深化制造业与互联网融合发展加快制造强国建设

◎ 工业和信息化部副部长、中国科学院院士 怀进鹏

深化制造业与互联网融合发展加快制造强国建设

◎ 工业和信息化部副部长、中国科学院院士 怀进鹏

制造业与互联网的融合，使全球制造业发生深刻变革。中国改革开放以来创造了世界制造业发展的奇迹，在500多种产品当中，占有220多种世界第一。在数字化时代带来机遇的同时，也面临很多挑战。为应对挑战，要深化制造业与互联网融合发展，进一步推动中国数字化制造、智能制造的转型，加快制造强国建设。

麦肯锡和Gartner两家全球著名的咨询公司预测，到2025年，机器人可以取代4000万的全职工人工作，而1/3的机器人或智能软件可能代替无人驾驶，届时或许有相当比例的汽车司机会失业。这些都是狭义上人工智能机器人和无人机以及自动驾驶，对可能改变产业生态提出的新的预测。同时，在医疗培训和教育行业，也会带来新的发展。大家可能看到过很多这样的例子，比如说机器人陪练，打羽毛球，机器人辅助医疗培训，以及机器人走向教育。从中可以看到，它涉及培训、教育、服务业等很多新领域。为应对这些热点，Gartner在今年7月发布了新型技术和人工智能等领域对未来的预测和发展，特别是对于处于未来两到五年可能形成产业的热点给予的预测，引发了现在投资界和产业界一轮新的热潮。

从信息技术本身来看，现在仍然有很多目不暇接的新业态、新技术和新方向，但是从信息技术本身来看，有三件重要的事情，第一是计算机的发现发明，第二是微电子集成电路的广泛应用，第三是网络通讯给我们带来的无限便利。在这样三个里程碑时代中，还有经济的三个规律在起作用。一是摩尔定律，每18个月集成电路增加一倍，但价格下降一倍。20多年来，CPU提高了3500倍，内存和硬盘价格下降了45000倍和360万倍。比如1980年一个GB的存储需20万美元，2009年只需7美分，这不是科学定律，是一种经济预测。不断的科技创新推动了产业的发展，也推动了社会的进步。第二个是吉尔德定律。主干网带宽每6个月增加1倍，而每比特费用将趋于零，预示着这将推动着我们今天所谓的分享经济、零边界成本社会的加速到来。还有一个定律是迈特卡尔定律。是说网络的价值如何估算，在他的定律当中提到的网络价值与用户数的平方成正比，也就是说N个节点的用户将会创造N个平方的价值，现在4G用户已经达到4.8亿以上，占全球的50％。可以设想，巨大的应用和市场空间所创造出的技术推动，也可以给我们带来新的机会。

信息经济已经成为中国发展的新动能。一个表现就是连续的经济规模在扩大，且它对整个国民经济的贡献超过GDP平均增速，产业保持着持续10％以上的增长，占全国进出口外贸的1/3，特别是彩电、手机、微机和网络通信设备，中国占世界第一。我们现在的4G用户，最新的数字突破了5亿，而占全球如此大的规模，网民的规模将近7亿。中国现在已经成为世界最大的信息基础设施的拥有国，而且电子商务的交易和发展极其迅速，基本符合迈特卡尔定律网络节点数的平方代表的网络的价值。在全球互联网公司当中，前十家有四家是中国的。信息经济已经成为中国全面建设小康社会的强大保障。在2014年信息经济已经占GDP的26％，去年达到18万亿，超过了27％。到2020年，按照信息化发展战略，GDP信息经济所占的比例要超过40％，从27％到40％，将进一步成为世界的经济大国。面对新经济、新技术和新业态的蓬勃发展，在今年5月30日的“科技三会”上，习近平总书记吹响建设创新型国家，向世界科技强国进军的号角。他在今年4月19日网络安全和信息化工作会议上还谈到，发展新一代信息技术，是国家发展的客观需要，特别是要突破核心技术。二是特别强调了要大力发展信息经济，拓展经济发展空间，着力做好推动互联网与实体经济深度融合，做好信息化和工业化深度融合这篇大文章。

