漫谈传统制造业与IT、互联网产业的融合

王永宗

一、前言

制造业，尤其高端制造业是国家战略发展的根基。很多人关注德国工业4.0或美国工业互联网，只看到其技术迭代过程，往往忽视各国相继加强发展制造业的深层次原因。以美国为例，我国刚开始扶持一些战附性新兴产业，美国就开始提“意见”，甚至直接要求我国取消对一些产业的补贴。为什么？因为，以先进材料、特种化学品和医疗装备等为代表的制造相关产业，有助于促进工业的转型升级，有助于提升我国制造业在全球产业分工中的地位，进一步增强国家的综合实力。

俗话说：“人往高处走、水往低处流”。任何内、外部的阻力，都无法阻拦中国工业转型升级的步伐。因此，越来越多的人关注传统制造业，这些关注不仅来自于制造业从业者，还来自过去十年疯狂发展的IT和互联网行业。

二、传统制造业转型升级，IT和互联网产业加速融合

近五年来，制造业每年都在发生着巨大变化。

提到这些变化，就不得不提第四次工业革命，因为这次工业革命正逢中国工业转型升级的关键期，中国制造业正积极捕捉机遇。同时，IT和互联网行业的拐点也已到来，IT和互联网巨头们从关注个人生活服务，转向关注赋能传统行业。两股力量相融合，将形成制造业数字化、智能化和网络化的巨大机遇，这将是未来10年、乃至20年的最大、最可持续的热门领域。

作为传统产业，制造业在过去将近200年的时间里，经历了蒸汽技术革命、电力技术革命、计算机及信息技术革命的三次工业革命，并在21世纪迎来了第四次工业革命——以人工智能、清洁能源、机器人、虚拟现实、增材制造、物联网和区块链等技术驱动的新一轮产业和技术变革。

前三次工业革命，中国都因为各种原因错过了，而第四次革命，中国工业、特别是制造业必须抓住机遇。中国这样的人口大国，要提供可持续的发展动力，要不断壮大经济规模，并提供足够的工作机会，离不开产业规模大、就业容纳力高和产业涟带动能力强的制造业，何况我国已经是制造大国。

这一轮产业融合和工业革命的大话题，不仅阿里关注，腾讯也十分关注。虽然产业互联网的概念并不是腾讯最早提出的，但当这个概念被互联网巨头关注的时候，对于制造业关注度的提升是非常有意义的。

实际上，在2008年金融危机后，特别是2012年后，尽管很多劳动密集型制造业和产能、资源依赖型制造业遇到很大困难，但中国制造业整体，特别是规模以上的制造企业，对电气化、自动化、数字化、网络化和智能化的投入是不遗余力的。笔者供职的西门子，作为全球工业巨头，在推动数字化工厂的建设中，和国内制造企业有密切的合作，创造了无数成功的范例。

例如，西门子与中国航天科工达成战略合作关系，在精密电子元器件行业，共同打造了全球第一具备云制造能力的智能工厂样板间。此项目具备多品种、小批量和定制化的特点，是典型的订单驱动的精益柔性生产新模式。项目顺利完成后预计智能车间的生产效率至少提升50%，产品不良率将降低56%。

另一方面，作为制造业的从业者，我们也可以将视角转向IT和互联网行业。过去几年里，IT和互联网行业高速发展，主要集中在利用IT和互联网技术改变全社会的个人生活，对传统行业模式进行创新，中国的新四大发明里“扫码支付”、“共享单车”和“电商网购”都属于这一领域。但是，隨着这种创新的长尾效应的减弱，IT和互联网行业也遇到了发展瓶颈。

我认为，IT、互联网巨头下一阶殴的重要发展方向必然是制造业。从赋能个人消费端市场，转向赋能企业级市场，因为这些互联网巨头需要维持高速增长，就没任何理由忽视制造业如此体量的产业。事实上，我们也已经看到阿里、腾讯、华为和360等企业，都在大谈工业云、工业智能或工业物联，并且做出了实质性的业务调整。

也许有人会说，那些融合性的灯塔项目，如智能制造车间、数字化工厂和工业互联网平台，只是圈钱的概念性项目，离实际应用还早的很。其实不然，2018年西门子在汉诺威工业博览会的主题就是：“实现数字化工厂——正当时”，西门子已经给出了不同行业的丰富实践案例。2019年4月，在汉诺威工业博览会上，不仅西门子的实际应用范例更多、更丰富，众多友商都紧跟形势，大跨步地进行数字化升级转型。这其中就包括那些世界级的IT、互联网公司，在汉诺威的数字化工厂专题展厅区，如果不仔细看，还以为在看互联网展。

