以人為本，構(gòu)建智能制造新體系

朱鐸先 王柏村

當(dāng)前，越來越多的企業(yè)將智能制造定為企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略方向，但很多企業(yè)過多地聚焦在人工智能、數(shù)字孿生、機器人、自動化產(chǎn)線、MES制造執(zhí)行系統(tǒng)等智能制造具體的使能技術(shù)上，甚至提出了“機器換人”“無人工廠”等口號，這種做法可能與智能制造的初衷背道而馳。如果將“機器換人”“無人工廠”等當(dāng)成轉(zhuǎn)型方法論，則忽略了智能制造系統(tǒng)中人這個主體，容易使得智能制造陷入表面化、工具化。

美國西北大學(xué)Jonathan R.Copulsky教授在《技術(shù)謬論：人是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的真正關(guān)鍵》一書中寫道：“許多企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)人錯誤地認(rèn)為，數(shù)字化技術(shù)才是商業(yè)出現(xiàn)巨變的原因，于是他們堅信在企業(yè)內(nèi)推行數(shù)字化技術(shù)是最佳解決方案。實際上，文化、組織、戰(zhàn)略、領(lǐng)導(dǎo)力和人才等因素遠(yuǎn)比技術(shù)更為重要。如果企業(yè)的組織形態(tài)過時了，尖端技術(shù)的推行幾乎不可能帶領(lǐng)他們達(dá)成所愿?！?/p>

因此，智能制造絕對不僅僅局限于新技術(shù)的應(yīng)用，而是一個系統(tǒng)工程，是轉(zhuǎn)思想、轉(zhuǎn)戰(zhàn)略、轉(zhuǎn)戰(zhàn)術(shù)、轉(zhuǎn)手段以及企業(yè)文化的重塑。歸根到底一句話，智能制造系統(tǒng)的核心不是技術(shù)本身，而應(yīng)該是人。

人是智能制造系統(tǒng)的核心

實際上，重視并強調(diào)人在智能制造系統(tǒng)中價值的觀點在很多國家智能制造戰(zhàn)略中得到了一定的體現(xiàn)，只不過還沒引起我們的足夠重視。

1.德國：工業(yè)4.0重視人的價值

2013年，德國在推出工業(yè)4.0戰(zhàn)略時，在制定的落地八項行動中，有六項行動與人有關(guān)。第一條是標(biāo)準(zhǔn)化和參考架構(gòu)，這是純技術(shù)問題，是解決眾多企業(yè)如何通過標(biāo)準(zhǔn)化定義與靈活架構(gòu)而進(jìn)行高效集成的問題。第三條為工業(yè)建立全面寬帶的基礎(chǔ)設(shè)施，是IT基礎(chǔ)的問題。除此之外，其他六條都是與人相關(guān)的，比如第二條管理復(fù)雜系統(tǒng)，是擔(dān)心和解決眾多文化水平不高、歲數(shù)偏大的員工如何適應(yīng)和掌握復(fù)雜系統(tǒng)的問題，這是制造業(yè)很現(xiàn)實的問題。第四條是安全和保障，這里面除了設(shè)備安全、系統(tǒng)安全以外，人身安全是首要的。第五條是工作的組織和設(shè)計，通過組織架構(gòu)、工作優(yōu)化、流程管理等讓員工更高效地工作。第六條是培訓(xùn)和持續(xù)的職業(yè)發(fā)展，以員工為中心，通過培訓(xùn)、培養(yǎng)助力員工的職業(yè)發(fā)展。第七條是規(guī)章制度，是指企業(yè)如何建設(shè)與工業(yè)4.0相匹配的規(guī)章制度。最后一條，是資源利用效率，是包括人力資源、物質(zhì)資源等在內(nèi)的一切資源高效、綠色、健康地利用。從中可以看出，工業(yè)4.0并不是全都聚焦在新技術(shù)，德國對人的價值非常重視。

