圖1 航天科技集團總工程師楊海成

    新一輪信息技術革命正在引領工業(yè)駛入嶄新的發(fā)展空間。進入21世紀以來,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起。其中，以大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等為標志的新一代信息技術革命，被視為新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的核心與龍頭。無論是產(chǎn)業(yè)界還是理論界，一直都在努力探求：作為這一輪科技與產(chǎn)業(yè)革命的龍頭，信息技術引發(fā)產(chǎn)業(yè)變革的本質原理到底在哪里；作為集新一代信息技術革命成果大成的互聯(lián)網(wǎng)，給我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展尤其是工業(yè)帶來的最深刻的影響究竟是什么？今天我將從四個方面來分享一些我對這些問題的看法。

一、新一代IT引發(fā)全方位變革

    集成電路：摩爾定律逼近物理極限。現(xiàn)今集成電路技術已經(jīng)發(fā)展到逼近物理的極限，芯片越來越小，計算速度越來越快，這給我們的大規(guī)模計算帶來了無限的方便。

    軟件技術：面臨體系性重構。軟件正在主導硬件，呈現(xiàn)出軟件定義數(shù)據(jù)中心，定義網(wǎng)絡，定義設備，定義世界的趨勢。技術和應用模式的變化正在使傳統(tǒng)軟件和服務模式產(chǎn)生根本性變化。

    計算技術：云計算重新定義計算資源。云計算是IT領域最核心最重大的變化趨勢，它是寬帶互聯(lián)網(wǎng)普及和并行計算、分布式計算等技術不斷發(fā)展演進和商業(yè)模式創(chuàng)新等共同形成的產(chǎn)物。

圖2 云計算重新定義計算資源

    通信技術：移動化。移動互聯(lián)網(wǎng)時代已經(jīng)到來，全球移動電話用戶達到64億，使用移動電話的人數(shù)達34億，人口滲透率達48.6%；智能手機用戶超過16億，人口滲透率為22.9%，智能手機保有量首次超過PC保有量；移動互聯(lián)網(wǎng)用戶超過26億，首次超過PC互聯(lián)用戶；移動寬帶用戶達22億，人口滲透率為31.4%。

    感知技術：萬物互聯(lián)。感知技術中主要的傳感器技術已經(jīng)到能感受并檢測信息，分類高達近百種；射頻識別技術、定位技術也得到發(fā)展。在這些技術的支撐下物聯(lián)網(wǎng)成為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。

    人機交互技術：觸摸與語音。從IBM的DOS操作系統(tǒng)、Windows圖形視窗和PC產(chǎn)業(yè)到現(xiàn)在蘋果及整個移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、智能語音產(chǎn)業(yè)熱潮，人機技術的發(fā)展正在改變人們的生活方式。

    數(shù)據(jù)處理技術：大數(shù)據(jù)。全球新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)每年遞增40%，全球信息總量每兩年就可以翻番，其中將有90%的數(shù)字內容屬于非結構化內容。而對新增數(shù)據(jù)的處理能力以及其利用率的增長則不足5%。

    應用技術：智慧化。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、能源、醫(yī)療等各領域，智能技術逐漸得到應用。

圖3 智慧化的生活

    在這些技術的支撐下，互聯(lián)網(wǎng)把整個世界連接在一起，互聯(lián)網(wǎng)絡開始與人類的生活息息相關。

二、進入智慧的大生產(chǎn)時代

    隨著互聯(lián)網(wǎng)的深入應用，使得人類對信息技術的認識和創(chuàng)造呈現(xiàn)出革命性的躍變。云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等新一代信息技術開始大爆發(fā)，從而開啟全新的智慧時代，智慧技術本身也開始進入大生產(chǎn)階段。

