陳淵源+吳勇毅

信息化列車還正奔馳，智能化動車又呼嘯而來。工業(yè)4.0，這個新鮮的名詞最近儼然成為工業(yè)界和IT業(yè)最熱的名詞，掀起了新一輪“智造”新革命的熱潮。

借鑒德國工業(yè)4.0，師夷以求勝

工業(yè)4.0是德國率先舉國實施的全球市場運動，對全球未來工業(yè)走向影響深遠，作用明顯。因此對于德國工業(yè)4.0，我們應(yīng)全面深入研究，參考借鑒，然后師夷以求勝。德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的要點可以概括為：建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)、研究兩大主題、實現(xiàn)三項集成、實施八項計劃。

建設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)：信息物理系統(tǒng)（CPS）網(wǎng)絡(luò)。CPS就是將物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設(shè)備具有計算、通信、精確控制、遠程協(xié)調(diào)和自治等五大功能，從而實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實物理世界的融合。CPS可以將資源、信息、物體以及人緊密聯(lián)系在一起，從而創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)服務(wù)，并將生產(chǎn)工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€智能環(huán)境。這是實現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)。

研究兩大主題：智能工廠和智能生產(chǎn)。智能工廠是未來智能基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)和過程以及網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)。智能生產(chǎn)的側(cè)重點在于將人機互動、智能物流管理、3D打印等先進技術(shù)應(yīng)用于整個工業(yè)生產(chǎn)過程，從而形成高度靈活、個性化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)鏈。生產(chǎn)流程智能化是實現(xiàn)工業(yè)4.0的關(guān)鍵。

實現(xiàn)三項集成：橫向集成、縱向集成與端對端的集成。工業(yè)4.0將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信設(shè)施通過CPS形成一個智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機器、機器與機器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實現(xiàn)橫向、縱向和端對端的高度集成。橫向集成是企業(yè)之間通過價值鏈以及信息網(wǎng)絡(luò)所實現(xiàn)的一種資源整合，是為了實現(xiàn)各企業(yè)間的無縫合作，提供實時產(chǎn)品與服務(wù);縱向集成是基于未來智能工廠中網(wǎng)絡(luò)化的制造體系，實現(xiàn)個性化定制生產(chǎn)，替代傳統(tǒng)的固定式生產(chǎn)流程（如生產(chǎn)流水線）;端對端集成是指貫穿整個價值鏈的工程化數(shù)字集成，是在所有終端數(shù)字化的前提下實現(xiàn)的基于價值鏈與不同公司之間的一種整合，這將最大限度地實現(xiàn)個性化定制。

推行八項計劃：工業(yè)4.0得以實現(xiàn)的基本保障。一是標(biāo)準(zhǔn)化和參考架構(gòu)，需要開發(fā)出一套單一的共同標(biāo)準(zhǔn)，不同公司間的網(wǎng)絡(luò)連接和集成才會成為可能;二是管理復(fù)雜系統(tǒng)，適當(dāng)?shù)挠媱澓徒忉屝阅Ｐ涂梢詾楣芾砣遮厪?fù)雜的產(chǎn)品和制造系統(tǒng)提供基礎(chǔ);三是一套綜合的工業(yè)寬帶基礎(chǔ)設(shè)施;四是安全和保障，在確保生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品本身不能對人和環(huán)境構(gòu)成威脅的同時，要防止生產(chǎn)設(shè)施和產(chǎn)品濫用及未經(jīng)授權(quán)的獲取;五是工作的組織和設(shè)計，隨著工作內(nèi)容、流程和環(huán)境的變化，對管理工作提出新的要求;六是培訓(xùn)和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展;七是監(jiān)管框架，創(chuàng)新帶來的諸如企業(yè)數(shù)據(jù)、責(zé)任、個人數(shù)據(jù)以及貿(mào)易限制等新問題，需要包括準(zhǔn)則、示范合同、協(xié)議、審計等適當(dāng)手段加以監(jiān)管;八是資源利用效率，需要考慮和權(quán)衡原材料和能源的大量消耗給環(huán)境和安全帶來的諸多風(fēng)險。

構(gòu)建工業(yè)4.0信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺，決勝未來

當(dāng)前中國工業(yè)的問題與現(xiàn)狀不容忽視：大量從事低端加工的中小企業(yè)，缺乏創(chuàng)新能力和核心技術(shù)，簡單工藝的平面管理，人口不斷老齡化，資源日益枯竭等，因此雖說我國一直是制造大國，卻不是制造強國。如今工業(yè)4.0來了，物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)將取代傳統(tǒng)封閉性的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，成為未來工業(yè)的根基，對于人口紅利逐漸消減、工業(yè)發(fā)展正處于換擋期的中國而言，智能制造已被認為是改變“大而不強”工業(yè)現(xiàn)狀的重要路徑。

美、德等世界工業(yè)強國都高度重視信息物理空間構(gòu)建，加強戰(zhàn)略前瞻部署，并取得積極研究進展。中國要決勝未來的競爭，也必須在構(gòu)建信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺上先行一步。

