圖1 航天科技集團(tuán)總工程師楊海成
新一輪信息技術(shù)革命正在引領(lǐng)工業(yè)駛?cè)雿湫碌陌l(fā)展空間。進(jìn)入21世紀(jì)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(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等為標(biāo)志的新一代信息技術(shù)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(shù)引發(fā)產(chǎn)業(yè)變革的本質(zhì)原理到底在哪里；作為集新一代信息技術(shù)革命成果大成的互聯(lián)網(wǎng)，給我國(guó)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(gè)方面來分享一些我對(duì)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(shù)已經(jīng)發(fā)展到逼近物理的極限，芯片越來越小，計(jì)算速度越來越快，這給我們的大規(guī)模計(jì)算帶來了無限的方便。
軟件技術(shù)：面臨體系性重構(gòu)。軟件正在主導(dǎo)硬件，呈現(xiàn)出軟件定義數(shù)據(jù)中心，定義網(wǎng)絡(luò)，定義設(shè)備，定義世界的趨勢(shì)。技術(shù)和應(yīng)用模式的變化正在使傳統(tǒng)軟件和服務(wù)模式產(chǎn)生根本性變化。
計(jì)算技術(shù)：云計(jì)算重新定義計(jì)算資源。云計(jì)算是IT領(lǐng)域最核心最重大的變化趨勢(shì)，它是寬帶互聯(lián)網(wǎng)普及和并行計(jì)算、分布式計(jì)算等技術(shù)不斷發(fā)展演進(jìn)和商業(yè)模式創(chuàng)新等共同形成的產(chǎn)物。
圖2 云計(jì)算重新定義計(jì)算資源
通信技術(shù)：移動(dòng)化。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)到來，全球移動(dòng)電話用戶達(dá)到64億，使用移動(dòng)電話的人數(shù)達(dá)34億，人口滲透率達(dá)48.6%；智能手機(jī)用戶超過16億，人口滲透率為22.9%，智能手機(jī)保有量首次超過PC保有量；移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶超過26億，首次超過PC互聯(lián)用戶；移動(dòng)寬帶用戶達(dá)22億，人口滲透率為31.4%。
感知技術(shù)：萬物互聯(lián)。感知技術(shù)中主要的傳感器技術(shù)已經(jīng)到能感受并檢測(cè)信息，分類高達(dá)近百種；射頻識(shí)別技術(shù)、定位技術(shù)也得到發(fā)展。在這些技術(shù)的支撐下物聯(lián)網(wǎng)成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。
人機(jī)交互技術(shù)：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(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、智能語音產(chǎn)業(yè)熱潮，人機(jī)技術(shù)的發(fā)展正在改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>
數(shù)據(jù)處理技術(shù)：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?jī)赡昃涂梢苑渲袑⒂?0%的數(shù)字內(nèi)容屬于非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容。而對(duì)新增數(shù)據(jù)的處理能力以及其利用率的增長(zhǎng)則不足5%。
應(yīng)用技術(shù)：智慧化。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、能源、醫(yī)療等各領(lǐng)域，智能技術(shù)逐漸得到應(yīng)用。
圖3 智慧化的生活
在這些技術(shù)的支撐下，互聯(lián)網(wǎng)把整個(gè)世界連接在一起，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)開始與人類的生活息息相關(guān)。
二、進(jìn)入智慧的大生產(chǎn)時(shí)代
隨著互聯(lián)網(wǎng)的深入應(yīng)用，使得人類對(duì)信息技術(shù)的認(rèn)識(shí)和創(chuàng)造呈現(xiàn)出革命性的躍變。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)等新一代信息技術(shù)開始大爆發(fā)，從而開啟全新的智慧時(shí)代，智慧技術(shù)本身也開始進(jìn)入大生產(chǎn)階段。
圖4 新一代信息技術(shù)的大爆發(fā)開啟新智慧時(shí)代
這其中，云計(jì)算是IT領(lǐng)域最核心最重大的變化趨勢(shì)，它是寬帶互聯(lián)網(wǎng)普及和并行計(jì)算、分布式計(jì)算等技術(shù)不斷發(fā)展演進(jìn)和商業(yè)模式創(chuàng)新等共同形成的產(chǎn)物；移動(dòng)互聯(lián)實(shí)現(xiàn)了智慧技術(shù)利用在時(shí)間和空間上的自由；物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了智慧的自由流淌；智慧技術(shù)無處不在，形成海量智慧塵埃，智慧塵埃既有時(shí)間上的維度、也有空間的維度，更有應(yīng)用的維度，我們將會(huì)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(jià)值精髓。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開啟了一個(gè)新時(shí)代，它不僅僅是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的延伸，更開啟了一個(gè)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(gè)大連接世界
