工業(yè)改變了人類的世界,那誰(shuí)又將改變現(xiàn)有的工業(yè)體系呢?今天的社會(huì)發(fā)展非常迅猛,這正是工業(yè)創(chuàng)造所帶給人類的財(cái)富和價(jià)值。在國(guó)防民用領(lǐng)域,工業(yè)也實(shí)踐著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn),制造出大量的國(guó)防民用裝備和產(chǎn)品。同時(shí),現(xiàn)代工業(yè)也給人類社會(huì)帶來(lái)了的諸多困惑和迷茫。能源、生態(tài)、金融、經(jīng)濟(jì)危機(jī)都在警示和告誡著人類,經(jīng)歷了三次工業(yè)革命所建立起來(lái)的現(xiàn)代工業(yè)體系迫切需要新的變革。
傳統(tǒng)工業(yè)走向智能時(shí)代
金融危機(jī)以后,美國(guó)提出了再工業(yè)化,以期重塑美國(guó)制造業(yè)體系,奪回制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力;德國(guó)也在思考如何能保持強(qiáng)大的工業(yè)優(yōu)勢(shì),繼續(xù)引領(lǐng)世界工業(yè)的方向;我國(guó)歷經(jīng)30多年的改革開(kāi)放,已然成為世界大國(guó)、制造大國(guó)、網(wǎng)絡(luò)大國(guó),但是我們還要走向世界強(qiáng)國(guó)。
互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的工業(yè)變革成為新時(shí)代的變革之路。在這個(gè)思路下,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為美國(guó)在推動(dòng)工業(yè)發(fā)展方面非常明確的戰(zhàn)略走向;德國(guó)從工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)角度提出工業(yè)4.0,把網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造的數(shù)字空間和工業(yè)創(chuàng)造的物理空間高度融合,形成虛擬銜接,進(jìn)一步在工業(yè)改造升級(jí)、邁上新工業(yè)臺(tái)階上發(fā)力;在錯(cuò)過(guò)三次工業(yè)變革的熱潮后,我國(guó)在互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)變革中終于走在了時(shí)代的前沿,《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略目標(biāo)聚焦在進(jìn)入制造強(qiáng)國(guó)行列。不管是美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、德國(guó)工業(yè)4.0,還是我國(guó)的兩化融合,都從不同的角度預(yù)示著,工業(yè)正朝著以新一代信息技術(shù)和工業(yè)深度融合的戰(zhàn)略道路上發(fā)展。
新一代信息技術(shù),不管是云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),還是大數(shù)據(jù)、智能化技術(shù),都為我們提供了龐大的數(shù)據(jù)和智慧的空間與網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)革命用機(jī)器建立了現(xiàn)代工業(yè)體系,在信息化的時(shí)代,我們建立了數(shù)據(jù)知識(shí)強(qiáng)大的平臺(tái)?,F(xiàn)在的工業(yè)變革,實(shí)際上是用信息技術(shù)所創(chuàng)造的互聯(lián)網(wǎng)+、數(shù)字空間、網(wǎng)絡(luò)空間,特別是由數(shù)字知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起的龐大空間、平臺(tái)、手段來(lái)武裝工業(yè),使得工業(yè)不僅用機(jī)器代替了人的體力,而且正在用網(wǎng)絡(luò)替代人的腦力,釋放人的智慧,讓人不斷站在更高的臺(tái)階上對(duì)工業(yè)進(jìn)行開(kāi)放的變革。
