讀《中國(guó)制造2025》與“德國(guó)工業(yè)4.0”后的思考

文 | 沈烈初

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讀《中國(guó)制造2025》與“德國(guó)工業(yè)4.0”后的思考

文 | 沈烈初

經(jīng)建國(guó)六十多年，特別是改革開(kāi)放三十多年來(lái)飛躍式的發(fā)展，中國(guó)制造業(yè)的總量已居世界第一位，但大而不強(qiáng)的格局尚無(wú)根本性改變?？v觀世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中都占有重要地位。近年隨著科技進(jìn)步的迅猛發(fā)展，新的技術(shù)層出不窮地出現(xiàn)。各國(guó)在迎接新一輪技術(shù)革命中，仍把制造業(yè)作為主攻方向，如美國(guó)在2012年推出“美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃”，2013年又推出“美國(guó)制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃”；2013年德國(guó)頒布“德國(guó)工業(yè)4.0”戰(zhàn)略實(shí)施建議，同年法國(guó)頒布“新工業(yè)法國(guó)”戰(zhàn)略；2014年日本提出“日本制造業(yè)白皮書(shū)”；2015年英國(guó)提出“英國(guó)制造業(yè)2050”等。

我國(guó)在2015年5月8日，國(guó)務(wù)院印發(fā)《中國(guó)制造2025》通知；不久之前國(guó)務(wù)院又公布了《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，加上近十年來(lái)推進(jìn)了包括01、02、03、04專項(xiàng)在內(nèi)的十余項(xiàng)“國(guó)家重大科技專項(xiàng)”規(guī)劃，構(gòu)成了我國(guó)振興制造業(yè)的戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)部署。

再分析改革開(kāi)放以來(lái)，制造業(yè)雖有了巨大進(jìn)步，但各行業(yè)間發(fā)展極不平衡，如高鐵制造業(yè)只有十余年的發(fā)展史，電工行業(yè)已有較長(zhǎng)發(fā)展史，但高鐵與發(fā)電、輸變電成套設(shè)備已在世界上具有重要影響力，兩者都采用“以我為主”，引進(jìn)技術(shù)合作生產(chǎn)，消化吸收再創(chuàng)新的模式取得成功。航空航天、海陸軍事裝備，隨著與信息技術(shù)的融合，以自力更生為主，吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，取得了驕人的成績(jī)。一些家電行業(yè)不僅量上，而且在質(zhì)與性能上都有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。但也要看到，隨著經(jīng)濟(jì)全球化，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，優(yōu)勝劣汰加速進(jìn)行，以至我國(guó)有一些行業(yè)被淘汰出局，如照相機(jī)、辦公設(shè)備行業(yè)基本全軍覆沒(méi)，分析儀器、大型科學(xué)儀器等似乎有些潰不成軍，高端醫(yī)療裝備特別是檢查用的影像設(shè)備，大多由國(guó)外少數(shù)企業(yè)壟斷。隨著新興行業(yè)的出現(xiàn)，其裝備主要靠工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口，如制造大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路芯片用的成套設(shè)備、原輔材料甚至清洗劑、超純氣體等；生產(chǎn)光伏電池用的核心設(shè)備及原輔材料都是依賴進(jìn)口；還有不少關(guān)鍵零部件、元器件及各種專用材料，很多產(chǎn)品在我們國(guó)家是空白，或達(dá)不到這些高新產(chǎn)業(yè)的要求。至于乘用車的生產(chǎn)態(tài)勢(shì)，大家一目了然，我國(guó)是汽車生產(chǎn)大國(guó)，又是消費(fèi)最大的市場(chǎng)，雖然它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)最大的支柱產(chǎn)業(yè)之一，但因采取合資方式，其核心技術(shù)與市場(chǎng)都控制在跨國(guó)公司手中，不管是什么原因造成的，“中國(guó)制造2025”必須面對(duì)它。就技術(shù)論技術(shù)，就產(chǎn)業(yè)論產(chǎn)業(yè)，是解決不了“中國(guó)制造業(yè)病根”的。

“中國(guó)制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)＋”、“物聯(lián)網(wǎng)”、“智能制造”，各種政策、綱要、規(guī)劃、計(jì)劃、專項(xiàng)如何銜接好，這是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。處理不好，就會(huì)變成“九龍治水”式的振興中國(guó)制造業(yè)，有可能誤導(dǎo)企業(yè)，重復(fù)投資。上面行政部門(mén)各自為戰(zhàn)，下面則形成企業(yè)投機(jī)心理，“一仆幾主”的局面。

為此首先要弄清如何“以我為主”，“師洋而不崇洋”，從實(shí)際國(guó)情出發(fā)，從本企業(yè)實(shí)際情況出發(fā)，把“中國(guó)制造2025”的核心之一“智能制造”搞好。在閱讀與學(xué)習(xí)這些文件中，全景式地回顧了筆者曾經(jīng)參與的制造業(yè)發(fā)展過(guò)程中的一些局部工作。在機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展歷史中，筆者從過(guò)去是參與者，現(xiàn)在是旁觀者、關(guān)心者的立場(chǎng)出發(fā)，提出一些不成熟的觀點(diǎn)與疑慮，請(qǐng)教于專家、學(xué)者與政府官員。

我國(guó)是汽車生產(chǎn)大國(guó)，又是消費(fèi)最大的市場(chǎng)，雖然它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)最大的支柱產(chǎn)業(yè)之一，但因采取合資方式，其核心技術(shù)與市場(chǎng)都控制在跨國(guó)公司手中，不管是什么原因造成的，“中國(guó)制造2025”必須面對(duì)它。就技術(shù)論技術(shù)，就產(chǎn)業(yè)論產(chǎn)業(yè)，是解決不了“中國(guó)制造業(yè)病根”的。

