為什么要做智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)

日前，國(guó)家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)基金宣布將正式成立，基金公司的注冊(cè)資本為1472億元人民幣，智能制造的全面發(fā)展因此被推向了更深處。

根據(jù)公告，國(guó)家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)基金股東數(shù)達(dá)到20家，其中除了財(cái)政部、國(guó)開(kāi)金融、中國(guó)煙草等中央部委、國(guó)有大中型企業(yè)外，還包括保險(xiǎn)公司、國(guó)資平臺(tái)等，甚至A股公司和A股公司大股東也位列名單。

在資本的推動(dòng)下，智能制造將不再停留在概念層面，行業(yè)內(nèi)大刀闊斧革新的場(chǎng)面亦不久會(huì)出現(xiàn)。但基于我國(guó)工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，前路的艱難險(xiǎn)阻可以想見(jiàn)，這就要求各家廠商在推進(jìn)過(guò)程中更為深思熟慮。

為什么要做智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)？

說(shuō)起制造業(yè)，目前它存在著明顯的瓶頸。

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，雖然我國(guó)制造業(yè)體量比較大，但工業(yè)制造普遍存在能耗高、產(chǎn)業(yè)附加值低等諸多問(wèn)題，因此隨著能源價(jià)格、勞動(dòng)力和土地成本提高，傳統(tǒng)制造業(yè)的利潤(rùn)空間在不斷壓縮，制造業(yè)的發(fā)展也受到了嚴(yán)重的影響。

尤其是在2019年，工廠老板抱怨利潤(rùn)下降的聲音已鋪天蓋地，越來(lái)越多的工廠搬離東莞或者走向倒閉。受人力成本增加的影響，甚至包括富士康，此前也傳出生產(chǎn)線要搬離深圳、天津等城市的消息。

由此可見(jiàn)，成本的提升成為迫在眉睫的問(wèn)題，因此如三星、耐克等外資工廠搬離中國(guó)也就不難理解。而對(duì)大多數(shù)工廠來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)型升級(jí)不是唯一的解決辦法，他們可以考慮將工廠搬至人力成本低的地域，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，轉(zhuǎn)型無(wú)疑是治本之法。

（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

目前，生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈涉及的試制品開(kāi)發(fā)、零部件生產(chǎn)、組裝、銷售到售后服務(wù)等環(huán)節(jié)，依據(jù)利潤(rùn)空間大小分布剛好形成了制造業(yè)的“微笑曲線”，即上游的研發(fā)設(shè)計(jì)和下游的服務(wù)環(huán)節(jié)存在著較大的利潤(rùn)空間，而制造生產(chǎn)只能獲得微薄的利潤(rùn)，這就要求制造工廠必須要提升產(chǎn)品良率、向智能化升級(jí)走，同時(shí)基于IoT技術(shù)向兩側(cè)延展做生產(chǎn)與服務(wù)的融合，以提升整體利潤(rùn)空間。

就全球產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，中國(guó)大多數(shù)工廠目前就處在利潤(rùn)率最低的生產(chǎn)制造部分，因此，智能化升級(jí)是必由之路。而且從整體大方向去看，處于這樣一個(gè)歷史發(fā)展時(shí)期，體量巨大的制造業(yè)對(duì)全國(guó)經(jīng)濟(jì)的重要性不言而喻，我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)也不得不為之。

智能化升級(jí)涉眾多環(huán)節(jié)

目前，對(duì)智能制造并沒(méi)有一個(gè)明確的定義。一般意義上，被反復(fù)提起的智能制造有著更為廣泛的含義，它包含產(chǎn)品服務(wù)、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、物流、倉(cāng)儲(chǔ)等各個(gè)環(huán)節(jié)，其中生產(chǎn)制造被放在改造首位，也是最難啃的骨頭。

就智能工廠來(lái)說(shuō)，雖然現(xiàn)在還沒(méi)有明確定義，但可以肯定的是，智能化生產(chǎn)制造的實(shí)現(xiàn)絕對(duì)不僅僅是由自動(dòng)化生產(chǎn)線和一大堆機(jī)器人組合而成，而是側(cè)重將人機(jī)互動(dòng)、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，并對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是不能徒有外表而沒(méi)有靈魂，所有新技術(shù)的引用并非是單純的升級(jí)，而是要能夠驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)力、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)靈活性的提升，再往深了去想，生產(chǎn)出的產(chǎn)品是服務(wù)于用戶的，因此生產(chǎn)環(huán)節(jié)引進(jìn)的新技術(shù)不僅要完成生產(chǎn)過(guò)程的降本增效任務(wù)，還要能夠高效率地對(duì)市場(chǎng)客戶需求做出反應(yīng)，并快速生產(chǎn)出滿足用戶的產(chǎn)品，以服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)。

無(wú)疑，達(dá)成最終目標(biāo)，需要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，但是現(xiàn)在的產(chǎn)線建設(shè)也算是有了眉目。

