董立杰
智能制造（IM：Intelligent Manufacturing）是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，通過人與智能機(jī)器的合作共事，實(shí)現(xiàn)柔性化、智能化和高度集成化的生產(chǎn)，在制造過程中自動(dòng)進(jìn)行分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等智能活動(dòng)。智能制造的核心是智能制造技術(shù)和系統(tǒng)，它是基于現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及人工智能，通過感知、人機(jī)交互、決策、執(zhí)行和反饋，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程、制造過程和企業(yè)管理及服務(wù)的智能化，是信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合與集成。
美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（被稱為美國(guó)版工業(yè)4.0）、德國(guó)的工業(yè)4.0戰(zhàn)略、中國(guó)制造2025，其核心特征都是互聯(lián)，本質(zhì)就是通過數(shù)據(jù)自動(dòng)化流動(dòng)，從規(guī)模經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向范圍經(jīng)濟(jì)，以同質(zhì)化、規(guī)模化的成本，構(gòu)建出異質(zhì)化、定制化的產(chǎn)業(yè)，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的改革。
智能制造是方法，也是目標(biāo)
中國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)等世界上的主要工業(yè)國(guó)家，先后確定了各自的第四次工業(yè)革命國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，就是智能制造?！吨袊?guó)制造2025》明確提出，要以新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以推進(jìn)智能制造為主攻方向。全球類似的概念還有美國(guó)的“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃”、德國(guó)的“工業(yè)4.0戰(zhàn)略計(jì)劃”、英國(guó)的“工業(yè)2050戰(zhàn)略”、韓國(guó)的“制造業(yè)創(chuàng)新3.0計(jì)劃”等。他們都將發(fā)展智能制造作為本國(guó)構(gòu)建制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵舉措和實(shí)施工業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的重要手段與方法，同時(shí)又是企業(yè)對(duì)生產(chǎn)方式進(jìn)行智能化改造的結(jié)果和目標(biāo)。
工業(yè)4.0是一個(gè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型，即產(chǎn)業(yè)的變革；智能制造是可持續(xù)發(fā)展的制造模式，是一個(gè)全新的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，是生產(chǎn)和服務(wù)方式的革命。工業(yè)4.0提出的智能制造是面向產(chǎn)品全生命周期，實(shí)現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造，所以說智能制造是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的重要手段和方法；而工業(yè)4.0產(chǎn)業(yè)變革的目標(biāo)又是實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)和打造智能工廠，這兩者的組合其實(shí)就是智能制造的概念。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，智能制造的實(shí)現(xiàn)需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打造全新的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。智能制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化程度取決于上云的數(shù)據(jù)維度和數(shù)量、質(zhì)量，同時(shí)影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的產(chǎn)業(yè)寬度和深度；而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)反饋的應(yīng)用效果，反過來可以優(yōu)化智能制造的設(shè)計(jì)。
智能制造的實(shí)現(xiàn)主要依托兩方面的基礎(chǔ)能力：一個(gè)是工業(yè)制造技術(shù)，包括先進(jìn)裝備、先進(jìn)材料和先進(jìn)工藝等，這是工業(yè)4.0的核心；另一個(gè)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，即基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能以及云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)，充分發(fā)揮工業(yè)裝備、生產(chǎn)材料和制造工藝的潛能，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定制化和服務(wù)增值化。由此看來，“制造+互聯(lián)網(wǎng)”就是工業(yè)4.0，“互聯(lián)網(wǎng)+制造”就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，而制造和互聯(lián)網(wǎng)的充分融合就是智能制造，也是中國(guó)制造2025所追求的目標(biāo)。
工業(yè)4.0與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)過程的智能化。工業(yè)4.0已被德國(guó)政府納入《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》的國(guó)家十大未來項(xiàng)目之一，其核心是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。工業(yè)4.0更加關(guān)注通過信息網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的充分融合和有機(jī)整合，打造智能工廠，實(shí)現(xiàn)以價(jià)值鏈上的三大集成為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程智能化，提升生產(chǎn)效率。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更側(cè)重基于數(shù)據(jù)資產(chǎn)的智慧服務(wù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)核是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用各種復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，將帶有內(nèi)置傳感器的機(jī)器和其他機(jī)器、人連接起來，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集、傳輸、處理和反饋，從中提取數(shù)據(jù)并進(jìn)行深入分析，挖掘生產(chǎn)或服務(wù)系統(tǒng)在性能提高、質(zhì)量提升等方面的潛力，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源效率的提升與優(yōu)化。
