智能制造：产业转型升级的路径选择

　　在中科院沈阳自动化所与SAP中国研究院合作项目——智能制造示范产线启动之后，本报记者采访了沈阳自动化所(以下简称沈自所)具体负责该项目的刘意杨博士，请他谈谈智能制造在产业转型升级中扮演的角色。

　　本报记者：产业升级是国家产业战略。沈自所作为工业自动化领域的权威研究机构，你们在智能制造的产业转型升级中扮演什么角色？

　　刘意杨：智能制造是未来制造的先进生产组织模式，企业在深度信息感知和生产装备全网络互联的基础上，通过制造信息系统和制造设备物理系统(CPS)的高度同步融合，能够实现优化配置生产要素，快速建立定制化、自动化的生产模式，并最终实现高效优化的生产制造。

　　智能工厂是实现未来智能制造的关键要素之一，是企业物资流、信息流、能源流的枢纽节点，是企业从创新设计到产出智能产品的重要制造环节，是制约生产效率和产品质量的主要因素。因此是我国制造业转型升级实现智能制造过程中，首先攻克的科技创新的高地。

　　当前，我国正处于制造业转型升级的重要时期，通过对智能制造系列关键技术的攻关，将全面提升国内生产装备的智能化和物联化水平，大幅提升生产装备的使用效率，降低能耗和故障停机时间；将实现生产管、控、监一体化集成和自主优化，构建基于工业大数据的一体化监控管平台，使得典型领域生产过程的智能化程度、产品技术水平和质量水平得到显著提升，能源、资源和污染物排放明显降低；将形成自主、完善的智能工厂技术与产品体系，构建基于自主标准的智能工厂产业链和生态系统，显著提升智能工厂产业的规模和国际竞争力。

　　本报记者：信息技术时代来临之后，曾经为我国工业发展做出卓越贡献的东北老工业基地，受到了很大的影响。当今智能制造已经成为制造业先进国家的产业趋势，这也给东北特别是像沈阳这样的装备制造业重镇，带来了新的发展契机。请问沈自所在智能制造这一产业趋势下是如何定位自己的？

　　刘意杨：“中国制造2025”的核心特色之一是信息化与工业化的深度融合，破解当前中国制造的发展瓶颈，实现转型升级。而中国制造业的现状是制造水平参差不齐，这就要求依靠智能制造技术同时推动不同水平企业的发展，既要实现传统产业的转型升级，还要实现高端领域的跨越式发展。

　　针对上述现状，沈自所近年来在不同层面上进行了研究方向的布局，并取得了丰硕的成果，可以推动制造业不同层面的技术提升。

　　首先，针对自动化程度落后的企业，基于我所多年来在汽车、装备、印刷、有色金属、半导体、军工等行业装备研制和管理、控制系统设计、开发等方面大量案例积累的经验，可以帮助自动化程度较为落后的制造企业提升其自动化与信息化水平。

　　其次，针对“工业4.0”战略和“中国制造2025”重点部署的基于CPS(信息物理系统)的智能制造新模式，我所也已经提前做好了技术研究和攻关的部署，并提出了新的技术理念。早在 2009年，沈自所在王天然院士的带领下参与撰写了《中国至2050年先进制造技术发展路线图》，其中已经明确提出了“泛在信息化智能制造”的理念，即多维度、透明化泛在感知发展，促成了以泛在信息技术为主要驱动力的新一代基于泛在感知的信息化制造和自动化技术——“泛在信息制造”时代的到来，这也成为新一代先进制造技术发展的核心驱动力。

　　可以预见，泛在信息制造系统将大幅度提高制造效率和产品质量，重构企业组织与业务流程，创新企业运作模式，极大地降低产品成本和资源消耗，为用户提供更加透明化和个性化的服务，并将最终成为人机和谐的基于泛在信息的智能制造的发展方向。

　　针对上述的研究方向，我所承担的中国科学院前沿探索项目——先导专项“海云网络环境下的新一代物理信息感知系统”，将对云制造服务、服务合成引擎、语义化信息集成、数字工厂库的建模与仿真、软件定义的生产控制网络、生产系统结构的模拟与仿真等CPS型智能制造的相关关键技术的突破发挥重要作用，对实现基于云制造服务平台的、可动态重构的模块化智能制造新模式，以及构建未来智能工厂技术体系和标准具有重要意义。

