工业加速数字化转型

　　3月4日中央政治局常务委员会会议强调，要加快新型基础设施建设（“新基建”）进度。新基建包括5G基建、特高压送配电、高铁（城市、城际高铁）、大数据中心、工业互联网、人工智能、新能源汽车充电桩，总共7项内容。因为工业互联网和我们制造业紧密相关， 重点加以论述。

　　开门7件事。中国老话说：“开门就需要柴、米、油、盐、酱、醋、茶。”为什么把柴放在第一位呢？没有柴，后面的东西都没有用，柴是什么？柴就是能量，就是能源。从柴到煤炭，再到石油天然气，到太阳能、风能、核能，现在我们用得最多的就是电能。电对日常生活来说太重要了，我们始终提：物质文明和精神文明两手抓，两手都要硬。有了电就有了能量，就有了我们人类衣食住行的生活基础。人类的精神文明从哪里来？我们日常的文化生活，没有电网就没有电力供应，没有电力供应，就没有网络，就没有现代社会人和人之间的交流，也没有各种精神生活的分享和共享。武汉疫情期间，如果没有电，没有网络，1000万人被封闭在武汉，人们该如何过日子？

　　要么数字化要么灭亡

　　工业也一样

　　回到工业上，未来产品生产的模式是什么？前几次工业革命形成的流水线式的生产，都是单件大批量生产模式。随着人类生活水平的提高，带来的生产方式的变革，出现了多件小批量生产。随着社会的进步，对单件定制化的要求越来越高，单件化定制是非常困难的事情。比如英国的劳斯莱斯汽车，就是典型的单件定制的模式，价格非常高，为什么高呢？因为它是个性化定制，一辆普通轿车约2000多个钣金件，高档车要4000多个到5000多个钣金件，焊接形成不同的车型。做一型汽车的冲压模具，就需要上千万元人民币。劳斯莱斯汽车是专门为英国皇室成员个性化定制的，所以说，它的价格就非常高。因为每一套模具都有不同的外形，几千万的模具只用一次，一辆劳斯莱斯汽车就是值那么多钱，这就是单件定制。

　　现在我们有了计算机了，有软件了。我们用软件来解决个性化定制的问题，而不是用传统的模具，用通用模具和柔性模具代替过去单一的模具来生产不同的个性化定制汽车，用软件来控制数据的自动流动，解决复杂产品的不确定性，这就是智能制造，用软件来控制产品的设计、工艺、生产制造过程。要用软件来控制，怎么办呢？首先要让研制汽车的所有人、机器和物料互联互动。因此，智能制造重点要解决什么问题？要重点解决人、机、物的互联互通问题。国际互联网连的是人，工业互联网连的是机器和设备，物联网连的是物料。工业互联网姓“工”不姓“网”。工业互联网的特征是工业，工业的特征是什么？工业要有产品，产品的设计、工艺、生产制造过程、交付过程，制造过程中采用大量的生产制造设备、机器，工业互联网连接的是生产要素，不是消费要素。工厂里面连着所有机器设备，都是工业互联网，厂里配的水、电、气、暖等，都是生产要素，但是，不是消费要素，什么是消费要素呢？我们家里的家电，我们开的家用小汽车，是消费要素不是生产要素。当然，汽车也要分类，比如说三一重工等研制的工程机械，就是生产要素，不是消费要素。

　　必须高度重视数字化转型。2013年日本软银孙正义讲得非常好：要么数码化，要么灭亡。现在看这绝非危言耸听。2019年我曾经带着一批企业家去了汉诺威工业展学习，在汉诺威工业展有一个巨大的展台，digital or dead——或者数字化或者死亡。这个指的是所有的复杂的组织体，或者数字化或者死亡。包括政府、军队、大学、企业、宗教、各类复杂的社会组织，都属于复杂的组织体，或者数字化或者死亡。这在世界上的转型过程、人类发展的过程中，成了一个重大的转机。

　　中国制造强国战略研究解读有五点：第一创新驱动，创新就是必须有自己的国家能力，产品的设计研发能力。中国制造大而不强。2016年中国的工业GDP超过了美国和日本总和，按照GDP来讲是美国第一，中国第二，日本第三，德国第四。中国大量的产品，大量的工业GDP，是为人代工带出来的。按照广东省的数据，广东超过90%的企业没有自主研发能力。中国创新能力不足还体现在中国智能制造缺芯少魂，“芯”指的是集成电路芯片，“魂”指的是工业软件。中国的整个工业体系里面，软件对国外的依存度超过了90%。第二是提质增效，实际上讲的是提高质量，增加效率。中国的制造工业极其庞大，门类及其齐全，但是，质量不高。据有关数据显示，造同样的产品，中国的能耗是世界平均水平的2.6倍。当然，我们降低能耗，企业就可以增加效益。提高产品质量，也能增加效益。當然，能耗降低了，效益提高了，也实现了第三点——绿色发展。第四条中国的两化深度融合。2008年4月工业和信息化部成立，就是要解决工业和信息化融合的问题。工业和信息化同步发展的路，是非常难走的，我们和国际上的很多企业、行业差距越来越小，证明这条路走对了。最后一点是以智能制造为突破口。

　　工业APP 是发展关键

　　如图1所示，中国信通院主持编制的《工业互联网平台白皮书》非常清晰的描述了（网络是基础、平台是核心，安全是保障）但是一定是紧密围绕着工业是主体进行的。

　　图2清晰地描述了工业互联网APP的发展。

　　工业互联网APP（以下简称工业APP）是工业软件的新形态。工业软件是我们走向数字化、走向智能的必由之路。工业APP是基于工业互联网，承载工业知识和经验，满足特定需求的工业应用软件，是工业技术软件化的重要成果。工业APP是面向工业产品全生命周期相关业务（设计、生产、实验、使用、保障、交易、服务等）的场景需求，把工业产品及相关技术过程中的知识、最佳实践及技术诀窍封装成应用软件。其本质是企业知识和技术诀窍的模型化、模块化、标准化和软件化，能够有效促进知识的显性化、公有化、组织化、系统化，极大地便利了知识的应用和复用。

