吳 澄
(清華大學(xué))
十七大提出“兩化融合、五化并舉”,即:“全面認(rèn)識工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、市場化、國際化深入發(fā)展的新形勢、新任務(wù)”,這是“五化并舉”?!鞍l(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系,大力推進信息化與工業(yè)化融合,促進工業(yè)由大變強,振興裝備制造業(yè),淘汰落后生產(chǎn)能力;提升高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),發(fā)展信息、生物、新材料、航空航天、海洋等產(chǎn)業(yè)”,這里提到了“兩化融合”。
十七屆五中全會提出:“深度融合、全面提高”。如何深入理解?哪些技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展會遇到新的機遇?
“兩化融合”即信息化與工業(yè)化融合,通過工業(yè)信息化的過程達(dá)到信息化工業(yè)的目標(biāo),是新型工業(yè)化的必由之路。
信息化的工業(yè)是信息經(jīng)濟、信息社會的基礎(chǔ)。在這里,工業(yè)化的需求是牽引,信息技術(shù)是主要驅(qū)動。做好這一點,“兩化”不會是“兩張皮”,會走向“融合”,達(dá)到目標(biāo)。
工業(yè)化的需求有: P (Products/Service,產(chǎn)品/服務(wù)) 、T(Time,上市快)、Q(Quality,質(zhì)量好)、C(Cost,成本低)、S(Service,服務(wù)好)、E(Environment,環(huán)保),這些是經(jīng)常性的需求。但新形勢下我國經(jīng)濟和社會發(fā)展面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),工業(yè)化的需求還應(yīng)該考慮以下五個方面。
在全球所有國家中,美國和中國的全球化程度最高,而歐盟的全球化程度只有美國和中國的一半。在中國,轉(zhuǎn)移而來的制造業(yè)十分發(fā)達(dá),而其他行業(yè)卻要落后幾十年,差距之大不亞于日本與納米比亞的經(jīng)濟發(fā)展差距。
在百年不遇的金融危機的沖擊與催化下,世界經(jīng)濟將面臨著以下四方面轉(zhuǎn)型:一是世界經(jīng)濟格局轉(zhuǎn)型由單極向多極化轉(zhuǎn)型,歐盟經(jīng)濟區(qū)、美洲經(jīng)濟區(qū)、東亞經(jīng)濟區(qū)三足鼎立;二是世界經(jīng)濟形態(tài)轉(zhuǎn)型,從傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟向生態(tài)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型;三是世界經(jīng)濟增長動力轉(zhuǎn)型,以新能源產(chǎn)業(yè)、智能產(chǎn)業(yè)、低碳貿(mào)易、文化產(chǎn)業(yè)與有機農(nóng)業(yè)為主導(dǎo)的新型產(chǎn)業(yè),正在成為世界各國獲得新競爭優(yōu)勢的新領(lǐng)域;四是國際社會價值趨向轉(zhuǎn)型,從單一的物質(zhì)價值觀向多元化的生態(tài)價值觀、文化價值觀、人本價值觀轉(zhuǎn)型。
上述正在發(fā)生的四方面轉(zhuǎn)型,不是局部的、短期的轉(zhuǎn)型,而是涉及多重危機催化下的人類文明形態(tài)、經(jīng)濟形態(tài)、增長模式與文化范式拐點式轉(zhuǎn)型,這一過程將會持續(xù)相當(dāng)長的時間。當(dāng)代中國已經(jīng)不是這次轉(zhuǎn)型的旁觀者,而是當(dāng)代世界轉(zhuǎn)型多極文明力量不可缺少的新成員。
2.2.1 環(huán)境問題:從環(huán)境破壞型增長向環(huán)境友好型增長轉(zhuǎn)變