　　基于上述前沿研究的布局，我们正在探索基于云服务平台的生产过程智能管控和可动态重构的模块化智能制造等新的基于CPS的智能生产方式及其相关技术体系，从而应对未来智能制造的技术需求。沈自所基于上述布局，应该可以满足不同技术水平制造企业的需求，从而更好地推动“中国制造2025”的实施。

　　本报记者：德国作为制造业的强国，且拥有全球最大的商务软件企业SAP，他们提出的“工业4.0”应该有很多地方值得借鉴和合作。请问沈自所是如何看待中国的智能制造与德国的“工业4.0”之间关系的？

　　刘意杨：“中国制造2025”战略规划，旨在通过三个十年“三步走”的战略，最终在建国100周年的时候，实现中国成为制造强国的梦想。“中国制造2025”始终贯穿应对新科技革命、推动信息化和工业化融合的思想理念和措施，它涉及规模庞大的传统产业的转型升级和整个产业的创新能力的提升，是针对整个中国制造业的未来进行布局。

　　“中国制造2025”的主线是智能制造，主要特色是“互联网+”、信息化与工业化深度融合，通过推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，破解当前中国制造的发展瓶颈。

　　该规划提出了九大任务、十大重点领域和五项重大工程。通过上述任务的实施，努力实现中国制造业的四大转变：由要素驱动向创新驱动转变，由低成本竞争向质量效益竞争转变，由资源消耗大、污染物排放多的粗放制造向绿色制造转变，由生产型制造向服务型制造转变。最终使中国制造业主要领域具有创新引领能力和明显竞争优势，建成全球领先的技术体系和产业体系。

　　德国的“工业4.0”战略的主旨是以CPS技术为核心，构建智能工厂，实现智能生产，并形成智能工厂的标准体系，确保德国制造业的国际竞争力，争夺新一代技术与产业革命的话语权。其主要战略意图是：首先是最大程度满足客户个性化需求，大规模生产高度个性化产品；其次是实现产品全生命周期管理和数据流的标准化，缩短从设计到生产的周期。

　　“中国制造2025”与德国的“工业4.0”从大的方向上来说，是不谋而合、异曲同工的。二者相同之处，就是实现信息技术和先进制造业的深度结合，从而促进制造业的转型升级。

　　两者的不同之处在于，从内容体量上来看，德国的“工业4.0”与“中国制造2025”1+X规划体系里的智能制造、两化融合的具体规划相当，更注重技术规划。而中国制造2025则是针对整个中国制造业的未来进行的布局。

　　本报记者：德国的“工业4.0”将企业管理与生产过程管理两大部分融为一体。而这两部分恰好分别是SAP和沈阳自动化所的强项。在涉及跨领域的产业转型升级过程，你们是如何评价这种强强联手的？

　　刘意杨：沈自所是我国机器人与智能制造技术领域的“国家队”和“领头羊”。多年来，在我国机器人技术发展历史上，创造了20多项全国第一的纪录，研制出“蛟龙号”“潜龙一号”等一大批具有世界影响力的成果，对推动我国机器人产业发展做出了突出贡献。近年来，沈自所又在国际上积极引领工业物联网、智能制造等领域的技术创新，其成立的“中国科学院机器人与智能制造创新研究院”未来将承担起解决我国相关领域重大技术难题的重任，是我国发展智能制造依托的重要科研力量。

　　SAP公司是全球重要的企业管理软件供应商，是ERP解决方案的先驱，拥有全球排名第一的ERP软件。近年来德国提出了备受瞩目的“工业4.0”战略，其核心是依托信息技术构建智能工厂，而作为德国的“工业4.0”战略制定者和核心成员中唯一的信息技术企业，SAP公司是德国的“工业4.0”乃至全球智能制造系统软件的引领者。

　　作为中德两国在智能制造领域的领导者，双方分别在生产过程与设备的智能管控和企业管理两个领域拥有坚实的技术和产品储备以及丰富的实践经验。在未来的智能制造新模式中，企业管理与生产过程、生产设备的智能管控必将实现无缝集成和融合，从而使管理与控制系统融为一体，共同构造出CPS系统，使生产系统能够实现物联化和智能化运行。

　　针对未来的智能制造技术发展趋势，双方拥有技术和产品上非常好的互补性，通过技术的集成、融合与联合创新，共同打造出智能工厂的解决方案，必将助力中国制造业转型升级，为中国“互联网+”、“中国制造2025”的实施发挥卓越的作用。

　　本报记者 马文方

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