2.歐盟：“未來工廠” 強調(diào)以人為中心

2009年開始啟動的“未來工廠”計劃，是歐盟在制造業(yè)領(lǐng)域投資最大、影響力最深遠(yuǎn)的一個獨立研發(fā)計劃，匯集了英、德、法、意、西、瑞典等國上千家知名工業(yè)企業(yè)、研究機構(gòu)和協(xié)會，代表了歐盟眾多國家及社會組織的當(dāng)前觀點與發(fā)展思路?！拔磥砉S”強調(diào)通過自動化、數(shù)字化、工藝改善等多方位舉措，著眼于智能制造中的勞動力，建立人在生產(chǎn)和工廠中的全新定位，構(gòu)建以人為中心的制造，并實現(xiàn)企業(yè)與員工、顧客、合作伙伴、社會及環(huán)境的友好。

3.美國：人是GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三要素之一

2012年，美國GE公司提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念，“希望通過生產(chǎn)設(shè)備與IT相融合，目標(biāo)是通過高性能設(shè)備、低成本傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)收集及分析技術(shù)等的組合，大幅提高現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的效率并創(chuàng)造新產(chǎn)業(yè)。” GE將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)分解為三要素：智能機器、高級分析、工作人員。由此可見，即便是秉承技術(shù)導(dǎo)向的美國公司，也強調(diào)通過人在回路，實現(xiàn)人機協(xié)同，人是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三要素之一。相反，如果過度強調(diào)技術(shù)而忽視人的價值，難免會付出代價。被稱為“硅谷鋼鐵俠”的埃隆·馬斯克，曾將特斯拉位于加州的工廠幾乎全部自動化，但由于過度自動化導(dǎo)致Model 3車型無法快速量產(chǎn)，企業(yè)陷入困局。經(jīng)過反思，2018年4月，馬斯克發(fā)布推特稱：“特斯拉工廠的過度自動化是個錯誤。確切地說，是我的錯誤。人的價值被低估了?！?/p>

4.日本：人是 “工業(yè)價值鏈參考架構(gòu)”的起點

2016年12月，日本工業(yè)價值鏈促進(jìn)會參考德國工業(yè)4.0及美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的參考架構(gòu)，推出了頗具日本特色的智能工廠基本架構(gòu)——《工業(yè)價值鏈參考架構(gòu)》，代表了日本推進(jìn)智能制造的發(fā)展思路。在該參考架構(gòu)中，日本將人作為智能制造的起點。

日本豐田汽車社長豐田章男在一次講話中，也強調(diào)：“自動化和準(zhǔn)時制是TPS（筆者注：豐田生產(chǎn)方式）的支柱。兩者的共同點是人是中心。自動化發(fā)展得越快，使用自動化的人的能力受到的考驗就越大。除非人類也改進(jìn)，否則機器無法改進(jìn)。培養(yǎng)技能能與機器媲美、感覺能力超過傳感器的人才，是豐田戰(zhàn)略的一個基本組成部分。”可以看出，重視與強調(diào)人的價值，是日本推進(jìn)智能制造的一大特色。

5.中國：以人為中心的智能制造思想

在制造強國建設(shè)戰(zhàn)略規(guī)劃文件中，中國明確提出：“人才為本。堅持把人才作為建設(shè)制造強國的根本，建立健全科學(xué)合理的選人、用人、育人機制，加快培養(yǎng)制造業(yè)發(fā)展急需的專業(yè)技術(shù)人才、經(jīng)營管理人才、技能人才。營造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的氛圍，建設(shè)一支素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理的制造業(yè)人才隊伍，走人才引領(lǐng)的發(fā)展道路。”

在2015年，針對制造企業(yè)重硬輕軟、重外在輕內(nèi)在等情況，特別是針對“機器換人”等口號，蘭光創(chuàng)新從企業(yè)視角提出了“人機網(wǎng)三元戰(zhàn)略”，呼吁強調(diào)和重視人的價值，以人為本，打造人與賽博、物理虛實兩世界的融合、迭代發(fā)展，構(gòu)建以賽博智能為目的的人機網(wǎng)三元系統(tǒng)，而不僅僅是關(guān)注自動化或者信息化等純技術(shù)手段的建設(shè)，并以人為主線，從人的視角歸納出四次工業(yè)革命的四個階段不同變化，分別為人才匯聚、人才管理、人性激發(fā)與人才釋放。