當(dāng)前,我國生態(tài)環(huán)境總體功能在下降,抵御各種自然災(zāi)害的能力在減弱。水土流失面積為356萬平方公里,占國土總面積的1/3;沙化土地174萬平方公里,約占國土總面積的18%;土地面臨污染日趨嚴(yán)重,中東部地區(qū)受重金屬污染的土地占灌溉面積的20%;歷年垃圾堆存量已高達(dá)60億噸,占用耕地5億平方米,有220個城市已陷入垃圾包圍之中;大氣污染程度依然嚴(yán)重,酸雨區(qū)面積約占國土面積的30%。
如果未來我國能源消耗方式、能源消耗結(jié)構(gòu)和效率沒有大的進步,中國將成為對全球環(huán)境造成最嚴(yán)重影響的國家之一。
2.2.2 資源問題:從資源消耗型向資源節(jié)約型轉(zhuǎn)變
1)水資源問題
一是水資源短缺,中國人均水資源占有量僅為世界水平的四分之一,因缺水造成工農(nóng)業(yè)損失每年達(dá)數(shù)千億元;二是水資源污染嚴(yán)重,全國七大水系中,只有不到40%的河段達(dá)到水環(huán)境質(zhì)量3類標(biāo)準(zhǔn);三是水資源浪費現(xiàn)象嚴(yán)重,工業(yè)用水中的單位產(chǎn)品耗水率高于先進國家?guī)妆渡踔潦畮妆丁?/p>
2)能源問題
2009年我國共進口原油2.038億噸,原油進口依存度已達(dá) 52%,首度超過 50%的警戒線。按照單位GDP能耗來計算,中國的單位能耗幾乎相當(dāng)于美國的3倍。
3)主要礦產(chǎn)資源問題
鐵礦石進口量從2002年的1.12億噸提高到2007年的3.83億噸,提高了2.4倍;銅的消費峰值將達(dá)到530萬噸/年~680萬噸/年,2020年前后缺口將達(dá)到5000萬噸~6000萬噸;鋁的消費峰值將達(dá)到1300萬噸/年,2020年前后缺口將達(dá)1億噸。我國原儲量、產(chǎn)量和出口量均居世界首位的鎢、稀土、銻和錫等優(yōu)勢礦種,因為濫采亂挖和過度出口,絕對儲量已下降了1/3~1/2,按現(xiàn)有產(chǎn)量水平保障程度亦已不超過10年。
4)海洋與空間資源問題
在海洋方面,確保國家300萬平方公里領(lǐng)海主權(quán)、充分利用大洋資源;在空間方面,積極發(fā)展空天技術(shù),參與空間競爭。
我國經(jīng)濟發(fā)展經(jīng)歷了兩個過程:工業(yè)化決定城市化、城市化拉動工業(yè)化。
20世紀(jì)90年代后期以來,金融資源配置的重心由工業(yè)化轉(zhuǎn)向城市化。資金流向的改變和資本形成的偏向都表明了中國經(jīng)濟增長的主導(dǎo)因素已經(jīng)逐漸從工業(yè)化轉(zhuǎn)向城市化。城市化更深刻的含義不僅僅在重新理解資金、資源的流向和價值,更重要的是城市化徹底改變了中國農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展環(huán)境的空間分配模式,也改變了工業(yè)化過程中的項目發(fā)展模式,使城市成為了在空間意義上集聚資金、資源、人口、公共基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)和政府的組合體。
以城市為基礎(chǔ),重新構(gòu)造經(jīng)濟社會環(huán)境,是今后很長一段時期內(nèi)中國經(jīng)濟社會發(fā)展環(huán)境的最主要推動力之一。
國家民政部2009年5月發(fā)布的《2008年民政事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計報告》顯示:截至2008年底,全國65歲及以上人口10956萬人,占全國總?cè)丝诘?.3%;60歲及以上人口15989萬人,約占全國總?cè)丝诘?2%。
通常,65歲以上人口比率超過總?cè)丝诘?%,就被稱為“老齡化社會”,而超過 14%就被稱為“老齡社會”。根據(jù)聯(lián)合國的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù),中國將在2024年至2026年前后進入老齡社會,速度與日本大體相同。
