2008年的金融危機后,各國反思傳統的發展道路和發展模式,工業4.0、產業互聯網等新概念應運而生,體現了發達國家對未來制造業走向和戰略布局的認識。中國關于信息技術與經濟社會轉型早在十多年前就進行了戰略布局。黨的十六大提出信息化帶動工業化、工業化促進信息化,十七大提出推進信息化和工業化融合,十八大進一步提出推動兩化深度融合戰略。研究分析發達國家的發展戰略,根本出發點還在于如何把自己的事辦好。德國工業4.0戰略給了我們很多啟示,很多地方值得我們認真學習,我們要結合中國的實踐,堅定不移地實施兩化深度融合戰略。
面對工業4.0中國應該怎么干?
(一)凝聚行業共識:把智能制造作為兩化融合的主攻方向
智能制造是兩化深度融合、德國工業4.0、美國產業互聯網概念背后的最大公約數。我們理解,智能制造是利用智能制造系統(CPS),依托于傳感器、工業軟件、網絡通信系統、新型人機交互方式,實現人、設備、產品等制造要素和資源的相互識別、實時聯通、有效交流,促進制造業研發、生產、管理、服務與互聯網緊密結合,推動生產方式的定制化、柔性化、綠色化、網絡化,從而不斷充實、提升、再造制造業全球競爭新優勢??梢詮奈鍌€方面認識和理解智能制造,即產品的智能化、裝備的智能化、生產的智能化、管理的智能化和服務的智能化。
一是產品的智能化
即是把傳感器、處理器、存儲器、通信模塊、傳輸系統融入到各種產品中,使得產品具備動態存儲、感知和通信能力,實現產品的可追溯、可識別、可定位。有人說,90后是互聯網的“原住民”,60后、70后是互聯網的“移民”,還有分部同志是互聯網的“邊民”,被邊緣化了。我想說,對于“物”也是一樣的。計算機、智能手機、智能電視、智能機器人、智能穿戴是物聯網的“原住民”,這些產品誕生的時候就是一個網絡終端;傳統的空調、冰箱、汽車、機床、風機等是物聯網的“移民”,這些產品正排著隊連接到網絡世界。專家們估計到2020年這些物聯網的“原住民”和“移民”加起來將超過500億個;盡管人們提出了萬物互聯(IOE)的概念,但多年以后,還會有大量的物聯網“邊民”,難以成為一個網絡的終端。但它給每一個企業提出一個富有挑戰性的問題,企業的產品會在什么時間、以什么樣方式實現智能互聯,成為一個智能產品?
二是裝備的智能化
通過先進制造、人工智能等技術的集成融合,形成具有感知、決策、執行、自主學習及維護等自組織、自適應功能的智能生產系統以及網絡化、協同化的生產設施。裝備的智能化至少是在兩個維度上進行,即單機智能化以及單機設備的互聯而形成的智能生產線、智能車間、智能工廠,這一進程將伴隨著ICT技術創新應用的演進而不斷深化,需要用30年這樣的時間尺度來考慮這一進程的發展階段。
三是生產的智能化
更準確的說是生產方式的現代化、智能化。當一個產品的生產過程中每一個環節傳感無所不在、連接無所不在、數據無所不在、計算無所不在、服務無所不在的時候,就意味著生產組織方式全面變革時代的來臨,來自不同國家、不同行業、不同規模的企業都在不斷探索個性化定制、極少量生產、服務型制造以及云制造等新業態新模式,其本質是在重組客戶、供應商、銷售商以及企業內部組織的關系,重構生產體系中信息流、產品流、資金流的運行模式,重建新的產業價值鏈、生態系統和競爭格局,它帶給人們的啟示是,企業需要不斷思考我是誰、我在哪里、我的邊界在哪里、我的競爭優勢的來源在哪里、我的價值在哪里等這樣一些基本問題。
四是管理的智能化
工信部自2009年以來,在35個行業3萬多家企業開展兩化融合水平評估基礎上,提煉和形成了旨在指導中國企業實踐的兩化融合管理體系標準,通過將信息技術與現代管理理念融入企業管理,實現企業流程再造、信息集成、智能管控、組織優化,形成數據驅動型的企業,不斷提升信息化背景下企業核心競爭力,這項工作從全球來看,也具有創新性。
五是服務的智能化