2016年，在《三體智能革命》一書中，作者以東方文化視角，在業(yè)界率先提出三體智能模型，即物理實體、意識人體、數(shù)字虛體，三體交匯，衍生出智能的三小循環(huán)與兩大循環(huán)的進(jìn)化路徑，突破西方CPS賽博物理二元系統(tǒng)的局限性，強調(diào)與突出了人的價值，該理論在業(yè)界引起了較大反響。

2017年，中國工程院相關(guān)學(xué)者提出“HCPS三元系統(tǒng)”，指出“制造業(yè)從傳統(tǒng)制造向新一代智能制造發(fā)展的過程，是從原來的‘人—物理二元系統(tǒng)（HPS）向新一代‘人—信息—物理三元系統(tǒng)（HCPS）進(jìn)化的過程，新一代‘人—信息—物理系統(tǒng)掲示了智能制造發(fā)展的基本原理，能夠有效指導(dǎo)新一代智能制造的理論研究和工程實踐?！盚CPS理論從科學(xué)技術(shù)角度，對人、信息系統(tǒng)、物理系統(tǒng)三者之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行了深入的闡述，形成了具有中國特色的智能制造理論體系。

此外，在2016年至2017年，德勤公司對來自140個國家的超過1萬名企業(yè)管理者進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)超過80%的高管把人才獲取、員工培養(yǎng)培訓(xùn)、未來組織構(gòu)建，作為企業(yè)最重要的三個關(guān)注點，只有不到四成的高管認(rèn)為機器人、認(rèn)知技術(shù)、人工智能等新技術(shù)應(yīng)用是重要或非常重要的事情。

綜上所述，在推進(jìn)智能制造進(jìn)程中，我們不能僅僅關(guān)注看得見的自動化與看不見的信息化，更要基于企業(yè)“人機網(wǎng)三元戰(zhàn)略”“三體智能模型”“HCPS三元系統(tǒng)”等東方視角與理論體系，借鑒德國工業(yè)4.0、歐盟未來工廠及日本工業(yè)價值鏈等相關(guān)理念，基于我國國情，加快推動從以技術(shù)為中心向 “以人為中心”的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而構(gòu)建以人為本的智能制造新體系。

以人為中心，

基于六階模型構(gòu)建智能制造新體系

1.智能制造六階模型

部分專家學(xué)者將智能制造定義為“自感知、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)”等理想化的技術(shù)及其應(yīng)用，但這種超現(xiàn)實的理念容易導(dǎo)致制造企業(yè)透支財力去追求所謂高大上的技術(shù)，而造成投入很大、應(yīng)用效果不明顯的結(jié)果。

近年來，一些專家學(xué)者開始明確使用Smart Manufacturing來描述智能制造，Smart字面上并不是智能的意思，而是聰明的意思。聰明就是耳聰目明，就是耳朵靈敏、眼睛明亮、大腦能思考、嘴巴能說話、四肢能執(zhí)行。Smart Manufacturing就是通過自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等技術(shù)手段，在人口老齡化、競爭白熱化等嚴(yán)峻的現(xiàn)實情況下，通過企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)間、社會化的深度協(xié)作，實現(xiàn)高效、高質(zhì)、快速響應(yīng)市場的生產(chǎn)和服務(wù)模式。

那么如何走向 Smart Manufac-turing？首先是通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等技術(shù)手段解決耳不聰、目不明、腦不智、肢不靈等問題，然后是拓展人的能力，使人耳更聰、目更明、腦更智、肢更靈，并通過組織間的深度協(xié)作，實現(xiàn)企業(yè)社會化的合作。

基于以上思想，筆者改變“機器換人”等傳統(tǒng)的技術(shù)視角，以人為中心，從技術(shù)助人的視角，提出了智能制造六階模型。通過自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等技術(shù)手段，逐步實現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）解放人的體力、腦力;

（2）賦能人的感知、決策與執(zhí)行能力;

（3）實現(xiàn)組織內(nèi)人與人的信息共享與過程協(xié)同;

（4）充分激活人的主動性，促進(jìn)人的創(chuàng)新活力;