在這輪工業(yè)變革中,智慧的流動(dòng)不可忽視。當(dāng)年,蒸汽機(jī)使人類進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn),現(xiàn)在,網(wǎng)絡(luò)又使得我們進(jìn)入了知識(shí)大規(guī)模生產(chǎn)。從這個(gè)角度來(lái)講,云計(jì)算提供的智慧資源無(wú)所不在,就像水電一樣隨時(shí)可用。物聯(lián)網(wǎng)使得人類的知識(shí)既可以在人和人之間流動(dòng),在物和物之間同樣也可以產(chǎn)生智慧和知識(shí),推動(dòng)人和物之間高度的智慧流動(dòng)。正如數(shù)字化大師尼葛洛·龐帝所說(shuō):“人們經(jīng)常把物聯(lián)網(wǎng)與下一代手機(jī)聯(lián)系起來(lái),但大部分認(rèn)為自己已經(jīng)融入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的人,其實(shí)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)存在很大的誤解?!边@個(gè)誤解就是,物聯(lián)網(wǎng)就是諸如利用手機(jī)與門(mén)或烤箱的連接,遙控開(kāi)門(mén),或者開(kāi)啟、關(guān)閉烤箱。他認(rèn)為,“真正的入門(mén)玩家應(yīng)該是利用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智力的流通?!贝髷?shù)據(jù)的出現(xiàn)成了用知識(shí)和數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生價(jià)值最重要的資源,移動(dòng)互聯(lián)使得知識(shí)和智慧在時(shí)間和空間上得到了高度的流動(dòng)、高度的自由。
智能制造工程體系及發(fā)展
信息技術(shù)以其龐大的滲透力、變革力所帶來(lái)的知識(shí)和智慧處理能力,使得各行各業(yè)都處在變革中?,F(xiàn)在,在網(wǎng)絡(luò)所創(chuàng)造的龐大智能基礎(chǔ)上,制造業(yè)正在進(jìn)行全方位的變革、推進(jìn)、調(diào)整和創(chuàng)新。
對(duì)工業(yè)4.0,我的理解是,利用全新的網(wǎng)絡(luò)智慧技術(shù)對(duì)工業(yè)進(jìn)行全方位的改造,打造新工業(yè)體系的藍(lán)圖。智慧體、智慧工業(yè)的發(fā)展目標(biāo),是如何把網(wǎng)絡(luò)空間、知識(shí)和智慧處理機(jī)器與工業(yè)產(chǎn)品裝備生產(chǎn)線和企業(yè)全方位融合,形成CPS信息物理融合。通過(guò)這樣的網(wǎng)絡(luò)空間和工業(yè)物理空間高度的融合,引領(lǐng)工業(yè)向智能的生產(chǎn)、智能的工廠、物流以及服務(wù)方向發(fā)展。
實(shí)現(xiàn)高度的工業(yè)智能化、智慧化,必須實(shí)現(xiàn)縱向、橫向和端到端的互聯(lián),要把工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)要素有機(jī)地銜接和結(jié)合。工業(yè)4.0既是以龐大信息網(wǎng)絡(luò)支撐現(xiàn)代技術(shù)體系,也是以龐大的工業(yè)體系實(shí)現(xiàn)變革?!吨袊?guó)制造2025》已明確把推動(dòng)智能制造作為我國(guó)工業(yè)的主攻方向和落腳點(diǎn),把智能制造工程作為新時(shí)代工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)重大專項(xiàng)工程并給予推動(dòng),這必將推動(dòng)我國(guó)走向世界工業(yè)的前沿。
《中國(guó)制造2025》主要目標(biāo)是推動(dòng)制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。智能制造是系統(tǒng)化的工程體系,不是一個(gè)工廠智能化就代表了制造業(yè)智能化。系統(tǒng)化的工程體系應(yīng)從基礎(chǔ)層面上進(jìn)行部署,是對(duì)整個(gè)工業(yè)體系進(jìn)行全方位改造提升和創(chuàng)新發(fā)展的過(guò)程?,F(xiàn)在的工業(yè)體系有四個(gè)層面:一是企業(yè)層面,或者企業(yè)間合作層面;二是工廠生產(chǎn)層面;三是生產(chǎn)線和裝備層面;四是基礎(chǔ)支撐層面。智能制造是從這四個(gè)層面進(jìn)行企業(yè)、工廠、裝備、技術(shù)的全方位改造。不管是縱向、橫向產(chǎn)品全生命和使用服務(wù)周期,還是端到端系統(tǒng)化的工程體系,都是對(duì)工業(yè)體系和工業(yè)能力全方位改造的過(guò)程。
“十三五”規(guī)劃推進(jìn)智能制造重大工程實(shí)際上明確了六大重點(diǎn)目標(biāo)和任務(wù),即:網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造;智能車間/工廠;智能機(jī)器人;高端成套裝備;3D打印;智能制造基礎(chǔ)保障。這些目標(biāo)和任務(wù)既在網(wǎng)絡(luò)層面上、企業(yè)層面上進(jìn)行智能化改造,也在工廠和車間生產(chǎn)線層面推進(jìn),還要在關(guān)鍵裝備上能夠取得突破,掌握核心技術(shù)能力和競(jìng)爭(zhēng)力。
