在光鮮的數據下卻暗藏危機——中國的適齡勞動力(15歲至59歲)人口數量正逐步萎縮。2013至2014年適齡勞動人口縮減了370萬,到2015年又減少了490萬。而勞動力工資增長快速,最近十年增長了近三倍,企業用工成本快速增長。全球產業競爭格局正在發生重大調整,而我國制造業總體技術水平落后,自主創新能力薄弱。產能過剩問題嚴重,淘汰落后產能舉步維艱。資源能源利用效率低,節能減排任務達標困難。制造業利潤持續走低,社會資源“脫實向虛”,導致政府、社會投資“空轉”,效率低下。制造業占據全國GDP的25%、出口總額的60%,但在國際價值鏈中處于低附加值、中低端,主要從事技術含量低、附加值低的“制造一加工一組裝”環節,在附加值較高的研發、設計、工程承包、營銷、售后服務等環節缺乏競爭力。
亟待變革 從制造大國走向制造強國
內有隱憂外有強敵,2008年金融危機爆發后,全球主要工業國家都開始積極展開再工業化進程。 自2009年起, 美國就著力調整經濟發展戰略, 先后出臺《美國復蘇和再投資法案》、《重振美國制造業框架》、《美國制造業促進法案》、《先進制造伙伴計劃》、《先進制造業國家戰略計劃》 和《制造創新國家網絡》 等法案和政策。 2016年川普當選美國總統,提出振興美國制造業計劃,2017年8月,美國制造業指數同比增長2.5%,達到58.8,他期望通過實施再工業化戰略,重振制造業,搶占世界制造業高端。德國政府2011年4月推出工業4.0戰略,它宣告人類工業革命邁入4.0時代。幾乎同時,英國出臺《高價值制造業戰略》,日本出臺《產業復興計劃》,法國提出《新工業法國》等。 這些政策措施的紛紛出臺宣告著人類開始朝著智能制造的時代邁進。
2015年5月8日國務院印發《中國制造2025》,部署全面推進實施制造強國戰略。制造業是國民經濟的主體,是科技創新的主戰場,是立國之本、興國之器、強國之基。必須緊抓當前戰略機遇,突出創新驅動,優化政策環境,發揮制度優勢,實現中國制造向中國創造轉變,中國速度向中國質量轉變,中國產品向中國品牌轉變。
“中國制造2025”規劃總結概括——即“一,二,三,四,五五,十”規劃。
—— “一”一個目標,從制造業大國向制造業強國轉變,最終要實現制造業強國的目標。
——“二”,通過兩化融合發展來實現這個目標。黨的十八大提出了用信息化和工業化深度融合來引領和帶動整個制造業的發展,這也是我們制造業所要占據的一個制高點。
——“三”,通過“三步走”戰略。每一步用十年左右的時間來實現我們從制造業大國向制造業強國轉變的目標。2015年邁入制造強國之列;2035年整體達到世界制造強國陣營水平;2045年綜合實力進入世界制造強國前列。
——“四”,確定了四項原則。第一項是市場主導、政府引導。第二項是既立足當前,著眼長遠。第三是整體推進、重點突破。第四是自主發展,開放合作。
——“五五”是有兩個五,第一是五條方針,即創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化和人才為本。還有一個五大工程。第一制造業創新中心的建設工程;第二強化基礎的工程,也就是強基工程;第三是智能制造工程;第四是綠色制造工程;第五個是高端裝備創新工程。
——“十”個領域作為重點領域,在技術上、在產業化上尋求突破。新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人,航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、農機裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械,選擇了十個重點領域進行突破。
中國制造2025 如何落地?