目前,我國每年因公共安全問題造成數(shù)十萬人死亡和傷殘,經(jīng)濟損失約6500億元人民幣。除了自然災(zāi)害、生產(chǎn)安全、食品安全、社會安全、核安全、國境檢驗檢疫等傳統(tǒng)安全外,經(jīng)濟安全、信息安全、生物安全、防恐等非傳統(tǒng)安全問題也日益突出。我國70%以上人口、80%以上工、農(nóng)業(yè)和城市受到各種災(zāi)害的威脅,是世界上自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一。
發(fā)達(dá)國家在完成其工業(yè)化后,才開始推進信息化,進入信息社會。傳統(tǒng)的工業(yè)化道路,在發(fā)展生產(chǎn)力的同時,也付出了過量消耗資源的代價。產(chǎn)業(yè)革命200多年以來,占全球人口不到15%的英國、德國、美國等40多個國家相繼完成了工業(yè)化,在此進程中消耗了全球已探明能源的 70%和其他礦產(chǎn)資源的60%。顯然,廣大后發(fā)展國家客觀上難以復(fù)制發(fā)達(dá)國家的工業(yè)化道路和模式。
我國也為前一段時期的快速發(fā)展付出了代價:聯(lián)合國公布的全球環(huán)境污染最嚴(yán)重的10個城市中,中國就占了7個;由于全國70%以上的江河湖泊遭受不同程度污染,有3.2億人飲用水不安全;中國每年因污染造成的成本大約占國內(nèi)生產(chǎn)總值的10%。顯然,中國必須走出一條新路,信息化是其核心內(nèi)容!
在這樣嚴(yán)峻的形勢下,中央設(shè)計的我國發(fā)展道路是:科學(xué)發(fā)展、和諧發(fā)展;經(jīng)濟建設(shè)走新型工業(yè)化道路,其中最重要、影響到方方面面的、有戰(zhàn)略性的是信息化。所以,“兩化融合”是實現(xiàn)新型工業(yè)化的必由之路。新型工業(yè)化的特點如圖1所示。
圖1 新型工業(yè)化的特點
信息化推進了30多年,從國家層面大力推進信息化已經(jīng)近20年。信息化已經(jīng)滲透到我國的方方面面,可以說,離開了信息技術(shù),整個社會就不能運行,但信息化的發(fā)展不平衡。今天,信息化的發(fā)展需要引導(dǎo),表現(xiàn)在兩方面:廣度和深度,強調(diào)用深度帶動廣度。從依靠外國的信息技術(shù)和產(chǎn)品到更多地依靠自主品牌的信息產(chǎn)品來實施信息化。
信息化是分階段的:初步階段、中級階段、高級階段。從初級階段的“兩化融合”到高級階段的“兩化融合”將經(jīng)歷在技術(shù)、產(chǎn)品、管理模式、效益、人才隊伍以及國家支持方向等多方面的變化。
1)在技術(shù)上,“兩化融合”從初級的單元信息技術(shù)應(yīng)用,到初步的集成化應(yīng)用,再到集成和協(xié)同。如產(chǎn)品的全生命周期管理與服務(wù)、網(wǎng)上協(xié)同設(shè)計制造。
2)在產(chǎn)品上,從加快產(chǎn)品的研發(fā)速度和提高產(chǎn)品的研制水平,到在產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用嵌入式系統(tǒng),使產(chǎn)品具有自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的功能,顯著提高產(chǎn)品的信息化含量,形成自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,獲得更大的附加值。
3)在管理和業(yè)務(wù)流程上,從初級的應(yīng)用信息技術(shù)支持業(yè)務(wù)的高效運作,到促進新生產(chǎn)模式的產(chǎn)生和企業(yè)業(yè)務(wù)的重組,甚至在全社會范圍內(nèi)實現(xiàn)制造資源的優(yōu)化整合。在無所不在的信息服務(wù)和云計算技術(shù)及平臺的支持下,實現(xiàn)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的扁平化,降低管理成本,提高管理效率,提高組織和人員管理的實時性與組織溝通的實效性;充分利用和挖掘信息資源,將計算智能和人的智慧結(jié)合,支持智慧的企業(yè)經(jīng)營管理決策,提高企業(yè)對市場的快速響應(yīng)能力。
