工業(yè)4.0時(shí)代帶給整個(gè)世界的絕不是某個(gè)環(huán)節(jié)的改變，它將影響整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，進(jìn)而影響人們的生活。不敢想象，在工業(yè)4.0時(shí)代，地球上將會(huì)多么智能化。

　　近些年我國(guó)智能制造技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速，并取得了較為顯著的成效。智能化以及工業(yè)自動(dòng)化等新興的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)融入到了工業(yè)發(fā)展之中，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比我們已經(jīng)取得了不小的成績(jī)。但就目前中國(guó)智能制造的現(xiàn)狀而言，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還是很大的，如果放在一個(gè)更為宏觀的場(chǎng)景里觀察中國(guó)智能制造，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多制約因素影響著它的發(fā)展。鑒于此，我們?cè)诎l(fā)展智能制造過程中，也還需要且行且思考。

　　一、生產(chǎn)模式與材料的制約

　　在本文中，我們明確智能制造以實(shí)現(xiàn)“個(gè)性化生產(chǎn)”這個(gè)提升企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品戰(zhàn)略為導(dǎo)向，采用信息技術(shù)，將生產(chǎn)中各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾硐到y(tǒng)，通過動(dòng)態(tài)的優(yōu)化來“提升質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品交付周期”。

　　機(jī)械剛性制約

　　目前很多產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)方式，多是對(duì)現(xiàn)有的原材料，無論是金屬材料、塑性材料、纖維材料還是半導(dǎo)體材料等，通過一定的切削、成型、編織等工藝進(jìn)行加工，而這些加工很多在機(jī)械上是有制約的。例如制藥，我們不能進(jìn)行“插單”實(shí)現(xiàn)靈活定制化，因?yàn)槊總€(gè)批次的藥物需要進(jìn)行清洗生產(chǎn)環(huán)境才能進(jìn)行另一個(gè)生產(chǎn)，很多影響生產(chǎn)質(zhì)量的參數(shù)無法實(shí)現(xiàn)在線的調(diào)整，這必然會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生不良品，而質(zhì)量迭代需要有批量基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)提升。

　　材料科技與制造的融合研究

　　智能制造中的3D增材打印技術(shù)是中國(guó)智能制造的一個(gè)熱點(diǎn)，但是，在材料方面、加工速度與成本方面還是有瓶頸制約的。材料科技沒有突破，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝也無法實(shí)現(xiàn)突破。例如：節(jié)能最有效的是工藝節(jié)能——通過工藝的徹底改善，以新的生產(chǎn)方式來實(shí)現(xiàn)能耗的降低。但改進(jìn)工藝是困難的。一個(gè)例子是，數(shù)字印刷雖然很好，但是噴墨頭的材料與加工目前沒有創(chuàng)新性進(jìn)步，國(guó)內(nèi)在這個(gè)方向就無法實(shí)現(xiàn)制造領(lǐng)域的新進(jìn)展。其他像油墨技術(shù)、黏膠技術(shù)、高性能金屬材料、特種纖維材料等，都在各自應(yīng)用領(lǐng)域存在類似問題。

　　在基礎(chǔ)和新型材料方面缺乏創(chuàng)新，會(huì)導(dǎo)致我們的制造業(yè)仍然在這些領(lǐng)域受制于人，無法真正實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的升級(jí)，在信息化、自動(dòng)化方面的能力再?gòu)?qiáng)，也無法產(chǎn)生更具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。

　　二、現(xiàn)階段信息融合的制約

　　數(shù)據(jù)未被系統(tǒng)有效采集存儲(chǔ)

　　目前，在推進(jìn)智能工廠的過程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)由于原有的設(shè)備來自不同廠商、不同代次，這造成工廠設(shè)備間無法互聯(lián)。在控制器上，動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)如印刷套色的偏差及影響值、紗線CV值等傳統(tǒng)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)都無法被有效采集。很多時(shí)候，這種情況出現(xiàn)并非是技術(shù)封鎖造成的。供應(yīng)商當(dāng)然不愿意開放核心技術(shù)，但很多時(shí)候，這些參數(shù)在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下根本未被考慮，因而導(dǎo)致數(shù)據(jù)被大量浪費(fèi)，沒有實(shí)現(xiàn)有效采集。而無法互聯(lián)互通則僅僅是制約因素之一，反倒是相對(duì)容易突破的。

　　信息模型

　　在很多企業(yè)的生產(chǎn)線數(shù)據(jù)互聯(lián)升級(jí)中缺乏信息模型，使得對(duì)于采集什么樣的數(shù)據(jù)，如何使用這些數(shù)據(jù)，都沒有有效的標(biāo)準(zhǔn)化以及應(yīng)用軟件的支撐。