一、歷史的回顧

機(jī)械工業(yè)應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制始于上世紀(jì)五十年代末，當(dāng)時(shí)北京機(jī)床研究所已成立數(shù)控機(jī)床及系統(tǒng)的研究室。主要人員來(lái)自從蘇聯(lián)留學(xué)的海歸學(xué)者，清華大學(xué)等一批高校也起步研究數(shù)控機(jī)床及系統(tǒng)，因此可以說(shuō)在數(shù)控方面我國(guó)起步較早，距離上世紀(jì)1947年發(fā)明半導(dǎo)體，首先用于軍事工業(yè)，不久就發(fā)明計(jì)算機(jī)，1952年美國(guó)就出現(xiàn)電子計(jì)算機(jī)控制的機(jī)床，即數(shù)控機(jī)床，之間僅不到十年。但因缺乏計(jì)算機(jī)技術(shù)的硬件與軟件，當(dāng)時(shí)又處在被封鎖狀況，進(jìn)口集成電路模塊及其它元器件十分困難，因此無(wú)法突破關(guān)鍵技術(shù)并產(chǎn)業(yè)化。上世紀(jì)七十年代，當(dāng)時(shí)第一機(jī)械工業(yè)部決定引進(jìn)三個(gè)透平制造成套項(xiàng)目，沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠引進(jìn)意大利新庇隆公司的透平鼓風(fēng)機(jī)、透平壓縮機(jī)成套技術(shù)。杭州汽輪機(jī)廠從西門(mén)子引進(jìn)了3系列工業(yè)汽輪機(jī)，南京汽輪機(jī)廠則采用測(cè)繪仿制辦法試制2.5萬(wàn)KW的燃?xì)廨啓C(jī)。在引進(jìn)中，特別購(gòu)買(mǎi)了CAD的設(shè)計(jì)技術(shù)和軟件與相應(yīng)的計(jì)算機(jī)硬件，并進(jìn)口了一大批在當(dāng)時(shí)也屬于高檔的數(shù)控機(jī)床，開(kāi)始采用CAM的技術(shù)。筆者在與西門(mén)子談判中，要到了3系列工業(yè)汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的源程序，以便該廠能自行擴(kuò)展與改進(jìn)。不久一機(jī)部就成立計(jì)算機(jī)中心，購(gòu)置了相應(yīng)的電子計(jì)算機(jī)及外存設(shè)備。上世紀(jì)七十年代末，時(shí)任一機(jī)部的陶亨咸總工程師介紹，西德阿亨大學(xué)二位教授到沈陽(yáng)第一機(jī)床廠進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理的試點(diǎn)工作，當(dāng)時(shí)選擇了兩個(gè)車間，一個(gè)是大批量生產(chǎn)的C6140普車（即蘇聯(lián)提供156項(xiàng)成套技術(shù)中的1A62車床）車間，另一個(gè)是生產(chǎn)C630、C650等批量生產(chǎn)普車的車間，這都是屬離散式計(jì)算機(jī)管理模式，并成立了相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)。因當(dāng)時(shí)科學(xué)化管理尚差，生產(chǎn)過(guò)程中的各種工票很難統(tǒng)一，沒(méi)法采集有用的數(shù)據(jù)，因而建立數(shù)據(jù)庫(kù)就很困難。進(jìn)行了一段時(shí)間就停止了，這也是一次計(jì)算機(jī)管理的嘗試吧。1980年前后，國(guó)家決定引進(jìn)技術(shù)與成套設(shè)備，新建千萬(wàn)噸級(jí)的寶鋼。其成套裝備由機(jī)械部組織力量，采用引進(jìn)技術(shù)、合作生產(chǎn)的方式，即技貿(mào)結(jié)合模式來(lái)帶動(dòng)提高重型冶金設(shè)備行業(yè)的制造水平。如其中2050熱軋板材軋制成套設(shè)備，用三級(jí)計(jì)算機(jī)控制。四個(gè)粗軋機(jī)架，二個(gè)精軋機(jī)架，與冶金部領(lǐng)導(dǎo)協(xié)商后，有一個(gè)精軋機(jī)架液壓壓下伺服機(jī)構(gòu)，采用合作生產(chǎn)方式，以逐漸掌握其核心技術(shù)，為此機(jī)械工業(yè)部從全國(guó)調(diào)集了一批技術(shù)骨干，成立一個(gè)以機(jī)械裝備，另一個(gè)以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的雙總設(shè)計(jì)師的攻關(guān)隊(duì)伍，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)。這是一條典型的三級(jí)計(jì)算機(jī)控制的機(jī)、電、儀一體化的，當(dāng)時(shí)屬于最先進(jìn)的熱軋線，其它如精軋、連鑄連軋線等都按技貿(mào)結(jié)合辦法進(jìn)行。從而寶鋼項(xiàng)目帶動(dòng)了裝備采用計(jì)算機(jī)控制的國(guó)產(chǎn)化。從技術(shù)上講已帶有數(shù)字化、智能化一些技術(shù)特點(diǎn)的成套冶金設(shè)備，使重型行業(yè)采用信息技術(shù)的水平大大前進(jìn)了一步。緊接著機(jī)械部從西屋公司、CE公司引進(jìn)30萬(wàn)、60萬(wàn)KW發(fā)電成套設(shè)備，鍋爐采用了DCS控制系統(tǒng)，也按照技貿(mào)結(jié)合方式實(shí)行國(guó)產(chǎn)化，這樣CAD、CAM、CAE等技術(shù)在這幾個(gè)行業(yè)逐漸普及推廣。從而大大提高電工、重型行業(yè)的兩化融合水平。