智能制造六大主攻方向和任務(wù)中,網(wǎng)絡(luò)層面的協(xié)同制造是指網(wǎng)絡(luò)層面上企業(yè)間研發(fā)體系的創(chuàng)新,或者通過(guò)眾籌、眾包等通過(guò)網(wǎng)絡(luò)匯集全球的研發(fā)體系,實(shí)現(xiàn)大眾創(chuàng)業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng)新。基于網(wǎng)絡(luò),也可以看到制造生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理,以及供應(yīng)鏈全方位的運(yùn)營(yíng)。實(shí)際上,構(gòu)建未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的大平臺(tái),要么需要擁有平臺(tái),要么會(huì)被平臺(tái)所擁有。未來(lái)的制造,在企業(yè)間一定是基于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)同的制造、管理以及運(yùn)營(yíng),網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造是未來(lái)制造業(yè)更大的發(fā)展體系和平臺(tái)。
智能工廠是最主要的。智能制造就是要通過(guò)智能工廠進(jìn)行提質(zhì)增效。不管是從底層設(shè)備的物聯(lián)還是生產(chǎn)智能化調(diào)度,還是與用戶按訂單智能地執(zhí)行生產(chǎn)、按需生產(chǎn),智能工廠都是網(wǎng)絡(luò)制造中最關(guān)鍵的制造節(jié)點(diǎn)和生產(chǎn)管理節(jié)點(diǎn)。
智能機(jī)器人是智能制造的核心裝備。未來(lái)在生產(chǎn)線上,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),智能機(jī)器人會(huì)代替人的體力作用,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)智能調(diào)度實(shí)現(xiàn)生產(chǎn),包括高端成套裝備、3D打印信息裝備。特別是3D打印裝備,作為研究專用材料、工藝規(guī)律與控制、分析檢測(cè)與質(zhì)量控制、多材料復(fù)合制造等技術(shù)的核心應(yīng)用領(lǐng)域,其數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)個(gè)性定制,將為實(shí)現(xiàn)全新的智能制造體系發(fā)揮重大作用。在3D打印領(lǐng)域,我們要在新一輪制造業(yè)的發(fā)展中占據(jù)核心前沿制高點(diǎn)。為此,我們要擁有自己獨(dú)特的核心競(jìng)爭(zhēng)力,必須打造自主可控的裝備體系來(lái)實(shí)現(xiàn)制造能力。
實(shí)現(xiàn)《中國(guó)制造2025》的戰(zhàn)略目標(biāo),智能制造的技術(shù)保障是必須的。傳感器件、工業(yè)軟件、互聯(lián)互通的標(biāo)準(zhǔn)等,都是新時(shí)代新智能制造工業(yè)體系所必須擁有的新保障。我們?cè)谛袆?dòng)工信部已經(jīng)提出了新四基,目的也是既要保持傳統(tǒng)工業(yè)基礎(chǔ)的增強(qiáng),又要發(fā)展網(wǎng)絡(luò)時(shí)代新的工業(yè)技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)跨越。
工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展六大途徑
工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的輪廓會(huì)通過(guò)工業(yè)發(fā)展的新模式、新面貌和新體系展現(xiàn)出來(lái),主要包括六大途徑:
產(chǎn)品智能化。智能制造,首先要實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)工業(yè)產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新和開(kāi)發(fā),進(jìn)而制造出智能化的產(chǎn)品。新一輪信息技術(shù)革命為產(chǎn)品創(chuàng)新提供了更大的空間,幾乎所有的產(chǎn)品都在走向智能化。在智能化網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的水平上,互聯(lián)的智能產(chǎn)品將為社會(huì)提供更好的服務(wù),為人類生活提供更好的服務(wù)。