德國工業4.0中有一個非常重要的概念叫(服)務聯網,他們把智能服務作為智能制造的一個核心內容。服務的智能化,既體現為企業如何高效、準確、及時挖掘客戶的潛在需求并實時響應,也體現為產品交付后對產品實現線上線下(O2O)服務,實現產品的全生命周期管理。兩股力量在服務的智能化方面相向而行,一股力量是傳統的制造企業不斷拓展服務業務,一股力量是互聯網企業從消費互聯網進入到產業互聯網,如騰訊提出微信、QQ未來連接的不僅是人,而且還包括人和設備、設備和設備、服務和服務、人和服務。這兩股力量的勝利會師將不斷激發智能服務領域的技術創新、理念創新、業態創新和模式創新。
把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向,就是要把握全球新一代制造技術變革的新趨勢,以實現重大智能裝備和產品的自主可控為突破點,以推廣普及智能工廠為切入點,以提升制造企業研發、生產、管理和服務的智能化水平為落腳點,完善制造業國家創新體系和綜合標準化體系,建設智能制造人才培養體系,打造制造業競爭新優勢,實現中國制造的跨越式發展。
(二)整合產業資源:把增強智能裝備和產品自主發展能力作為智能制造的突破口
盡管產品智能化已走過了很長的歷史進程,但從新一代信息技術的潛能來看,我們現在所看到的產品智能化處仍處于起步階段,在未來30年乃至更長的時間尺度內,重大裝備和產品的智能有可能走向成熟。因此,需要圍繞重大裝備和大宗消費品的智能化,整合科技創新資源,打造貫穿全產業鏈的新興信息技術推廣應用服務平臺,增強重大智能產品的自主發展能力。
一是重大智能裝備的自主可控
就是要適應智能制造發展趨勢,在產業發展的布局上,在集中力量突破單機智能設備及關鍵部件核心技術和產業瓶頸基礎上,要集中優勢資源,加強前瞻布局,加快實現汽車、軌道交通、船舶、電子、家電、紡織、鋼鐵、石化、冶金等重點行業的智能生產線、智能工廠核心裝備技術和產品的自主可控,從智能生產線裝備、智能工廠裝備等系統級的角度重新思考產業突破方向。
二是大宗消費型智能產品的自主可控
有兩條主線需要關注,一是傳統產品智能化之路,吉利李書福說,汽車是“四個輪子+兩個沙發”,比爾蓋次說汽車“四個輪子+一部計算機”,兩種極端狀態下汽車的智能化有很多形態。二是新的智能硬件產品不斷涌現,如百度的智行車(DuBike)、智能筷子(筷搜)等,我們看到北京、深圳、上海正在興起一輪創客潮流,以新的智能硬件(硬件+軟件+互聯網)為代表的創新創業形態正在興起,一個新的創新網絡、分工網絡正在形成。因此,圍繞傳統產品智能化和新的智能產品形態這兩條主線,完善信息技術與制造技術的協同創新機制,發展智能汽車、智能服務機器人、消費電子、智慧家庭、醫療設備、智能穿戴等產品,帶動制造業產品高端化發展。
(三)突出試點示范,把推廣普及智能工廠作為智能制造的切入點
發現最佳實踐,總結行業經驗,加強交流推廣,開展試點示范,是過去幾年推進兩化融合工作的基本思路,也是德國在推行工業4.0的基本方法。大眾、寶馬等在講到智能制造時,都提到他們所認為的最能體現工業4.0理念的全球最佳智能工廠,而且有許多是在中國。在行業及區域層面推廣智能工廠和智能制造體系應當是下一步可以考慮的重要工作方向。
一是在行業層面推廣智能工廠
選擇電子、汽車、機床、機械、冶金、紡織等重點行業開展智能工廠應用示范,首先要推廣普及單機智能化,圍繞推廣普及智能制造單元—智能車間—智能工廠—智能制造系統,組織開展裝備智能升級、工藝流程再造、基礎數據共享、遠程診斷維護等試點,逐步實現車間級、工廠級的智能化改造,不斷探索智能工廠普及過程,不同行業新的產業生態系統的演進規律和發展模式。這將是一項長期而艱巨的歷史任務。
二是在區域層面推廣智能制造系統
在產業集群內構建跨企業的智能制造生產體系是制造業未來發展的重要方向,未來的智能制造將是一個復雜的巨系統。在這方面,德國工業4.0和IBM的智慧地球都用了同一關鍵詞:系統的系統(systemof system)。IBM說城市是系統的系統,弗勞恩霍夫研究所給我們介紹時也說到智能制造是系統的系統。制造過程的信息感知、互聯、集成必然把制造帶到一個系統的系統時代,樹立智能制造的系統觀也是理解智能制造本質的重要內容。要以增強國家級產業集群競爭優勢為出發點,圍繞集群內生產裝備的數字化、智能化、網絡化改造,深化產業鏈上下游協同研發設計、協同供應鏈管理、網絡制造的集成應用,探索如何構建企業間高效協同的智能制造體系和產業價值鏈體系。