在新技术不断出现、融合发展不断跨界的今天，信息产业和信息经济也面临着新的转型和变革，特别是新兴工业革命给我们提出新的重要问题，以及IT领域自身的发展和新的应用模式不断涌现，可能给我们带来很多发展空间。IT领域与制造业的融合，将会迎来200亿以上的设备互联，现在的PC是17亿，移动终端是70亿，而未来百亿的规模将会创造从过去百万量级的PC、千万量级的智能终端到以亿和10亿为单位的智能物体互联，而这样一个社会带给我们新的机遇和挑战会是什么？信息经济进入数字智能时代，下一个颠覆性的产业和社会的基本特征又应该如何应对？

我们觉得，信息经济、信息技术仍然处于快速发展的时候，当前已经进入了一种新的计算时代，包括网络计算。感知计算需要把物理数据数字化通过传感器和感知联入数字内容。通过人类社会的智能计算，所共同构成的网络、感知和智能为主题的新的计算时代。而未来，社会的数字化转型将通过感知实现数字化，数字化之后完成智能化的基础，这些都源于对大数据的分析和计算。

我们说，信息技术仍然处于发展的爆发期，也是引领新一轮变革的主导力量，其表现是自身的变化和与新的应用领域的结合，特别是和制造、生物等其他新的方向的结合。在发展当中，我们可以看到，凡是有重大问题的地方，一定是有重大创新机会的地方。一个是信息技术的物理和理论基础面临重大挑战，我们说的摩尔定律将会遇到新的挑战，存储墙也会成为重大问题，因为数据中心不断增强，而功耗问题将会成为未来信息产业微电子发展的一个重要内容。

我们都知道嵌入式系统越来越壮大，大概有90％的汽车最高可以达到嵌入式实施系统的比例。在过去的发展当中，嵌入实施系统已经成为重要的内容。而不断应用需求的变化和互联网应用规模的扩大，给我们带来更多新的问题，传统软件的问题和新的实时系统带来的挑战。美国估计其每年软件造成的损失占GDP的0.6％，而且在呈每年增长的趋势，这也为软件未来的发展创造了新的机会。软件参与计算，软件定义管理成为可能。

进入数字化时代，数据就成为一个重大问题，数据本身是泛滥还是具有价值？人们不断地在探索和思考，它是否能够在从稀缺走向丰富的时候给我们带来更多的机会。所以人们讲，真理都在数据中。从资本时代进入数据经济的时代，我们面对数据处理的重要问题，而在数据处理过程当中，发现也有很多重大的机会。比如说科学研究的方式是不是从理论、实验、计算走向了所谓的数据运行计算。美国今年修正了1991年的一个法案，对高性能计算的定义增加了大数据分析能力，作为一个要素，融入到所谓的HPC当中。我们在考核计算的价值的时候，一定源于对数据时代的理解。在数据时代，我们处理的方式和已有的工作会有些差别，表现极端的内容就是数据的因果关系还是关联关系。对我们传统的数学和计算的方式也会带来新的方式。所以发现计算的规律，是大数据时代非常重要的。

未来的发现是否能够对智能产生影响？我们前面也提到过，源于智能的产生，很重要的依赖于计算或者脑科学。对未来的计算如何思考和定义，比如说中国古语讲计算就包括两个意思，一个是运算，一个是考虑，这就带有智能的内容。而相反的一面，计算反过来是“算计”，也成为人工智能带来的新问题。但是从计算本身来说，它仍然有计算的复杂性，计算问题是计算机科学本质的问题，需要有计算的科学。同时，我们说还需要有逻辑的基础，是否我们能够找到一种满足因果关系的逻辑基础支撑这种简单的数据规模的计算。互联网在面向实时系统的时候，要有新的未来网络要解决安全性、实时性和能耗等诸多问题。

未来可能出现的转变就是信息技术对制造业的影响。在对全球2000名以上的企业家和管理专家进行评估的时候，排在首位的影响制造业的重要颠覆性技术是大数据。去年9月份，美国SRC主导发布了“重启IT”革命的报告，他们认为数据的增长、传感器的部署和无所不在的网络创造了新的机会，并由此引发出八大新兴发展的关键领域，对感知计算、智能存储、下一代计算模式以及洞察计算提出了新的问题。