（5）組織間深度合作，打造社會化生態(tài);

（6）基于綠色研發(fā)與生產(chǎn)，打造環(huán)境友好的制造與服務(wù)模式。

2.六階模型的內(nèi)涵

（1）解放

“機器換人”雖然有解放人的意思，但不夠準(zhǔn)確。機器和人沒有對立關(guān)系，人不是多余的，智能制造不應(yīng)該以減人為目的，準(zhǔn)確地說應(yīng)該是機器助人。通過機器，將體力勞動者從重復(fù)、機械、繁重、有毒、有害等環(huán)境中解放出來，將腦力勞動者從重復(fù)、低效等低端腦力勞動中解放出來，讓人更輕松、高效、愉悅地從事更高價值的勞動。

換個視角和思路，以利他之心對待員工，將是推進(jìn)智能制造的一大動力，否則就可能出現(xiàn)種種意見分歧甚至是阻力，會極大影響智能制造的順利推進(jìn)。

（2）賦能

前文說Smart Manufacturing就是走向耳聰目明，走向研發(fā)、生產(chǎn)、運營等系統(tǒng)的更敏捷、更高效，基于這個思想，可以通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等技術(shù)手段給人賦能，解決耳不聰（設(shè)備、崗位、部門、企業(yè)與外界信息交流的孤島化）、目不明（對生產(chǎn)狀態(tài)的感知不及時、不精確）、腦不智（決策不科學(xué)）、肢不靈（設(shè)備等執(zhí)行機構(gòu)不受控、不精準(zhǔn)）等問題，助力企業(yè)走向智能化生產(chǎn)模式。

比如物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)，通過機器視覺實現(xiàn)質(zhì)量檢測的更精準(zhǔn)更高效，通過VR/AR等技術(shù)使觀察設(shè)備或產(chǎn)品更逼真更方便，通過預(yù)測性維護可以預(yù)知設(shè)備健康狀況，通過高級排產(chǎn)從上百萬種方案中選出最優(yōu)解等等。

（3）協(xié)同

三國時期孫權(quán)曾說：“能用眾力，則無敵于天下矣;能用眾智，則無畏于圣人矣?！逼髽I(yè)是一個組織，一定是在發(fā)揮每個人的價值基礎(chǔ)上，實現(xiàn)集眾力、匯眾智，發(fā)揮出組織的效率。

基于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)，以信息流驅(qū)動業(yè)務(wù)流，形成信息共享、過程協(xié)同，包括實現(xiàn)人與人協(xié)同、人與機協(xié)同、機與機協(xié)同、組織與組織的協(xié)同等，從而實現(xiàn)整個組織的高效運轉(zhuǎn)。比如通過自動化產(chǎn)線、設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)機與機的協(xié)同，通過ERP企業(yè)資源計劃系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)運營的協(xié)同，通過PLM產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)的協(xié)同，通過MES制造執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)管理的協(xié)同等等。

（4）創(chuàng)新

人與機器最大的不同就是富有創(chuàng)新力，將人們從重復(fù)低級的勞動中解放出來，可以從事更多更富有創(chuàng)意的活動。

通過數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)賦能，可以更高效地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新。比如通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等新技術(shù)衍生出智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服務(wù)化延伸等創(chuàng)新研發(fā)、生產(chǎn)、管理與服務(wù)模式。

（5）生態(tài)

未來，企業(yè)競爭力不局限于企業(yè)內(nèi)部效率的提升，在很大程度上取決于生態(tài)的競爭。除了企業(yè)做好內(nèi)部智能化升級改造以外，還需要與價值鏈上的合作方深度合作，通過企業(yè)與供應(yīng)鏈、消費者等利益攸關(guān)方實現(xiàn)物流、資金流和信息流的“三流”整合，推進(jìn)生態(tài)化乃至社會化的合作模式。

比如通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等新技術(shù)構(gòu)建新生態(tài)，實現(xiàn)社會化的泛在連接、深度協(xié)作、高效配置、彈性供給，提升企業(yè)競爭力，提高社會資產(chǎn)的運轉(zhuǎn)效率。

