- 工業賦能:深度剖析工業互聯網時代的機遇和挑戰(第2版)
- 王建偉
- 4432字
- 2022-01-04 16:37:18
新工業革命:蓄勢待發
今天,互聯網在生活領域的迅猛發展對我們產生了巨大影響,網上購物、隨時分享,僅僅在手機屏幕上進行簡單操作就能完成,無人駕駛汽車、無人超市、智能家居正走進我們的生活,互聯網已經成為我們生活中必不可少的元素,極大地改變了我們的消費習慣、社交方式以及工作方式。我們在享受智能生活的同時,有沒有思考過到底是什么塑造了今天的這一切?是的,答案并不復雜,我們感受到的一切都是信息科技發展帶來的便利,我們享受著現代工業文明的恩惠。
(一)工業革命:變革世界的引擎
18世紀60年代,一個嶄新的工業時代在蒸汽機的轟鳴聲中開啟,這是人類認識和利用自然力的一個巨大進步。第一次工業革命不僅實現了因機器的使用而帶來的產業快速發展,而且實現了人類社會從農業文明向工業文明的重大轉變,蒸汽動力的運用進一步促使不同領域出現成千上萬個發明,從紡織廠到輪船再到鐵路,數量龐大的發明把人類帶入了“蒸汽時代”。
機器打破了人類力量有限的桎梏,信息技術開始為人類的發展插上了飛翔的翅膀。如果說第一次工業革命中那些非凡的發明更多來自于各行各業具備卓越才能的技工的智慧,那么從1870年開始,隨著自然科學研究取得重大進展,信息技術在工業的發展中起到了越來越重要的作用。隨著19世紀中后期發電機的問世、內燃機的出現,以及電話和電報的發明,人類開始進入“電氣時代”。電氣時代的變化不僅在于電氣動力開始代替蒸汽動力,還在于使用傳送帶方式的流水生產線,這些標志著大規模和大量生產成為可能,勞動分工成為常態,社會面貌隨之發生了翻天覆地的變化。這發生的一切,我們把它叫作“第二次工業革命”。
有了信息技術的助推,工業發展勢不可當。20世紀中葉,以美國為首的先進工業化國家產生了以電子計算機在工業領域的大規模應用為標志的“第三次工業革命”,與前兩次工業革命相比,其涉及的技術和領域更多。第三次工業革命涉及的技術有原子能、計算機、空間技術和生物工程等,其中的核心技術為計算機,涉及的領域包括信息、新能源、新材料、生物、空間和海洋等。信息技術的發明和應用讓生產高度自動化,從而對工業生產再次產生了巨大的改變和推動。這次工業革命規模巨大,影響至今,它將人類帶入了史無前例的“信息時代”。第三次工業革命還有一個劃時代的發明,就是我們今天使用的全球互聯網(Internet)?;ヂ摼W的出現和應用,讓“萬物互聯”時代就此拉開了序幕。工業革命的4個階段如圖1- 1所示。

圖1-1 工業革命的4個階段
(二)新工業革命:在危機中悄然興起
進入21世紀,互聯網、物聯網、云計算、大數據和人工智能等新技術不斷發展,體驗式消費、個性化定制、眾包眾籌和智能化生產等創新型生產組織形態不斷產生,虛擬購物、移動支付等新興技術不斷重構人類的生活場景。我們不難發現,這些變化和前三次工業革命有一些相似之處,所有的變化都昭示著我們即將或者正在經歷一場新的工業革命。
新工業革命是由新一代信息技術向傳統產業的融合滲透所引發的一場信息控制下的制造模式、生產方式和組織形態的變革。新工業革命是在大數據和互聯網全覆蓋的信息革命推動下,基于信息技術的智能制造、網絡制造和服務型制造等制造新模式,形成互聯網與工業融合的新業態?;ヂ摼W日益滲透到經濟社會發展的方方面面,成為重要的新型基礎設施和創新要素,成為驅動產業變革的主導力量。新工業革命以信息技術和互聯網技術協同創新與應用為基礎,以互聯網和制造技術雙向融合為動力,以新能源、新材料、生物技術、空間技術突破為補充。創新和共享成為新工業革命最重要的特點,徹底改變了整個生產、管理、治理和消費體系,是一場顛覆性革命,其發展結果將讓人與機器、人與環境和諧共生。