第一次工業(yè)革命實(shí)現(xiàn)了機(jī)器對(duì)人力的替代，從此開始現(xiàn)代工業(yè)的機(jī)器時(shí)代，人類開始圍繞機(jī)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(shí)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(jì)算機(jī)的利用，實(shí)現(xiàn)信息的快速傳播與交換，實(shí)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(shí)代，代表性產(chǎn)物是計(jì)算機(jī)、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(shè)備生產(chǎn)潛能充分發(fā)揮，專業(yè)分工足夠精細(xì)，生產(chǎn)要素充分利用，但仍然不能滿足個(gè)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(shí)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(gè)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(shù)革命的爆發(fā)，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、3D打印、工業(yè)機(jī)器人等新技術(shù)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(guó)工業(yè)4.0的要素與價(jià)值
引領(lǐng)第四次工業(yè)革命的是德國(guó)工業(yè)4.0藍(lán)圖的提出，“工業(yè)4.0”研究項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)手資助，在德國(guó)工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)、西門子公司等德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動(dòng)下形成，并已上升為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略。德國(guó)聯(lián)邦政府投入達(dá)2億歐元。
工業(yè)4.0藍(lán)圖的出發(fā)點(diǎn)是滿足人類個(gè)性化的需求，智慧互聯(lián)網(wǎng)化集成的目的在于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化生產(chǎn)，它一個(gè)由智慧產(chǎn)品主導(dǎo)的自治生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，滿足極端單個(gè)體生產(chǎn)需要。
工業(yè)4.0的基礎(chǔ)是信息物理融合（CPS），2006年2月發(fā)布的《美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力計(jì)劃》則將信息物理系統(tǒng)（Cyber Physical System，CPS）列為重要的研究項(xiàng)目。到了2007年7月，美國(guó)總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)顧問委員會(huì)在題為《挑戰(zhàn)下的領(lǐng)先——競(jìng)爭(zhēng)世界中的信息技術(shù)研發(fā)》的報(bào)告中列出了八大關(guān)鍵的信息技術(shù)，其中CPS位列首位，德國(guó)工業(yè)4.0將其列為關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。
工業(yè)4.0是德國(guó)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃，其兩大主題是實(shí)現(xiàn)智慧工廠和智慧生產(chǎn)。智慧工廠重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；智能生產(chǎn)主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)、3D打印以及增材制造等技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。
圖7 基于物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)的智慧工廠架構(gòu)
工業(yè)4.0下智慧產(chǎn)品的特點(diǎn)是集成了信息存儲(chǔ)、傳感、無線通信功能，產(chǎn)品是信息載體，整個(gè)完整的供應(yīng)鏈和生命周期中都一直帶有自身信息；產(chǎn)品會(huì)影響其所在環(huán)境；產(chǎn)品具有自監(jiān)測(cè)功能，會(huì)對(duì)其自身狀態(tài)和環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
圖8 實(shí)現(xiàn)智慧化生產(chǎn)的三大集成
德國(guó)工業(yè)4.0的價(jià)值包括：
◆滿足客戶個(gè)性化的需求；
◆靈活動(dòng)態(tài)的業(yè)務(wù)流程；
◆提供透明系統(tǒng)數(shù)據(jù)以支撐最佳決策；
◆提高設(shè)備產(chǎn)出率和效率；
◆創(chuàng)新服務(wù)為客戶帶來更大價(jià)值；
◆應(yīng)對(duì)人口結(jié)構(gòu)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(jìng)爭(zhēng)力。
四、引領(lǐng)工業(yè)發(fā)展的新思維
在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我們必須把握互聯(lián)網(wǎng)思維，認(rèn)識(shí)虛擬世界的客觀規(guī)律，虛實(shí)結(jié)合，借助互聯(lián)網(wǎng)整合個(gè)性化需要，按需重組工業(yè)邏輯。
智慧化工業(yè)產(chǎn)品。應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)、傳感器、RFID、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等技術(shù)到產(chǎn)品（裝備）中，提高產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化程度，增強(qiáng)產(chǎn)品加工制造、物流運(yùn)輸、運(yùn)行維護(hù)等過程中的信息動(dòng)態(tài)感知、智能處理與優(yōu)化控制能力，促進(jìn)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(luò)為企業(yè)提供了一個(gè)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(luò)上眾多的創(chuàng)客、設(shè)計(jì)者通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)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(luò)的制造服務(wù)。以云計(jì)算、數(shù)據(jù)融合處理與分析、遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷等技術(shù)為支撐，拓展產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、工程總包、大修維修MRO、系統(tǒng)集成、物流、電子商務(wù)、租賃等服務(wù)，促進(jìn)企業(yè)從產(chǎn)品生產(chǎn)銷售向?qū)I(yè)服務(wù)商、總包商、系統(tǒng)集成服務(wù)商、專業(yè)化公共服務(wù)商轉(zhuǎn)型。