制造過(guò)程智能化。制造過(guò)程的轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新發(fā)展,使得制造過(guò)程不管是研發(fā)設(shè)計(jì)還是生產(chǎn)制造和運(yùn)營(yíng),都會(huì)走到智能工廠發(fā)展的體系中來(lái),智能工廠是未來(lái)發(fā)展的制高點(diǎn)。目前工信部在積極推動(dòng)智能工廠示范試點(diǎn),科技部也把智能工廠核心技術(shù)作為關(guān)鍵的要素向前推動(dòng),希望我們能夠在新的一輪工業(yè)革命進(jìn)程中掌握關(guān)鍵技術(shù)并且進(jìn)行應(yīng)用體系推廣,在新一代工業(yè)體系的生產(chǎn)線、工廠、企業(yè)中建立起自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
制造走向服務(wù)化。傳統(tǒng)的工業(yè)體系主要關(guān)注產(chǎn)品的生產(chǎn),互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代不只關(guān)注產(chǎn)品的生產(chǎn),更要關(guān)注產(chǎn)品的使用和服務(wù)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品使用服務(wù)全生命周期的支撐、遠(yuǎn)程健康管理、診斷運(yùn)營(yíng)服務(wù),為制造業(yè)帶來(lái)全新運(yùn)營(yíng)方式。國(guó)內(nèi)很多的企業(yè),包括海爾,都在走向產(chǎn)品全生命周期服務(wù)。
制造個(gè)性化。基于網(wǎng)絡(luò)支持,制造業(yè)必然走向個(gè)性化,傳統(tǒng)的以生產(chǎn)為中心的模式必然造成產(chǎn)品過(guò)剩。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能生產(chǎn)是需要什么就生產(chǎn)什么,用戶的需求和生產(chǎn)緊密融合,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)融合,既實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制,又實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。智能制造為智慧的生產(chǎn)方式提供了最有利的支持手段。通過(guò)網(wǎng)上的訂單、網(wǎng)絡(luò)的智能分析和分解,變成網(wǎng)絡(luò)協(xié)同化制造的單元、制造的分類,從而在全球范圍內(nèi)進(jìn)行資源的組織和配置,實(shí)現(xiàn)即時(shí)定制又具規(guī)模的生產(chǎn),從而實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)向服務(wù)、由用戶直接驅(qū)動(dòng)的制造方式和用戶體驗(yàn)轉(zhuǎn)變。
制造分散化。制造未來(lái)的發(fā)展是走向分散化。未來(lái)的生產(chǎn)不是傳統(tǒng)的大規(guī)模集中式,在物理空間把最優(yōu)資源匯聚到一個(gè)地方,而是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)空間把最優(yōu)的資源匯集、使用,制造的方式也會(huì)發(fā)生這樣的轉(zhuǎn)變?;ヂ?lián)網(wǎng)平臺(tái)匯集企業(yè)生產(chǎn)要素和資源,推動(dòng)各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)形成分散化的組織形態(tài)。
制造資源云化。這是制造業(yè)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)云制造、工業(yè)云發(fā)展的高級(jí)階段,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)匯集所有的制造資源,讓這些制造資源在全球范圍內(nèi)發(fā)揮最大、最有效的作用,從而使得更加有效地利用制造資源成為可能。提升我國(guó)制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,把制造資源利用效率最大化,制造資源云化是最智慧的形式。
當(dāng)前工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展途徑中,以上六個(gè)途徑是最主要的。通過(guò)這六個(gè)主流途徑,中國(guó)制造企業(yè)當(dāng)自強(qiáng),不斷創(chuàng)新、不斷進(jìn)步,為實(shí)現(xiàn)我國(guó)制造強(qiáng)國(guó)夢(mèng)而努力奮斗。
(本文根據(jù)楊海成在“2016國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)專家論壇”上的發(fā)言整理,未經(jīng)本人審核。)