引言：“互聯(lián)網(wǎng)+工廠”，能給制造業(yè)工廠帶來什么樣的變化呢?答案顯而易見——工廠將會變得更加聰明。當(dāng)傳統(tǒng)制造業(yè)遇見互聯(lián)網(wǎng)，將成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，在縮短流水線上的時間之外，讓工廠更加智能。
這是一種將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等貫穿于包括設(shè)計、生產(chǎn)等在內(nèi)的制造業(yè)的各個環(huán)節(jié)，形成具有實時感知、優(yōu)化決策、動態(tài)執(zhí)行等功能的新型制造模式
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)過程，使工廠設(shè)備“能說話，能思考”，并同時實現(xiàn)了降低制造業(yè)對勞動力的依賴，滿足用戶個性化需求，以及減少流通成本。
我國目前已具備發(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)機器人為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系。未來20年，中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至少可帶來三萬億美元左右GDP增量。選擇以機器人為主導(dǎo)的智能制造模式成為實現(xiàn)中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型的重要路徑。
兩張圖可以清晰呈現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”給制造帶來的變化。
第一張圖描繪一個工業(yè)生產(chǎn)場景，一個機器人從貨架上抓一個貨物裝進一輛卡車。這張圖展示的是機器設(shè)備的數(shù)字化、智能化。
第二張圖依然是同一個場景，但是在貨架、機器人、汽車上都畫了一條小的弧線，以表明這三者互相都通過無線、寬帶、移動、泛在的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來。
3月6日，工業(yè)和信息化部部長苗圩在接受中央媒體集體采訪時，用這兩張圖講述了“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的工業(yè)場景。他說，“這就很直觀的表明，將來智能化的設(shè)備、產(chǎn)品之間，通過有線無線的通訊方式能夠連接在一起，也就是我們經(jīng)常說的物聯(lián)網(wǎng)或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念”。
當(dāng)傳統(tǒng)制造遇見物聯(lián)網(wǎng)
在數(shù)字化的工廠里，流水線上的每一個零部件都有專屬的身份標(biāo)識：條形碼。通過掃描條形碼，它的位置、狀態(tài)等信息一覽無余。加工環(huán)節(jié)里所產(chǎn)生的和它相關(guān)的數(shù)據(jù)會實時上傳到工廠的數(shù)據(jù)庫里，被機器所感知。眼前的機器正在給它擰緊螺絲，下一臺負責(zé)組裝的機器已經(jīng)精準(zhǔn)掌握它的動態(tài)，提早開始熱身，縮短流水線上的停頓時間。
這是賽迪智庫裝備工業(yè)研究所所長左世全向科技日報記者介紹“互聯(lián)網(wǎng)+制造”時描述的一個生產(chǎn)場景。在他看來，“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?！皩⑽锫?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等貫穿于包括設(shè)計、生產(chǎn)等在內(nèi)的制造業(yè)的各個環(huán)節(jié)，形成具有實時感知、優(yōu)化決策、動態(tài)執(zhí)行等功能的新型制造模式”。
2008年金融危機爆發(fā)后，全球經(jīng)濟結(jié)構(gòu)面臨深刻調(diào)整，世界各國都在尋找新的工業(yè)發(fā)展路徑。與此同時，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)、云計算等新一代信息技術(shù)開始改造傳統(tǒng)制造業(yè)的面貌。
“互聯(lián)網(wǎng)+制造”也被稱為工業(yè)4.0
德國西門子安貝格電子制造廠(EWA)被稱作德國工業(yè)4.0模范工廠。通過實現(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)備和計算機自主處理，剩下的25%由工人來完成，產(chǎn)品合格率高達99.9988%。自動化和信息控制技術(shù)的引入，使得工廠在保持原有規(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)造價值。
2013年4月，德國工程院向德國政府提交了《保障德國制造業(yè)的未來——關(guān)于實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》。工業(yè)4.0是德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界將人類工業(yè)生產(chǎn)劃分為4個階段的基礎(chǔ)上提出的。他們認為，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)時代?！八^CPS，其實質(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，美國也積極在CPS技術(shù)領(lǐng)域謀篇布局。中國科學(xué)信息技術(shù)研究所戰(zhàn)略研究中心副研究員劉潤生介紹，近年來CPS一直是美國政府先進制造領(lǐng)域和信息技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)重點。美國工業(yè)巨頭通用電氣公司力推的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，同樣也是注重數(shù)字網(wǎng)絡(luò)世界與機器世界的深度融合。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。
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較大的進步在于利用互聯(lián)網(wǎng)激活了傳統(tǒng)工業(yè)過程，使工廠設(shè)備“能說話，能思考”，同時實現(xiàn)三大功能：較大程度地降低制造業(yè)對勞動力的依賴，較大程度滿足用戶個性化需求，將流通成本降到最低。
