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李伯虎：制造業(yè)信息化探求新路 從云制造到智慧制造
新民網(wǎng)
2014/05/19 13:23
以“工業(yè)化與信息化融合”為特征的“制造業(yè)信息化”是我國制造業(yè)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，走新型工業(yè)化道路的戰(zhàn)略舉措。2009年中國工程院院士李伯虎及其團(tuán)隊提出了云制造的理念與技術(shù)。云制造是將云計算、物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)計算、智能科學(xué)等新興信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合的一種制造業(yè)信息化新模式與新手段，云制造是云計算理念與技術(shù)在制造領(lǐng)域的落地與拓展。經(jīng)過近幾年的實踐，隨著云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、高性能仿真技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)等技術(shù)的不斷完善，特別是大數(shù)據(jù)技術(shù)與信息化制造技術(shù)的新發(fā)展，“云制造”正拓展為“智慧云制造”。與此同時，國內(nèi)外制造業(yè)正向制造業(yè)信息化高級階段——數(shù)字化、互聯(lián)化、智能化綜合集成為特征的“智慧制造”方向發(fā)展。
　　究竟智慧制造有哪些概念和內(nèi)涵?國內(nèi)制造業(yè)企業(yè)距離智慧制造的差距有多大?要實現(xiàn)智慧制造的藍(lán)圖，需要產(chǎn)學(xué)研各方做出哪些努力?帶著以上問題，ZDNet至頂網(wǎng)采訪了這一概念的提出者——中國電子學(xué)會云計算專家委員會副主任委員、中國工程院院士李伯虎。
　　問：本次論壇的主題是智慧制造，對于智慧制造的概念和內(nèi)涵，您能否給我們做一下詳解?
　　李伯虎：首先，我要說明的是這里的制造是大制造的概念。它表現(xiàn)在3個方面：一是產(chǎn)品的活動與過程覆蓋面“大”，即涉及“從產(chǎn)品的論證、設(shè)計、加工生產(chǎn)、試驗運行、定型、銷售、服務(wù)到最終的報廢處理”活動與過程中的各類信息/資源/能力的集成與優(yōu)化活動。一般的制造含義是指這里的“加工生產(chǎn)”活動;二是制造活動的空間范圍覆蓋面“大”，可以從企業(yè)內(nèi)到企業(yè)間到全球;三是制造類型覆蓋面“大”，包括機械、電子類(飛機、汽車、家電)等離散制造業(yè)：石油、化工等流程(或連續(xù))制造業(yè);及鋼材、食品等混合制造業(yè)。
　　現(xiàn)在再談?wù)?ldquo;智慧制造”。我們對智慧制造的詮釋如下：“以人為本，借助制造科學(xué)技術(shù)、新興信息科學(xué)技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)及制造應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)等深度融合的技術(shù)手段，對制造全系統(tǒng)、全生命周期活動中的人、機、物、環(huán)境、信息進(jìn)行智慧地感知、互聯(lián)、協(xié)同、分析、預(yù)測、決策、控制與執(zhí)行，使制造全生命周期活動中的人/組織、經(jīng)營管理、技術(shù)(三要素)及信息流、物流、資金流、知識流、服務(wù)流(五流)集成優(yōu)化，旨在實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、綠色地制造產(chǎn)品和服務(wù)用戶，進(jìn)而提高企業(yè)(或集團(tuán))的市場競爭能力的一種制造范式”。這里有幾個關(guān)鍵點：
　　智慧制造技術(shù)手段：以人為本，借助制造科學(xué)技術(shù)、新興信息科學(xué)技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)及制造應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)等深度融合的技術(shù)手段;
　　智慧制造特征：制造系統(tǒng)全生命周期活動中人、機、物、環(huán)境、信息智慧地感知、互聯(lián)、協(xié)同、分析、預(yù)測、決策、控制與執(zhí)行;
　　智慧制造的工作內(nèi)容：借助技術(shù)手段，使制造全生命周期活動中的人/組織、經(jīng)營管理、技術(shù)(三要素)及信息流、物流、資金流、知識流、服務(wù)流(五流)集成優(yōu)化;
　　智慧制造目標(biāo)：高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、綠色地制造產(chǎn)品和服務(wù)用戶——提高企業(yè)(或集團(tuán))的市場競爭能力;