(四)創新體制機制,把培育新業態、新機制、新模式作為智能制造的核心任務
有人說全球的互聯網經濟正在形成“中美”主導的雙子星座,全球10大互聯網公司美國有6家、中國有4家,全球30大互聯網公司中美國有17家、中國有8家。在新一輪產業技術變革中,在搶占新一輪產業競爭制高點的過程中,我們要充分認識到中國在互聯網經濟的優勢,這一優勢是德國及歐洲國家所不具備的。如何持續創新體制機制,把互聯網與工業融合創新這篇大文章做好,事關工業由大變強的整體戰略布局。
一是理性客觀認識互聯網經濟在智能制造戰略布局中的地位
目前,關于互聯網企業在中國制造業轉型發展中的作用有不同認識,有蔑視的、有不屑的,也有吹捧的、夸大的,站在不同角度這些認識都是可以理解的。但是有一點是明確的,我們不能把中國的互聯網企業與制造業的作用對立起來,不是誰把誰顛覆、誰把誰滅掉、誰把誰替代這樣一種關系,而是在中國崛起的道路上互聯網企業與傳統制造企業如何融合創新、手牽著手向前走的關系。我之前有過這樣一個比喻,如果把國家間的產業競爭比做兩軍對壘,我們可以看到,中國的一支突擊隊、先遣隊已經占領了前方陣地的制高點,并在引導、指揮、掩護后續大部隊(傳統制造業)跟上。這支突擊隊、先遣隊就是中國的互聯網企業和ICT企業,互聯網是中國產業轉型千載難逢的機會。
二是積極培育引導新技術新業態新模式
把握云計算、物聯網、大數據等新一代信息通信基礎設施對制造模式的變革作用,積極研究制訂工業云、工業大數據創新發展的相關指導意見,支持面向中小企業的工業云服務平臺建設,推進軟件服務、制造資源、標準知識的開放共享,培育社會化、共享式制造新模式。鼓勵發展基于互聯網的個性化定制、網絡眾包、云制造等新型制造模式。
三是推進制造業服務化
智能服務是德國工業4.0的核心,也是美國產業互聯網的重要議題,其本質是在連接無所不在、數據無所不在的新時代,如何重構生產者與消費者的關系,建立一種服務無所不在的新模式。我們要把制造業服務化作為智能制造戰略中的核心任務,擺到全局更加重要地位,做到認識到位、布局到位、政策到位,積極推進制造企業由生產型制造向服務型制造轉變,引導在線監控診斷、全生命周期管理、總集成總承包、電子商務、供應鏈金融等新業務發展。
(五)堅持標準先行:把制訂智能制造標準化作為智能制造的優先領域
把握智能制造發展的特點和規律,整合國內標準化資源,學習借鑒德國工業4.0標準化路線圖以及美國先進制造和工業互聯網標準建設的工作思路和組織方式,加快智能制造標準化體系建設。
一是加快制定智能制造標準化路線圖
遵循智能制造發展規律和標準化工作的一般規律,建立包括電子、通信、軟件、自動化、裝備等行業代表組成的智能制造標準工作組,加快制定智能制造綜合標準化體系,研究制訂智能制造系統互聯互通的相關標準,確定在系統架構、基本原理、技術系統、組織流程等重點領域的標準化需求,明確時間表、路線圖。
二是盡早啟動優先急需領域標準化制訂工作
重點支持智能裝備、智能生產線、智能車間、智能工廠等領域技術標準和規范的研制。加快制訂智能產品的相關標準,包括智能工業軟件和智能工業電子產品統一的系統集成、測評測試規范。研究制定面向工業控制系統、工業互聯網的智能制造信息與網絡安全標準。
三是建設和推廣企業兩化融合管理體系
將實施兩化融合管理體系作為推進兩化融合實現智能制造的重要抓手,推進兩化融合管理體系標準的研制、發布和國際化,加強兩化融合管理體系的試點應用和推廣,率先培育一批專業的咨詢、認定和培訓服務力量。積極培育和規范第三方咨詢、認定和培訓服務市場。
(六)夯實產業基礎:把構建自主的信息技術產業體系和工業基礎能力作為建設智能制造的重要支撐
