互联网与智能制造

郑晓松

2008年国际金融危机之后，为美国为首的西方发达国家对制造业在推动贸易增长、提高研发和创新水平和促进就业等方面的重要作用有了新的认识，纷纷提出制造业国家战略，如美国的《先进制造业国家战略计划》、德国的“工业4.0计划”和日本的《制造业白皮书》等。在这些重大战略规划中，有一个共同的方向就是不断推动传统制造业的自动化和智能化。面对各国的战略举措和全球制造业竞争格局的重大调整，2015年，中国也出台了《中国制造2025》，明确提出必须依靠创新驱动，推广“智能制造”，做大“互聯网+”模式，实现从“制造”向“智造”的新突破。

一

通常认为，智能制造包括智能制造技术和智能制造系统。智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计过程、制造过程和制造装备智能化，是信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。当前，核心的智能制技术包括工业机器人、数控机床和3D打印等智能制造装备。所谓智能制造系统是指一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等，也即智能化人机交互系统分布式集成制造。从哲学层面讲，智能制造的本质是人的自身解放在制造领域和生产环节的实现，是18世纪工业革命以来机器替代人的劳动的延续和深化，表现为人机一体系统的个体制造单元的“自治性”与系统整体“自组织能力”的自主与自由，同时也是人的个体性和社会性在新的物质和技术条件约束下形成新的均衡关系。

工业的发展经历了以蒸汽机为代表的机械时代、以电子信息技术为代表的电器时代，以计算机为代表的数字时代，下一个时代应该叫智能时代。智能制造技术是市场的必然选择，也是先进生产力的重要体现。英国经济学家保罗·麦基里认为，以互联网、新材料和新能源为基础，“数字化智能制造”为核心的第三次工业革命即将到来。“数字化智能制造”的主体就是工业机器人。机器人的核心技术是运动控制技术。工业机器人基本沿着两个路径在发展：一是模仿人的手臂，实现多维运动，在应用上比较典型的是点焊、弧焊机器人；二是模仿人的下肢运动，实现物料输送、传递等搬运功能，例如AGV搬运机器人。随着微电子、新材料、控制、传感交互等新技术的发展，通过软件优化，机器人的功能将更加强大。就我国实际情况而言，大力发展以工业机器人为核心的智能制造也是我国经济发展的必然选择。从人口的角度来看，回顾中国近二十年的经济发展，农村劳动力转移和人口红利相互叠加，为制造业提供了大量的廉价劳动力。而今天，刘易斯拐点隐现和人口红利逐渐减弱，导致传统依赖廉价劳动力成本的发展模式受到挑战，从而促进了制造业转型期对机器人的需求：一方面，劳动力价格上升给企业带来直接成本压力，促使企业使用机器替代人工；另一方面，劳动力价格上升预期也推动企业推动机器普及和提升，来规避未来劳动力价格继续上升的风险。国内企业的生产工艺与技术已经允许机器人及自动化装备的广泛应用，这是生产水平不断发展所必然到达的一个阶段。

二

今天，我们已经进入互联网时代，互联网让信息化正在回归“信息为核心”这个本质。互联网是迄今为止人类所看到的信息处理成本最低的基础设施。互联网天然具备全球开放、平等、透明等特性，这使得信息和数据在工业社会中被压抑的巨大潜力爆发出来，转化成巨大生产力，成为社会财富增长的新源泉。具体就制造业而言，当今时代，全球工业已经进入4.0时代，全球工业互联网化渐成大势。工业4.0时代的核心是互联网对传统工业的渗透，使得传统制造业完成智能升级。通过互联网为纽带，以各种智能传感器为核心而形成的物联网，可以把产品、机器、资源、人有机联系在一起，推动各环节数据共享，实现产品全生命周期和全制造流程的数字化。根据美国通用电气公司的分析报告，如果工业互联网推动生产率每年增长1至1.5个百分点，将使生产率再一次达到网络革命巅峰水平。根据这个测算，在接下来的20年里，工业互联网将为全球GDP创造10万至15万亿美元价值，到2025年，工业互联网将创造约82万亿美元的经济价值，占世界经济总量水平的二分之一。互联网对传统制造业的渗透不仅能够改进传统制造业的效率，更是对传统制造业的重新定义，工业在接下来的20年内完全有可能接替服务业成为拉动世界经济的引擎。因此，传统制造业和互联网相互融合，已成为未来制造业升级发展的大势所趋。

在2015年3月5日的十二届全国人大三次会议上，李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划。李克强在政府工作报告中提出，制定“互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展，引导互联网企业拓展国际市场。通俗来说，“互联网+”就是“互联网+各个传统行业”，但这并不是简单的两者相加，而是利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态。“互联网+”的本质是传统产业的在线化、数据化。无论网络零售、在线批发、跨境电商等等，所做的工作分享都是努力实现交易的在线化，只有商品、人和交易行为迁移到互联网上，才能实现“在线化”；只有“在线”才能形成“活的”数据，随时被调用和挖掘。在线化的数据流动性最强，不会像以往一样仅仅封闭在某个部门或企业内部。在线数据随时可以在产业上下游、协作主体之间以最低的成本流动和交换。数据只有流动起来，其价值才得以最大限度地发挥出来。“互联网+”是两化融合的升级版，将互联网作为当前信息化发展的核心特征，提取出来，并与工业，商业，金融业等服务业的全面融合。

