董立杰
智能制造（IM：Intelligent Manufacturing）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，通過人與智能機器的合作共事，實現(xiàn)柔性化、智能化和高度集成化的生產，在制造過程中自動進行分析、推理、判斷、構思和決策等智能活動。智能制造的核心是智能制造技術和系統(tǒng)，它是基于現(xiàn)代傳感技術、網絡技術、自動化技術以及人工智能，通過感知、人機交互、決策、執(zhí)行和反饋，實現(xiàn)產品設計過程、制造過程和企業(yè)管理及服務的智能化，是信息技術與制造技術的深度融合與集成。
美國的工業(yè)互聯(lián)網（被稱為美國版工業(yè)4.0）、德國的工業(yè)4.0戰(zhàn)略、中國制造2025，其核心特征都是互聯(lián)，本質就是通過數據自動化流動，從規(guī)模經濟轉向范圍經濟，以同質化、規(guī)模化的成本，構建出異質化、定制化的產業(yè)，從而推動產業(yè)結構的改革。
智能制造是方法，也是目標
中國、德國、美國、英國等世界上的主要工業(yè)國家，先后確定了各自的第四次工業(yè)革命國家發(fā)展戰(zhàn)略，就是智能制造?！吨袊圃?025》明確提出，要以新一代信息技術與制造業(yè)深度融合為主線，以推進智能制造為主攻方向。全球類似的概念還有美國的“先進制造業(yè)伙伴計劃”、德國的“工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃”、英國的“工業(yè)2050戰(zhàn)略”、韓國的“制造業(yè)創(chuàng)新3.0計劃”等。他們都將發(fā)展智能制造作為本國構建制造業(yè)競爭優(yōu)勢的關鍵舉措和實施工業(yè)升級轉型戰(zhàn)略的重要手段與方法，同時又是企業(yè)對生產方式進行智能化改造的結果和目標。
工業(yè)4.0是一個產業(yè)的技術轉型，即產業(yè)的變革；智能制造是可持續(xù)發(fā)展的制造模式，是一個全新的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，是生產和服務方式的革命。工業(yè)4.0提出的智能制造是面向產品全生命周期，實現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造，所以說智能制造是實現(xiàn)工業(yè)4.0的重要手段和方法；而工業(yè)4.0產業(yè)變革的目標又是實現(xiàn)智能生產和打造智能工廠，這兩者的組合其實就是智能制造的概念。
工業(yè)互聯(lián)網是實現(xiàn)智能制造的基礎，智能制造的實現(xiàn)需要工業(yè)互聯(lián)網打造全新的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。智能制造的數字化、網絡化、智能化程度取決于上云的數據維度和數量、質量，同時影響工業(yè)互聯(lián)網服務的產業(yè)寬度和深度；而工業(yè)互聯(lián)網反饋的應用效果，反過來可以優(yōu)化智能制造的設計。
智能制造的實現(xiàn)主要依托兩方面的基礎能力：一個是工業(yè)制造技術，包括先進裝備、先進材料和先進工藝等，這是工業(yè)4.0的核心；另一個是工業(yè)互聯(lián)網，即基于互聯(lián)網、物聯(lián)網、大數據、人工智能以及云計算等現(xiàn)代信息技術，充分發(fā)揮工業(yè)裝備、生產材料和制造工藝的潛能，實現(xiàn)產品定制化和服務增值化。由此看來，“制造+互聯(lián)網”就是工業(yè)4.0，“互聯(lián)網+制造”就是工業(yè)互聯(lián)網，而制造和互聯(lián)網的充分融合就是智能制造，也是中國制造2025所追求的目標。
工業(yè)4.0與工業(yè)互聯(lián)網
工業(yè)4.0強調生產過程的智能化。工業(yè)4.0已被德國政府納入《高技術戰(zhàn)略2020》的國家十大未來項目之一，其核心是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命。工業(yè)4.0更加關注通過信息網絡與工業(yè)生產系統(tǒng)的充分融合和有機整合，打造智能工廠，實現(xiàn)以價值鏈上的三大集成為基礎的生產過程智能化，提升生產效率。
工業(yè)互聯(lián)網更側重基于數據資產的智慧服務。工業(yè)互聯(lián)網的內核是以物聯(lián)網為基礎，利用各種復雜的軟件系統(tǒng)，將帶有內置傳感器的機器和其他機器、人連接起來，進行實時數據的收集、傳輸、處理和反饋，從中提取數據并進行深入分析，挖掘生產或服務系統(tǒng)在性能提高、質量提升等方面的潛力，實現(xiàn)生產資源效率的提升與優(yōu)化。
雖然工業(yè)互聯(lián)網與工業(yè)4.0的目標都是資源優(yōu)化與效率提升，但其側重點有所不同。工業(yè)互聯(lián)網側重于對互聯(lián)網、物聯(lián)網、大數據等生產設備的智能管理，形成開放的全球化工業(yè)網絡，并將工業(yè)與互聯(lián)網在設計、研發(fā)、生產、物流、營銷、服務等各個階段進行充分融合。