通過(guò)上世紀(jì)八十年代初機(jī)械工業(yè)部引進(jìn)約800項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)也引進(jìn)了CAD設(shè)計(jì)技術(shù)，根據(jù)合同，派了大批人員到國(guó)外相應(yīng)工廠進(jìn)行學(xué)習(xí)培訓(xùn)，大大擴(kuò)大了企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員的眼界，了解CAD、CAM等在國(guó)外進(jìn)行推廣的經(jīng)驗(yàn)，不久就提出“甩掉圖板與丁字尺”的口號(hào)，CAD等在上世紀(jì)九十年代開(kāi)始，就逐漸向中小企業(yè)推廣與普及。

為了配合CAD等輔助設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助管理，軟件開(kāi)發(fā)是不可或缺的技術(shù)，硬件與軟件必須互相匹配，為此在上世紀(jì)1980年前后在北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所就成立了計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)研究室，在一些行業(yè)排頭兵大企業(yè)，也聚集與培養(yǎng)了一批軟件開(kāi)發(fā)人員，大大加快計(jì)算機(jī)在企業(yè)應(yīng)用的速度。

另外，中外合資與合作企業(yè)逐漸興起，特別是合資的汽車廠建立，CAD及CAM、CAPP、CAE、CAT等向高檔水平發(fā)展。并且不少企業(yè)逐漸采用ERP、MES等軟件系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助管理。大量的國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)及管理軟件進(jìn)入中國(guó)，提高企業(yè)應(yīng)用電子信息技術(shù)的水平。一批專業(yè)的軟件開(kāi)發(fā)公司及兩化融合咨詢公司紛紛成立。這為本世紀(jì)開(kāi)始全面推進(jìn)兩化融合奠定了良好基礎(chǔ)，也為“中國(guó)制造2025”的實(shí)施，從人員與物質(zhì)上創(chuàng)造不少有利條件。

二、“中國(guó)制造2025”與“德國(guó)工業(yè)4.0”

5月13日“2015智能制造國(guó)際會(huì)議”在京舉行，主題確定為“中國(guó)制造2025與德國(guó)工業(yè)4.0”。工信部苗圩部長(zhǎng)作了主旨演講，精辟地闡明了兩者從戰(zhàn)略到技術(shù)方面異同之處。筆者很受啟發(fā)，完全同意。在學(xué)習(xí)研究二者文件中進(jìn)行思考，尚有不少不解之處，欲請(qǐng)教專家學(xué)者。

1．從戰(zhàn)略目標(biāo)上講，德國(guó)已是制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，很多領(lǐng)域已占領(lǐng)制造業(yè)的制高點(diǎn)，“引領(lǐng)技術(shù)，引領(lǐng)市場(chǎng)”，在新一輪的技術(shù)革命中，與美、日及西歐工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，企圖繼續(xù)保持制造業(yè)的領(lǐng)先地位。如美國(guó)未來(lái)學(xué)家里夫金提出：以新能源、新材料及互聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)志的第三次工業(yè)革命，加上二年前美國(guó)加州奇點(diǎn)大學(xué)的瓦特瓦教授提出：人工智能、機(jī)器人、數(shù)字化三者結(jié)合將引起制造業(yè)革命。這是發(fā)達(dá)國(guó)家在已完成了工業(yè)革命及城鎮(zhèn)化的背景下提出的。而我國(guó)尚處在工業(yè)化的中后期，城鎮(zhèn)化還正在進(jìn)行中，工業(yè)及制造業(yè)大而不強(qiáng)，產(chǎn)品大都處在產(chǎn)業(yè)鏈的中下端。勞動(dòng)技術(shù)與技術(shù)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品有比較優(yōu)勢(shì)，而勞動(dòng)、資源、能源、污染密集型產(chǎn)業(yè)已逐漸喪失優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楦鞣剿冻龅某杀咎?。高技術(shù)與資金密集型的產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力與制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家尚有不少差距。所謂在國(guó)內(nèi)建立的合資或獨(dú)資的外資高新技術(shù)企業(yè)，僅僅是把制造高新技術(shù)產(chǎn)品過(guò)程中的勞動(dòng)、能源、污染工序轉(zhuǎn)移到中國(guó)來(lái)生產(chǎn)，其核心技術(shù)與配套的關(guān)鍵零部件還是從所在國(guó)進(jìn)口，利潤(rùn)也隨之外流。因此“中國(guó)制造2025”只是三步走（三個(gè)十年計(jì)劃）的第一步，目標(biāo)是縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，使部分行業(yè)的排頭兵企業(yè)進(jìn)入強(qiáng)國(guó)之列。