信息技术会影响经济社会。我们看到，分享经济是2010年时代周刊评价的“改变世界的10大想法之一”，而今年提出“按需经济”是改变世界的十大想法之一。巨大的新兴市场和技术的发展在还没有形成稳定的产业规模和社会文明进步的影响时，我们需要把握未来的发展机遇，创造出中国信息产业和信息经济的新空间。

制造业与互联网的融合，全球制造业正在发生深刻的变革。从消费互联网进入到工业互联网，美国以及企业、德国4.0和工业4.0平台，加上西门子，都对此投入了众多人力物力。特别是今年年初美国工业互联网和德国的工业4.0建立了新的联盟体系，构造面向数字化竞争下工业互联网与智能制造融合发展的新生态。西方发达国家对制造业如此关注，是因为没有强大的实体制造业，服务业发展将受到制约，它也是就业稳定和经济发展的重要支撑。在发达国家有两个70％，服务业的增加值占GDP的70％，而生产性服务业占整个服务业的70％。换句话说，制造业为服务业贡献了49％的经济增长。

工业发展走过了福特时代、丰田精益生产的时代。那个时代，第一步解决了生产线规模和效率的问题，做得多、做得快。第二步解决了质量和成本精益求精的问题，做得好、做得省。面向大数据和个性化时代，能不能智能精准，以便实现做得对和做得准，可能就是未来制造业在发展方向的重要竞争内容。

中国改革开放以来创造了世界制造业发展的奇迹，在500多种产品当中，中国占有220多种世界第一。但面对新的发展，也有很多挑战。今年年初德勤全球做了新的报告，分析中国虽然在2016年依然保持第一，但其他国家由于创新能力、人才能力和生态环境等因素，将不断逼近中国的发展，预测有可能在2020年影响中国第一的位置。同时，在制造业低成本发展依然有效，东南亚一些国家不断通过低成本的优势，在抢夺我们新的市场。所以在双重挤压下，我们的发展确实遇到新的瓶颈。过去是以B2C的模式所实现的方式是传统工业的内容，也就是说实现了标准化的设计、批量化的生产，然后同质化的消费。现在我们处在短缺经济和过剩经济和竞争时代，消费者的消费是个性化而不是同质化，撞衫成为很难堪的事情。所以，会对未来发展的研发方式产生颠覆，对制造方式产生颠覆，也许这是我们和全球面临同一竞争起跑线的重要内容。因为中国是互联网大国，是制造业大国，我们有着最大的消费市场和供应网络。所以，通过互联网逆向整合生产要素，来推动两化融合，提高设计生产能力，就起了重大的作用。我们的创新方式从原来的内部创新开始有第三方用户和供应商参与，这一点小米、海尔都是重要实例。产业的组织的方式也可能产生新的变革，同时为我们从消费互联网走向制造业互联网创造新的机会。

创造带来的价值就是对于生态的构建、要素的供应合作模式，特别是产品的竞争力和质量会有新的发展。

为应对全球制造业面临的挑战，中国发布了《中国制造2025》。为了进一步推动中国数字化制造、智能制造的转型，今年5月份发布了28号文《关于深化制造业与互联网融合发展强国的战略》。面对产业变革的四大挑战，要构造制造业的新基础，第一就是硬件，自动控制和感知，这是物理世界数字化的技术，第二就是工业核心软件。工业技术的软件化是中国制造业走向强国的必由之路，而实现工业互联网和工业云，是我们搭建平台，实现全球共融和推动产业发展的重要基础。新的4G将会重点推进和发展。例如，波音用8000多种软件完成了787的设计，只有不到1000种软件是商业社会可购买的，其他7000多种软件都是波音自己设计的。是不是引进波音的CEO、CTO和总设计师团队就能成为世界强国呢？我们说实际上波音的竞争力，不是工厂，不是生产线，也不是人，而是这7000多种软件长期积累的IPR，知识产权，所以未来核心软件能够保留并且发展沉淀，是非常重要的。第三就是工业的安全保障。在《关于深化制造业与互联网融合发展强国的战略》中，我们特别支持利用大型制造业和互联网企业支持“双创”新生代的发展，同时支持中小企业培育协同化制造、个性化定制和服务型制造，增强融合发展能力和解决方案能力以及安全能力，强调落实七项政策，以便更有效地建立好制造业与互联网融合发展的新空间。

（本文摘编自作者在第十八届中国科协年会上所作的大会特邀报告）