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廣皓天
從制造走向“智”造 中國(guó)還有這三大階段需要完成
在世界互聯(lián)網(wǎng)普及率已經(jīng)過半的情況下，信息化基本已進(jìn)入一個(gè)成熟階段，未來信息化的發(fā)展，也開始逐步進(jìn)入過去的蒸汽機(jī)動(dòng)力普及、內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力普及，以及電力普及之后的緩慢穩(wěn)定增長(zhǎng)階段。
而的制造工業(yè)，也隨著社會(huì)生產(chǎn)力的更新中同步迭代，從早的蒸汽工業(yè)時(shí)代，到內(nèi)燃機(jī)工業(yè)時(shí)代，一直到現(xiàn)在的電力自動(dòng)化時(shí)代。隨著互聯(lián)網(wǎng)信息化的穩(wěn)定普及，工業(yè)制造也在各國(guó)的生產(chǎn)力發(fā)展規(guī)劃中進(jìn)入了下一個(gè)新的發(fā)展階段——信息化工業(yè)時(shí)代。
2013年，德國(guó)正式推出 “工業(yè)4.0” 的概念，旨在利用物聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)，將 CPS 應(yīng)用到工業(yè)制造中去，希望進(jìn)一步降低產(chǎn)業(yè)成本、提高產(chǎn)業(yè)效率，同時(shí)迎合新世紀(jì)的大眾消費(fèi)模式。而在 2014年，美國(guó)五大行業(yè)巨頭共同成立 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)，也開啟了美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)之路，希望借助的硅谷科技力量，為美國(guó)的空心化和高成本化制造業(yè)帶來復(fù)蘇的希望。
在德國(guó)，工業(yè) 4.0 主要由西門子推動(dòng)，而在美國(guó)，GE 則是早提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)并組建聯(lián)盟的核心力量。2015年初，中國(guó)政府提出“中國(guó)制造2025”十年計(jì)劃，希望中國(guó)因人口紅利而成為的制造中心的地位，在工業(yè)化浪潮的后半場(chǎng)，能夠繼續(xù)借助信息化改革，保留中國(guó)制造業(yè)大國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)力地位。但在中國(guó)，并沒有一個(gè)像西門子或 GE 這樣有著豐厚信息化積累的產(chǎn)業(yè)巨頭在，雖然國(guó)內(nèi)有像海爾、格力等個(gè)別的企業(yè)在嘗試高度自動(dòng)化和初步信息化，對(duì)于一個(gè)還未完成工業(yè) 3.0 的巨輪來說，直接跳到工業(yè)4.0 仍然面臨著巨大的產(chǎn)業(yè)鴻溝和智力斷層。
從宏觀上來說，國(guó)家上層提出 “中國(guó)制造2025”，對(duì)中國(guó)有著巨大的意義和指示作用，也非常準(zhǔn)確的切中了中國(guó)未來 20 年到 30 年在戰(zhàn)略地位中的發(fā)展路徑。但上層建筑落地之后，還是需要中國(guó)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)力量，來一步一步實(shí)現(xiàn)這個(gè)異常艱巨的愿景和任務(wù)。而由于中國(guó)的傳統(tǒng)工業(yè)制造，和互聯(lián)網(wǎng)信息化之間的鴻溝過于顯著，顯然這需要既懂傳統(tǒng)制造，又有互聯(lián)網(wǎng)信息化經(jīng)驗(yàn)的人，來一步一步的摸索出走出 “中國(guó)制造2025” 的每一個(gè)階段：
中國(guó)制造業(yè)未來階段：填補(bǔ)制造業(yè)信息化的空白節(jié)點(diǎn)
1、人才節(jié)點(diǎn)