2016年，有人做過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在國(guó)內(nèi)機(jī)器人下游應(yīng)用領(lǐng)域中，占比最大的是汽車(chē)制造（48%），其次是3C制造（24%）。可以看見(jiàn)，目前國(guó)內(nèi)智能制造系統(tǒng)升級(jí)投入的主力還是在汽車(chē)領(lǐng)域。

在這方面，我們國(guó)家在大力發(fā)展和投入之后也不是沒(méi)有成果，尤其是在汽車(chē)產(chǎn)線方面，2018年底，海馬小鵬合力打造的智能工廠就能夠?qū)崿F(xiàn)“人機(jī)料法環(huán)”的互聯(lián)互通、制造智能化、混合生產(chǎn)等功能，通過(guò)使用工業(yè)機(jī)器人、物流AGV、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段達(dá)到年產(chǎn)15萬(wàn)輛的產(chǎn)能。

從公開(kāi)的數(shù)據(jù)來(lái)看，這是相當(dāng)顯著的成績(jī)。以特斯拉上海超級(jí)工廠為比對(duì)，特斯拉臨港超級(jí)工廠占地約86萬(wàn)平方米，總投資超500億元，周產(chǎn)量只能達(dá)到大約3000輛（年產(chǎn)預(yù)計(jì)15萬(wàn)輛）;而海馬小鵬智能工廠占地面積只有約45萬(wàn)平方米，僅為超級(jí)工廠的一半，總投資大約20億元，年產(chǎn)也能夠達(dá)到15萬(wàn)輛。這樣一座“新舊”混合的工廠還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)的保持了傳統(tǒng)造車(chē)廠的優(yōu)勢(shì)，這里面技術(shù)一定起了不小的作用。

其實(shí)回頭去看，即便是特斯拉超級(jí)工廠，它雖然無(wú)法達(dá)到傳統(tǒng)汽車(chē)廠的產(chǎn)能，但也突破了歷史上電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)能限制實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，而這里面不得不歸功于新技術(shù)的運(yùn)用。

當(dāng)然，這里值得一提的是當(dāng)初馬斯克在產(chǎn)能方面頗為波折的探索，在產(chǎn)能始終無(wú)法提升的情況下，他曾多日睡在加州工廠并最終選擇撤出部分工業(yè)機(jī)器人，這些行為在智能化改造的熱潮背景下可以說(shuō)是格外引人注意。后來(lái)他談到原因解釋說(shuō)，“完全”的自動(dòng)化乃至智能化并沒(méi)有帶來(lái)產(chǎn)能的提升，反而使產(chǎn)能上不去，因此部分人工是有必要的。

這段小插曲中，且不論是不是馬斯克在工廠建設(shè)上沒(méi)有尋到正確的智能化之路，從中我們至少可以明確的一點(diǎn)是，所謂的全自動(dòng)化乃至智能化探索并沒(méi)有想象中的容易，它與傳統(tǒng)工業(yè)有著諸多一脈相承的東西。

智能化探索，不可忽視“工業(yè)”與“專業(yè)”

瑞薩電子，這位工業(yè)MCU領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，在談及智能化升級(jí)改造時(shí)也表示還是有諸多方面需要顧忌。他們?cè)岬?，不同于消費(fèi)電子行業(yè)，工業(yè)有自己明顯的行業(yè)特點(diǎn)：對(duì)系統(tǒng)安全、設(shè)備穩(wěn)定有著極高的要求，且發(fā)展迭代周期慢。

“雖然現(xiàn)在業(yè)內(nèi)在強(qiáng)調(diào)智能化和創(chuàng)新發(fā)展，但是在工業(yè)領(lǐng)域，我們不可能讓所有設(shè)備‘推倒重來(lái)’，只能夠在大量數(shù)據(jù)積累基礎(chǔ)上不斷升級(jí)和改良?？煽啃浴⒁恢滦?、安全性要求導(dǎo)致工業(yè)領(lǐng)域不會(huì)出現(xiàn)顛覆性的變化，因此在做解決方案時(shí)，我們都要考慮這樣一個(gè)行業(yè)特性。”

所謂工業(yè)，它有著自己的發(fā)展迭代速度，而穩(wěn)定、安全是其不可違背的第一法則，這就要求廠商在智能化推進(jìn)過(guò)程中要抓住材料物理屬性等核心點(diǎn)，對(duì)“AI用在哪里、如何用”這些問(wèn)題的思考進(jìn)行更為深入的思考。

以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為例，與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)不同的是，工業(yè)控制基于的是等時(shí)同步思想，即傳輸信號(hào)、控制任務(wù)周期等都需是確定性的，這就帶來(lái)了設(shè)計(jì)上的極大差異化。雖然現(xiàn)在在智能化大背景下，強(qiáng)調(diào)OT（操控技術(shù)）擁抱IT（信息技術(shù)），但是早期大量部署的傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議已經(jīng)隨著工業(yè)制造發(fā)展形成了非常密集而細(xì)分的類型，因此OT與IT互相訪問(wèn)勢(shì)必會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)，成本上反而存在負(fù)擔(dān)。同時(shí)因?yàn)楸Ｃ苄枨?，某一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)無(wú)法被訪問(wèn)也極大程度上影響了后續(xù)處理和優(yōu)化，甚至數(shù)據(jù)的丟失都會(huì)左右AI模型的優(yōu)劣程度。

