當前,以互聯網為代表的新一代信息技術迅猛發展,與制造、能源、材料等傳統領域的創新發展相疊加,新一輪產業變革正開啟帷幕。全球范圍內,學界、政界、產業界各方高度關注,從早年學界熱議的“第三次工業革命”、數字化制造,到通用電氣、西門子等先進企業在工業互聯網、工業4.0等方面的探索與實踐,新產業變革已經引起了世界各國的重視。
互聯網是驅動新一輪產業變革的核心要素
我們已經歷過兩次工業革命,分別以蒸汽機和電力為通用目的技術(GPT)。當今時代最突出的GPT當屬ICT技術。從上世紀70年代迄今,ICT自身的持續創新,特別是2010年以來物聯網、寬帶、云計算、大數據等新一代信息技術的群體性突破——驅動工業的浪潮式變革,從自動化、數字化向網絡化演進,極有可能被未來的技術史和經濟史學家界定義為新一代工業革命的GPT。現階段最鮮明的特征,就是集成了新一代ICT技術的產業級互聯網與工業的深度融合,驅動工業向智能化新階段演進。
為什么工業要變革?這是由工業的兩大現實矛盾和3個永恒主題決定的。第一個矛盾是工業戰略價值提升和經濟價值下降的落差,金融危機警醒發達國家重新認識工業的重大戰略意義,迫切需要革命性動力來實現“再工業化”、“制造業回歸”、“提升工業增加值占比”等目標;第二個矛盾是資源、能源緊缺和要素環境趨緊,傳統工業技術自身的潛力挖掘遇到“天花板”,也需要新的技術手段來破解。工業自產生以來就有3個永恒追求的主題:第一個主題是時間,不斷縮短生產周期;第二個主題是成本,持續降低生產成本;第三個主題是靈活性,生產要快速適應需求變化。互聯網的應用使這些方面呈現了新的跨越。
為什么這次是互聯網帶來變革?動力主要來自3個關鍵性技術升級:一是感知技術,智能傳感和物聯網實現了生產過程數據的高頻次實時采集,將連續的生產流程分解成可供處理的各類數字化信息和模型,實現了物理設備和生產過程實時監控調節;二是寬帶網絡,隨著信息網絡向寬帶、泛在、融合演進,海量工業數據尤其是各種非結構化數據的傳輸不再是瓶頸,方便遠離生產線、生產場所進行處理;三是云計算和大數據,超大規模計算能力、數據存儲及分析能力大幅攀升,能夠滿足海量生產、市場和供應鏈數據的協同處理需求。現在的互聯網已是整合了精確感知、寬帶互聯、海量計算等能力的、面向生產需求的升級版互聯網,可支撐工業生產實現可知、可算、可反饋、可聯通。
互聯網與工業融合深刻變革生產范式
互聯網與工業的融合經歷了從外圍到核心、從輔助到關鍵的演進過程。開放程度越高的環節與互聯網融合程度越緊密;互聯網正加速從營銷、服務向研發、制造、加工等環節拓展,最終將打通生產運營全過程,徹底改變現有生產范式;距消費者越近的行業與互聯網融合程度越深,互聯網沿產業鏈從最接近消費者的消費品行業向上游裝備、原材料等行業延伸,越靠近下游及最終用戶的行業越早發生變革,變革的領域和環節越多。
互聯網與工業多領域和多環節的融合已引發了4個方向的變革。
˙制造服務化:利用互聯網實現跨越時空的智能實時服務,將企業服務拓展到產品的全生命周期,實現產品型制造向服務型制造延伸。
˙產品個性化:將互聯網與計算智能、柔性制造等相結合,針對消費者個性化需求實現定制產品的批量生產,實現工業產品由規模化標準向個性化定制拓展。
˙組織分散化:傳統工業受限于地理環境,強調地域上的集聚發展;互聯網平臺可以匯集資金、創意、工具、服務等企業生產所需的要素和資源,推動各產業鏈環節形成去中心化、分散化的組織形態,推動工業生產組織方式由集中式向分散化轉變。
˙制造資源云化:利用互聯網將分散的社會制造資源共享到云服務平臺,按照生產要求進行統籌調配與提供,實現制造資源的按需取用。
新產業變革契機的關鍵切入點
圍繞新一輪產業變革,發達國家正在加緊進行戰略布局、力爭制高點,并得到了企業界的積極響應。
美國于2012年2月發布“先進制造伙伴(AMP)”計劃,11月,通用電氣公司(GE)提出“工業互聯網”,2013年,美國國家標準技術院(NIST)提出工業互聯網標準框架任務,2014年3月,GE、Cisco、IBM、AT&T、Intel等宣布成立工業互聯網聯盟,政府與產業界之間的互動頻繁、協同密切。
德國則積極布局工業4. 0建設,強調智能化制造,利用信息物理系統(CPS)實現從智能設備之間、制造系統之間到協作企業之間的橫向、縱向和端到端的3個集成,優化生產組織方式。德國政府、學界、產業界共同組成協同創新聯盟,并由3個主要協會(VDMA、ZVEI和BITKOM)組成標準組織,于2014年4月發布了“工業4.0”標準化路線圖。
新一輪產業變革同樣也是中國實現跨越式發展的有力契機,我國的比較優勢決定了以互聯網與工業融合為切入點是現實可行的有效路徑。我國是世界第一制造大國,已建成門類齊全、配套完整的制造業體系,產業規模和產品出口量均居世界首位;同時,我國互聯網產業實力僅次于美國,在全球互聯網企業市值前10強中長期保有3~4家,本土應用市場空間大、創新牽引強。當前應將工業的規模優勢和互聯網的應用優勢相結合,推動我國互聯網與工業加快融合,走出一條既符合國際發展趨勢、又能發揮我國比較優勢的新產業變革之路。
目前,作為行業主管部門的工業和信息化部已有總體性部署。在2013年8月發布的《信息化和工業化深度融合專項行動計劃》中,“互聯網與工業融合創新”被列為專門一項專項行動,并于2014年6月發布了24家企業的試點通知。同時業界也在積極響應,2014年7月,由原工業和信息化部電信研究院等6家單位發起成立了中國互聯網與工業融合創新聯盟,打造促進跨界融合發展的平臺。
推進互聯網與工業融合創新發展,重點是將互聯網創新基因注入工業領域,需要政界、學界、互聯網界、工業界之間緊密協作。政府和學界需要加緊推動技術架構、標準體系、體制機制、政策法規的研究制定;工業界與互聯網界應在形成共識的基礎上有所側重,加快合作與相互進入,共同推動互聯網與工業的融合創新發展。同時,還要積極培育發展為互聯網與工業融合提供專業解決方案的生產性服務業態,鼓勵支持骨干企業大發展。