4)在效益上,從初級的降低單個企業(yè)的產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高管理效率的戰(zhàn)術(shù)層指標(biāo),到應(yīng)用信息技術(shù)提升企業(yè)的戰(zhàn)略核心競爭力,使企業(yè)得到戰(zhàn)略性收益,并通過為產(chǎn)業(yè)鏈上的各個環(huán)節(jié)提供透明的及時信息服務(wù),提高產(chǎn)品制造、物流、管理的精益化水平。
5)企業(yè)的信息化人才隊伍將從最初的依靠外部技術(shù)力量,發(fā)展到企業(yè)自身信息化隊伍的發(fā)展壯大。
6)在國家層面,隨著“兩化融合” 的進程的深入推進,需要從初步的鼓勵企業(yè)實施“兩化融合”,發(fā)展到全面推進企業(yè)、行業(yè)、區(qū)域的“兩化融合”的試點和示范工程。從鼓勵企業(yè)采用先進的信息化技術(shù)與軟件提升企業(yè)的信息化水平,發(fā)展到鼓勵和促進具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)工業(yè)軟件做大做強。同時,不斷制定和改進相應(yīng)的法規(guī)和政策,促進“兩化融合”進程的健康、有序、高效發(fā)展。
對于中央提出的“深度融合”,我認(rèn)為:深度融合是指信息化發(fā)展的中級和高級階段。這樣,符合我國信息化不平衡的特點,又可以對所有的企業(yè)(包括信息化應(yīng)用相當(dāng)好的)的進一步發(fā)展起到指導(dǎo)。
4.1.1 智慧地球的由來
早在1998年1月,當(dāng)時的美國副總統(tǒng)戈爾第一次提出了“數(shù)字地球”(Digital Earth)的概念。10年過后,戈爾所描繪的一個可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)的、多分辨率的“數(shù)字地球”已經(jīng)實現(xiàn)。然而,“數(shù)字地球”并沒有幫助人類擺脫所面臨的生存困境。
2008年11月6日,美國IBM總裁兼首席執(zhí)行官彭明盛在其演講《智慧地球:下一代的領(lǐng)導(dǎo)議程》中首次提出了“智慧地球(Smarter Planet)”的理念,描繪了一個由物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的智慧地球的愿景,為人類構(gòu)想了一個全新的空間:讓社會更智慧地進步,讓人類更智慧地生存,讓地球更智慧地運轉(zhuǎn)。
在IBM的“智慧地球”模型中,通過構(gòu)建一個運用先進信息技術(shù)將各種物體加以互聯(lián)的扁平化網(wǎng)絡(luò)體系,并在此基礎(chǔ)上進行信息的智能化識別和管理。在該模型中,政府、企業(yè)和個人的關(guān)系將被重新定義,從過去單維度的“生產(chǎn)——消費”、“管理——被管理”、“計劃——執(zhí)行”轉(zhuǎn)變?yōu)橄冗M的、多維度的新型協(xié)作關(guān)系。
4.1.2 智慧方法的特征
智慧方法的特征 3I:更透徹的感知(物聯(lián)化,Instrumented)、更全面的互聯(lián)互通(互聯(lián)化,Interconnected)、更深入的智能化(智能化,Intelligent)。通過建設(shè)智慧的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng),將衍生出關(guān)系到各行各業(yè)的智能化工程,讓各行各業(yè)都“智慧”起來,包括:智慧的城市、智慧的電網(wǎng)、智慧的鐵路、智慧的醫(yī)療、智慧的金融、智慧的水資源管理等。這些智慧的解決方案將進一步帶給社會更多的價值:經(jīng)濟的繁榮、信息傳遞的便利、無障礙的溝通、隨需應(yīng)變的企業(yè)、更方便的生活,也會創(chuàng)造更多的市場需求和工作崗位。
4.1.3 關(guān)于智慧地球的討論
1)智慧地球?qū)⑿畔⒓夹g(shù)提升到一個更高、更重要的地位。
2)出現(xiàn)智慧地球或類似理念是全球社會經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展、特別是信息技術(shù)發(fā)展的一種必然結(jié)果。