雖然工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)4.0的目標(biāo)都是資源優(yōu)化與效率提升，但其側(cè)重點(diǎn)有所不同。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)側(cè)重于對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等生產(chǎn)設(shè)備的智能管理，形成開放的全球化工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，并將工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)在設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、物流、營(yíng)銷、服務(wù)等各個(gè)階段進(jìn)行充分融合。
其實(shí)第四次工業(yè)革命的本質(zhì)就是對(duì)世界未來工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)之爭(zhēng)，是由德國(guó)和美國(guó)依照自已的思維邏輯和表達(dá)方式來開展推動(dòng)的。以工業(yè)控制技術(shù)見長(zhǎng)的德國(guó)政府所界定的工業(yè)4.0，有著強(qiáng)有力的機(jī)械加工工藝能力、各類內(nèi)嵌式控制系統(tǒng)的專業(yè)設(shè)備和工作能力，德國(guó)很關(guān)心加工過程的智能化系統(tǒng)和虛擬化技術(shù)的深刻改變。而以計(jì)算機(jī)、軟件、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等IT（信息技術(shù)）技術(shù)見長(zhǎng)的美國(guó)明確提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)范，重點(diǎn)關(guān)注機(jī)器設(shè)備智能互聯(lián)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，以及各類數(shù)據(jù)資料對(duì)業(yè)務(wù)流程的洞悉，其側(cè)重點(diǎn)在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)。美國(guó)要以GE（通用電氣）、IBM（萬(wàn)國(guó)商業(yè)機(jī)器公司）等企業(yè)為基礎(chǔ)，偏重于從軟件出發(fā)連通硬件；德國(guó)要以西門子、庫(kù)卡、SAP（思愛普）等企業(yè)為主導(dǎo)，期望能夠從硬件連通到軟件。
這兩種不同的智能制造發(fā)展概念，其實(shí)就是兩種技術(shù)路線或兩種不同技術(shù)人員的理念之別：IT從業(yè)人員，期望將自己擅長(zhǎng)的IT理念、互聯(lián)網(wǎng)思維和技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)環(huán)境中，由軟而硬，以此實(shí)現(xiàn)智能制造的目標(biāo)，這就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。OT（運(yùn)營(yíng)技術(shù)）從業(yè)人員，期望通過生產(chǎn)系統(tǒng)帶動(dòng)IT技術(shù)的應(yīng)用，從硬到軟，這也是我們通常提到的智能制造概念。雖然執(zhí)行路徑和邏輯思維不同，但這兩種模式總體目標(biāo)一致，就是要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的融合，建立智能工業(yè)。工業(yè)4.0所提出的新型工業(yè)體系，把CPS（信息物流系統(tǒng)）建立放在首位，但是CPS的基礎(chǔ)是軟件和模型，其核心就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這是支撐信息化和工業(yè)化深度融合的一套綜合技術(shù)體系。所以說，工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是相同的，不同之處在于思維邏輯。
中國(guó)制造2025和德國(guó)工業(yè)4.0
中國(guó)制造2025和德國(guó)工業(yè)4.0都是在新一輪工業(yè)革命、科技變革和產(chǎn)業(yè)升級(jí)背景下提出的制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略舉措，對(duì)兩個(gè)戰(zhàn)略進(jìn)行充分對(duì)比后，可以發(fā)現(xiàn)它們之間各有異同。
第一，戰(zhàn)略目標(biāo)一致。二者都是為了增強(qiáng)國(guó)家工業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，在新一輪的世界工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中搶占先機(jī)。德國(guó)希望通過工業(yè)4.0戰(zhàn)略的實(shí)施提升本國(guó)的全球競(jìng)爭(zhēng)力，成為新一代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的供應(yīng)國(guó)和主導(dǎo)者。中國(guó)希望通過中國(guó)制造2025戰(zhàn)略的實(shí)施，全面提升中國(guó)制造業(yè)發(fā)展質(zhì)量和水平，使中國(guó)邁入制造強(qiáng)國(guó)行列。
第二，戰(zhàn)略定位不同。中國(guó)制造2025提出創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本的發(fā)展戰(zhàn)略，致力于由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變；德國(guó)工業(yè)4.0是打造智能化工廠、實(shí)現(xiàn)智能制造，由自動(dòng)化、數(shù)字化向智能化邁進(jìn)，由制造強(qiáng)國(guó)向超級(jí)強(qiáng)國(guó)發(fā)展。
這是由兩國(guó)的工業(yè)基礎(chǔ)和國(guó)情決定的。德國(guó)提出工業(yè)4.0的基礎(chǔ)是本國(guó)的工業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了3次完整的工業(yè)革命進(jìn)程，數(shù)控系統(tǒng)、自動(dòng)化等生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，德國(guó)制造業(yè)已經(jīng)成為世界上最具競(jìng)爭(zhēng)力的制造業(yè)之一，更是制造裝備領(lǐng)域的引領(lǐng)者。德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略是一個(gè)革命性的基礎(chǔ)科技戰(zhàn)略，是以其完整的工業(yè)發(fā)展體系為基礎(chǔ)而制定的，其立足點(diǎn)是從制造方式基礎(chǔ)層面上進(jìn)行變革，提高科研創(chuàng)新能力，依靠“高、精、尖”的理論知識(shí)實(shí)現(xiàn)整個(gè)工業(yè)發(fā)展質(zhì)的飛躍。
對(duì)于中國(guó)制造業(yè)，中國(guó)工程院院士、華中科技大學(xué)前校長(zhǎng)李培根認(rèn)為，德國(guó)工業(yè)4.0是在工業(yè)3.0的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，而中國(guó)還面臨著工業(yè)2.0要補(bǔ)課、工業(yè)3.0要普及、工業(yè)4.0要示范跟上的處境。我們的工業(yè)尚處于大批量生產(chǎn)階段，從量上來看穩(wěn)居世界第一，但從質(zhì)上來看，仍然處于工業(yè)2.0和工業(yè)3.0混合交織的階段。企業(yè)之間的發(fā)展水平參差不齊，且在基礎(chǔ)材料和產(chǎn)業(yè)技術(shù)等方面的創(chuàng)新和保障都不夠到位，基礎(chǔ)學(xué)科的研究比較薄弱，科研創(chuàng)新能力不強(qiáng)，這也映射出中國(guó)制造業(yè)大而不強(qiáng)的現(xiàn)狀。
基于此，中國(guó)制造2025在戰(zhàn)略范圍上涵蓋更廣，不僅局限于中國(guó)制造業(yè)的全面重組，而且追求從基礎(chǔ)科學(xué)到生產(chǎn)方式的全面突破。所以，中國(guó)制造2025是根據(jù)中國(guó)國(guó)情做出的重大戰(zhàn)略決策，目的是全面提升中國(guó)制造業(yè)發(fā)展質(zhì)量和水平，在堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)和綠色發(fā)展上走出自己的特色，加快邁向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。
《中國(guó)冶金報(bào)》（2022年3月29日 04版四版）