　　信息化與自動(dòng)化的融合

　　在信息化與自動(dòng)化的融合中，最為普遍的現(xiàn)象就是，在很多工廠里，管理系統(tǒng)使用最有名的SAP/ORACLE的ERP系統(tǒng)，代表著全球最頂級(jí)的管理水平，采用的是自動(dòng)化程度最高的生產(chǎn)線。然而，這些信息化系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)仿佛兩個(gè)世界的人，他們相互并不認(rèn)識(shí)，說的也是不同的語(yǔ)言，兩化融合的效果并不盡如人意。原因在于，很多企業(yè)并沒有很清晰的產(chǎn)業(yè)升級(jí)初衷，只是因?yàn)槔习逭f了“我們的同行都在做智能制造，我們也要上智能制造系統(tǒng)”，只是為了升級(jí)而升級(jí)，這種升級(jí)投入，效果打折扣是在意料之中的。

　　智能算法的推進(jìn)

　　經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、傳輸，數(shù)據(jù)到達(dá)所謂的云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)，之后這些數(shù)據(jù)如何被分析優(yōu)化呢？傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)采用類似于深藍(lán)這種工程，經(jīng)過了數(shù)十年的數(shù)據(jù)累積與處理經(jīng)驗(yàn)。因此，如果沒有數(shù)十年的積累，智能化制造仍然是沒有能力實(shí)現(xiàn)“智能優(yōu)化與決策”的。

　　三、管理升級(jí)的制約

　　精益生產(chǎn)

　　“精益”是數(shù)字化的基礎(chǔ)，這已經(jīng)有很多共識(shí)，包括現(xiàn)在投入到智能制造項(xiàng)目中的人也會(huì)深刻體會(huì)到這一點(diǎn)。然而，精益生產(chǎn)的基礎(chǔ)在日本已經(jīng)數(shù)十年，應(yīng)用到中國(guó)智造中，卻顯得有些急功近利。

　　事實(shí)上，如果去一些企業(yè)，甚至是大企業(yè)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)制造的質(zhì)量控制、倉(cāng)儲(chǔ)物料管理、能源管理、資產(chǎn)維護(hù)等環(huán)節(jié)，仍然存在大量的“浪費(fèi)”——如果用精益生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)去看這些問題，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，制造業(yè)內(nèi)部的提升空間仍然是巨大的，僅在現(xiàn)有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)上去挖掘，依然可以帶來巨大的收益，可以讓企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量得到提升，生產(chǎn)成本得以降低。

　　組織架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　除了精益生產(chǎn)帶來的收益，面向未來的智能制造，我們還會(huì)發(fā)現(xiàn)，原有企業(yè)的垂直事業(yè)部門之組織架構(gòu)也對(duì)智能制造的順利開展形成制約。因?yàn)樾枰畔⒉杉c共享，這里共享的不僅僅是數(shù)據(jù)，也包括了業(yè)務(wù)流程的重組與優(yōu)化。傳統(tǒng)的企業(yè)組織架構(gòu)實(shí)際上已經(jīng)無法滿足新智能制造對(duì)于信息流的需要，以及由此產(chǎn)生的新的職責(zé)界定、內(nèi)部決策機(jī)制的變化的需求。

　　基于這種現(xiàn)實(shí)，打破部門界限，使管理架構(gòu)向扁平化發(fā)展，更為“網(wǎng)絡(luò)化”的組織內(nèi)部信息流才能適應(yīng)智能制造的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)特性，否則，就會(huì)導(dǎo)致整體系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。

　　合作戰(zhàn)略

　　在智能制造時(shí)代，顯而易見的趨勢(shì)是，企業(yè)不再是個(gè)體的競(jìng)爭(zhēng)，而是企業(yè)聯(lián)盟的競(jìng)爭(zhēng)，仍然依靠自己的力量形成壟斷的組織將會(huì)在未來的協(xié)同中被逐漸邊緣化，而新的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)正在構(gòu)建。如何將內(nèi)部的信息更加有效地分享，新的合作模式如何更加明確地被定義與實(shí)踐，都是需要探索的方向。

　　四、人才培養(yǎng)與教育的制約

　　創(chuàng)新性人才

　　創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)已經(jīng)談了很多年，然而，在缺乏人才與開放體系支撐的情況下，所謂的創(chuàng)新無非是“新瓶裝舊酒”，缺乏本質(zhì)的變化。對(duì)制造業(yè)的智能化進(jìn)程來說，用傳統(tǒng)的思維去理解未來的智能制造無法推動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的發(fā)展。

　　智能制造并不等于機(jī)器換人。機(jī)器人并不能完全替代人工，且智能制造與機(jī)器人自身發(fā)展離不開專業(yè)技術(shù)人員，其催生的新產(chǎn)業(yè)生態(tài)更是需要大量合適勞動(dòng)力。因此，如果不能形成智能人才支撐，企業(yè)可能跌入轉(zhuǎn)型陷阱：有智能工廠，卻沒有人操作?！盎ヂ?lián)網(wǎng)”和智能制造時(shí)代對(duì)技術(shù)技能人才知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)合型的要求更高，但企業(yè)普遍面臨的窘境是，目前院校培養(yǎng)的學(xué)生素質(zhì)和企業(yè)實(shí)際要求嚴(yán)重脫節(jié)，許多新業(yè)態(tài)已風(fēng)生水起，但院校卻沒有相關(guān)專業(yè)。