圖4 新一代信息技術的大爆發(fā)開啟新智慧時代

    這其中，云計算是IT領域最核心最重大的變化趨勢，它是寬帶互聯(lián)網(wǎng)普及和并行計算、分布式計算等技術不斷發(fā)展演進和商業(yè)模式創(chuàng)新等共同形成的產(chǎn)物；移動互聯(lián)實現(xiàn)了智慧技術利用在時間和空間上的自由；物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了智慧的自由流淌；智慧技術無處不在，形成海量智慧塵埃，智慧塵埃既有時間上的維度、也有空間的維度，更有應用的維度，我們將會工作和生活在海量智慧塵埃中，而大數(shù)據(jù)則能抓住智慧塵埃的價值精髓。

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開啟了一個新時代，它不僅僅是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的延伸，更開啟了一個人物相連、物物相連的大連接世界。

圖5 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開啟一個大連接世界

    第一次工業(yè)革命實現(xiàn)了機器對人力的替代，從此開始現(xiàn)代工業(yè)的機器時代，人類開始圍繞機器工作。第二次工業(yè)革命通過石油和電力為核心的能源革命，大大提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了大規(guī)模生，生產(chǎn)裝備和生產(chǎn)組織都發(fā)生革命性變化。第三次工業(yè)革命通過計算機的利用，實現(xiàn)信息的快速傳播與交換，實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的信息化，從而把工業(yè)生產(chǎn)從大規(guī)模生產(chǎn)提升到大規(guī)模定制生產(chǎn)。精益生產(chǎn)成為主要生產(chǎn)方式。這是延續(xù)到現(xiàn)在的信息化時代，代表性產(chǎn)物是計算機、聯(lián)網(wǎng)、ERP等管理信息系統(tǒng)的利用。

    現(xiàn)有模式下，成本集約已到極致，單一設備生產(chǎn)潛能充分發(fā)揮，專業(yè)分工足夠精細，生產(chǎn)要素充分利用，但仍然不能滿足個性化的低成本需要。傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展的天花板已經(jīng)顯現(xiàn)，新的工業(yè)發(fā)展要素尚未建立，第四次工業(yè)革命由此誕生。

    第四次工業(yè)革命將是智慧的革命，通過信息物理的全面融合，實現(xiàn)人、物、信息的全面統(tǒng)一。智慧生產(chǎn)和智慧工業(yè)成為主要的工業(yè)生產(chǎn)方式，個性化定制需求得到極大滿足。這一切的發(fā)生依賴于新一代信息技術革命的爆發(fā)，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、3D打印、工業(yè)機器人等新技術促成了工業(yè)的智慧革命。生產(chǎn)工具、生產(chǎn)方式、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)要素都發(fā)生了革命性的變化。

圖6 第四次工業(yè)革命——工業(yè)的全方位變革

三、德國工業(yè)4.0的要素與價值

    引領第四次工業(yè)革命的是德國工業(yè)4.0藍圖的提出，“工業(yè)4.0”研究項目由德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術部聯(lián)手資助，在德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學術界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動下形成，并已上升為國家級戰(zhàn)略。德國聯(lián)邦政府投入達2億歐元。

    工業(yè)4.0藍圖的出發(fā)點是滿足人類個性化的需求，智慧互聯(lián)網(wǎng)化集成的目的在于實現(xiàn)個性化生產(chǎn)，它一個由智慧產(chǎn)品主導的自治生產(chǎn)網(wǎng)絡，滿足極端單個體生產(chǎn)需要。

    工業(yè)4.0的基礎是信息物理融合（CPS），2006年2月發(fā)布的《美國競爭力計劃》則將信息物理系統(tǒng)（Cyber Physical System，CPS）列為重要的研究項目。到了2007年7月，美國總統(tǒng)科學技術顧問委員會在題為《挑戰(zhàn)下的領先——競爭世界中的信息技術研發(fā)》的報告中列出了八大關鍵的信息技術，其中CPS位列首位，德國工業(yè)4.0將其列為關鍵基礎技術。