现阶段，已经不是“只听楼梯响、不见人下来”的状态，而是积极融合、不断落地的态势。作为工业领域的跨国企业，西门子正积极推进制造业和IT、互联网产业的融合。例如，西门子在2018年与华为合作，共同推出了基于西门子NX软件和华为FusionAccess桌面云平台的制造云桌面联合解决方案，共同面向制造业用户提供安全稳定、灵活接入和高性价比的制造云桌面解决方案。再例如，西门子和阿里云已开始共同建立中国的工业物联网，西门子的MindSphere IoT操作系统将在阿里云上面向中国用户提供服务。

一方面，制造业有转型升级的压力，寻求基于数字化、网络化和智能化的驱动力，一方面，IT、互联网行业要寻找新的强势增长点，开始主动拥抱汽车、新能源、医药化工和工程机械等垂直型传统制造业。

三、2019汉诺威工博会上的数字化转型黑科技

传统制造业和数字化技术的融合，正推动全球产业进入新一轮的发展期。笔者供职西门子，已经看到了很多智造新技术亮点和产业动向，恰逢2019年德国汉诺威工业博览会，借此机会向诸位读者分享一些制造业和IT、互联网技术相融合的有趣应用场景。

1、“人工智能”融合制造业

可能很多人不知道，西门子是工业领域应用人工智能（AI）和边缘计算技术的先驱之一。早在2016年前，西门子就着手研究人工智能技术，提供各种设备级的数据处理解决方案，将人工智能技术和边缘计算能力引入制造业，目的是提高自动化设备的智能程度，从而改善效率、成本、质量和制造周期。具体而言，工业AI和边缘计算相结合，可以实现产线和设备的闭环分析、预測分析，提供更为智能的自动化AGV解决方案，实现过程控制的创新，将区块链技术落地于智能工厂，甚至帮助工程师大幅减少编程时间。

2、“区块链”不止用子炒币

区块链，让人爱恨交加。有人用它制造莫须有的财富，有人将它视为颠覆性技术。而作为制造人，我们想的是如何让技术改变生活，赋能社会。在本届汉诺威工博会上，西门子发布了全球食品行业首个从农场到餐桌的追踪追溯系统APP。这是区块链技术和工业云技术在食品饮料行业的首次应用。利用区块链技术中的数据防篡改特性，再加上工业云的数据采集地域广和标准化等特性，实现了食品安全的可追溯性，大大改善了我们的食品安全。

3、“互联网”融合制造业，数字化双胞胎和工业物联网

“数字化双胞胎”结合“MindSphere工业物联网解决方案”，是西门子描绘的互联网与传统制造相互融合的“智能制造”蓝图。

“数字化双胞眙”，即在制造企业内外部，建设数字化产品研发（研发阶段，PLM）、虚拟制造（生产现场的产线和各种生产设备，TIA）和全业务流程管理（供应商管理、客户管理、质量控制等环节，MOM）三个阶殴的数字化双胞眙。

三个阶段的数字化双胞胎的核心是“数据”，数据来自于产品研发和生产制造的现场，这些关键数据被送到云端，进入西门子基于云的、开放的物联网系统MindSphere，形成基于工业的大数据平台，企业基于云端大数据平台进行数据挖掘，可以优化流程，改善资源和生产力，开发新的商业模式，减少运营和维护成本。

针对工业物联图景，西门子在汉诺威工博会的现场展示了很多已经落地的应用场景。

4、智能AGV、智能机器人等组成的自主生产系统

自主生产系统，是由传统自动化产线、工业机器人和AGV小车等，融合新的智能化系统后诞生的新一代生产力设备平台。它融合了数据采集、分析、反馈、控制和深入学习等各种AI和计算系统，这些智能工业机器人能够自主学习，并认知自身的工作环境。智能化的“机器”在一定范围内，能够适应环境的改变，并做出相应的决策。

本届汉诺威工博会，西门子展示了智能化的自主机器如何使生产更加灵活，说明了区块链为工业制造提供的新机会。自主机器和机器人是智能自动化的一部分，是工业转型的重要步骤，它将从根本上重塑传统的制造业。未来，制造业将

