當(dāng)傳統(tǒng)制造遇上互聯(lián)網(wǎng)，信息與生產(chǎn)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)在這里形成并創(chuàng)造價(jià)值。
新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合發(fā)展，激活了傳統(tǒng)工業(yè)過(guò)程，使工廠(chǎng)設(shè)備“能說(shuō)話(huà)，能思考”，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了降低制造業(yè)對(duì)勞動(dòng)力的依賴(lài)，滿(mǎn)足用戶(hù)個(gè)性化需求，以及減少流通成本。
我國(guó)目前已具備發(fā)展智能制造的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，掌握了一些智能制造技術(shù)，如機(jī)器人技術(shù)、感知技術(shù)等，初步形成了以新型傳感器、工業(yè)機(jī)器人為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系。未來(lái)20年，中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至少可帶來(lái)三萬(wàn)億美元左右GDP增量。選擇以機(jī)器人為主導(dǎo)的智能制造模式成為實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型的重要路徑。
兩張圖可以清晰呈現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”給制造帶來(lái)的變化。
第一張圖描繪一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景，一個(gè)機(jī)器人從貨架上抓一個(gè)貨物裝進(jìn)一輛卡車(chē)。這張圖展示的是機(jī)器設(shè)備的數(shù)字化、智能化。
第二張圖依然是同一個(gè)場(chǎng)景，但是在貨架、機(jī)器人、汽車(chē)上都畫(huà)了一條小的弧線(xiàn)，以表明這三者互相都通過(guò)無(wú)線(xiàn)、寬帶、移動(dòng)、泛在的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)。
3月6日，工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩在接受中央媒體集體采訪(fǎng)時(shí)，用這兩張圖講述了“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的工業(yè)場(chǎng)景。他說(shuō)，“這就很直觀的表明，將來(lái)智能化的設(shè)備、產(chǎn)品之間，通過(guò)有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)的通訊方式能夠連接在一起，也就是我們經(jīng)常說(shuō)的物聯(lián)網(wǎng)或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念”。
當(dāng)傳統(tǒng)制造遇見(jiàn)物聯(lián)網(wǎng)
在數(shù)字化的工廠(chǎng)里，流水線(xiàn)上的每一個(gè)零部件都有專(zhuān)屬的身份標(biāo)識(shí)：條形碼。通過(guò)掃描條形碼，它的位置、狀態(tài)等信息一覽無(wú)余。加工環(huán)節(jié)里所產(chǎn)生的和它相關(guān)的數(shù)據(jù)會(huì)實(shí)時(shí)上傳到工廠(chǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)里，被機(jī)器所感知。眼前的機(jī)器正在給它擰緊螺絲，下一臺(tái)負(fù)責(zé)組裝的機(jī)器已經(jīng)精準(zhǔn)掌握它的動(dòng)態(tài)，提早開(kāi)始熱身，縮短流水線(xiàn)上的停頓時(shí)間。
這是賽迪智庫(kù)裝備工業(yè)研究所所長(zhǎng)左世全向科技日?qǐng)?bào)記者介紹“互聯(lián)網(wǎng)+制造”時(shí)描述的一個(gè)生產(chǎn)場(chǎng)景。在他看來(lái)，“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的核心理念是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合發(fā)展。“將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等貫穿于包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等在內(nèi)的制造業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，形成具有實(shí)時(shí)感知、優(yōu)化決策、動(dòng)態(tài)執(zhí)行等功能的新型制造模式”。
2008年金融危機(jī)爆發(fā)后，全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)面臨深刻調(diào)整，世界各國(guó)都在尋找新的工業(yè)發(fā)展路徑。與此同時(shí)，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速，尤其是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)開(kāi)始改造傳統(tǒng)制造業(yè)的面貌。
“互聯(lián)網(wǎng)+制造”也被稱(chēng)為工業(yè)4.0