互联网进入中国已经20多年，中国迄今已经有6.5亿网民，5亿的智能手机用户，通信网络的进步、互联网、智能手机、智能芯片在企业、人群和物体中的广泛安装，为制造业实施“互联网+”奠定了坚实的基础。在未来的发展进程中，完全可以借助中国领先的互联网应用和技术，推动传统制造业向互联网化智能制造转型升级。首先，在C端（Consumer）需求方面，我国已经涌现出以阿里巴巴、京东、苏宁等为代表的众多综合电商平台，以及成千上万家门类齐全的垂直电商网站，通过各种电商网站进行购物消费已经是大势所趋，服务业的大量终端消费需求已经或即将被互联网化，可以说，在商业领域中国互联网发展水平领先全球。根据CNNIC的数据，2014 年底，我国网民规模达6.49 亿，互联网普及率为47.9%，其中网络购物用户3.61 亿，网民使用网络购物的比例升至55.7%，在全国居民中的渗透率也达到了26.67%。我国网购人群数量已经超过英法德意四国人口的总合（2.7 亿）。在这种趋势下，必将倒逼企业适应商业信息化的需求，加快实施工业制造的互联网化。其次，传统商业模式下的生产制造与同时代的市场消费需求、分销渠道、大众营销等固有特点密不可分。生产与消费之间隔着重重的批发、分销、配送环节。而且生产商都通过设定折扣、运费政策鼓励分销商、零售商一次性大批量订货。信息传递缓慢而零散，生产商往往数月后才能从订单中看到消费者需求的变化。互联网大大削减了产销之间的信息不对称，加速了生产端与市场需求端的紧密连接，并催生出一套新的商业模式：C2B模式，即消费者驱动的商业模式。在C2B模式下，标准化、大批量、刚性缓慢的传统生产模式已经无法真正适应市场的要求，企业必须进行信息化改造，进行产业升级，使自己的生产系统具备高度柔性化、个性化的特点，从而能够快速响应市场的变化，更加紧密地与消费者需求相连接。最后，过去30 年的经济发展，国内很多企业已经实现了技术突破和品牌建设。如果叠加制造业的信息化升级，可以提高产品质量和定制化程度，就可以向微笑曲线更高端方向发起挑战，现弯道超车，获取更高利润率。从宏观上看，中国拥有完整的工业制造体系和庞大的市场，我们的前面有目标，即以美国、德国、日本为代表的先进制造业国家；后面基本没有追兵，印度和非洲的制造短期都难与中国制造抗衡，在以互联网为核心的信息化的时代大背景下，通过自动化和信息化升级，中国制造将会转变过去大而不强的尴尬局面，真正走向世界巅峰。endprint

三

当前，我国传统制造业面临诸多困难，在互联网飞速发展的今天，促进互联网与制造业相互结合已成为大势所趋。2016年5月，国务院印发《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》（以下简称《意见》），部署深化制造业与互联网融合发展，协同推进“中国制造2025”和“互联网+”行动，加快制造强国建设。《意见》明确指出，制造业是国民经济的主体，是实施“互联网+”行动的主战场。推动制造业与互联网融合，有利于形成叠加效应、聚合效应、倍增效应，加快新旧发展动能和生产体系转换。《意见》要求，必须以激发制造企业创新活力、发展潜力和转型动力为主线，以建设制造业与互联网融合“双创”平台为抓手，围绕制造业与互联网融合关键环节，积极培育新模式新业态，强化信息技术产业支撑，完善信息安全保障，夯实融合发展基础，营造融合发展新生态，充分释放“互联网+”的力量，发展新经济，加快推动“中国制造”提质增效升级。