2．從制造業(yè)的基礎(chǔ)來(lái)講，專業(yè)化社會(huì)化大生產(chǎn)方式比較薄弱。企業(yè)家的思維中還沒(méi)有完全擺脫“大而全”、“小而全”的發(fā)展模式。特別“三基”（基礎(chǔ)零部件與元器件、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料）或四基（“三基”加基礎(chǔ)技術(shù)）不強(qiáng)，很多還受制于工業(yè)強(qiáng)國(guó)之手。德國(guó)制造業(yè)的特點(diǎn)是一個(gè)金字塔形的企業(yè)組織結(jié)構(gòu)，有強(qiáng)大的塔基，就是按細(xì)分市場(chǎng)進(jìn)行專業(yè)化、社會(huì)化生產(chǎn)，具有創(chuàng)新能力極強(qiáng)的中小企業(yè)，生產(chǎn)“三基”或“總成”，其中不少雖是家族式股份制企業(yè)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的優(yōu)勝劣汰的考驗(yàn)，留下來(lái)的企業(yè)都有其特點(diǎn)，具有強(qiáng)大的生命力，有的家族式股份制企業(yè)已傳承了若干代，積累了豐富的技術(shù)與管理經(jīng)驗(yàn)，具有自己獨(dú)特的工藝訣竅（Know How）。據(jù)德國(guó)資料報(bào)導(dǎo)，它擁有一千二百家這樣的“隱形冠軍”，其生產(chǎn)的零部件產(chǎn)品有的在世界上處在壟斷地位。加上歐共同體有眾多像這樣的中小型企業(yè)，使德國(guó)主機(jī)及成套設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程中與其配套的產(chǎn)業(yè)鏈中上下游企業(yè)，可進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新，已有很長(zhǎng)的歷史傳統(tǒng)，因此產(chǎn)品研發(fā)周期短，產(chǎn)業(yè)化快，一次又一次地很快占領(lǐng)制高點(diǎn)。我國(guó)只有長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)的勞動(dòng)或勞動(dòng)技術(shù)密集型產(chǎn)品的制造采用社會(huì)化專業(yè)化的生產(chǎn)模式比較發(fā)達(dá)，商品意識(shí)強(qiáng)，轉(zhuǎn)型升級(jí)可能更快一些。因此“德國(guó)工業(yè)4.0”中提出的“端”到“端”，靠互聯(lián)網(wǎng)快速傳遞各種信息，方便縱向到橫向集成，進(jìn)行定制化生產(chǎn)，滿足個(gè)性化需求，比較容易實(shí)現(xiàn)。最近資料報(bào)導(dǎo)，德國(guó)有一家Horn刀具公司，在中國(guó)已建立生產(chǎn)銷售企業(yè)，為用戶提供專用復(fù)雜刀具，據(jù)稱與用戶從咨詢、協(xié)商到簽訂合同，生產(chǎn)到交貨、試用一般僅需兩個(gè)星期，有的幾天就可以了，大大提高了機(jī)加工特別是數(shù)控機(jī)床的加工效率，在中國(guó)的工廠不到100人。

3．從信息化與工業(yè)化深度融合來(lái)講，德國(guó)比我國(guó)早、廣、深。從第一章“歷史回顧”中的案例來(lái)看，我國(guó)與德國(guó)差距還是比較大。筆者在上世紀(jì)七、八十年代到美、日、德、英、法等發(fā)達(dá)國(guó)家考察，已出現(xiàn)無(wú)紙化車間及工廠，日本Fanuc的主板生產(chǎn)已是無(wú)人化，從24小時(shí)、48小時(shí)、72小時(shí)最長(zhǎng)可達(dá)一個(gè)星期無(wú)人化操作，當(dāng)然還需要人管理，根據(jù)產(chǎn)品輸入程序，更換工序，更換工裝，更換加工工具，亦即物流、信息流都要更換，設(shè)備也需實(shí)行強(qiáng)制性維修。

隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)（LSI/VLSI）的出現(xiàn)與進(jìn)步，芯片的集成度越來(lái)越高，線寬越來(lái)越小，性價(jià)比按所謂摩爾定律發(fā)展，加上專用電路多樣性，電力電子進(jìn)入第三代，兩化融合越來(lái)越向高端發(fā)展。

4．從人員素質(zhì)來(lái)講，包括領(lǐng)導(dǎo)、員工等素質(zhì)看，我國(guó)與德國(guó)差距更大。這是“軟件”，是用錢(qián)買(mǎi)不來(lái)的。德國(guó)的管理經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)傳承、各種生產(chǎn)中的Know How都藏于技術(shù)人員、管理人員、生產(chǎn)人員的頭腦中，特別是掌握訣竅，具有很多絕技的操作人員、技師、工匠，大大高于并多于我國(guó)目前的一線工人。過(guò)去“八級(jí)工”是受人尊敬的，是“寶貝”，因?yàn)闄C(jī)械工業(yè)與一般行業(yè)不一樣，不管什么裝備都是由工人雙手生產(chǎn)調(diào)試而成的，這就是“軟件”，沒(méi)有十年、二十年不可能培養(yǎng)出一個(gè)身懷絕技的工匠。工業(yè)4.0與中國(guó)制造2025是人制定的，必須也由人來(lái)實(shí)行的，沒(méi)有合格的人，沒(méi)有勤勞、勇敢、智慧的人，完成不了這一歷史任務(wù)。

5．從制定方法上講也有不同?！暗聡?guó)工業(yè)4.0”是由西門(mén)子、博世等跨國(guó)大企業(yè)集團(tuán)，集合一些智囊團(tuán)、專家、教授研究、討論和提出的，得到德國(guó)政府首肯，即是“自下而上”，因而它比較符合實(shí)際情況，當(dāng)然“工業(yè)4.0”制定與實(shí)施首先考慮企業(yè)的自身利益與在世界制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局中的地位。而“中國(guó)制造2025”是中國(guó)工程院組織數(shù)以百計(jì)的專家教授經(jīng)過(guò)兩年艱苦努力后提出的，并得到國(guó)家首肯，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整后，作為國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略，這似乎是“自上而下”，現(xiàn)在多省市紛紛制訂本地區(qū)的制造業(yè)發(fā)展實(shí)施規(guī)劃。從過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)來(lái)看，切忌同質(zhì)化、重復(fù)生產(chǎn)、重復(fù)投資，最后造成社會(huì)資源的極大浪費(fèi)。太陽(yáng)能及風(fēng)能發(fā)展的教訓(xùn)要汲取?，F(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人又要步它們的后塵，全國(guó)遍地開(kāi)花，所以切忌用群眾性運(yùn)動(dòng)方式，無(wú)序發(fā)展來(lái)實(shí)施“中國(guó)制造2025”，在這方面政府要進(jìn)行協(xié)調(diào)，有所作為，目前情況看似乎不容樂(lè)觀。

