不久前，筆者有幸在中國(guó)工程院參加了由中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)、中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)、中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)、中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦的“2018年迎春報(bào)告會(huì)”?！坝簣?bào)告會(huì)”是每年元月五家學(xué)會(huì)聯(lián)合奉獻(xiàn)給會(huì)員們的一個(gè)品牌項(xiàng)目，也是學(xué)會(huì)間友好合作、會(huì)員間溝通交流有效平臺(tái)。報(bào)告會(huì)邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)著名專(zhuān)家就重大年度熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行全方位的分析和深度解讀，報(bào)告主題所涉獵的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，包括：工業(yè)、科技、軍事、國(guó)際關(guān)系、地區(qū)局勢(shì)等。本次報(bào)告會(huì)，主辦方邀請(qǐng)到了中國(guó)工程院院長(zhǎng)周濟(jì)院士，以“新一代智能制造——新一輪工業(yè)革命的核心驅(qū)動(dòng)力”為題對(duì)“智能制造”進(jìn)行了全方位分析和深度解讀。
自盤(pán)古開(kāi)天辟地以來(lái)，大地生靈進(jìn)化，從猿到人。當(dāng)人類(lèi)文明出現(xiàn)在這個(gè)星球上后，人類(lèi)的社會(huì)形態(tài)與生產(chǎn)方式隨著歷史的變遷，也在不斷地發(fā)生改變。
18世紀(jì)中葉，以英國(guó)為代表的工業(yè)國(guó)家，展開(kāi)了以機(jī)械化為中心的第一次工業(yè)革命。珍妮紡織機(jī)、瓦特蒸汽機(jī)、以及以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的輪船、火車(chē)等交通工具相繼問(wèn)世。解放雙手、以車(chē)代步的模式給人類(lèi)的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了極大的改變。
19世紀(jì)70年代，標(biāo)志著電氣化時(shí)代的第二次工業(yè)革命爆發(fā)。西門(mén)子發(fā)電機(jī)、愛(ài)迪生電燈、電話等發(fā)明讓人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入了“電氣”時(shí)代。也正是有了那時(shí)的電力等的發(fā)明和應(yīng)用，才有了現(xiàn)在的各種電腦、播放器，以及便于溝通交流和娛樂(lè)的手機(jī)。
第三次工業(yè)革命始于二戰(zhàn)結(jié)束后，以信息技術(shù)為顯著特點(diǎn)，又稱(chēng)信息化革命。具體而言，就是以電子計(jì)算機(jī)為代表的信息技術(shù)應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，計(jì)算速度不斷加快，能夠完成人腦無(wú)法完成的大規(guī)模復(fù)雜計(jì)算、大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及信息的快速傳播。正因如此，使得空間技術(shù)、核能技術(shù)和生物技術(shù)的快速發(fā)展成為可能。
幾次工業(yè)革命的產(chǎn)生，其原因歸跟到底，在筆者看來(lái)，基本上可以總結(jié)為：提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化生產(chǎn)要素配置，降低成本，滿(mǎn)足用戶(hù)不斷增長(zhǎng)的個(gè)性化需求。以第三次工業(yè)革命為例，1950年，全球GDP總量為5.3萬(wàn)億美元，在1970達(dá)到了13.8萬(wàn)億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了4.9%，其中在1960~1970年間年均增長(zhǎng)高達(dá)5.03%。
二十一世紀(jì)的現(xiàn)在，以智能化制造為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命正在展開(kāi)。
由于智能制造是一個(gè)大概念，范式眾多，不利于形成統(tǒng)一的智能制造技術(shù)路線，給企業(yè)在推進(jìn)智能升級(jí)的實(shí)踐中造成了許多困擾。根據(jù)中國(guó)工程院的最新研究成果，綜合智能制造相關(guān)方式可以總結(jié)歸納和提升出三種智能制造的基本范式，也就是數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造(即新一代智能制造)，智能制造三個(gè)基本范式次第展開(kāi)、迭代升級(jí)。一方面，三個(gè)基本范式體現(xiàn)著國(guó)際上智能制造發(fā)展歷程中三個(gè)階段，另一方面對(duì)中國(guó)而言，必須發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，采取三個(gè)基本范式"并行推進(jìn)、融合發(fā)展"的技術(shù)路線。