在德國(guó)、美國(guó)等，工業(yè)信息化的要素便是人才，德國(guó)西門子與德國(guó)工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)等都有長(zhǎng)期的合作，德國(guó)政府甚至整個(gè)歐洲政府都有大量的高校、研究機(jī)構(gòu)來為工業(yè)信息化培養(yǎng)和提供人才，而這些人才是在 10年甚至更久的教育體系下才能培養(yǎng)出來的。同樣在美國(guó)，GE 自己的克勞頓學(xué)院、與卡耐基梅隆大學(xué)、MIT 等諸多大學(xué)也有深入的人才合作項(xiàng)目。
而在中國(guó)，目前幾乎沒有工業(yè)與信息化結(jié)合的人才，不管是高校還是社會(huì)，工業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)，往往是兩個(gè)八桿子打不著的領(lǐng)域。在這種情況下，中國(guó)如果想走工業(yè)信息化道路，除了政府投入巨大的資源吸引海外人才回國(guó)，否則光在人才這一點(diǎn)上，中國(guó)可能就要走 10 年才能開始談工業(yè)信息化。
2、信息化PLC
即便對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化(工業(yè)3.0)來說，PLC 就是一個(gè)為基本的基礎(chǔ)模塊，而在國(guó)內(nèi)，除了一些成熟的工業(yè)設(shè)備會(huì)用到 PLC 之外，絕大多數(shù)的工廠還只是半自動(dòng)化或人工操作。在工業(yè)信息化之前，PLC 不僅要深入普及，同時(shí)所有工廠都要有相應(yīng)的能力來熟練的使用這個(gè)基本的工業(yè)編程控制器。除此之外，中國(guó)在 PLC 研發(fā)生產(chǎn)和聯(lián)網(wǎng)信息化方面，也有大量的路需要走。
3、零件信息化（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)）
工業(yè)4.0 或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，有一個(gè)基本條件便是工業(yè)部件物聯(lián)網(wǎng)，所有的零件都要有自己的 ID，而這種工業(yè)零部件物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，不論是采用傳統(tǒng)的 RFID，還是升級(jí)版的 NFC ，還是未來在 AR 領(lǐng)域可能會(huì)更靈活的機(jī)器視覺識(shí)別，抑或是近這幾年非常火的區(qū)塊鏈技術(shù)，中國(guó)的工業(yè)制造在這些方面基本上沒有什么經(jīng)驗(yàn)。
雖然這種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)部署起來并不難，但要想熟練的理解并使用這些技術(shù)，并在未來的工業(yè)信息化中進(jìn)行再次創(chuàng)新，是需要非常多的經(jīng)驗(yàn)和非常深的理解的。而單單這一點(diǎn)，可能需要國(guó)內(nèi)的制造業(yè)還要走幾年。
4、工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)
一直以來，中國(guó)作為一個(gè)制造業(yè)大國(guó)，享受的都是人口紅利、勞動(dòng)力成本、低端消費(fèi)市場(chǎng)等發(fā)達(dá)資本主義國(guó)家無(wú)法擁有的條件持續(xù)下去的。而對(duì)應(yīng)的，中國(guó)在制造業(yè)方面并沒有往高精尖、關(guān)鍵技術(shù)、教育、深入研究等方向發(fā)展，比如機(jī)器人減速機(jī)、嵌入式技術(shù)、設(shè)備控制技術(shù)等導(dǎo)致目前中國(guó)很多工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)仍掌握在其他國(guó)家，
而工業(yè)信息化，要求的便是工業(yè)的全自動(dòng)、智能化、靈活性等，這對(duì)工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵部件要求很高。在中國(guó)只能勉強(qiáng)做機(jī)器人本體的工業(yè)環(huán)境下，要想突破工業(yè)信息化的基本限制條件，可能會(huì)需要更多的時(shí)間。否則，就只能高價(jià)進(jìn)口，受制于人了，工業(yè)4.0，恐怕也就無(wú)從說起了……
5、工業(yè)級(jí) 3D 打印