三、智能制造概念初探

筆者在上世紀(jì)1985年登載在《科學(xué)學(xué)研究》第三卷第四期上一篇文章“新技術(shù)革命與機(jī)械工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”中，提出“機(jī)電儀一體化是機(jī)械工業(yè)迎接新技術(shù)革命的戰(zhàn)略重點(diǎn)”?，F(xiàn)將這一節(jié)的文章內(nèi)容轉(zhuǎn)抄如下：

“新技術(shù)革命內(nèi)容很多，還將不斷出現(xiàn)新的前沿科學(xué)。但目前可預(yù)見(jiàn)的，對(duì)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)生巨大影響的是微電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，這是現(xiàn)代機(jī)械裝備的重要標(biāo)志。微電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械工業(yè)的應(yīng)用有兩大方面：一方面用于機(jī)械工業(yè)自身技術(shù)進(jìn)步與技術(shù)改造，包括從設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、檢驗(yàn)等生產(chǎn)全過(guò)程，也包括采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理、生產(chǎn)、物資、財(cái)務(wù)等企業(yè)現(xiàn)代化管理。當(dāng)前，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家為發(fā)展生產(chǎn)力提供了最有效的機(jī)械裝備。把機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和儀器儀表技術(shù)從系統(tǒng)工程出發(fā)，對(duì)它們進(jìn)行有機(jī)的組織和綜合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝備的整體最佳化。也就是機(jī)、電、儀一體化，并不是機(jī)械、電子、儀器儀表（傳感器）技術(shù)的簡(jiǎn)單疊加，而是在信息論、控制論和系統(tǒng)論基礎(chǔ)上建立起來(lái)的應(yīng)用技術(shù)，為發(fā)展社會(huì)生產(chǎn)力提供各種高效率、高精度的、自動(dòng)化的、高經(jīng)濟(jì)效益的新型機(jī)械裝備”。“又如汽車自動(dòng)化、發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化、軋鋼設(shè)備自動(dòng)化等等，都離不開(kāi)機(jī)、電、儀一體化的廣泛應(yīng)用。這種新一代的機(jī)械產(chǎn)品，將使社會(huì)建立在一個(gè)新的技術(shù)基礎(chǔ)上，推動(dòng)人類歷史進(jìn)程”?！皟x器儀表（傳感器）是一個(gè)技術(shù)密集、知識(shí)密集、產(chǎn)品更新期短，質(zhì)量要求高的行業(yè)。它既是信息社會(huì)的重要支柱，也是現(xiàn)代機(jī)械裝備不可缺少的組成部分。在機(jī)、電、儀一體化產(chǎn)品中，如果說(shuō)機(jī)械部分是‘骨骼系統(tǒng)’和‘肌肉系統(tǒng)’，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)是‘大腦’，那么儀器儀表（傳感器）則是‘感覺(jué)器官’。新技術(shù)革命是以信息技術(shù)為中心的。信息技術(shù)包括三大部分，一是測(cè)量控制技術(shù)，二是通訊技術(shù)，三是計(jì)算機(jī)技術(shù)。儀器儀表（傳感器）是獲取信息并實(shí)現(xiàn)局部控制功能的技術(shù)工具，因此儀器儀表（傳感器）不但在機(jī)、電、儀一體化中是不可缺少的組成部分，也是各種信息技術(shù)、包括軍事情報(bào)、經(jīng)營(yíng)管理、科技信息、商業(yè)信息、氣象信息、資源信息等等不可缺少的工具”。

三十年過(guò)去了的今天，重讀過(guò)去筆者的預(yù)測(cè)，還具有現(xiàn)實(shí)意義。這三十年中信息技術(shù)發(fā)展極為迅猛，當(dāng)年大規(guī)模集成電路LSI芯片的線寬為0.2微米，三十年以后的今天超大規(guī)模集成電路VLSI線寬僅為32納米，實(shí)驗(yàn)室芯片線寬僅為個(gè)位數(shù)納米，集成度及運(yùn)算速度有很大提高，價(jià)格大大下降，可靠性也大大提高。但是筆者沒(méi)有預(yù)見(jiàn)到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展與廣泛使用，因?yàn)槟菚r(shí)看到的企業(yè)內(nèi)都是專網(wǎng)，衛(wèi)星通訊技術(shù)還剛開(kāi)始發(fā)展。

因此今天提出的“智能制造”又增加了新的特點(diǎn)。對(duì)機(jī)械工業(yè)來(lái)說(shuō)，為各行各業(yè)提供的裝備必須是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的、節(jié)能減排的，這樣用戶才能進(jìn)行智能制造及綠色制造。作為裝備工業(yè)制造智能化、綠色化，必須要求其工作母機(jī)，即機(jī)床工具產(chǎn)品，鑄、鍛、焊裝備產(chǎn)品及在線測(cè)量?jī)x器必須是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化及節(jié)能減排的。

作為“智能制造”目前尚沒(méi)有確切定義，筆者在工信部裝備司張榮翰處長(zhǎng)及機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所歐陽(yáng)勁松所長(zhǎng)提供的資料基礎(chǔ)上，根據(jù)機(jī)械工業(yè)實(shí)際情況，增加若干見(jiàn)解（見(jiàn)黑體字）作拋磚引玉探討之用。

