(tài)建設(shè)的很好嘗試，這樣可以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。

此外，在智能制造的推進(jìn)過(guò)程中，還需要完善技術(shù)轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的暢通機(jī)制，同時(shí)構(gòu)建成熟的人才培養(yǎng)、公平交易以及誠(chéng)信環(huán)境體系，不斷改善和提升中國(guó)智能制造推進(jìn)實(shí)施過(guò)程中的制度環(huán)境。