中國制造離“智造”有多遠
福建晉江某知名鞋服品牌工廠的生產(chǎn)線上，一臺臺電腦花樣車飛速運轉(zhuǎn)著，工人們只需簡單地在模板的相應(yīng)位置裝上材料，機器就會自動縫制。今年1月底，該工廠在已經(jīng)用上了不少智能設(shè)備的情況下，又再次引入了智能無刀模切割機。
在鞋服等傳統(tǒng)制造業(yè)悄然邁入智能化的同時，時髦的3D打印企業(yè)正在為縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期出力。北京一家3D打印行業(yè)的龍頭企業(yè)制作的樣品模型遠銷海內(nèi)外。以燈飾樣品為例，過去從開模到成型可能需要半個月甚至更久，而3D打印則只需一兩天的時間。
總體上看，我國目前已具備發(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)機器人為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系。然而，與德國、美國相比還存在較大的差距。
左世全認為，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，我國主要側(cè)重智能制造技術(shù)追蹤和引進，而基礎(chǔ)研究能力相對不足。二是智能制造裝備及其關(guān)鍵部件受制于人。目前，我國90%的工業(yè)機器人、80%的集成電路芯片等依賴進口。三是高端工業(yè)軟件缺乏。四是制造業(yè)整體自動化、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?！拔覈胁痪邆淙嫱茝V智能制造的基礎(chǔ)與條件，但要發(fā)揮其引領(lǐng)作用，在試點示范的基礎(chǔ)上，作進一步的推廣應(yīng)用”。
在苗圩看來，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)用多半是在營銷、售后服務(wù)、采購等環(huán)節(jié)，以后在制造環(huán)節(jié)以及企業(yè)與企業(yè)之間會有更多的應(yīng)用，將會給現(xiàn)有的生產(chǎn)方式帶來顛覆性或者革命性的變化。中國有一批互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)成為國際競爭的領(lǐng)跑者，把這些企業(yè)發(fā)動起來，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)未來的發(fā)展提供更多的機會?！皳?jù)國際權(quán)威機構(gòu)估算，在未來20年中，中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至少可帶來三萬億美元左右GDP增量”。
談及互聯(lián)網(wǎng)將帶來的顛覆性變化，苗圩舉例道，現(xiàn)在通常是一個企業(yè)大批量制造出產(chǎn)品，通過分銷環(huán)節(jié)到達用戶手中。將來隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，每個人都可能成為設(shè)計師，還可以在網(wǎng)上采購所需的原料和零部件，把自己的設(shè)計生產(chǎn)出來?！斑@是最好的滿足個性化需求的生產(chǎn)方式”。
在智能彎道實現(xiàn)超車
事實上，無論提出工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，還是智能制造，對各國而言都是旨在搶在新一輪產(chǎn)業(yè)競爭的制高點。但由于工業(yè)基礎(chǔ)不同，各國的戰(zhàn)略出發(fā)點有所不同。
左世全分析到，德國擁有強大的裝備制造業(yè)，在自動化、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)勢所做出的戰(zhàn)略部署，他們更關(guān)注生產(chǎn)制造過程，圍繞過程打造“智能工廠”;美國在信息技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢明顯，他們更側(cè)重于從價值鏈、服務(wù)增值的角度去考量，通過收集分析產(chǎn)品在使用過程中反饋的數(shù)據(jù)信息，進而改善用戶體驗和提供增值服務(wù)。
我國尚未完成工業(yè)化，總體還處于工業(yè)2.0時代，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，制造業(yè)正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。“在這種背景下，我國將智能制造確立為推進兩化深度融合的主攻方向，相關(guān)部門正在論證‘國家智能制造重大工程’，目的是實現(xiàn)智能制造技術(shù)及裝備的自主可控，推動制造業(yè)由大變強”。
當(dāng)全球制造業(yè)競爭焦點匯聚在智能制造時，工業(yè)化和信息化都相對落后的中國該如何奮起直追呢?左世全認為，作為制造大國，中國擁有全球最大的市場，對智能裝備和相關(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，這是其他國家所不具備的優(yōu)勢，也是我們在這場國際競爭中贏得話語權(quán)的重要砝碼?！袄硐氲臓顟B(tài)是，我們能將德國和美國兩者的優(yōu)勢吸收借鑒過來，提升我國智能制造的硬件和軟件實力，引領(lǐng)我國制造業(yè)的華麗轉(zhuǎn)身，力求實現(xiàn)‘彎道超車’”。
事實上，推進智能制造有著強烈的現(xiàn)實需求。左世全在地方調(diào)研時了解到，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惡劣的工作環(huán)境?，F(xiàn)實困境迫使當(dāng)?shù)刂圃炱髽I(yè)不得不轉(zhuǎn)型升級，部分的采用機器來替代人工。
曲道奎也表達了相同的觀點。他認為，隨著“人口紅利”的到期，勞動力短缺和人力成本急劇上升，使得勞動力密集和低人力成本的制造模式在中國難以持續(xù)。在這種背景下，選擇以機器人為主導(dǎo)的智能制造模式是實現(xiàn)中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型的重要路徑。技術(shù)進步極大地提升了機器人的速度、精度、負載等性能指標(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，機器人成本近10年來下降了約50%。
（轉(zhuǎn)載）