智能制造是一個(gè)不斷向深度與廣度發(fā)展的過(guò)程，是基于新一代數(shù)字與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，貫穿用戶、設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、檢測(cè)、管理、服務(wù)，及上下游企業(yè)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策（多參數(shù)人工智能）、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的可控并可遠(yuǎn)程控制的具有反饋功能的先進(jìn)制造過(guò)程、系統(tǒng)與模式的總稱。要不斷優(yōu)化與精準(zhǔn)化制造流程、建立數(shù)據(jù)庫(kù)，從而可具有以智能生產(chǎn)單元、生產(chǎn)線、生產(chǎn)車間、工廠為載體，以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心、以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)互連為支撐等特征，具有虛擬制造與實(shí)體制造相結(jié)合，以優(yōu)化實(shí)體制造的虛擬實(shí)體系統(tǒng)（Cyber-Physical System，簡(jiǎn)稱CPS），可有效縮短產(chǎn)品研制周期、最佳生產(chǎn)排序計(jì)劃、最佳多種庫(kù)存量、降低運(yùn)營(yíng)成本、提高生產(chǎn)效率、縮短交貨時(shí)間、提高產(chǎn)品質(zhì)量并可追溯、降低資源能源消耗，加速資金流、物流、信息流流轉(zhuǎn)。進(jìn)一步發(fā)展電商、線上線下銷售服務(wù)，逐步向用戶定制化發(fā)展，滿足用戶個(gè)性化需求，增加附加價(jià)值。

注：智能制造一般分為流程式與離散式兩種，筆者認(rèn)為還需加一種模式，即半離散半流程式，如汽車工業(yè)四大工藝自動(dòng)線（沖壓、焊接、涂裝、總裝及檢測(cè)），冶金自動(dòng)化中煉鐵、煉鋼、連鑄連軋、冷軋、涂裝等，自動(dòng)線中間必須設(shè)立合理的“緩沖庫(kù)存”，不因?yàn)閭€(gè)別設(shè)備發(fā)生故障而停產(chǎn)影響整個(gè)車間或工廠的效率。

四、幾個(gè)需商榷的問(wèn)題

1 關(guān)于Cyber Physical System（CPS）中文翻譯問(wèn)題

很多文件及文章中都采用“信息物理系統(tǒng)”。為了適合中國(guó)讀者的習(xí)慣與情況，是意譯還是直譯好？這是德國(guó)“工業(yè)4.0”核心內(nèi)容之一。筆者傾向采用“虛擬實(shí)體系統(tǒng)”的譯法。因?yàn)橛糜⑽淖纸Y(jié)構(gòu)講，Cyber是從希臘文演變而來(lái)，古希臘語(yǔ)中當(dāng)“舵手”等講，到現(xiàn)代發(fā)展為有“控制”的意思，錢(qián)學(xué)森先生在美國(guó)撰寫(xiě)的“控制論”，原文為Cybernitics。Cyber有時(shí)與英文Virtual有相似意義，即虛擬的，如Cyber Space作“虛擬空間”講。由于近期互聯(lián)網(wǎng)（Internet）迅速發(fā)展，Cyber也可譯作“網(wǎng)絡(luò)”。這需要專家來(lái)進(jìn)行考證。如何譯成中文，涉及到對(duì)“工業(yè)4.0”的正確理解。

2 關(guān)于“人工智能”問(wèn)題

德文的“Steurung”意思是“控制”，“Regelung”意思為“自動(dòng)調(diào)節(jié)”，“控制”是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，“自動(dòng)調(diào)節(jié)”是閉環(huán)系統(tǒng)，有“反饋”?！爸悄芑背霈F(xiàn)前，自動(dòng)調(diào)節(jié)器（Regeler）采用P、D或PID調(diào)節(jié)器，往往是單參數(shù)或少量雙參數(shù)調(diào)節(jié)，如電壓反饋、電流反饋或電壓電流雙反饋等等。計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后及其迅速發(fā)展，CPU中央處理器在內(nèi)存、外存的存儲(chǔ)容量不斷擴(kuò)大，運(yùn)算速度快速提高，加上軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)的迅速發(fā)展，建模很方便，導(dǎo)致多參數(shù)運(yùn)算最佳化極容易，加上頻率響應(yīng)速度極快，因而可以替代人腦的部分功能。筆者認(rèn)為這就是原始“人工智能”應(yīng)用的開(kāi)始?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)全部采用數(shù)字化運(yùn)算，上世紀(jì)五十年代，還只有模擬計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在“人工智能”進(jìn)一步發(fā)展為生物特征識(shí)別、語(yǔ)音處理等，也包括CT（Computer Tomography）計(jì)算機(jī)斷層掃描及圖像處理，從二維達(dá)到三維，可以與已有圖譜（或標(biāo)準(zhǔn)圖譜）對(duì)比，可以定性、定量地找出正確結(jié)論。如DNA是尋找直系親屬的依據(jù)。