互联网为传统制造业转型升级、拓展价值链提供了崭新的思维方式。在信息时代里，互联网越来越普及、大数据越来越引起人们的重视，制造业的数字化、互联网化已经成为一个重要的发展趋势。信息时代的制造业正面临巨大变革，传统制造业首先应该转变思维方式，着眼于、致力于将信息通讯技术融入、变革制造业，树立互联网思维，充分利用和发挥互联网的优势，创新业务模式、创造惊人效率、整合制造资源，促进制造业转型升级，从而构建以智能制造为核心的先进制造业体系。1，在产品的策划、设计、研发阶段，企业可以凭借信息通讯技术提升效率，可以通过互联网充分利用各方面的创新资源，让更多具有相关专业知识技能的人员参与到新产品的开发中，甚至可以将新产品的设计通过互联网进行众创、众包；至于企业内部，各个部门之间通过互联网实现协同设计、协同管理，从而优化产品设计过程。2，在生产设备和生活流水线中融入信息技术，使其成为可以进行智能化制造的生产工具，成为物联网的智能终端，这样，整个制造过程完全可以做到信息化、互联网化。使制造过程的效率更高、制造资源的配置更加合理、优化，产品更加个性化，生产更加智能化。利用云计算，实现制造过程的自组织、自控制将成为现实。云制造、网络制造的模式并不遥远，未来制造工厂的形态不会是现在工厂的修补型。3，利用互联网，可以实现产品全生命周期的优化管理，包括产品的营销、服务、维护、回收、再制造等，利用互联网一方面，制造业企业能够不斷地基于网络获取信息，及时对市场需求做出快速反应，另一方面，企业能够将各种资源集成与共享，合理地利用资源，从而大大提高企业的生产效率，加快创新速度，加速品牌传播。4，依托互联网，制造业可以实施从生产型制造向服务型制造转变，服务与产品融合、虚拟与现实结合，产品在某种意义上仅仅成为服务的载体，服务所创造的价值在制造业中所占的比重逐渐加大，使制造业的产业形态发生根本变化。因为互联网的普及，制造企业在生产可靠的产品的同时，还可以向客户提供优质丰富的服务以及一整套解决方案，例如，从2012年开始，乐视网就先后推出了“超级电视”、“乐视盒子”等网络终端产品，构建起“平台+内容+终端+应用”的全产业链业务体系，对传统电视行业造成了不小的冲击。

互联网为传统制造业更加“智能化”的生产制造提供了保证。互联网突破了地域、组织、技术的界限。众所周知，互联网具有以下特征，一是通用性，二是开放性，三是交互性。互联网在技术进步、商业规则、企业创新等多个方面体现了以上的特性，使得商业信息和交易更加透明，就是用信息的不对称来获得利润的时代，在互联网大的背景下一去不复返。同时互联网的共享性，对人们的生产生活产生了巨大的影响。今天，互联网的快速发展打破了利用资本的隆重和信息不对称进行价值博弈的传统模式，这是一个根本的改变。形成了信息透明、资源共享、按需供给的新模式，降低了制造企业服务化转型的高成本、重构了产业价值链的新体系。在互联网的大潮下，传统制造企业能够依托互联网，使自己的产品研发、生产制造、销售服务更加灵活化、“智能化”。首先，在"互联网+"背景下，企业积累的各种数据是重要资产，也是一种新的生产管理要素。数据的质量，数据开发利用的深度和广度，数据流动的自动化水平，乃至数据驱动型企业的形成，决定了企业未来的核心竞争力。有了各种数据，依托于今天无处不在的互联网，企业才能从根本上解决个性化定制带来的成本、质量、效益等问题，解决生产的不确定性、多样性和复杂性问题。其次，依托于互联网的制造能够快速响应市场变化，通过制造企业的快速重组和动态协同来快速配置制造资源。这在提高产品质量的同时，减少了产品投放市场所需的时间，增加了企业所占的市场份额。同时，还能够分担基础设施建设费用、设备投资费用等，减少了企业经营的风险。另外，工厂也将通过互联网，实现内外服务的网络化，向着互联工厂的趋势发展。生产车间的信息能够被采集和分析，能够反馈给消费者。工厂也能利用采集来的信息，进行大数据的解析，从而开拓更多的商业机会。对这些海量数据进行的处理，也将在很大程度上决定服务和解决方案的价值。

当然，不可否认的是，互联网与制造业相互融合不是简单的互联网加制造，“互联网+制造”不等于智能制造，中国制造涵盖了工业1.0、2.0、3.0，正在发展4.0，这在全球是独一无二的。“互联网+工业”，就是传统工业经过互联网改造后的在线化、数据化，通俗一点，就是将鼠标经济（互联网）和水泥经济（传统经济）相结合，形成信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化、智能化。但“互联网+工业1.0、2.0”不是智能制造，只是“工业1.0、2.0”的智能化改造升级。“互联网+机器换人”同样不等于智能制造。机器换人和使用机器人的目的，一是为了降低成本，少用工人避免安全事故、残次废品的风险；二是为了提高效率，生产更多的产品。这样一来，一些人就习惯性地把智能制造与GDP挂钩。的确，智能制造会带来一些行业如工业机器人的爆发式增长，但这显然不是智能制造发展的初衷。智能制造，是要在GDP质量上做强做优，在结构上转型升级。“互联网+机器换人”，最多是向工业3.0时代的自动化看齐，而不是4.0时代的智能制造。智能制造一定是“互联网+先进制造”。“互联网+工业3.0”是智能制造的雏形，智能制造一定是“互联网+制造”的高级业态，即“数字化+网络化+智能化先进制造”。中国制造的智能化路径，要以“互联网+”为抓手，从而实现生产过程的自动化、流程管理的数字化、企业信息的网络化、智能制造的云端化，从而不断注入新动力、开拓新市场。endprint