　　工业APP有6个典型特征：

　　（1）完整地表达一个或多个特定功能，解决特定问题

　　（2）特定工业技术的载体

　　（3）小轻灵，可组合，可重用

　　（4）结构化和形式化

　　（5）轻代码化

　　（6）平台化可移植

　　另外工业APP要有多个平台，多个操作系统的支持。这种平台，包括我们现在用得最多的windows平台，安卓平台，苹果iOS，就是说不管是PC端、移动端、网页端、可穿戴设备，以后的虚拟现实、增强现实设备，都可以用这种工业APP，这是必然的趋势。

　　《中国智能制造发展战略研究》报告中的三部曲讲得非常清楚，现在要实现的是数字化制造，下一步实现的什么呢？数字化、网络化制造，指的是连人、连物、连机器。未来实现新一代的智能制造，这实际上描述了一个非常清晰的蓝图。先看联网的问题，波音777是世界上第一架三维设计的飞机1991年设计的，用了8台大型电子计算机，价值500万美元左右一台计算机，连接是终端直连；另外波音公司还用了3200台UNIX工作站用于三维设计，用的是以太网的细缆连接。当然，还有超过2万台PC机，用的是3.5英寸软盘拷贝软盘数据传递。上个世纪90年代由波音777研制，计算机就联了有线网络，传递了设计数据工艺数据和生产制造数据。

　　工业互联网的起源。第一次工业革命是机械化，蒸汽机没有联网。到了电气化，就有了网络的概念了。但这个网络概念是电的联网，有了电气的控制系统，和数字化、智能化没关系。从电力的联网到电气网络的自动化过程，再到数字化的过程，就进入了工业互联网的范畴，这就是我所说的上个世纪80年、，90年代，就是工业互联网的萌芽期，第一个实现的，就是我们的发电、用点、配电和供电系统。这个系统的数字化就是最早的工业互联网网络。

　　据初步了解，全世界超过100种工业总线，各类终端设备的通讯协议，大概4000～5000种，有5000多种驱动，挺复杂的。当然包括plc、变频器、板卡、智能模块、智能仪表、标准协议、机器人和机床等。目前已开发出40多种现场总线，符合国际标准规定的有8种总线，当然还有几种在工业控制领域广泛应用的总线，包含德国博世公司为汽车开发的can总线，还有美国chelon公司开发的lon works总线等。另外还有20多种仪表通讯协议，常用的有20多种。因此，我们搞工业互联网必须从底层做起，要标准化，标准化是实现不同系统之间的信息交互。怎么交互，每一个独立系统都要尊重各自的标准，形成不同系统之间的信息交互才可以。中国工程院已经组织相关专家把OPC-UA国际标准转化成了中国国家标准，这个国际标准是IEC62541，国家标准是GB/T33863。这个实际上是工业互联网做底层的必经之路和要做的功课。

　　下面是工业互联网的应用案例。随着手机功能的提升，我们现在的变化很大，我们现在把很多工业应用也逐步嵌入手机，工业APP越来越多。首先在这种智能手机的设计端。2019年1月4日法国达索公司就推出了CATIA xDesign，它是CATIA新的APP，在达索的公有云平台上，通过浏览器网页就可以实现实体设计、曲面设计、装配设计以及基本的CAE分析以及优化。有一个非常好的案例，就是东方国信。东方国信是2019年工信部评的十大工业互联网平台双跨平台之一，可以实现从设计研发、施工监管、制造协同、设备管控、工业优化到生产管理、人员管理全过程。他们使用了大量的工业APP。东方国信的工业互联网平台不仅在国内多个行业使用，比如我们了解到多家钢铁行业企业大规模使用了东方国信的工业互联网。另外，东方国信在“一带一路”的46个国家和地区，都推广应用了他们的工业互联网平台。深圳华龙迅达在工信部的支持下，为国家烟草总局在云南红云红河卷烟厂做了智能制造的试点。2018年全面完工，去年在全國推广，可以在手机上监控企业的生产运行数据。

　　为了推动工业互联网APP的发展，工信部和天津市政府联合举办了天津工业APP创新大赛。已经举办了两届。2018年工信部组织了工业APP优秀案例评审，全国各地申报材料291份，包括设计研发、生产制造、运营维护、经营管理类。最后选出了85个报告，形成了《工业互联网APP优秀解决方案》一书，由成都电子科技大学出版社出版。去年举行了工业互联网跨行业跨区域工业互联网平台评审，8月底公布了中国工业互联网十大平台。经过四个月的角逐，去年12月份，首届中国工业互联网大赛在浙江杭州圆满落幕，1009个项目中有20个项目获奖。这次比赛，所有参赛团队都直击工业互联网领域的痛点，带来他们的解决方案。浙江省拿出了500万元作为奖金。第一名就是富士康的精密刀具的工业APP。

　　工业是国家命脉，工业互联网是新基建的重要组成，工业要数字化转型成功，不但需要流汗、流泪、流血，甚至还需要付出生命的代价，才有可能把中国的工业和制造业发展壮大，形成我们自主的世界领先、高水平的工业体系。因此，我们必须努力持续的奋斗，才有可能让我们国家工业发展壮大，成为世界一流国家。

　　宁振波