與前三次工業革命相比,新工業革命將以互聯化、綠色化、定制化等特征出現,表現為技術高端化、產品個性化、生產全球化和制造可持續化。新工業革命的核心在于工業、工業產品和生產性服務的全面交叉、滲透與融合,新工業革命主要集中在制造業,包括智能制造、3D打印、智能機器人、網絡制造、個性化定制和眾包眾籌等。各方必須進行自我調整,以適應新工業革命帶來的變革。工業發展歷程中始終伴隨著信息技術的演進如圖1- 2所示。

圖1-2 工業發展歷程中始終伴隨著信息技術的演進
為了應對新工業革命,發達國家紛紛制定工業戰略,推動信息技術廣泛滲透到各個工業門類中,加速工業智能化變革。新一代信息技術特別是互聯網技術的應用,成為新一輪產業革命的重要動力,工業化呈現定制化、智能化、柔性化、集成化等特征。產品設計、生產過程加速實現自動化、數字化、網絡化和智能化,越來越多的工業產品在信息技術的賦能下,其價值得到大幅提升;企業資源規劃、供應鏈管理、商業智能等管理軟件極大地提高了管理效率,降低了管理成本。例如,美國的“再工業化”就是以高新技術為依托,讓互聯網、新材料、新能源等創新領域加速融合,發展具有“兩化”深度融合特征的高附加值新興產業。
(三)新工業革命:變革制造模式
近年來,全球制造業呈現出三大特征:一是生產效率增長逐漸放緩甚至趨于停滯;二是發達國家制造業空心化,即在勞動力成本的驅使下,制造業向發展中國家轉移,發達國家試圖通過智能制造促使制造業以更高水平回歸;三是發展中國家高污染、高耗能的問題日益嚴重,資源環境壓力使成本優勢逐漸散失,現有的粗放式發展方式難以為繼。因此,無論是對發達國家還是發展中國家而言,通過創新技術與創新模式為制造產業注入新的增長動力已是大勢所趨。金融危機后,發達國家紛紛提出再工業化戰略,力圖發揮信息技術的領先優勢,重新獲得全球制造業的競爭優勢。德國的工業4.0、美國的先進制造戰略、英國的高價值制造等再工業化戰略,促進了新工業革命在全球的迅速興起。
從根本上來說,正是在全球化的市場環境、科技革命和產業變革浪潮的共同影響下,全新的制造模式變革正在制造業內部和外部醞釀成形,智能化生產、個性化定制、網絡化協同、服務化延伸正成為制造模式的變革趨勢。制造模式變革重塑工業體系如圖1- 3所示。

圖1-3 制造模式變革重塑工業體系
制造模式由自動化、數字化向智能化轉變,智能化生產利用先進的制造工具和網絡信息技術對生產流程進行智能化改造,大幅提高生產效率和質量;產品生產方式由大規模定制向個性化定制轉變,個性化定制利用互聯網平臺和智能工廠,將用戶需求直接轉化為生產排單,實現以用戶為中心的個性化定制與按需生產,有效滿足市場的多樣化需求,解決制造業長期存在的庫存和產能問題;生產組織方式由地理集聚向網絡集聚轉變,網絡化協同借助互聯網、大數據和工業云平臺,發展企業間協同研發、眾包設計、供應鏈協同等新模式,能有效降低資源獲取成本,大幅延伸資源利用范圍,打破封閉疆界,加速從單打獨斗向產業協同轉變,促進產業整體競爭力的提升;企業商業模式由賣產品向賣服務拓展,通過在產品上添加智能模塊,實現產品聯網與運行數據采集,并利用大數據分析提供多樣化智能服務,有效延伸價值鏈條,擴展利潤空間。最終,制造模式的變革會重塑工業體系,新的工業體系將以高度扁平、靈活和智能組織為主要特征,這既是制造業發展的趨勢,也是新工業革命的成果。