德國(guó)西門(mén)子安貝格電子制造廠(chǎng)（EWA）被稱(chēng)作德國(guó)工業(yè)4.0模范工廠(chǎng)。通過(guò)實(shí)現(xiàn)零部件與生產(chǎn)設(shè)備的通信、優(yōu)化信息技術(shù)控制系統(tǒng)和流程等，在EWA，75%的工作由生產(chǎn)設(shè)備和計(jì)算機(jī)自主處理，剩下的25%由工人來(lái)完成，產(chǎn)品合格率高達(dá)99.9988%。自動(dòng)化和信息控制技術(shù)的引入，使得工廠(chǎng)在保持原有規(guī)模和員工數(shù)量的基礎(chǔ)上，產(chǎn)能比數(shù)字化之前提高了8倍。信息與生產(chǎn)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)在這里形成并創(chuàng)造價(jià)值。
2013年4月，德國(guó)工程院向德國(guó)政府提交了《保障德國(guó)制造業(yè)的未來(lái)——關(guān)于實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》。工業(yè)4.0是德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界將人類(lèi)工業(yè)生產(chǎn)劃分為4個(gè)階段的基礎(chǔ)上提出的。他們認(rèn)為，工業(yè)4.0是以信息物理融合系統(tǒng)（CPS）為基礎(chǔ)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化的工業(yè)時(shí)代。“所謂CPS，其實(shí)質(zhì)也是將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)”左世全表示。
不只是德國(guó)，美國(guó)也積極在CPS技術(shù)領(lǐng)域謀篇布局。中國(guó)科學(xué)信息技術(shù)研究所戰(zhàn)略研究中心副研究員劉潤(rùn)生介紹，近年來(lái)CPS一直是美國(guó)政府先進(jìn)制造領(lǐng)域和信息技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)重點(diǎn)。美國(guó)工業(yè)巨頭通用電氣公司力推的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，同樣也是注重?cái)?shù)字網(wǎng)絡(luò)世界與機(jī)器世界的深度融合。通用和思科、英特爾等公司聯(lián)合創(chuàng)建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，聯(lián)盟成員已經(jīng)發(fā)展到了90個(gè)。
東方證券分析師余煒超指出，與前三次工業(yè)革命相比，工業(yè)4.0較大的進(jìn)步在于利用互聯(lián)網(wǎng)激活了傳統(tǒng)工業(yè)過(guò)程，使工廠(chǎng)設(shè)備“能說(shuō)話(huà)，能思考”，同時(shí)實(shí)現(xiàn)三大功能：較大程度地降低制造業(yè)對(duì)勞動(dòng)力的依賴(lài)，較大程度滿(mǎn)足用戶(hù)個(gè)性化需求，將流通成本降到最低。
中國(guó)制造離“智造”有多遠(yuǎn)
福建晉江某知名鞋服品牌工廠(chǎng)的生產(chǎn)線(xiàn)上，一臺(tái)臺(tái)電腦花樣車(chē)飛速運(yùn)轉(zhuǎn)著，工人們只需簡(jiǎn)單地在模板的相應(yīng)位置裝上材料，機(jī)器就會(huì)自動(dòng)縫制。今年1月底，該工廠(chǎng)在已經(jīng)用上了不少智能設(shè)備的情況下，又再次引入了智能無(wú)刀模切割機(jī)。
在鞋服等傳統(tǒng)制造業(yè)悄然邁入智能化的同時(shí)，時(shí)髦的3D打印企業(yè)正在為縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期出力。北京一家3D打印行業(yè)的龍頭企業(yè)制作的樣品模型遠(yuǎn)銷(xiāo)海內(nèi)外。以燈飾樣品為例，過(guò)去從開(kāi)模到成型可能需要半個(gè)月甚至更久，而3D打印則只需一兩天的時(shí)間。
總體上看，我國(guó)目前已具備發(fā)展智能制造的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，掌握了一些智能制造技術(shù)，如機(jī)器人技術(shù)、感知技術(shù)等，初步形成了以新型傳感器、工業(yè)機(jī)器人為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系。然而，與德國(guó)、美國(guó)相比還存在較大的差距。
左世全認(rèn)為，差距主要體現(xiàn)在：一是智能制造基礎(chǔ)理論和技術(shù)體系建設(shè)滯后。目前，我國(guó)主要側(cè)重智能制造技術(shù)追蹤和引進(jìn)，而基礎(chǔ)研究能力相對(duì)不足。二是智能制造裝備及其關(guān)鍵部件受制于人。目前，我國(guó)90%的工業(yè)機(jī)器人、80%的集成電路芯片等依賴(lài)進(jìn)口。三是高端工業(yè)軟件缺乏。四是制造業(yè)整體自動(dòng)化、數(shù)字化程度低，地區(qū)、行業(yè)和企業(yè)之間存在嚴(yán)重的不平衡。“我國(guó)尚不具備全面推廣智能制造的基礎(chǔ)與條件，但要發(fā)揮其引領(lǐng)作用，在試點(diǎn)示范的基礎(chǔ)上，作進(jìn)一步的推廣應(yīng)用”。