5、增材制造

增材制造起源于上世纪80年代，但正式作为大规模定制生产的一种支撑性技术，也是近几年的事情。西门子展示了利用3D打印技术进行电池组的规模化和柔性化工业生产过程。打印机通过一台SIMATIC S7控制器和SINAMICSS120变频器进行控制，并实现自动断电，以避免潛在的手工操作危险。机器人会自动移除打印部件上的支撑结构和尖锐边缘（均由S1NUMERIK控制器控制），并完成后期处理，将部件精确地定位在电池组上。增材制造技术在生产过程中的合理利用，实现了前所未有的灵活性和功饀性，且有助于提高生产速度、产品质量和生产效率。

6、其他融合性制造业黑科技

除西门子展示的这些新亮点外，汉诺威工博会上还展示了大量制造业的融合性创新技术和解决方案。

（1）5G在工业领域的应用。

5G网络的工业应用是重要的发展方向。现代移动互联网的高速发展，最大功臣或重要基础，是4G的普及。5G对于个人用户而言，除了下载大电影能够感觉出差别外，其他诸如移动支付、刷网页或看在线视频，实感沒有多大区别。但对于工业或物联网而言，真是天壤之別。因为5G的低延时、高可靠和安全传递大量数据等特性，使得万物实时互联成为可能，是实现智能工厂的真正基础。

本届汉诺威工博会在5G专区内，专门设置了5G测试区，展示了各类5G工业用解决方案，其中爱立信展示的蜘蛛机器人，通过在4G和5G不同网络环境下远程控制的对比，可以一目了然地看出各中差别。

很多方案厂商展示了“利用图像识别技术辅助智能装配”的应用场景，以后装配工人可以不用进行岗前培训，依照图形化的界面指导，按部就班地操作就行，通过图像识別的防错系统，如果装错了，就无法进行下一步。当然，从目前的实际效果看，效率低是个问题，同时，相比熟练的装配工，差距还是很大的。但此项技术对于未来解决质量管理问题是非常有用的思路。除图像识别，还有基于混合型虚拟现实技术的智能眼镜（MR）和智能手套等产品，目的均是如此。

2019年的展会上，虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合型增强现实技术（MR）大放异彩。因其互动性很强，吸引了很多人参观。这些技术为制造业现场管理提供了很多新思路。因为属于应用类，所以笔者也亲身体验了几个场景，相比而言，纯VR的应用，例如，结合3D软件的虚拟工厂调试，在使用上确实非常方便，让工程师能够身临其境般进行设计与调试。然而，AR和MR类的，虽然与实物结合更加真实，但从易用性、准确性等体验感角度看，还相对较差.但这种趋势不可逆，这些技术将很快能在实用中大放异彩。

（3）磁浮运输系统、长定子高速传输系统。

上一届汉诺威博览会期间，很多厂商就展示过相应的产品和方案。2019年汉诺威工博会期间，类似的方案更丰富，技术也更成熟。例如，可以在不同恶劣环境下应用的产品，可以和机器人协同操作的系统等。笔者之所以特别提及这类系统，因为我此前还认为这只是未来的趋势，但2019年笔者已经在西门子的安贝格工厂看到了实际应用。在安贝格工厂的一条新生产线上，利用ATS公司开发的此技术设备，能够做到比原来皮带式输送系统节省1/3的占地空间，并且更高效和更灵活。

（4）仿生机器人。

仿生机器人是FESTO公司的绝活，2018年展示的气动蝙蝠，一鸣惊人，2019年则展示了可以根据操作人员手部动作实时变化的手型机器人（Bionic Soft Arm）。先不说实用性，现场效果十分炫目。除了FESTO，本届工博会还有其他厂商也展示了类似可以远程跟随人动作的机器人系统。

以上，向诸位读者零星地分享了2019年汉诺威工博会的部分亮点，还有很多有趣的工业应用场景，因篇幅原因无法与大家分享。这些应用场景是制造业和IT/互联网技术交叉、融合的结果，我相信，必将是未来工业发展的趋势。

四、结语

最近几年，处于转型升级十字路口的传统制造业，经常被称为“夕阳产业”，甚至从某种程度上被“污名化”，高污染、高排放、高废料、技术水平低、靠国家补贴生存等等，这也许是某种现实，但并非制造业的全部。谁敢说自己的生活离得开制造业呢？尽管有各种差距和不足，中国制造业发展到今天很不容易。

时代在慢慢转变，产业也在渐进式的发展，工业4.0时代，一部分传统型制造企业可能被淘汰，而更多的制造企业将借助“技术融合”进入新的发展周期，传统制造业和互联网、数字化技术的融合将催生千亿级的全球化市场。对制造业的未来，悲观者有悲观者的理由，而奋进者的脚步不会停止。制造业同仁们，让我们积极学习和利用制造业的创新性技术，共进、共勉。