現在業界經常講的一句話是我們的計算機產業“缺芯少魂”,我們沿著這個思路展望一下十年后的產業格局,當十年以后我們越來越多的產品高度智能化的時候,我們會不會也面臨智能汽車、智能機器人、智能穿戴、智能家電、智能工廠等這些產品“缺芯少魂”的局面。當英特爾、高通、博通、英偉達等芯片巨頭,以及蘋果、谷歌、微軟等軟件互聯網巨頭,在三四年前已圍繞智能汽車在芯片和操作系統進行全方位布局的時候,我們有理由對智能產品未來的空心化問題表示憂慮。構建技術領先、自主可控、安全可靠的信息技術產業體系的任務更加緊迫而艱巨。
一是完善面向智能制造的網絡基礎設施
加快寬帶網絡演進升級,推動下一代互聯網(IPv6)與移動互聯網、物聯網、云計算融合發展,促進數據中心、服務器、感知設施與寬帶網絡的優化匹配和協同發展。加強對智能制造系統(CPS)的研發,鼓勵企業探索行業CPS應用新模式。加快推廣下一代互聯網(IPv6),做好行業、企業、設備、產品的IPv6地址配置研究規劃,為企業之間、智能設備之間、智能產品之間的信息交互傳輸奠定基礎。
二是增強電子信息技術支撐服務能力
依托科技重大專項,創新產業融資方式,突破核心電子器件,以及高端芯片、關鍵工藝、裝備、材料的核心技術和產業化瓶頸,加快汽車、醫療、機床、電力、航空等行業應用電子發展。堅持產用互動,重點突破國產研發設計工具、制造執行系統、工業控制系統、大型管理軟件等關鍵軟件瓶頸。面向智能工廠行業應用,完善產業鏈協同創新體系,加大力度培養一批面向行業的智能工廠系統解決方案提供商。
三是強化工業基礎能力
針對關鍵基礎材料、核心基礎零部件、先進基礎工藝、產業技術基礎(“四基”),支持產業鏈上下游開展協同創新和聯合攻關,系統解決研發、設計、材料、工藝、檢測和產業化等關鍵問題。
(七)強化保障能力:人才、信息安全和制造業創新體系
在新一輪產業技術變革中,人才、信息安全和創新體系建設都是各國關心的重大課題。
一是關于制造業創新體系
2008年金融危機后,發達國家加快構建跨領域、協同化、網絡化的創新平臺,不斷重組傳統的制造業創新體系,這是適應基礎研究、應用研究、技術開發和產業化邊界日趨模糊,制造業創新活動不斷突破地域、組織、技術界限的結果。歐盟建立了歐洲創新與技術學院(ETI),組織了若干由大學、研究所、企業組成的知識和創新社區(KICs),美國政府正在建立國家制造業創新網絡(NNMI)。當前,我們要思考如何圍繞智能制造趨勢,結合中國實踐,建立自己的國家制造業創新體系,重組國家、企業、院所、中介在交叉融合領域的組織體系和運行機制。
二是關于人才問題
最近有兩本書大家很關注,《第二次機器時代》和《21世紀資本論》,他們討論了一個共同話題——誰來控制財富和資源的分配?!?1世紀資本論》強調了資本在財富分配中的重要性,認為工業革命以來,資本的收益率長期來看高于國民收入的增長率,換句話說,長期以來資本收益高于勞動的收益率,社會財富分配越來越不均衡,這是一切不平等的根源?!兜诙螜C器時代》以及該書作者關于冪率經濟的文章(New World Order: Labor, Capital, and Ideas in the Power Law Economy)都強調了創新性人才的重要性,作者認為,數字化技術使得資本不再是稀缺資源,創新型人才是“第二次機器時代”最稀缺的資源,那些具有創新精神并創造出新產品、新服務或新商業模式的人才正成為市場的主要支配力量,是資本追逐的對象,是社會財富主要分配者,創新性人才比以往任何時候都重要。2013年牛津大學調查了美國702種工作,并分析了未來10到20年被機器取代的可能性,其中47%的員工肯定會被替代、19%的員工有可能被替代,這意味著你在職場上的競爭對手將不是你的校友,而是智商快速提升的機器人,智能制造時代讓人們都要思考,什么樣工作將會被機器替代?全社會應當如何打造一支適應智能制造體系的新型產業工人大軍?應當面向智能制造如何建立一套新的教育理念、學科體系和培養模式。
三是關于信息安全問題
核心是培養三個能力,即智能制造系統中信息安全隱患的“可發現”能力、“可防范”能力和“可恢復”能力。