具體到未來(lái)三年到五年之內(nèi)，我國(guó)推進(jìn)智能制造的重點(diǎn)則是大規(guī)模地推廣和全面應(yīng)用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造，即第二代智能制造。德國(guó)工業(yè)4.0和美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)完善地闡述了這一階段的制造范式，也提出了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造的技術(shù)路線。而真正能夠稱(chēng)得上是新一代工業(yè)革命的，則是要到智能制造的第三階段，即數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造。如果說(shuō)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造是新一輪工業(yè)革命的開(kāi)始，那么新一代智能制造的突破和廣泛應(yīng)用將推動(dòng)形成這次工業(yè)革命的高潮，引領(lǐng)真正意義上的工業(yè)4.0，實(shí)現(xiàn)第四次工業(yè)革命。那么，新一代智能制造系統(tǒng)比第一代和第二代有什么進(jìn)步?最本質(zhì)的特征就是它的信息系統(tǒng)發(fā)生重大變化。增加了認(rèn)知和學(xué)習(xí)的功能，原來(lái)我們?cè)谏弦淮男畔⑾到y(tǒng)當(dāng)中，主要只有感知、分析和決策和控制的功能，現(xiàn)在增加了一個(gè)新的功能，就是認(rèn)知和學(xué)習(xí)功能，因此信息系統(tǒng)不僅具有強(qiáng)大的感知計(jì)算分析和控制能力，更加具備了學(xué)習(xí)提升和產(chǎn)生知識(shí)的能力。
2015年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《中國(guó)制造2025》，部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。要通過(guò)“三步走”的一個(gè)戰(zhàn)略，大體上每一步用十年左右的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)我們從制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的目標(biāo)。到2025年，我國(guó)要進(jìn)入世界制造強(qiáng)國(guó)的第二梯隊(duì)，即工業(yè)技術(shù)水平接近德國(guó)、日本;到2035年，我國(guó)在第二梯隊(duì)中要居于前列，即開(kāi)始超越德、日;到2045年，我國(guó)要進(jìn)入世界制造強(qiáng)國(guó)的第一梯隊(duì)，即和美國(guó)并駕齊驅(qū)。而《中國(guó)制造2025》的主攻方向之一就是智能制造。
國(guó)家工業(yè)戰(zhàn)略的時(shí)間表已經(jīng)制定，戰(zhàn)略方向也非常清晰，就是以制造業(yè)的繁榮和強(qiáng)大，來(lái)支撐國(guó)家的繁榮和強(qiáng)大，筆者聽(tīng)來(lái)確實(shí)讓人熱血沸騰。作為一家分析儀器行業(yè)的專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站，我們也在觀察，中國(guó)分析儀器工業(yè)自己的時(shí)間表又將如何制定?
對(duì)于民族分析儀器制造企業(yè)而言，還有很多尚未完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型，這一課是需要補(bǔ)上的，數(shù)字化生產(chǎn)也是智能制造的基礎(chǔ)。在產(chǎn)品層面，分析儀器/設(shè)備智能化的發(fā)展，據(jù)筆者淺薄的看法，首先應(yīng)當(dāng)結(jié)合利用大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)等新興技術(shù)，進(jìn)一步發(fā)展完善無(wú)需樣品前處理或樣品前處理簡(jiǎn)單的分析技術(shù)，譬如：近紅外、拉曼、LIBS、常壓敞開(kāi)式離子源質(zhì)譜等。其中原因其實(shí)也很簡(jiǎn)單，在現(xiàn)今的分析實(shí)驗(yàn)室，樣品前處理的工作量在整個(gè)分析工作過(guò)程中一般能占到70%以上。如果能夠讓廣大的實(shí)驗(yàn)室分析人員從繁重的樣品處理工作中解放出來(lái)，無(wú)疑是善莫大焉;第二、依然和樣品前處理有關(guān)，發(fā)展樣品前處理自動(dòng)化技術(shù)，并向智能化過(guò)渡。未來(lái)能否出現(xiàn)智能化樣品前處理技術(shù)，即由設(shè)備自己來(lái)摸索、開(kāi)發(fā)樣品處理方法，我們充滿(mǎn)期待;第三、利用傳感器、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，對(duì)分析儀器/設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)智能分析和智能控制，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化儀器/設(shè)備的運(yùn)行和智能化保障。如果未來(lái)分析儀器企業(yè)希望從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變，這是一個(gè)很值得關(guān)注的技術(shù)發(fā)展方向;第四、集成創(chuàng)新，即將多個(gè)分析或樣品處理技術(shù)集成于一臺(tái)儀器/設(shè)備上，這一技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)最近幾年日見(jiàn)清晰，無(wú)論是進(jìn)口產(chǎn)品還是國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，都有所體現(xiàn)。
最后，我們想說(shuō)的是，無(wú)論何種“制造”，最終要由企業(yè)來(lái)落實(shí)。中國(guó)智能制造戰(zhàn)略方針也指出：推進(jìn)智能制造要充分激發(fā)企業(yè)內(nèi)生動(dòng)力，特別是廣大中小企業(yè)，要實(shí)事求是地探索適合自己轉(zhuǎn)型升級(jí)的技術(shù)路徑。各級(jí)政府、科技界、學(xué)界、金融界都要共同營(yíng)造良好的生態(tài)環(huán)境，幫助和支持企業(yè)特別是廣大中小企業(yè)智能升級(jí)。
（轉(zhuǎn)載）