    工業(yè)4.0是德國高科技戰(zhàn)略計劃，其兩大主題是實現(xiàn)智慧工廠和智慧生產(chǎn)。智慧工廠重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設施的實現(xiàn)；智能生產(chǎn)主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動、3D打印以及增材制造等技術在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用等。

圖7 基于物聯(lián)網(wǎng)和服務互聯(lián)網(wǎng)的智慧工廠架構

    工業(yè)4.0下智慧產(chǎn)品的特點是集成了信息存儲、傳感、無線通信功能，產(chǎn)品是信息載體，整個完整的供應鏈和生命周期中都一直帶有自身信息；產(chǎn)品會影響其所在環(huán)境；產(chǎn)品具有自監(jiān)測功能，會對其自身狀態(tài)和環(huán)境進行監(jiān)測。

圖8 實現(xiàn)智慧化生產(chǎn)的三大集成

    德國工業(yè)4.0的價值包括：

    ◆滿足客戶個性化的需求；

    ◆靈活動態(tài)的業(yè)務流程；

    ◆提供透明系統(tǒng)數(shù)據(jù)以支撐最佳決策；

    ◆提高設備產(chǎn)出率和效率；

    ◆創(chuàng)新服務為客戶帶來更大價值；

    ◆應對人口結構的變化；

    ◆員工有更好的工作及生活平衡；

    ◆保持企業(yè)的高福利，并保持企業(yè)的競爭力。

四、引領工業(yè)發(fā)展的新思維

     在互聯(lián)網(wǎng)時代，我們必須把握互聯(lián)網(wǎng)思維，認識虛擬世界的客觀規(guī)律，虛實結合，借助互聯(lián)網(wǎng)整合個性化需要，按需重組工業(yè)邏輯。

    智慧化工業(yè)產(chǎn)品。應用嵌入式系統(tǒng)、傳感器、RFID、移動互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等技術到產(chǎn)品（裝備）中，提高產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化程度，增強產(chǎn)品加工制造、物流運輸、運行維護等過程中的信息動態(tài)感知、智能處理與優(yōu)化控制能力，促進產(chǎn)品和品牌創(chuàng)新，增加產(chǎn)品附加值。

    集智眾包研發(fā)。網(wǎng)絡為企業(yè)提供了一個產(chǎn)品創(chuàng)新的巨大空間，未來的產(chǎn)品研發(fā)將是一種集智眾包的模式。網(wǎng)絡上眾多的創(chuàng)客、設計者通過網(wǎng)絡實現(xiàn)智慧的匯集，形成集智開發(fā)的新模式。

圖9 基于互聯(lián)網(wǎng)的高端家電眾包研發(fā)模式

    基于工業(yè)大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡的制造服務。以云計算、數(shù)據(jù)融合處理與分析、遠程監(jiān)控與診斷等技術為支撐，拓展產(chǎn)品研發(fā)設計、工程總包、大修維修MRO、系統(tǒng)集成、物流、電子商務、租賃等服務，促進企業(yè)從產(chǎn)品生產(chǎn)銷售向專業(yè)服務商、總包商、系統(tǒng)集成服務商、專業(yè)化公共服務商轉型。

    一家發(fā)動機生產(chǎn)公司采用數(shù)據(jù)采集與融合分析、遠程監(jiān)測與控制等技術，建立網(wǎng)絡遠程狀態(tài)監(jiān)控和診斷系統(tǒng)和后勤保障系統(tǒng)，支撐運營模式變革，擴展發(fā)動機維護、租賃和數(shù)據(jù)分析管理等服務，拓展了新業(yè)務，增加了服務型收入。2007年服務收入達到公司總收入的53.7%。

    3D打印引領個性制造。集成與融合材料制備、IT軟件、設計技術、制造工藝、裝備等，生產(chǎn)個性化、高性能、復雜零部件的3D打印制造系統(tǒng)將全面變革產(chǎn)品研發(fā)、制造、服務模式。福布斯網(wǎng)站的一篇文章稱：按3D打印的趨勢發(fā)展下去，美國一定可以把iPhone制造接回家！到時iPhone的制造與組裝，不再像富士康在中國做的人海模式，而是由3D打印機“打印”出來。