制造業是實體經濟的主體,是供給側結構性改革的重要領域。依托信息技術可以打破傳統固化的制造與服務模式,結合人的科技創新與網絡化的制造系統,實現智能化制造與服務化增值,推動制造業供給側改革,還能夠孵化各類新模式和新業態,為制造企業創造新的價值。當前,我國經濟正在由高速增長階段轉向高質量發展階段,制造業面臨從數量擴張向質量提高的戰略性轉變,提高供給側質量成為主要方向。工業互聯網作為新一代信息技術與制造業深度融合的產物,正日益成為新工業革命的關鍵支撐和深化“互聯網+先進制造業”的重要基石,是制造業實現數字化、網絡化、智能化改造升級和高質量發展的有效路徑。抓住科技革命和產業變革的契機,增強我國經濟質量優勢,從制造大國向制造強國轉變已經成為我國經濟發展的重要目標。
(四)新工業革命:帶來無限機遇
在2016年9月杭州二十國集團峰會的開幕詞和閉幕詞中,習近平總書記都提到了“新工業革命”的概念,引起熱烈反響。在中國的大力倡導和推動下,這次峰會通過了《二十國集團新工業革命行動計劃》,以促進新工業革命發展并將其作為經濟發展的主要動力。會議特別提出:“我們致力于按照行動計劃做出的承諾,加強新工業革命領域的溝通、協調及相關研究,促進中小企業從新工業革命中獲益,應對就業和勞動力技能領域的挑戰,鼓勵在標準、根據各方加入的多邊協議實現知識產權的充分有效保護以及新工業基礎設施等領域開展更多合作,并支持工業化發展?!?/p>
前幾次工業革命分別以蒸汽機、電力、計算機和互聯網的發明和應用為標志;正在興起的這場新工業革命,以人、機器和資源間實現智能互聯為特征,由新一代信息技術與先進制造技術融合發展并推動,正在日益模糊物理世界和數字世界、產業和服務之間的界限,為利用現代科技實現更加高效和環境友好型的經濟增長提供無限機遇。歷史上,每一次工業革命都是后發國家實現“彎道超車”的戰略機遇,美國在電氣時代成為世界第一經濟大國,日本在信息時代成為工業強國。當前,全球格局和產業分工體系正在發生深刻變革,新工業革命孕育興起并蓬勃發展,我國迎來了實現全球價值鏈攀升、推動產業由大到強的窗口機遇期。
一方面,全球經濟增長放緩,上一輪科技和產業變革所提供的動能逐漸減弱,發達國家推動制造業持續回流、貿易保護和摩擦不斷抬頭,拉美、東南亞等地新興市場國家憑借低成本優勢吸引制造業大量轉入,中國制造業面臨雙向擠壓;另一方面,中國已經成為全球第二大經濟體,正處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期,經濟增速放緩巨大的國內市場將為制造業的發展帶來強勁拉動力。在以上兩大背景下,新工業革命驅動下的科技革命和產業變革迅猛發展,為包括中國在內的世界各國尋找新的增長點,為滿足巨大的市場需求提供了動力。
從國外來看,發達國家正圍繞新工業革命積極加強戰略布局,推動“再工業化”和“制造業回歸”。德國工業4.0基于其制造業優勢,利用信息技術等手段“自下而上”地改造制造業;美國先進制造戰略則基于其網絡空間的競爭優勢,利用互聯網、大數據等新一代信息技術“自上而下”地重塑制造業。二者發展思路雖不盡相同,但與英國高價值制造戰略、新工業法國戰略和韓國制造業創新3.0戰略等一致,均將新工業革命作為戰略的著力點。這與我國的工業互聯網在發展理念、工作任務、推進方法等方面異曲同工,其實質是通過新工業革命推動制造業發生深刻變革,提升制造業競爭力。
從國內來看,我國制造業規模雖然穩居全球第一,但大而不強、基礎不牢的問題依然突出。與發達國家相比,我國鋼鐵、輕工、機械等傳統制造業存量龐大,單靠學習、模仿難以實現制造大國向制造強國的跨越。在全球處于互聯網從消費領域向生產環節拓展的關鍵時期,我國互聯網發展不斷創新與超越。作為世界制造大國和網絡大國,我國具備了通過工業互聯網推進新工業革命,進而搶抓“換道超車”機遇的獨特優勢。