3 關(guān)于德國(guó)工業(yè)4.0的問(wèn)題

按德國(guó)“工業(yè)4.0”的分類，筆者的認(rèn)識(shí)是：1.0時(shí)代即機(jī)械化；2.0時(shí)代，企業(yè)采用生產(chǎn)線或達(dá)到半自動(dòng)化水平或單機(jī)自動(dòng)化；3.0時(shí)代，即高度自動(dòng)化，少人化及部分網(wǎng)絡(luò)化；4.0時(shí)代，德國(guó)“工業(yè)4.0”已有描述。這種分類是否正確，還需要實(shí)踐檢驗(yàn)。工業(yè)4.0的內(nèi)涵還在不斷完善充實(shí)，德國(guó)國(guó)內(nèi)也有一些爭(zhēng)議，德國(guó)《世界報(bào)》網(wǎng)站2014年12月9日文章中透露，對(duì)1057家企業(yè)調(diào)查：64.3%表示不知道；35.7%的人知道。最先提出工業(yè)4.0概念的亨林?卡格曼說(shuō)“這個(gè)概念是簡(jiǎn)單的，但是它的方案是極其復(fù)雜。不是所有人知曉它所能產(chǎn)生的全部影響”。就德國(guó)而言，工業(yè)4.0也有不同解釋版本，中國(guó)更是如此，這是正常的學(xué)術(shù)討論。根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況，制造行業(yè)各企業(yè)發(fā)展極不平衡，東、中、西地區(qū)的制造業(yè)水平發(fā)展更不相同。從機(jī)械工業(yè)來(lái)講，其企業(yè)大都處在工業(yè)1.0與工業(yè)2.0的階段，少數(shù)行業(yè)的排頭兵企業(yè)正在進(jìn)入工業(yè)3.0時(shí)代。這些企業(yè)盡管采用計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)已有二三十年的歷史，因?yàn)椴煌耆恰拔铩钡牟罹?，主要是人的素質(zhì)、觀念、技術(shù)水平、敬業(yè)精神等與德國(guó)差距更大一些。我完全同意苗圩部長(zhǎng)于2015年1月26日給筆者的來(lái)信說(shuō)：“推進(jìn)兩化深度融合，是我部立部之本。近年來(lái)我們做了大量探索，初步建立了覆蓋全國(guó)的兩化融合政策和服務(wù)體系。今年經(jīng)過(guò)國(guó)際對(duì)比，充分調(diào)研和反復(fù)論證，我們進(jìn)一步明確智能制造是推進(jìn)兩化融合的核心目標(biāo)和主攻方向，也是與德國(guó)工業(yè)4.0異曲同工之妙的所在”。苗圩部長(zhǎng)在5月13日發(fā)言中：中國(guó)制造尚處于工業(yè)2.0和3.0并行發(fā)展階段，必須走工業(yè)2.0補(bǔ)課、工業(yè)3.0普及、工業(yè)4.0示范的并聯(lián)式發(fā)展道路。筆者完全同意苗圩部長(zhǎng)的論述，但從一個(gè)單個(gè)企業(yè)來(lái)講從工業(yè)1.0到工業(yè)2.0，再到工業(yè)3.0發(fā)展到工業(yè)4.0，必須串聯(lián)式發(fā)展，但是可以大大縮短代際之間時(shí)間。因?yàn)闄C(jī)械制造行業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性行業(yè)，需要經(jīng)驗(yàn)、資料、技術(shù)、管理及各種數(shù)據(jù)長(zhǎng)期積累與傳承，特別是人掌握的技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)或生產(chǎn)中的突發(fā)事件尚無(wú)法完全用虛擬的信息化技術(shù)來(lái)替代，它只能優(yōu)化。如《大國(guó)工匠》之說(shuō)，在媒體上頻頻出現(xiàn)，這可能起誤導(dǎo)作用。如美麗的瑞士，只有800萬(wàn)人口，在這世界花園小國(guó)中，精密機(jī)械制造業(yè)特別發(fā)達(dá)，其精密機(jī)械、精密儀表、鐘表、甚至數(shù)十人的傳感器企業(yè)都領(lǐng)先于世界，其重要原因之一就是擁有一大批掌握絕技的技師、工匠和專家。這就是“工匠精神”，這與國(guó)之大小無(wú)關(guān)。最精密的機(jī)械設(shè)備最后還是靠高超技藝的人來(lái)完成的，它的產(chǎn)品就像藝術(shù)品一樣。至少目前來(lái)說(shuō)“人工智能”是完全代替不了它的。人是掌握了高度智慧化、智能化技術(shù)的，目前任何CPU代替不了人腦，但可部分代替，雖然有計(jì)算機(jī)在國(guó)際象棋比賽對(duì)弈中打敗了著名的選手案例。再如瑞典，人口不到1000萬(wàn)，出了像SKF軸承、山特維奇的硬質(zhì)合金刀具、阿特拉斯的挖掘機(jī)械、Volvo的汽車、工程機(jī)械、軍事裝備等世界有名的跨國(guó)公司，很多產(chǎn)品處在壟斷地位，還有一批世界“隱形冠軍”的中小企業(yè)。如最精密的軸承、鐘表，最后靠熟練技工研磨選配而成，不然最高等級(jí)的精密機(jī)械從何而來(lái)呢？所謂“以小干大”、“以粗干精”靠的是人的絕技。當(dāng)然普通情況下工作機(jī)械精度性能越高，制造出的產(chǎn)品質(zhì)量越好。將來(lái)實(shí)現(xiàn)所謂“無(wú)人化工廠”、“少人化工廠”，人還是起決定作用的，即要求人掌握更高技術(shù)、更豐富知識(shí)、具有更高的智慧。

4 “互聯(lián)網(wǎng)＋”與“＋互聯(lián)網(wǎng)”對(duì)智能制造的影響

智能制造本來(lái)就包含著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的內(nèi)涵，一個(gè)企業(yè)內(nèi)信息的傳遞靠“專網(wǎng)”或“局網(wǎng)”，與外界聯(lián)系用互聯(lián)網(wǎng)。由于竊密問(wèn)題嚴(yán)重，信息安全提到國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)安全的層面來(lái)考慮，因此“專網(wǎng)”與“互聯(lián)網(wǎng)”之間要建立防止信息泄露的“物理防火墻”，各種重要的軟件運(yùn)行都要加密，而且設(shè)計(jì)不同的密級(jí)。不同級(jí)別的人員可接觸到不同密級(jí)的內(nèi)容。因此一些較大的重要的企業(yè)一定要有自己軟件開(kāi)發(fā)人員，一來(lái)開(kāi)發(fā)適合自己企業(yè)情況的軟件，特別是應(yīng)用軟件；二來(lái)為了信息安全及加密。最近國(guó)務(wù)院頒布了《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》國(guó)發(fā)【2015】40號(hào)文件，文件中十一大重點(diǎn)領(lǐng)域中就有（二）“互聯(lián)網(wǎng)+”協(xié)同制造、（十一）“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能，這將大大促進(jìn)智能制造及智能化裝備更快速發(fā)展，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控。這里各主管部門(mén)有一個(gè)協(xié)調(diào)同步發(fā)展的問(wèn)題。要形成合力而不是分力，否則將重蹈過(guò)去重復(fù)投資的覆轍，事倍功半，這是筆者擔(dān)憂之處。