因此在信息化的過(guò)程中，信息技術(shù)與工業(yè)的融入必然要順應(yīng)制造本身的發(fā)展，而在目前初期磨合階段，從點(diǎn)到面，AI首先運(yùn)用在工業(yè)的哪一個(gè)環(huán)節(jié)，從何角度切入就成為必須要想明白的問(wèn)題。

當(dāng)然，除關(guān)注行業(yè)特性之外，因?yàn)楣I(yè)涉及材料特性與成本、機(jī)械、控制、軟件、作業(yè)規(guī)范、加工對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)化、人工經(jīng)驗(yàn)等各個(gè)影響經(jīng)濟(jì)的因素，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的協(xié)作成為大趨勢(shì)，從小處切入也成為企業(yè)推進(jìn)智能化可行的方式，即深入專業(yè)領(lǐng)域，一次做好一件事。

產(chǎn)業(yè)內(nèi)走在前列的不乏這樣的廠商，如南京智能制造研究院，他們就抓住了工業(yè)領(lǐng)域錯(cuò)綜復(fù)雜的軟件無(wú)法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通這一痛點(diǎn)，融入了自己的創(chuàng)新想法，從工業(yè)仿真軟件切進(jìn)了智能化的浪潮中。

據(jù)他們自己介紹，他們研發(fā)的協(xié)同仿真平臺(tái)利用了區(qū)塊鏈、云和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，目的就是將軟硬件和人才資源虛擬化，實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)資源的共享，同時(shí)消除了各個(gè)環(huán)節(jié)的可信問(wèn)題。不得不說(shuō)，這確實(shí)是一個(gè)值得投入和探索的方向。

將用戶需求體現(xiàn)在分工協(xié)作上，設(shè)計(jì)生產(chǎn)與產(chǎn)品銷售的融合

落在細(xì)微處，制造業(yè)智能化過(guò)程就是不斷在尋找最優(yōu)的路徑，同時(shí)優(yōu)化材料、加工步序、時(shí)間、成本等生產(chǎn)工序。對(duì)此，制造業(yè)信息化專家寧振波曾用二十字對(duì)可以預(yù)見(jiàn)的理想狀態(tài)做出總結(jié)：狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行、學(xué)習(xí)提升。

但是從更為長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)把控，智能制造最終能夠延展的邊界在哪里？業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為隨著個(gè)性化經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，制造最終會(huì)和用戶端直接產(chǎn)生聯(lián)系并為之服務(wù)，而智能制造的想象空間應(yīng)該在產(chǎn)業(yè)鏈上下游細(xì)分業(yè)務(wù)的“集成”，即設(shè)計(jì)、制造、物流、售后的一體化。因此，我們也不難理解，原先在做工業(yè)MCU的瑞薩電子也將觸角伸到了智能家居產(chǎn)品端，傳統(tǒng)老牌廠商西門(mén)子等公司更是表示一夜之間變成了行業(yè)咨詢公司，身份已然在轉(zhuǎn)變。

與此同時(shí)，如今產(chǎn)業(yè)上下游的并購(gòu)事件也已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮，如西門(mén)子以將近10億美金并購(gòu)了流體仿真廠商CD-ADAPCO，以提供更加完整的CAE解決方案;達(dá)索系統(tǒng)并購(gòu)MES廠商Apriso，供應(yīng)鏈計(jì)劃與優(yōu)化軟件Quntiq，從而可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0理念中的三個(gè)集成;幾年前施耐德電氣對(duì)Wonderware母公司Invensys的并購(gòu)也體現(xiàn)出自動(dòng)化與信息化融合的趨勢(shì)。

在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行智能化升級(jí)，目前自動(dòng)化與信息化廠商的邊界已經(jīng)越來(lái)越模糊，這也預(yù)示著智能化發(fā)展有所成效。從某種層面上來(lái)看，資源整合成為智能化升級(jí)的必經(jīng)之路。

對(duì)于智能制造的未來(lái)，業(yè)內(nèi)人分析指出，其內(nèi)涵非常深遠(yuǎn)，因?yàn)槌水a(chǎn)業(yè)本身的升級(jí)，它還要肩負(fù)實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)、綠色工藝、綠色包裝，減少三廢排放等環(huán)保節(jié)能的歷史使命，身負(fù)重任，其未來(lái)發(fā)展看起來(lái)虛無(wú)縹緲。但是不難確定的是，只要從小處著手，發(fā)現(xiàn)和滿足客戶不斷升級(jí)的需求，制造企業(yè)還是容易成為一家具有差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)。