　　在一個(gè)市場(chǎng)化的環(huán)境里，制造業(yè)企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極培養(yǎng)與引進(jìn)創(chuàng)新型人才，雖然這種投入不是每個(gè)企業(yè)都有實(shí)力的，但一些龍頭企業(yè)可以率先這樣做。除了培養(yǎng)和引進(jìn)創(chuàng)新人才，如何整合人才資源也十分關(guān)鍵。這要求我們要有一個(gè)頂層的設(shè)計(jì)，即制度設(shè)計(jì)和體系設(shè)計(jì)，這樣各行各業(yè)的制造企業(yè)才會(huì)有積極性。

　　全局性人才培養(yǎng)

　　智能制造需要架構(gòu)設(shè)計(jì)，而這種架構(gòu)，從集團(tuán)企業(yè)的每個(gè)部門的架構(gòu)形成，到產(chǎn)品、技術(shù)的研發(fā)細(xì)節(jié)，都需要結(jié)構(gòu)性的思維和對(duì)問題分析的完整性、連續(xù)性。這些思維的缺乏會(huì)導(dǎo)致智能制造從頂層設(shè)計(jì)到底層實(shí)現(xiàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生“顧此失彼”、“捉襟見肘”、“東拼西湊”的現(xiàn)象。如果沒有形成整體的架構(gòu)運(yùn)行機(jī)制設(shè)計(jì)，也會(huì)造成“重復(fù)投資”、“項(xiàng)目返工”、“未解決實(shí)質(zhì)問題”等后遺癥，不僅不能成為智能制造效率提升的方向，反而限制了公司的升級(jí)速度。

　　五、平臺(tái)架構(gòu)缺乏制約

　　中國(guó)制造進(jìn)程中，我們重視在可見的硬件方面的投入，但是，在軟件開發(fā)平臺(tái)方面，我們還有著不少軟肋。智能制造最大的特點(diǎn)在于“集成”特性，而集成就一定會(huì)需要基于“平臺(tái)”來實(shí)現(xiàn)。而像 AutomationStudio、西門子的Portal這樣的開發(fā)平臺(tái)，尤其是Pro-e、Solidworks、CITIA等這種集仿真、設(shè)計(jì)、制造等于一體的平臺(tái)的缺乏，對(duì)于智能制造所需的“集成”形成羈絆。

　　六、安全風(fēng)險(xiǎn)制約

　　安全不僅包括技術(shù)性的信息安全問題，也包括管理性的安全問題，包括在法律層面的安全問題。

　　信息安全風(fēng)險(xiǎn)

　　信息安全首先是我們談到的“被攻擊”、病毒防護(hù)問題，這些只是技術(shù)層面的問題，能夠找得到有效的解決機(jī)制。

　　在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)的使用權(quán)利界定問題會(huì)更加明確，信息作為最重要的資產(chǎn)如何管理、如何協(xié)作，仍缺乏法規(guī)方面的界定。

　　智能制造中的安全問題曾經(jīng)在歐洲引起極為廣泛的關(guān)注。基本上大部分設(shè)備廠商都在開發(fā)功能安全系統(tǒng)并已經(jīng)投入應(yīng)用，而我們對(duì)功能安全的投入相對(duì)還很少。

　　這很大程度上緣于我們對(duì)安全問題的認(rèn)識(shí)不足。傳統(tǒng)上，我們認(rèn)為系統(tǒng)安全不會(huì)有直接產(chǎn)出。實(shí)際上，對(duì)于智能制造時(shí)代的互聯(lián)而言，其中一個(gè)單元的安全都會(huì)影響其他生產(chǎn)單元，某個(gè)機(jī)器的停機(jī)會(huì)造成巨大的關(guān)聯(lián)浪費(fèi)，因此集成系統(tǒng)的安全就成為迫切需要關(guān)注的問題。

　　當(dāng)然，很多安全問題本身也是因?yàn)榛A(chǔ)缺乏，還沒有發(fā)展到更高的自動(dòng)化程度，或者沒有升級(jí)到信息化融合的過程。對(duì)安全系統(tǒng)的清晰認(rèn)識(shí)還制約著我們的智能制造進(jìn)程。

　　智能制造業(yè)還需要國(guó)家資金、政策的支持，這也是制約因素，但是如果對(duì)上述六點(diǎn)限制能夠有足夠的重視和有效的行動(dòng)，也足以讓我們?cè)谥悄苤圃鞓I(yè)發(fā)展路上走得相對(duì)更加扎實(shí)些。