3D 打印技術(shù)，是目前增材制造中非常創(chuàng)新的一種技術(shù)方向，而在工業(yè)制造中，如果擁有 3D 打印能力，無(wú)疑會(huì)給工業(yè)信息化帶來極大的效率提升、成本降低、靈活性提高、高度定制、復(fù)雜工藝處理能力等。
但從目前來說，除了北航王教授的金屬3D打印技術(shù)屬于世界前列外，現(xiàn)在的工業(yè)級(jí) 3D 打印機(jī)，還都是從海外進(jìn)口，不論是 FDM、SLA，還是金屬、陶瓷或其他新材料，國(guó)內(nèi)都沒有比較的設(shè)備制造商。而工業(yè)級(jí) 3D 打印，也是限制工業(yè)4.0 的核心能力之一。
6、精密制造
同樣，國(guó)內(nèi)制造業(yè)一直屬于粗放型制造業(yè)，對(duì)于一些有技術(shù)要求的方向，如精密儀器、合金、新材料等，一直依賴美國(guó)、日本、德國(guó)的進(jìn)口。而在工業(yè) 4.0 中，機(jī)器的配合是沒辦法像人那么的隨意與活動(dòng)的，公差或加工余量越大，工業(yè)自動(dòng)化越難實(shí)現(xiàn)。這就要求國(guó)內(nèi)在工業(yè) 4.0 方面要想有自己的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，精密制造是一個(gè)繞不過去的門檻，而這背后，又隱藏著幾十年的人才、資本、經(jīng)驗(yàn)的投入戰(zhàn)。
7、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)
AR 和 VR ，無(wú)疑是未來互聯(lián)網(wǎng)之后的下一個(gè)火的大眾方向。而在工業(yè)領(lǐng)域，同樣有大量的需求和應(yīng)用場(chǎng)景，是需要 AR 和 VR 來提升體驗(yàn)、效率或給出解決方案的。從技術(shù)層面講，VR 的應(yīng)用局限性和技術(shù)難度都比 AR 要低，中國(guó)在 VR 方面的發(fā)展和實(shí)際上差異并不大(因?yàn)橛?HTC Vive)，但在 AR 方面，目前不管是微軟的 Hololens，還是 Magic Leap，他們?cè)诩夹g(shù)方向上走的都要比中國(guó)要遠(yuǎn)。
不過，在 AR 和 VR 的工業(yè)信息化應(yīng)用方面，我們不用特別擔(dān)心。畢竟這個(gè)領(lǐng)域都是同時(shí)起步，得益于中國(guó)的人才、市場(chǎng)和自身的努力，很有可能中國(guó)在這方面仍會(huì)走在世界前列。
8、制造信息化系統(tǒng)
對(duì)于傳統(tǒng)的制造業(yè)從業(yè)人員來說，ERP、MES、SCM 等這些，基本上已經(jīng)耳熟能詳了。這些經(jīng)過幾十年甚至上百年的制造信息系統(tǒng)，已經(jīng)有很多人使用了很長(zhǎng)的時(shí)間，中國(guó)也有用友、金蝶等比較出名的 ERP 廠商。但對(duì)于一個(gè)國(guó)家想做產(chǎn)業(yè)升級(jí)來說，目前這些還并不夠，制造信息系統(tǒng)是未來工業(yè) 4.0 的基礎(chǔ)設(shè)施，除了能夠熟練的使用，對(duì)這些制造信息系統(tǒng)的管理思想、優(yōu)化改進(jìn)、二次創(chuàng)新等的掌握，也是工業(yè) 4.0 持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
9、工業(yè)寬帶基礎(chǔ)
工業(yè)信息化，自然，對(duì)信息化的要求非常高。美國(guó) 20 世紀(jì) 90 年代提出了“信息高速公路”，從基礎(chǔ)上為其后面幾十年的互聯(lián)網(wǎng)房展奠定了非常堅(jiān)實(shí)的條件。中國(guó)在信息化基礎(chǔ)建設(shè)上，也大力推進(jìn)。而現(xiàn)在都在爭(zhēng)奪的 5G 標(biāo)準(zhǔn)，也是想進(jìn)一步提高信息的流通速率。
工業(yè)信息化自然也要有基礎(chǔ)的信息網(wǎng)絡(luò)作為保證，但目前在工業(yè)寬帶方面都沒有做太大的進(jìn)展。不過對(duì)于任何一個(gè)講 工業(yè)4.0 提上國(guó)家戰(zhàn)略議程的，在工業(yè)基礎(chǔ)信息化建設(shè)方面，相信都不會(huì)含糊。
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