    云制造推動制造服務化。云制造也在推動制造服務化，云制造將所有的制造資源匯集在一起，實現(xiàn)所有的客戶、制造生產(chǎn)廠家的互聯(lián)互通，提供更強大的服務。一個典型的云制造項目是歐盟于2010年8月啟動的制造云項目，總投資500萬歐元，目的是在一套軟件即服務(software-as-a-service)應用支持下，實現(xiàn)生產(chǎn)網(wǎng)絡層和工廠、流程層的柔性化，為用戶提供按需配置的制造能力服務。

    虛實結合的智能制造系統(tǒng)。工業(yè)4.0是德國政府《高技術戰(zhàn)略2020》確定的十大未來項目之一，并已上升為國家戰(zhàn)略，旨在支持工業(yè)領域新一代革命性技術的研發(fā)與創(chuàng)新�，F(xiàn)在將建立全球網(wǎng)絡，把機器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設施融入到虛擬網(wǎng)絡—實體物理系統(tǒng)（CPS）中。在制造系統(tǒng)，它包括智能機器、存儲系統(tǒng)和生產(chǎn)設施，能夠相互獨立的指定交換信息、觸發(fā)動作和控制。從本質上講，工業(yè)4.0包括將虛擬網(wǎng)絡—實體物理系統(tǒng)技術一體化應用于制造業(yè)和物流行，以及在工生產(chǎn)過程中使用物聯(lián)網(wǎng)和服務網(wǎng)技術。

    我國制造企業(yè)管理正處于由傳統(tǒng)管理模式向現(xiàn)代管理模式轉變的階段，經(jīng)營目標管理模式，管理理念和決策標準發(fā)生根本性變化，多數(shù)企業(yè)并沒有從根本上改變“以產(chǎn)品為中心”的傳統(tǒng)制造模式，無法適應互聯(lián)網(wǎng)、云制造等模式下的多品種大批量定制化的要求，企業(yè)管理信息化、生產(chǎn)過程智能化、咨詢服務網(wǎng)絡化的水平制約著中國制造業(yè)的快速發(fā)展。

    隨著中低端產(chǎn)品加工制造產(chǎn)業(yè)重心向東南亞等發(fā)展中國家轉移，我國裝備制造業(yè)在全球地位面臨挑戰(zhàn)，急需利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、傳感器等增強裝備產(chǎn)品智能化程度，構建數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化生產(chǎn)線（工廠）。企業(yè)要把大數(shù)據(jù)視為工業(yè)領域核心的生產(chǎn)要素，大數(shù)據(jù)不僅僅是一種可長期利用的財富，而且是生產(chǎn)過程必不可少的生產(chǎn)要素。工業(yè)發(fā)展要走向深層次全方位的服務化，工業(yè)服務化不僅僅是指對最終產(chǎn)品的服務化，而是在智慧工廠基礎上，工業(yè)生產(chǎn)的每個元素的服務化。

五、結束語

    進入21世紀以來,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起。以大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等為標志的新一代信息技術革命帶來的不僅僅是手段的變化、效率的提升，更重要的是空間的轉換、智慧的躍升，開啟人類智慧的大生產(chǎn)模式。網(wǎng)絡把萬物連接起來形成新的信息物理空間，網(wǎng)絡把智能化的機器連接起來形成新的制造空間，這將從根本上改變制造模式，為人類進步與發(fā)展創(chuàng)造更大的價值。

本文根據(jù)航天科技集團總工程師楊海成在“第十屆中國制造業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化國際峰會”上的發(fā)言整理而成，未經(jīng)本人確認。

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本文標題：互聯(lián)網(wǎng)時代的工業(yè)發(fā)展新思維

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