一家發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)公司采用數(shù)據(jù)采集與融合分析、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制等技術(shù)，建立網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控和診斷系統(tǒng)和后勤保障系統(tǒng)，支撐運(yùn)營(yíng)模式變革，擴(kuò)展發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)、租賃和數(shù)據(jù)分析管理等服務(wù)，拓展了新業(yè)務(wù)，增加了服務(wù)型收入。2007年服務(wù)收入達(dá)到公司總收入的53.7%。
3D打印引領(lǐng)個(gè)性制造。集成與融合材料制備、IT軟件、設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝、裝備等，生產(chǎn)個(gè)性化、高性能、復(fù)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(wù)模式。福布斯網(wǎng)站的一篇文章稱：按3D打印的趨勢(shì)發(fā)展下去，美國(guó)一定可以把iPhone制造接回家！到時(shí)iPhone的制造與組裝，不再像富士康在中國(guó)做的人海模式，而是由3D打印機(jī)“打印”出來。
云制造推動(dòng)制造服務(wù)化。云制造也在推動(dòng)制造服務(wù)化，云制造將所有的制造資源匯集在一起，實(shí)現(xiàn)所有的客戶、制造生產(chǎn)廠家的互聯(lián)互通，提供更強(qiáng)大的服務(wù)。一個(gè)典型的云制造項(xiàng)目是歐盟于2010年8月啟動(dòng)的制造云項(xiàng)目，總投資500萬歐元，目的是在一套軟件即服務(wù)(software-as-a-service)應(yīng)用支持下，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)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(wù)。
虛實(shí)結(jié)合的智能制造系統(tǒng)。工業(yè)4.0是德國(guó)政府《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》確定的十大未來項(xiàng)目之一，并已上升為國(guó)家戰(zhàn)略，旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。現(xiàn)在將建立全球網(wǎng)絡(luò)，把機(jī)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施融入到虛擬網(wǎng)絡(luò)—實(shí)體物理系統(tǒng)（CPS）中。在制造系統(tǒng)，它包括智能機(jī)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施，能夠相互獨(dú)立的指定交換信息、觸發(fā)動(dòng)作和控制。從本質(zhì)上講，工業(yè)4.0包括將虛擬網(wǎng)絡(luò)—實(shí)體物理系統(tǒng)技術(shù)一體化應(yīng)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(wù)網(wǎng)技術(shù)。
我國(guó)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(zhuǎn)變的階段，經(jīng)營(yíng)目標(biāo)管理模式，管理理念和決策標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(wù)網(wǎng)絡(luò)化的水平制約著中國(guó)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(guó)家轉(zhuǎn)移，我國(guó)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(qiáng)裝備產(chǎn)品智能化程度，構(gòu)建數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)線（工廠）。企業(yè)要把大數(shù)據(jù)視為工業(yè)領(lǐng)域核心的生產(chǎn)要素，大數(shù)據(jù)不僅僅是一種可長(zhǎng)期利用的財(cái)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(wù)化，工業(yè)服務(wù)化不僅僅是指對(duì)最終產(chǎn)品的服務(wù)化，而是在智慧工廠基礎(chǔ)上，工業(yè)生產(chǎn)的每個(gè)元素的服務(wù)化。
五、結(jié)束語
進(jìn)入21世紀(jì)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(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等為標(biāo)志的新一代信息技術(shù)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(zhuǎn)換、智慧的躍升，開啟人類智慧的大生產(chǎn)模式。網(wǎng)絡(luò)把萬物連接起來形成新的信息物理空間，網(wǎng)絡(luò)把智能化的機(jī)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(jìn)步與發(fā)展創(chuàng)造更大的價(jià)值。
本文根據(jù)航天科技集團(tuán)總工程師楊海成在“第十屆中國(guó)制造業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化國(guó)際峰會(huì)”上的發(fā)言整理而成，未經(jīng)本人確認(rèn)。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://m.hanmeixuan.com/
本文標(biāo)題：互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的工業(yè)發(fā)展新思維
本文網(wǎng)址：http://m.hanmeixuan.com/html/solutions/14019317529.html
相關(guān)文章