3)盡管中國目前是世界上增速最快的經(jīng)濟體,但高增長、大量消耗生產(chǎn)要素的粗放型增長已對我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重威脅。如何 “智慧”地利用資源、勞動力,實現(xiàn)一種健康和諧又可持續(xù)的發(fā)展,是我們迫切需要解決的重要問題。
4)實現(xiàn)智慧地球是一個長期的過程。顯然,智慧地球不可能解決地球上的根本問題,但它是科技推動社會進步的過程。
防止炒作“智慧”的一條檢驗“標(biāo)準(zhǔn)”是看各式各樣的項目是否是真正應(yīng)用驅(qū)動?是否會真有實效?這是需要“冷靜”之處。
云計算是一種分布式計算技術(shù),其透過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計算處理程序自動拆分成無數(shù)個較小的子程序,再交由多臺服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)進行處理之后將結(jié)果回傳給用戶。云計算的新穎之處在于其幾乎可以提供無限的廉價存儲和計算能力。
4.2.1 云計算的主要形式
云計算的主要形式有:SaaS(軟件即服務(wù))、實用計算、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、平臺即服務(wù)、MSP(管理服務(wù)提供商)、商業(yè)服務(wù)平臺、互聯(lián)網(wǎng)整合等。
Google是目前規(guī)模最大的云計算使用者。Google搜索引擎建立在分布于200多個地點、超過100萬臺服務(wù)器的平臺之上。Google地球、地圖、Gmail、Docs等也使用了這些基礎(chǔ)設(shè)施。
IBM 在2007年11月推出了“改變游戲規(guī)則”的“藍(lán)云”計算平臺,該平臺提供了一系列自動化、自我管理和自我修復(fù)的虛擬化云計算軟件。
微軟于2008年10月推出了Windows Azure(“藍(lán)天”)操作系統(tǒng)。Azure是繼Windows取代DOS之后,微軟的又一次顛覆性轉(zhuǎn)型——通過在互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)上打造新云計算平臺,讓W(xué)indows真正由PC延伸到“藍(lán)天”上。
4.2.2 云計算的特點
1)云計算提供了可靠、安全的數(shù)據(jù)存儲中心,用戶不必再擔(dān)心出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等問題。
2)云計算對用戶端的設(shè)備要求非常低,使用方便。
3)云計算可以輕松實現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享。
4)云計算為人們使用網(wǎng)絡(luò)提供了幾乎無限多的可能。
4.2.3 關(guān)于云計算的討論
1)云計算可能是未來一種潛在的計算模式,其新的設(shè)計理念將對信息系統(tǒng)的構(gòu)建產(chǎn)生影響。云計算將使信息資源的統(tǒng)計復(fù)用增益顯著提高。目前信息系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計過程中過量預(yù)留產(chǎn)生的浪費,以及投入不足導(dǎo)致的能力缺失等問題將可能在云計算的支持下得到合理解決。
2)云計算系統(tǒng)的一個顯著特征是采用開放標(biāo)準(zhǔn)的零部件與開放源碼的基礎(chǔ)軟件,這為我國擺脫WinTel壟斷,發(fā)展自主創(chuàng)新的云計算技術(shù)與應(yīng)用帶來了契機。
3)至2030年,云計算技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)下述趨勢:2015年前,云計算領(lǐng)域?qū)⑷匀惶幱诎倩R放的發(fā)散期;在2015年~2020年期間,云計算領(lǐng)域?qū)霈F(xiàn)產(chǎn)業(yè)整合和學(xué)科整合;2020年~2030年期間,云計算將趨于成熟和普及,對經(jīng)濟社會的推動作用充分顯現(xiàn),并醞釀出新的技術(shù)。