其實第四次工業(yè)革命的本質就是對世界未來工業(yè)標準的主導之爭，是由德國和美國依照自已的思維邏輯和表達方式來開展推動的。以工業(yè)控制技術見長的德國政府所界定的工業(yè)4.0，有著強有力的機械加工工藝能力、各類內嵌式控制系統(tǒng)的專業(yè)設備和工作能力，德國很關心加工過程的智能化系統(tǒng)和虛擬化技術的深刻改變。而以計算機、軟件、互聯(lián)網、大數據、人工智能、機器學習等IT（信息技術）技術見長的美國明確提出了工業(yè)互聯(lián)網規(guī)范，重點關注機器設備智能互聯(lián)系統(tǒng)、數據統(tǒng)計分析系統(tǒng)，以及各類數據資料對業(yè)務流程的洞悉，其側重點在互聯(lián)網、大數據和云計算技術。美國要以GE（通用電氣）、IBM（萬國商業(yè)機器公司）等企業(yè)為基礎，偏重于從軟件出發(fā)連通硬件；德國要以西門子、庫卡、SAP（思愛普）等企業(yè)為主導，期望能夠從硬件連通到軟件。
這兩種不同的智能制造發(fā)展概念，其實就是兩種技術路線或兩種不同技術人員的理念之別：IT從業(yè)人員，期望將自己擅長的IT理念、互聯(lián)網思維和技術應用到工業(yè)環(huán)境中，由軟而硬，以此實現(xiàn)智能制造的目標，這就是工業(yè)互聯(lián)網。OT（運營技術）從業(yè)人員，期望通過生產系統(tǒng)帶動IT技術的應用，從硬到軟，這也是我們通常提到的智能制造概念。雖然執(zhí)行路徑和邏輯思維不同，但這兩種模式總體目標一致，就是要實現(xiàn)移動互聯(lián)技術和工業(yè)生產的融合，建立智能工業(yè)。工業(yè)4.0所提出的新型工業(yè)體系，把CPS（信息物流系統(tǒng)）建立放在首位，但是CPS的基礎是軟件和模型，其核心就是工業(yè)互聯(lián)網，這是支撐信息化和工業(yè)化深度融合的一套綜合技術體系。所以說，工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網的實質是相同的，不同之處在于思維邏輯。
中國制造2025和德國工業(yè)4.0
中國制造2025和德國工業(yè)4.0都是在新一輪工業(yè)革命、科技變革和產業(yè)升級背景下提出的制造業(yè)轉型發(fā)展戰(zhàn)略舉措，對兩個戰(zhàn)略進行充分對比后，可以發(fā)現(xiàn)它們之間各有異同。
第一，戰(zhàn)略目標一致。二者都是為了增強國家工業(yè)的綜合競爭力，在新一輪的世界工業(yè)競爭中搶占先機。德國希望通過工業(yè)4.0戰(zhàn)略的實施提升本國的全球競爭力，成為新一代工業(yè)生產技術的供應國和主導者。中國希望通過中國制造2025戰(zhàn)略的實施，全面提升中國制造業(yè)發(fā)展質量和水平，使中國邁入制造強國行列。
第二，戰(zhàn)略定位不同。中國制造2025提出創(chuàng)新驅動、綠色發(fā)展、結構優(yōu)化、人才為本的發(fā)展戰(zhàn)略，致力于由制造大國向制造強國轉變；德國工業(yè)4.0是打造智能化工廠、實現(xiàn)智能制造，由自動化、數字化向智能化邁進，由制造強國向超級強國發(fā)展。
這是由兩國的工業(yè)基礎和國情決定的。德國提出工業(yè)4.0的基礎是本國的工業(yè)已經經歷了3次完整的工業(yè)革命進程，數控系統(tǒng)、自動化等生產技術已經相當成熟，德國制造業(yè)已經成為世界上最具競爭力的制造業(yè)之一，更是制造裝備領域的引領者。德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略是一個革命性的基礎科技戰(zhàn)略，是以其完整的工業(yè)發(fā)展體系為基礎而制定的，其立足點是從制造方式基礎層面上進行變革，提高科研創(chuàng)新能力，依靠“高、精、尖”的理論知識實現(xiàn)整個工業(yè)發(fā)展質的飛躍。
對于中國制造業(yè)，中國工程院院士、華中科技大學前校長李培根認為，德國工業(yè)4.0是在工業(yè)3.0的基礎上進行的，而中國還面臨著工業(yè)2.0要補課、工業(yè)3.0要普及、工業(yè)4.0要示范跟上的處境。我們的工業(yè)尚處于大批量生產階段，從量上來看穩(wěn)居世界第一，但從質上來看，仍然處于工業(yè)2.0和工業(yè)3.0混合交織的階段。企業(yè)之間的發(fā)展水平參差不齊，且在基礎材料和產業(yè)技術等方面的創(chuàng)新和保障都不夠到位，基礎學科的研究比較薄弱，科研創(chuàng)新能力不強，這也映射出中國制造業(yè)大而不強的現(xiàn)狀。
基于此，中國制造2025在戰(zhàn)略范圍上涵蓋更廣，不僅局限于中國制造業(yè)的全面重組，而且追求從基礎科學到生產方式的全面突破。所以，中國制造2025是根據中國國情做出的重大戰(zhàn)略決策，目的是全面提升中國制造業(yè)發(fā)展質量和水平，在堅持創(chuàng)新驅動、智能轉型、強化基礎和綠色發(fā)展上走出自己的特色，加快邁向制造業(yè)強國。
《中國冶金報》（2022年3月29日 04版四版）