中國制造業如何緊隨全球工業進入4.0階段?企業面臨的是轉型升級,制造業要從大規模生產轉向大規模定制,首先要轉變思想:管理理念上要從以往以產品為中心低價獲取市場轉向以客戶為中心快速響應客戶需求;生產模式上要從以往的根據是場預測生產產品轉向按客戶訂單安排生產;以往企業以降低成本提高生產效率取得競爭優勢,要向通過提供差異化的產品,滿足客戶特定需求快速提供服務上轉變;流程上要從以往的低價開發、生產、銷售交付產品和服務向多樣化、定制化生產、銷售、交付產品和服務。
在具體實現上:第一,虛實結合,要構建一張信息物理網絡(CPS);第二,全面連接,實現縱向、橫向以及端到端的集成;第三,數據決策,依靠大數據的決策流程,其中包括生產數據、財務數據、產品數據、運營數據、營銷數據、外部數據等;第四,以云為基,制造流程不同環節之間信息的分析和應用是制造業進入4.0時代發展的主要動力,而云計算可以被看作是4.0時代信息循環體系中很重要的基礎設施;第五,安全保障。由此幫助企業進行數字化轉型實現商業模式的重塑、業務流程的重塑以及工作方式的重塑。
虛實結合:
網絡物理系統(CPS ,Cyber Physical System)是工業4.0時代的標志性技術。就是將物理世界與虛擬世界緊密的結合在一起形成一個統一的系統,實現人和物的協同。傳統制造業解決方案視圖將系統定義為一個簡單系統(系統論中將萬物構成的系統分成三類:簡單系統、復雜系統、隨機系統而)進行集中控制人們總是想盡辦法詳盡的預先定義處理流程,因此整個系統變得不穩定和復雜化。到了工業4.0階段,分布式和人工智能的研究與應用的深入,需要將全力分散到各個自我組織中進行分布控制,系統之間可以建立聯系。
通過“感”、“聯”、“知”、“控”形成對包括機器、倉儲系統、生產設備等之間獨立地觸發相應的動作與控制,結合企業的工業流程完成在制造、工程、材料使用、供應鏈整個生命周期的管理與控制。“感”知多種傳感器、感知物理世界;“聯”連接物理世界和虛擬世界;“知”通過感知的數據認知、推理認識物理世界形成知識圖譜;“控”根據知識圖譜確定控制策略,發出控制指令,協同整個體統的動作行為。通過這四大組成部分實現人-機的協同生產,智能編輯產品特性、成本、物流管理、安全以及可持續性等要素,為每個顧客進行最優化產品、更好地實現柔性、高效的生產制造。
全面連接:
集成的目標是使人與人、人與機器、機器與機器以及服務與服務之間形成互聯,實現橫向、 縱向和端對端的高度集成。
橫向集成:將應用在制造和業務計劃不同階段的各種IT系統集成起來,包括在公司內部以及不同公司之間的材料、能源、信息資源的交換,以價值為主干線將所有的資源進行整合,實現企業間的無縫合作。
縱向集成: 將不同水平層面上的IT系統集成在一起,(包括產品生產、產品研發、產品銷售、產品售后)建立靈活可配置的制造系統,解決企業內部的信息孤島問題。
端到端的集成:通過物理世界與虛擬世界的結合,涵蓋了用戶需求、產品結構到生產過程的每個覅昂面,用戶可以端到端的辨識和描繪。
數據決策:
在工業4.0時代,在產品的生產、制造、研發、銷售的內各個環節本質上是以數據流的形式在硬件、軟件和智能機器間進行流通與交互。智能設備和網絡產生和收集的數據,經分析工具進行數據可視化、統計分析建模由此產生智能的信息供決策者進行判斷與處理。
大數據技術在中國制造2025中發揮著基礎性、不可或缺的作用。同時,人工智能在實現智能制造的過程中發揮著重要的作用,人工智能為智能制造提供了系統演化的理論基礎,而大數據為智能制造系統的自學習提供了依據和數據來源。
以云為基:
云計算能提供任何時間、按需擴展的數據需求響應,能將碎片化、零散化的數據信息有效整合起來,發現它們的關聯性,為企業決策提供精準、科學的數據信息。云計算拓展了大數據的生產空間和價值,讓相關性成為觀測事物發展的另一個維度,在縱向上促進了信息化與工業化的融合。
安全保障:
“中國制造2025”其本質是工業信息化的智能化,其中網絡是神經,大數據是血脈,信息安全是保障。在整個工業價值鏈的競爭力、效率和創新越來越有賴于數據的管理和使用,因此數據管理失控的潛在損失將不可估量。
工業控制系統的安全問題越來越突出。相對安全、相對封閉的工業控制系統已經成為不法組織和黑客的攻擊目標,黑客攻擊正在從開放的互聯網向封閉的工控系統蔓延。安全防御要從被動防御變為主動防御。利用大數據分析及認知系統等相關技術,構建網絡安全風險態勢感知系統,并將主動安全防御體系中各個組件有機結合在一起,才能使構建智能的主動安全防御體系得以實現。