今天信息化已經(jīng)滲透到我國經(jīng)濟、生活、社會的方方面面,中國社會的運行已經(jīng)離不開信息技術(shù)。總的看法是進步巨大,不足明顯。存在的技術(shù)差距為我國工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化留下了很大的發(fā)展空間。
工業(yè)信息化的內(nèi)容包括:產(chǎn)品信息化和產(chǎn)品設(shè)計、制造、管理等過程的信息化??梢詮囊韵?個方面具體化。
裝備和產(chǎn)品的信息化是將信息技術(shù)(主要是芯片和軟件)與傳統(tǒng)工業(yè)緊密聯(lián)系,使機械化、電氣化的裝備和產(chǎn)品具有自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的特征。
嵌入式系統(tǒng)是未來的一個大市場!包括嵌入式工業(yè)軟件和芯片在內(nèi)的嵌入式在國內(nèi)外均處于高速發(fā)展的時期,年均增長20%左右,國內(nèi)更高。我國高端嵌入式芯片領(lǐng)域的整體技術(shù)水平和國外仍有相當(dāng)大的差距,但發(fā)展勢頭較好。嵌入式系統(tǒng)是提高我國裝備和產(chǎn)品自主知識產(chǎn)權(quán),提高技術(shù)含量的重要技術(shù)手段。嵌入式系統(tǒng),不可能由少數(shù)幾家公司壟斷,這給我國中小企業(yè)帶來很好的發(fā)展機遇。
消費電子和電信/數(shù)據(jù)應(yīng)用,占了嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用市場的一半,主要包括:移動通信、消費電子、數(shù)碼相機、MP3/MP4、數(shù)字電視、IPTV、智能家電、汽車電子、工業(yè)控制(工業(yè)過程控制)、數(shù)控機床、電力系統(tǒng)、石油化工系統(tǒng);交通管理控制,移動定位終端、GPS手持機、公共交通無接觸智能卡CSC等。
可以說,從甩圖板到深入應(yīng)用,國內(nèi)能用 CAX技術(shù)(各種各樣的計算機輔助技術(shù))的企業(yè)都采用了。
航空航天、汽車、機械、造船、鐵路車輛等行業(yè)的應(yīng)用水平與國外相比差距不大,如虛擬設(shè)計、虛擬裝配、網(wǎng)上協(xié)同設(shè)計等等。但支撐產(chǎn)品設(shè)計的軟件工具都依賴進口,技術(shù)和市場差距很大。我國重要機械、電子裝備的設(shè)計研發(fā)軟件基本上采用國外的三維MDA軟件。EDA軟件的差距更大。
網(wǎng)上協(xié)同設(shè)計技術(shù),在“大飛機”、“高速軌道交通”等重大項目中會得到應(yīng)用,代表了我國產(chǎn)品設(shè)計自動化、信息化技術(shù)的新起點。
管理信息化是在網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的應(yīng)用軟件,實現(xiàn)對“產(chǎn)、供、銷、人、財、物”的現(xiàn)代化管理。軟件技術(shù)的新概念、新技術(shù)發(fā)展很快,管理軟件也在不斷發(fā)展中。
管理軟件的柔性化有很好的技術(shù)進展和應(yīng)用,這對我國管理軟件的發(fā)展會有很好的作用。由于用好管理軟件與國情關(guān)系更密切,國內(nèi)軟件廠商的服務(wù)有可能更好。中國管理軟件的前景可以看好,但是管理軟件中的核心,數(shù)據(jù)庫與國外差距仍然很大。
對生產(chǎn)線、過程的控制和優(yōu)化是信息化的重要內(nèi)容之一。數(shù)控系統(tǒng)是關(guān)鍵技術(shù)之一,可以說代表了裝備制造業(yè)的水平。我國數(shù)控的“攻關(guān)”是從“六五”開始(1981年),“屢敗屢戰(zhàn)”。這幾年有進展,如廣州數(shù)控、華中數(shù)控,無論普及型還是高檔數(shù)控都有重大的進步。