最近媒體又出現(xiàn)“+互聯(lián)網(wǎng)”，使筆者又有一些疑慮，“互聯(lián)網(wǎng)+”與“+互聯(lián)網(wǎng)”有什么異同之處，要請(qǐng)專家多多指教，是不是主從關(guān)系？

5 “互聯(lián)網(wǎng)+”、“智能制造”、德國(guó)“工業(yè)4.0”與傳感器技術(shù)發(fā)展的關(guān)系

不管是互聯(lián)網(wǎng)還是專網(wǎng)都是網(wǎng)絡(luò)，它就像信息高速公路，沒(méi)有信息的互聯(lián)網(wǎng)與沒(méi)有汽車的高速公路是一樣的。網(wǎng)絡(luò)就是一種載體與工具而已?；ヂ?lián)網(wǎng)的出現(xiàn)與發(fā)展，使人與人、物與物、人與物、物與人之間的交流縮短了時(shí)空間距離，這就會(huì)影響一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會(huì)生活，甚至政治與軍事業(yè)態(tài)的變化。信息的互聯(lián)互通，首先靠的是傳感器，即把物理量、化學(xué)量、生物量等通過(guò)傳感器變?yōu)閿?shù)字化的信息，這樣才能通過(guò)信息高速公路——互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)人與人、物與物、人與物、物與人之間的互聯(lián)互通而交流信息，從而使虛擬空間與實(shí)體空間相互緊密結(jié)合。傳感器之重要性就不言而喻了，但是到現(xiàn)在為止還沒(méi)有被政府及業(yè)界人士重視，使傳感器大大受制于人，特別受制于發(fā)達(dá)國(guó)家，往往引起很多政治與商業(yè)麻煩。為此筆者于2012年3月13日、2012年10月20日、2013年2月20日三次給時(shí)任中央領(lǐng)導(dǎo)寫(xiě)過(guò)信，得到中央領(lǐng)導(dǎo)同志的重視與批示，而且工信部、科技部等主管部門(mén)主要領(lǐng)導(dǎo)親自部署，這幾年取得不少成果。但對(duì)目前把兩化融合、智能制造、“中國(guó)制造2025”等作為振興制造業(yè)的國(guó)策來(lái)說(shuō)，應(yīng)該說(shuō)傳感器的發(fā)展極不理想。不知問(wèn)題出在什么地方。而過(guò)去政府頒布的“物聯(lián)網(wǎng)”、“智能制造”，現(xiàn)在頒布的“互聯(lián)網(wǎng)＋”也都把傳感器作為核心技術(shù)來(lái)攻關(guān)，目前形成“九龍治水”的管理模式，解決不了小小的極為重要的傳感器的發(fā)展，筆者不得其解。虛擬制造與實(shí)體制造，或信息與物理系統(tǒng)的橋梁就是傳感器，沒(méi)有傳感器就沒(méi)有智能制造，沒(méi)有裝備的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，就沒(méi)有物聯(lián)網(wǎng)，也就發(fā)揮不了互聯(lián)網(wǎng)的作用，不知這種思考是否正確？

6 制造業(yè)面臨下行壓力加大，企業(yè)如何進(jìn)行智能制造技術(shù)改造與發(fā)展

目前制造業(yè)，特別是機(jī)械工業(yè)各行業(yè)與企業(yè)面臨強(qiáng)大的下行壓力，很多排頭兵企業(yè)訂單不足，生產(chǎn)能力放空。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)忙著解困或解決“吃飯”問(wèn)題。筆者認(rèn)為這是國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢(shì)造成的，這種局面很難在短期內(nèi)有根本改變。因此企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)要根據(jù)自身實(shí)際情況，善于把“吃飯”與“發(fā)展”即實(shí)現(xiàn)智能制造技術(shù)的應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，變“?！睘椤皺C(jī)”，使后者成為解困的助力而不是阻力。這是一次對(duì)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)班子，特別是一把手的智慧與決策能力的考驗(yàn)。既要利用良好貼心服務(wù)與質(zhì)量開(kāi)拓國(guó)內(nèi)外的細(xì)分市場(chǎng)，但也要提防國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)帶來(lái)的各種風(fēng)險(xiǎn)，特別是防止資金鏈的斷裂。

由于筆者已是耄耋之年，對(duì)新技術(shù)的掌握跟不上時(shí)代進(jìn)步，以上觀點(diǎn)肯定有很多不正確之處，請(qǐng)專家、教授不客氣地指正。筆者寫(xiě)本文的目的就是起“拋磚引玉”之作用，供大家討論。越討論就越能符合實(shí)際，越討論就越能理解，理解越深就能更自覺(jué)地實(shí)施“中國(guó)制造2025”與“智能制造”的歷史任務(wù)。

（作者注：本文經(jīng)機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所歐陽(yáng)勁松所長(zhǎng)、石鎮(zhèn)山副所長(zhǎng)、宋彥彥教授級(jí)高工精心修改，在此表示衷心感謝。）