　　智慧制造是制造業(yè)信息化(兩化融合)的高級階段。(集成了制造業(yè)信息化的發(fā)張?zhí)卣鳎簲?shù)字化、集成化、協(xié)同化、互聯(lián)化/網(wǎng)絡(luò)化、敏捷化、服務(wù)化、綠色化、智能化)。
　　智慧制造系統(tǒng)
　　按智慧制造范式構(gòu)建的制造系統(tǒng)。它是數(shù)字化、互聯(lián)化、智能化制造硬軟件系統(tǒng)與人(專家、專業(yè)人員)集成優(yōu)化的人機共融制造系統(tǒng)。
　　從系統(tǒng)范圍劃分，可分為：智慧制造設(shè)備、智慧制造單元、智慧制造工廠(企業(yè))和智慧制造云等。
　　從系統(tǒng)功能劃分，可分為：智慧論證、智慧設(shè)計、智慧生產(chǎn)、智慧實驗、智慧銷售、智慧產(chǎn)品服務(wù)、智慧報廢等。
　　智慧云制造
　　“智慧云制造是基于泛在網(wǎng)絡(luò)(包括互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等)的、深度融合新信息化制造技術(shù)、新興信息技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)及制造應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)技術(shù)的、面向服務(wù)的一種智慧制造新模式和新手段”。
　　智慧云制造在模式、技術(shù)手段、支撐技術(shù)、應(yīng)用等方面發(fā)展了作者團(tuán)隊于2009年提出的云制造。它：
　　融合與發(fā)展了新信息化制造(信息化設(shè)計、生產(chǎn)、實驗、仿真、管理、集成)技術(shù)、新興信息技術(shù)(云計算、物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)計算、高效能仿真、大數(shù)據(jù)、電子商務(wù)等)、智能科學(xué)技術(shù)及制造應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的技術(shù);
　　將各類智慧制造資源和智慧制造能力虛擬化、服務(wù)化，構(gòu)成智慧制造資源和制造能力的服務(wù)云池，并進(jìn)行協(xié)調(diào)的優(yōu)化管理和經(jīng)營;
　　用戶通過終端、網(wǎng)絡(luò)和智慧云制造服務(wù)中心就能隨時隨地按需獲取智慧制造資源與智慧能力服務(wù)，進(jìn)而智慧地完成其制造全生命周期的各類活動。
　　智慧制造云
　　智慧制造云就是按智慧云制造范式構(gòu)建的制造系統(tǒng)。智慧制造云組成包括：智慧資源/能力層、智慧制造云服務(wù)平臺層(智慧感知/接入/通訊層、虛擬智慧資源/能力層、核心支撐功能層、用戶界面層)、智慧服務(wù)應(yīng)用層。
　　智慧制造云實質(zhì)上是一種基于各類網(wǎng)絡(luò)(組合)的、人/機/物/環(huán)境/信息深度融合的、提供智慧制造資源與智慧能力服務(wù)的智慧制造物聯(lián)網(wǎng)。
　　智慧制造云的典型技術(shù)特征就是智慧化，也就是：制造資源和能力數(shù)字化、制造資源和能力物聯(lián)化、制造資源和能力虛擬化、制造資源和能力服務(wù)化、制造資源和能力協(xié)同化、制造資源和能力智能化。
　　智慧云制造是智慧制造的一種新模式與新手段。新的制造模式：制造全系統(tǒng)、全生命周期的智慧制造，實現(xiàn)產(chǎn)品+服務(wù)為主導(dǎo)的隨時隨地按需個性化、社會化制造;新的制造技術(shù)手段：基于泛在網(wǎng)絡(luò)的制造資源和能力的數(shù)字化，物聯(lián)化、虛擬化、服務(wù)化、協(xié)同化、智能化制造系統(tǒng)。
　　智慧云制造服務(wù)對象：制造企業(yè)用戶、產(chǎn)品用戶。
　　智慧云制造“服務(wù)”的特點：按需動態(tài)架構(gòu)：按照用戶需求，隨時隨地提供制造服務(wù);互操作：支持制造資源間與制造能力之間的互操作;協(xié)同：面向制造多用戶協(xié)同、大規(guī)模負(fù)責(zé)制造任務(wù)執(zhí)行的協(xié)同;網(wǎng)絡(luò)化異構(gòu)柔性集成(橫向、縱向)：支持網(wǎng)上分布異構(gòu)的制造資源/能力的橫向、縱向柔性集成;超強、快速、無限能力：可快速、靈活組成各類服務(wù)(無限)以響應(yīng)需求;全生命周期智慧制造：服務(wù)于制造全生命周期，融合智能科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)與制造技術(shù)實現(xiàn)跨階段的全程智慧制造。
　　問、現(xiàn)在國內(nèi)的制造業(yè)企業(yè)，他們的信息化進(jìn)程處于什么階段?距離智慧制造還有多遠(yuǎn)的距離?