對于流程工業(yè)的設(shè)備、過程控制,國產(chǎn)的自動化控制系統(tǒng) DCS(集散控制系統(tǒng))、PLC已開始為大企業(yè)提供成套裝置,如浙大中控、和利時,進一步發(fā)展有一定優(yōu)勢。如變量達(dá)到10萬維的操作優(yōu)化問題,有973計劃的支持,開發(fā)了國際先進水平的多種算法,是相應(yīng)軟件的核心技術(shù)。
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)開發(fā)與工業(yè)應(yīng)用廣泛,但核心芯片與國外還有差距。
2007年,我國國產(chǎn)工業(yè)自動化儀表及系統(tǒng)共銷售5000余萬臺(套),占有 73%的市場份額,但高端工業(yè)自動化儀表及系統(tǒng)的市場占有率不足15%。未來10年的發(fā)展重點:
1)傳感器方面
① 新型傳感器:高檔傳感器、MEMS傳感器、無線傳輸傳感器以及生物傳感器等。
② 特種變送器:高可靠性、高穩(wěn)定性、高安全性、高環(huán)境適應(yīng)性要求的重大工程非常見變量的變送器。
③ 特種執(zhí)行器:高壓、高溫、腐蝕、易爆、易燃等特殊要求,著重研制高精度特種執(zhí)行器和相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥,以及高精度閥門定位器。
④ 成分分析儀器:氣固液及多相流介質(zhì),研發(fā)高精度、長壽命在線成分分析儀器。
2)新型檢測技術(shù)和裝置方面
① 重大工程質(zhì)量與安全在線檢測控制及裝備技術(shù)。
② 新型機器視覺軟測量和精微模識測控技術(shù)。
③ 利用多傳感器信息融合技術(shù)研究施工作業(yè)中的安全檢測與故障診斷。
④ 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)協(xié)同自組網(wǎng)方法與技術(shù)。
異構(gòu)是信息集成的主要問題。我國引進的各種硬件、軟件商用產(chǎn)品和設(shè)備種類多,不少產(chǎn)品只是企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn),這給集成帶來困難。
863計劃的CIMS主題從開始就把信息集成作為重點,我國沒有采用當(dāng)時的國際主流方案(MAP), 效果更好。在此以后,我國企業(yè)的信息集成都是以此為基礎(chǔ)。我國企業(yè)信息化的集成:
1) 基于PDM的局部集成:CAD/CAPP/CAM。
2) 基于PLM的企業(yè)集成:CAD/ERP/SCM/CRM。
但是,大型PDM、PLM軟件平臺都是引進的;在協(xié)同產(chǎn)品商務(wù)(CPC)軟件、應(yīng)用服務(wù)提供(ASP)平臺、企業(yè)入口軟件(PORTAL)等方面我國做了很好的工作。PLM平臺如圖2所示。
信息集成給企業(yè)帶來明顯效益,實施的企業(yè)逐步增加。2005年全球協(xié)同軟件市場的營業(yè)額將近 500億美元,我國約占10%,但發(fā)展速度快,協(xié)同軟件市場預(yù)期以35%的年復(fù)合增長率發(fā)展。
建立在互聯(lián)網(wǎng)上的以服務(wù)為目的的信息系統(tǒng)已經(jīng)滲透到了社會的各個方面,在國內(nèi)除了很少數(shù)極貧困的地區(qū),都采用了計算機并提供網(wǎng)上服務(wù)。
服務(wù)科學(xué)的提出是IBM,發(fā)端于美國競爭力委員會的國家創(chuàng)新計劃(NII),是21世紀(jì)美國國家創(chuàng)新戰(zhàn)略之一。
需要注意的是:圍繞產(chǎn)品的服務(wù)所產(chǎn)生的利潤遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過制造產(chǎn)品!圍繞產(chǎn)品的服務(wù)所產(chǎn)生的利潤如圖3所示。