超前部署建設(shè)國家信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺。一方面，在國家新的信息化發(fā)展戰(zhàn)略中加強對CPS的總體布局，研究制定CPS建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)、重點任務(wù)、發(fā)展路徑和政策舉措。同時，在制造業(yè)發(fā)展、智慧城市建設(shè)、國家網(wǎng)絡(luò)和信息安全等工作中加強前瞻部署和應(yīng)用推廣。另一方面，組建一批國家信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺，負責(zé)承擔(dān)基礎(chǔ)理論研究，組織力量研發(fā)突破CPS軟件、傳感器、移動終端設(shè)備等工具和裝備，推動重點行業(yè)企業(yè)的開發(fā)應(yīng)用。

啟動國家智能制造重大專項工程?？傮w看，我國制造業(yè)發(fā)展仍然以簡單地擴大再生產(chǎn)為主要途徑，通過智能產(chǎn)品、技術(shù)、裝備和理念改造提升傳統(tǒng)制造業(yè)的任務(wù)艱巨而迫切。筆者建議從國家層面啟動實施智能制造專項工程，加強技術(shù)攻關(guān)，開展應(yīng)用示范，推動制造業(yè)向智能化發(fā)展轉(zhuǎn)型。一是重點突破智能機器人。開展智能機器人及智能裝備系統(tǒng)集成、設(shè)計、制造、試驗檢測等核心技術(shù)研究，攻克精密減速器、伺服驅(qū)動器、傳感器等關(guān)鍵零部件;二是開展數(shù)字工廠應(yīng)用示范。在全國范圍內(nèi)分行業(yè)分區(qū)域選取試點示范企業(yè)，給予扶持，建設(shè)數(shù)字制造的示范工廠，發(fā)揮其“種子”作用;三是推動制造業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用。以行業(yè)龍頭企業(yè)為先導(dǎo)，鼓勵其應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)提升生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品營銷及服務(wù)等環(huán)節(jié)的智能決策水平和經(jīng)營效率。

用標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)融合。工業(yè)4.0戰(zhàn)略的關(guān)鍵是建立一個人、機器、資源互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)化社會，各種終端設(shè)備、應(yīng)用軟件之間的數(shù)據(jù)信息交換、識別、處理、維護等必須基于一套標(biāo)準(zhǔn)化的體系。為了保障工業(yè)4.0的順利實現(xiàn)，德國把標(biāo)準(zhǔn)化排在八項行動中的第一位，并在工業(yè)4.0平臺下成立一個工作小組，專門處理標(biāo)準(zhǔn)化和參考架構(gòu)的問題。可以說，標(biāo)準(zhǔn)先行是工業(yè)4.0戰(zhàn)略的突出特點。為此，中國在推進信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)企業(yè)深度融合的具體實踐中，也應(yīng)高度重視發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化工作在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的引領(lǐng)作用，及時制定出臺“兩化深度融合”標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，引導(dǎo)企業(yè)推進信息化建設(shè)。同時，還要著力實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的國際化，使得中國制定的標(biāo)準(zhǔn)得到國際上的廣泛采用，以奪取未來產(chǎn)業(yè)競爭的制高點和話語權(quán)。

構(gòu)建有利于工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的制度保障體系。工業(yè)4.0一方面增加了管控的復(fù)雜性，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定需要符合相應(yīng)的法律法規(guī);另一方面也需要制定相應(yīng)的規(guī)章制度促進技術(shù)創(chuàng)新。比如，采取一系列措施以加強制度保障，設(shè)立處理各類問題的專職工作組，制定和實施安全性支撐行動;要建立和完善有利于工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的長效機制，比如知識產(chǎn)權(quán)保護制度、人才培養(yǎng)和激勵機制等，從而形成推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的制度保障。

產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合推動制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。通過產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新促進競爭往往是發(fā)達國家重要的戰(zhàn)略意圖。我國應(yīng)充分吸收和借鑒發(fā)達國家產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合模式，一方面，針對不同類型自發(fā)的產(chǎn)學(xué)研合作網(wǎng)絡(luò)或產(chǎn)業(yè)研發(fā)聯(lián)盟，政府要通過引導(dǎo)和支持的方式促進其發(fā)展;另一方面，選擇幾個重點行業(yè)和關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域進行試點，以行業(yè)骨干企業(yè)為龍頭，聯(lián)合科研實力雄厚的大學(xué)和科研機構(gòu)，組建多種形式的產(chǎn)學(xué)研研發(fā)聯(lián)盟，充分調(diào)動各方資源和力量，共同推進工業(yè)4.0技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣。

誰先掌握了最尖端的智能制造技術(shù)，不斷推動工業(yè)4.0的發(fā)展，構(gòu)建信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺，誰就能制勝于下一輪的工業(yè)革命！

（作者單位：廈門智者恒通IT管理顧問機構(gòu)）