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从智能制造看数字化

工业革命往往是指新技术在工业领域被广泛应用，从而带动了工业组织和生产方式的跃迁。一般来说，我们会把工业发展分为四个阶段（见图A-1），这也是欧洲提出的“工业4.0”的起源。

工业1.0，又称第一次工业革命，是指18世纪60年代到19世纪中期主要发生在英国的工业变革。这场革命以蒸汽机的广泛应用为标志，工业组织从手工业生产向机器制造进行转变，生产力和生产效率大幅提高，从而在社会、经济和技术领域引发了一系列变革。

工业2.0，发生在19世纪下半叶至20世纪初，是由欧洲率先发起的又一轮技术革命。控制论创始人诺伯特·维纳（Norbert Wiener）提出自动化概念。第二次工业革命的典型特征是自动化，并以电力的广泛应用为主要特点。工业由“蒸汽机时代”进入“电气时代”。

工业3.0是指从20世纪60年代末期到21世纪初期的工业革命，主要以自动化、信息化、数字化、智能化为特点。在这个时期，计算机、自动化控制、传感器、机器人等新技术的出现，使得生产过程更加智能化和自动化，大大提高了生产效率和产品质量。同时，全球化和信息化的发展趋势也促使生产和供应链更加紧密地联系在一起。工业3.0的标志性产物包括半导体、计算机、网络、通信技术等。工业3.0的发展推动了生产方式的革命，从传统的“人机分工”到“人机协同”，为工业4.0的到来奠定了基础。

推动工业4.0技术变革的则是物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术。在工业4.0时代，生产设备、生产流程、产品和服务之间实现了高度互联与智能化，形成了“智能工厂”和“智能制造”的新模式。通过物联网技术，生产设备可以实现互联互通，形成智能化的生产流程；通过大数据技术，企业管理者可以实现对生产过程和产品质量的实时监控与分析；通过人工智能技术，企业管理者可以实现生产自动化和智能决策。

因此，智能制造的出现，离不开技术，特别是信息技术和网络技术的高速发展。

塞氏研究院的魏浩征老师和笔者分享过一个很有意思的活动：他曾经就“自驱型组织”为一家公司做研讨。他在开始时进行了一轮热身活动，让所有参与者随机选定两人，然后参与者通过走动，让自己和选定的两人之间相邻的距离相等。结果出乎意料，尽管有三十多人参与活动，但是所有人只花了二十几秒就达成了目标。而在活动开始前，几乎所有人都觉得如果没有规则，做完这项活动需要花费数倍时间，而且也不一定成功。

如果将上述活动中的自我调节的组织方式应用到工业制造领域中，就会有类似的思考和期望：如果是机器来做这件事情呢？是不是也能达到同样的效果？

没错，促发工业4.0的一项关键技术就是物联网。

工业4.0的定义是，生产的物理世界与信息技术及互联网的虚拟世界的融合。人、机器、物体与系统通过互联网以及信息通信技术互联，并以一种动态的、实时优化的方式进行自组织的沟通。

这就是智能生产体系。它贯穿工厂生产的全流程，从供应商经物流到客户，形成整条价值链上的全球互联。工业生产能够满足完全个性化的客户需求，达到更高的柔性、更广泛的应用和更优的资源利用，同时保证持续的高质量水平。

这是欧洲对于工业4.0的定义，我们可以看到，该定义中“生产的物理世界与信息技术及互联网的虚拟世界的融合”指明了数字化和智能制造的关系：数字化是智能制造的一部分。

而且，这不是一个简单的构建要素。现在有一个很流行的概念：软件定义一切（SDx）。所谓的软件定义一切，是指物理层面的所有东西都是由软件来管控、驱动、配置的，并且是通过网络互联的。

举个简单的例子，20年前，手机可能只是个物理终端，实现的功能也就是打电话而已；而现在，手机能实现多少功能？支付、聊天、购物，这些不都是通过软件定义的吗？

因此，定义中的这句话“这就是智能生产体系。它贯穿工厂生产的全流程，从供应商经物流到客户，形成整条价值链上的全球互联”，明确地说明了数字化对智能制造的作用，即通过互联网和信息通信技术完成互联。可以预见的是，数字化转型会成为智能制造的主要技术驱动力。

更有意思的是，定义的最后部分“工业生产能够满足完全个性化的客户需求，达到更高的柔性、更广泛的应用和更优的资源利用，同时保证持续的高质量水平”，即智能制造的目的是应对多变的、个性化的客户需求。你也许会思考，为什么客户和市场的需求发生了变化？

答案其实还在于信息技术的发展，造成了市场的多变。所以这个问题必须由数字化来解决。回想一下，十几年前我们要想买一辆汽车，是不是必须到4S店看车？现在呢？在手机上就能选配色、部件，甚至能看到我们所选购的车排在生产线上等待生产。再想一下，以前买的东西出了质量问题，是不是必须抽出时间去售后服务点维修？现在呢？是不是用手机上传图片，客服就能解决一些简单问题？

信息技术发展后，未来市场改变趋势呈现新的特点（见图A-2）。

简单来说，这是一个互相促进的故事：信息技术的发展造成了个体化需求越来越多变，因此制造业急需新的技术手段来应对这些变化，在满足客户质量和交付要求的前提下，还能取得利润、存活下去。而这些“新的技术手段”，目前来看，依旧围绕着信息化和数字化技术展开。所以，在科技树上进一步点亮数字化，几乎成为工业发展难以改变的趋势，也是目前智能制造发展的主要技术路径。

事实上，很多工厂作为智能制造转型的主体，已经率先做出了选择：例如博世集团的“未来工厂”（见图A-3）。在这个“未来工厂”的三个构建要素（数字化、自动化和互联互通）中，数字化是唯一拥有“数字化愿景和战略”的要素，西门子则更为直接地将自己未来的工厂称为“智能制造的数字化工厂”。

简单做一下总结：信息化发展为数字化发展奠定了基础，智能制造为数字化发展提供了助力。

智能制造的实施主体在技术发展路径的选择上几乎都点亮了数字化，而非自动化。