在國內(nèi),服務(wù)信息系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛,例如,生產(chǎn)性服務(wù)(現(xiàn)代物流等等)、眾多的金融服務(wù)信息系統(tǒng)等,還有面向公眾的服務(wù),如:數(shù)字圖書館、全國大型儀器設(shè)備共享系統(tǒng)、全國4000門精品課集成系統(tǒng)、資源庫分布在北京、武漢、杭州、內(nèi)容搜索、流媒體服務(wù)器、主動服務(wù)、網(wǎng)格技術(shù)、用戶可以得到透明的服務(wù),試驗期間幾十萬次/日。
圖2 PLM平臺
圖3 圍繞產(chǎn)品的服務(wù)所產(chǎn)生的利潤
我國煉制每噸原油平均綜合能耗為 87.1千克標(biāo)油,發(fā)達(dá)國家煉制一噸原油的綜合能耗為53.2千克標(biāo)油;我國乙烯綜合能耗為720千克標(biāo)油,而國外先進水平為 500千克標(biāo)油;我國水泥工業(yè)電耗指標(biāo)為100kWh/噸,而發(fā)達(dá)國家為85kWh/噸,減排的任務(wù)非常嚴(yán)峻。
重大工程實現(xiàn)節(jié)能減排一般有三條途徑:采用綠色化的工藝設(shè)計技術(shù);通過生產(chǎn)工藝的技術(shù)改造;采用先進控制和優(yōu)化技術(shù)。
對于現(xiàn)有的重大工程和生產(chǎn)裝備,節(jié)能減排最有效的辦法是先進控制與優(yōu)化。如中央空調(diào)的能耗占整個建筑能耗的50%,采用先進的智能控制等方法,可以在原來節(jié)能的基礎(chǔ)上再提高30%。
工業(yè)信息化關(guān)鍵共性技術(shù)包括:智能設(shè)計/制造信息化技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)組織模式及管理信息化技術(shù)、先進集成技術(shù)及支撐軟件平臺、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的現(xiàn)代物流與供需鏈管理技術(shù)、全程電子商務(wù)、3G/4G等無線技術(shù)工業(yè)應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、高端數(shù)控系統(tǒng)、高端工業(yè)控制技術(shù)及智能系統(tǒng)、現(xiàn)代工業(yè)傳感器及儀表。
1)重大工程自動化控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與裝備;
2)云制造服務(wù)支撐平臺及重大應(yīng)用;
3)制造服務(wù)信息化工程;
4)工業(yè)軟件;
5)節(jié)能減排中的優(yōu)化控制基礎(chǔ)理論和方法研究;
6)高端裝備制造業(yè)信息化工程;
7)超高速工業(yè)過程運行控制的關(guān)鍵基礎(chǔ)研究;
8)流程工業(yè)的優(yōu)化運行技術(shù)。
“十二五”期間,企業(yè)“轉(zhuǎn)型升級”是我國經(jīng)濟發(fā)展的一個重要課題。如何轉(zhuǎn)型?從前面講過的材料,圍繞這個問題,從技術(shù)上可以有以下方面:
1)從產(chǎn)業(yè)鏈的低端向高端轉(zhuǎn)型、從模仿到創(chuàng)新轉(zhuǎn)型,信息技術(shù),例如嵌入式系統(tǒng)、支持創(chuàng)新設(shè)計的數(shù)字化技術(shù)、虛擬制造技術(shù)、多學(xué)科協(xié)同仿真技術(shù)等都是有用的。
2)從提供產(chǎn)品到提供產(chǎn)品和服務(wù),向服務(wù)轉(zhuǎn)型。
3)從粗放生產(chǎn)模式向精細(xì)化的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型,資源節(jié)約型、環(huán)境友好型,以提高效益、核心競爭力為目標(biāo)。
4)從傳統(tǒng)管理模式向現(xiàn)代管理模式轉(zhuǎn)型。創(chuàng)新的中國管理模式,基于云計算的管理模式等等。
與30年前相比,今天我們的起點高了許多,實力強了許多,一個“創(chuàng)新”已經(jīng)深入全民心中的大國,其后發(fā)之勢將會令世界更加驚嘆!