在苗圩看來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)跟工業(yè)的融合應(yīng)用還有很大的空間?，F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用多半是在營(yíng)銷(xiāo)、售后服務(wù)、采購(gòu)等環(huán)節(jié)，以后在制造環(huán)節(jié)以及企業(yè)與企業(yè)之間會(huì)有更多的應(yīng)用，將會(huì)給現(xiàn)有的生產(chǎn)方式帶來(lái)顛覆性或者革命性的變化。中國(guó)有一批互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的領(lǐng)跑者，把這些企業(yè)發(fā)動(dòng)起來(lái)，和工業(yè)企業(yè)密切融合，搭建好工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的框架，將為企業(yè)未來(lái)的發(fā)展提供更多的機(jī)會(huì)。“據(jù)國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)估算，在未來(lái)20年中，中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至少可帶來(lái)三萬(wàn)億美元左右GDP增量”。
談及互聯(lián)網(wǎng)將帶來(lái)的顛覆性變化，苗圩舉例道，現(xiàn)在通常是一個(gè)企業(yè)大批量制造出產(chǎn)品，通過(guò)分銷(xiāo)環(huán)節(jié)到達(dá)用戶(hù)手中。將來(lái)隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，每個(gè)人都可能成為設(shè)計(jì)師，還可以在網(wǎng)上采購(gòu)所需的原料和零部件，把自己的設(shè)計(jì)生產(chǎn)出來(lái)。“這是最好的滿(mǎn)足個(gè)性化需求的生產(chǎn)方式”。
在智能彎道實(shí)現(xiàn)超車(chē)
事實(shí)上，無(wú)論提出工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，還是智能制造，對(duì)各國(guó)而言都是旨在搶在新一輪產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。但由于工業(yè)基礎(chǔ)不同，各國(guó)的戰(zhàn)略出發(fā)點(diǎn)有所不同。
左世全分析到，德國(guó)擁有強(qiáng)大的裝備制造業(yè)，在自動(dòng)化、嵌入式工業(yè)軟件系統(tǒng)方面具有很高技術(shù)水平，工業(yè)4.0戰(zhàn)略是為了鞏固其既有優(yōu)勢(shì)所做出的戰(zhàn)略部署，他們更關(guān)注生產(chǎn)制造過(guò)程，圍繞過(guò)程打造“智能工廠(chǎng)”；美國(guó)在信息技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)明顯，他們更側(cè)重于從價(jià)值鏈、服務(wù)增值的角度去考量，通過(guò)收集分析產(chǎn)品在使用過(guò)程中反饋的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而改善用戶(hù)體驗(yàn)和提供增值服務(wù)。
我國(guó)尚未完成工業(yè)化，總體還處于工業(yè)2.0時(shí)代，信息化基礎(chǔ)較為薄弱，工業(yè)發(fā)展在地區(qū)、行業(yè)和企業(yè)間存在嚴(yán)重的不平衡性。同時(shí)，制造業(yè)正面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求。“在這種背景下，我國(guó)將智能制造確立為推進(jìn)兩化深度融合的主攻方向，相關(guān)部門(mén)正在論證‘國(guó)家智能制造重大工程’，目的是實(shí)現(xiàn)智能制造技術(shù)及裝備的自主可控，推動(dòng)制造業(yè)由大變強(qiáng)”。
當(dāng)全球制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)匯聚在智能制造時(shí)，工業(yè)化和信息化都相對(duì)落后的中國(guó)該如何奮起直追呢？左世全認(rèn)為，作為制造大國(guó)，中國(guó)擁有全球最大的市場(chǎng)，對(duì)智能裝備和相關(guān)軟件有著旺盛的需求，隨之產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)和龐大的服務(wù)需求，這是其他國(guó)家所不具備的優(yōu)勢(shì)，也是我們?cè)谶@場(chǎng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中贏得話(huà)語(yǔ)權(quán)的重要砝碼。“理想的狀態(tài)是，我們能將德國(guó)和美國(guó)兩者的優(yōu)勢(shì)吸收借鑒過(guò)來(lái)，提升我國(guó)智能制造的硬件和軟件實(shí)力，引領(lǐng)我國(guó)制造業(yè)的華麗轉(zhuǎn)身，力求實(shí)現(xiàn)‘彎道超車(chē)’”。
事實(shí)上，推進(jìn)智能制造有著強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)需求。左世全在地方調(diào)研時(shí)了解到，東部沿海制造業(yè)密集的地區(qū)招工困難，90后的年輕人難以忍受相對(duì)惡劣的工作環(huán)境?，F(xiàn)實(shí)困境迫使當(dāng)?shù)刂圃炱髽I(yè)不得不轉(zhuǎn)型升級(jí)，部分的采用機(jī)器來(lái)替代人工。
曲道奎也表達(dá)了相同的觀點(diǎn)。他認(rèn)為，隨著“人口紅利”的到期，勞動(dòng)力短缺和人力成本急劇上升，使得勞動(dòng)力密集和低人力成本的制造模式在中國(guó)難以持續(xù)。在這種背景下，選擇以機(jī)器人為主導(dǎo)的智能制造模式是實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型的重要路徑。技術(shù)進(jìn)步極大地提升了機(jī)器人的速度、精度、負(fù)載等性能指標(biāo)，物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)應(yīng)用使其更為柔性和智能化，同時(shí)，機(jī)器人成本近10年來(lái)下降了約50%。