（6）環(huán)境

“綠水青山就是金山銀山”。企業(yè)不能只顧自身發(fā)展而影響社會和環(huán)境，一定要堅持綠色生產(chǎn)、可持續(xù)性發(fā)展，利用先進(jìn)技術(shù)與管理，最大程度地降低物質(zhì)浪費和避免環(huán)境污染，走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展之路，向綠色轉(zhuǎn)型要出路、向生態(tài)產(chǎn)業(yè)要動力，實現(xiàn)人與社會、環(huán)境和諧、健康的發(fā)展。

比如通過數(shù)字孿生、人工智能、3D打印、預(yù)測性維護等新技術(shù)，實現(xiàn)智能研發(fā)、智能生產(chǎn)、智能管理、智能服務(wù)等，減少試制次數(shù)、降低廢品率、減少能耗與物資浪費等，實現(xiàn)低碳、綠色、人與環(huán)境友好的研發(fā)、生產(chǎn)與服務(wù)。

3.六階模型的環(huán)形表達(dá)與實踐

圖3是以階梯漸進(jìn)的形式表達(dá)了智能制造模型，我們也可以以環(huán)形的形式對該模型進(jìn)行表達(dá)，從圖4中可以更明顯地看到，這是一個以人為本、動態(tài)演進(jìn)的體系。演進(jìn)范圍是由小到大，從外在到內(nèi)在，從體力到腦力，從減壓到賦能，從初級到高級，從個體到組織，從企業(yè)到社會，再到環(huán)境逐漸發(fā)展的過程，與“人法地，地法天，天法道，道法自然”的東方哲學(xué)思想也高度吻合。

作為成立18年的工業(yè)軟件公司，蘭光創(chuàng)新不僅僅提出了這些理論體系，在軟件研發(fā)與項目實施中也是充分遵循這些理念，以設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、MES制造執(zhí)行系統(tǒng)等軟件為載體，以人為本，站在利他、助人的角度將軟件盡可能設(shè)計得人機友好、高效實用，還通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等技術(shù)手段，基于信息流驅(qū)動業(yè)務(wù)流實現(xiàn)協(xié)同準(zhǔn)備、智能決策等方式，將人員從重復(fù)、低級、易出錯等環(huán)境中解決出來，充分發(fā)揮人的創(chuàng)造力，提升企業(yè)的競爭力。這些軟件系統(tǒng)已經(jīng)在航空航天等數(shù)百家企業(yè)中得到成功應(yīng)用，很好地助推了這些企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級。

結(jié)語

智能制造是一項長期的系統(tǒng)工程，核心主體不是機器而是人，構(gòu)建智能制造系統(tǒng)不是要換掉人，而是要幫助人。少人化是外在表現(xiàn)，但不是最終目的。在推進(jìn)智能制造發(fā)展過程中，遠(yuǎn)非購置設(shè)備那么簡單，一定要結(jié)合先進(jìn)技術(shù)理念，勇于探索中國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型之路。首先要突出東方文化，增加人文因素，做到以人為本，體現(xiàn)利他之心，站在幫助員工、幫助合作伙伴乃至有利于社會與環(huán)境的角度考慮問題，然后充分利用自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等技術(shù)手段，解放人的體力與腦力，賦能與拓展人的能力，發(fā)揮協(xié)同的優(yōu)勢，促進(jìn)人與企業(yè)的創(chuàng)新，打造緊密型的社會化合作生態(tài)，最終實現(xiàn)環(huán)境友好的綠色生產(chǎn)，構(gòu)建富有競爭力和可持續(xù)性的商業(yè)模式，這才是發(fā)展智能制造的初心與最終目標(biāo)。

如果僅僅停留在“機器換人”視角、停留在人工智能等純技術(shù)環(huán)節(jié)，而沒有幫助、激發(fā)人這個企業(yè)中最具價值的主體，智能制造很可能就本末倒置了，很難取得理想的實施效果。

（作者：朱鐸先，北京蘭光創(chuàng)新科技有限公司董事長、高級工程師;王柏村，中國工程院戰(zhàn)略咨詢中心博士后）