　　李伯虎：國內(nèi)的制造業(yè)企業(yè)發(fā)展并不平衡。最近中國工程院在周濟院長領(lǐng)導(dǎo)下，開展了制造強國的研究，在其研究報告中提到：據(jù)世界銀行的數(shù)據(jù)，2009年，我國制造業(yè)工業(yè)增加值達(dá)到1.6122萬億美元(現(xiàn)價美元)，超過美國的1.5982億美元(現(xiàn)價美元)，成為全球制造業(yè)第一大國。但是，我國制造業(yè)仍然大而不強，表現(xiàn)在自主創(chuàng)新能力不強，產(chǎn)品質(zhì)量問題突出，資源利用率偏低，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理，信息化水平不高等。
　　報告認(rèn)為，我國當(dāng)前制造業(yè)的水平，大體上相當(dāng)于當(dāng)今世界制造強國20世紀(jì)80-90年代的發(fā)展水平。其中，關(guān)于信息化水平不高的論述是：表現(xiàn)在利用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)生產(chǎn)方式和工藝流程的水平亟待提升，關(guān)系國家經(jīng)濟、社會安全的高端核心工業(yè)軟件(設(shè)計、管理、控制、優(yōu)化等)主要依賴進(jìn)口。發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已開始步入制造業(yè)與信息技術(shù)全面綜合集成，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用為特點的新階段，我國大部分地區(qū)和行業(yè)仍處于以初級或局部應(yīng)用為主的階段，且不同地區(qū)、行業(yè)及不同規(guī)模企業(yè)間信息化水平差距明顯等...
　　報告還分析了德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，美國實施21世紀(jì)智能制造等計劃，指出將要來臨或已經(jīng)來臨的新工業(yè)革命是信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，是數(shù)字制造和個人制造的融合，以制造業(yè)數(shù)字化為核心，建立在物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)(服務(wù))聯(lián)網(wǎng)信息物理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，同時加上新能源、新材料、生物技術(shù)等方面的突破而引發(fā)的新一輪產(chǎn)業(yè)變革。我們要十分關(guān)注新工業(yè)革命的進(jìn)展。
　　我認(rèn)為，總體上講，我國制造業(yè)信息化尚處于數(shù)字化階段，而且各個行業(yè)的發(fā)展也不平衡。此外，集團(tuán)型企業(yè)與中小企業(yè)間的信息化水平也還有相當(dāng)?shù)牟町悺２糠窒冗M(jìn)地區(qū)和行業(yè)開始了網(wǎng)絡(luò)化制造階段。智慧制造還有較大的差距。在中國工程院制造強國的研究報告中認(rèn)為，“堅持推行”創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化“的方針，經(jīng)過持續(xù)不斷的努力，我國有望于2030年在總體上成為制造強國”。
　　問、您覺得如果要實現(xiàn)智慧制造的藍(lán)圖，需要產(chǎn)學(xué)研各方做出哪些努力?
　　李伯虎：實現(xiàn)智慧制造是一個復(fù)雜而艱巨的戰(zhàn)略性系統(tǒng)工程，要“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用”各方的持續(xù)集成優(yōu)化。
　　政府引導(dǎo)：制定發(fā)展規(guī)劃;建立國家創(chuàng)新體系;實施重大計劃;制訂獎懲政策;推進(jìn)示范工程。
　　產(chǎn)業(yè)、學(xué)校、研究單位：市場牽引，創(chuàng)新驅(qū)動，深化改革，圍繞技術(shù)、產(chǎn)品、工程、服務(wù)，形成我國自主可控的知識、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)集成的創(chuàng)新聯(lián)盟和可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈。
　　用戶(制造企業(yè))：從企業(yè)診斷入手，找出企業(yè)運行中的瓶頸;基于企業(yè)經(jīng)營發(fā)展戰(zhàn)略，確定應(yīng)用的目標(biāo);按照智慧制造工程的有關(guān)規(guī)范，做好可行性論證、初步設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計;在總體規(guī)劃下，選好切入點，效益驅(qū)動，突出重點，分步實施;培養(yǎng)骨干隊伍，做好各層次的人員培訓(xùn);對應(yīng)用的運行效果進(jìn)行持續(xù)的綜合評價，總結(jié)經(jīng)驗，不斷完善。
　　問：具體到智慧制造實際落地的實例，您能否幫我們列舉并介紹一個?
　　李伯虎：我覺得比較典型的實例有航天科工集團(tuán)開發(fā)的“天智網(wǎng)”這個例子。這是一個智慧云制造公共服務(wù)系統(tǒng)，正應(yīng)用于智慧城市的智慧制造領(lǐng)域。
　　從“天智網(wǎng)”應(yīng)用實效來說，北京市“長城華冠”實現(xiàn)了汽車協(xié)同研發(fā)眾包，具體包括在線研發(fā)外包、異地會簽、在線3D打印等等，研發(fā)成本降低40%，周期縮短近50%。
　　另一個例子是佛山市“萬和電氣[-0.09% 資金 研報]”，具體應(yīng)用包括家電云營銷和云售后服務(wù)，實現(xiàn)了扁平化營銷和售后全渠道管控，降低了營銷、售后人力資源成本。
　　另外還有一個襄陽市“際華紡織”的實例，實現(xiàn)了紡織原料的協(xié)同供應(yīng)鏈管理，實現(xiàn)采購過程精準(zhǔn)管控。
　　除“天智網(wǎng)”之外，863計劃的“云制造服務(wù)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究”項目也在2個集團(tuán)與2個中小企業(yè)群成功示范了云制造。