時(shí)間：2022-09-18 11:16:20
序論：在您撰寫(xiě)智能制造論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
在“中國(guó)制造2025”出臺(tái)以前，智能制造在國(guó)際已經(jīng)有多種版本，其中最主要的是歐美三國(guó)的版本，即德國(guó)的“工業(yè)4.0”、英國(guó)的“高值制造”、美國(guó)的“先進(jìn)制造”。
德國(guó)的“工業(yè)4.0”。“工業(yè)4.0”是德國(guó)面向2020年的高技術(shù)戰(zhàn)略，核心內(nèi)容是智能化生產(chǎn)系統(tǒng)，即在系統(tǒng)或產(chǎn)品的生命周期內(nèi)，相關(guān)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)傳給產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，隨時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)優(yōu)化價(jià)值創(chuàng)造流。
根據(jù)《產(chǎn)品生命周期管理概論》作者烏爾里?！ど吕盏挠^(guān)點(diǎn)，理解“工業(yè)4.0”有四個(gè)要點(diǎn)，即第四次產(chǎn)業(yè)革命、信息物理融合系統(tǒng)(CPS)、物與服務(wù)聯(lián)網(wǎng)(IOTS)、機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信(M2M)。
“工業(yè)4.0”是第四次工業(yè)革命。第一次工業(yè)革命被稱(chēng)為“工業(yè)1.0”，其標(biāo)志是蒸汽機(jī)和機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備；第二次工業(yè)革命被稱(chēng)為“工業(yè)2.0”，其標(biāo)志是電動(dòng)機(jī)和大規(guī)模生產(chǎn)線(xiàn)；第三次工業(yè)革命被稱(chēng)為“工業(yè)3.0”，其標(biāo)志是電子、信息技術(shù)和高度自動(dòng)化生產(chǎn)；第四次工業(yè)革命被稱(chēng)為“工業(yè)4.0”，其標(biāo)志是信息物理融合系統(tǒng)(CPS)和智能化生產(chǎn)。簡(jiǎn)而言之，“工業(yè)1.0”是機(jī)械化時(shí)代，“工業(yè)2.0”是電氣化時(shí)代，“工業(yè)3.0”是信息化時(shí)代，“工業(yè)4.0”是智能化時(shí)代。
信息物理融合系統(tǒng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新階段。信息物理融合系統(tǒng)也稱(chēng)之為智能技術(shù)系統(tǒng)，它不是獨(dú)立設(shè)備的集合，也不是單純的互聯(lián)網(wǎng)，而是由具備物理輸入輸出功能且可相互作用的元件組成的網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)原來(lái)只限于傳統(tǒng)意義上的計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在則是具備萬(wàn)維網(wǎng)接口的任意設(shè)備。信息物理融合系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字通信技術(shù)，主要包括傳感器、執(zhí)行器以及網(wǎng)絡(luò)化的智能組件技術(shù)。智能工廠(chǎng)就是把若干信息物理融合系統(tǒng)整合起來(lái)，形成更大的系統(tǒng)。
物與服務(wù)聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新階段。物與服務(wù)聯(lián)網(wǎng)，就是所有的產(chǎn)品和服務(wù)都配備一個(gè)IP地址，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議彼此聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)也和人聯(lián)網(wǎng)。物與服務(wù)的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)質(zhì)是基于數(shù)字技術(shù)的智能化服務(wù)。
機(jī)器對(duì)機(jī)器通信是指終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。機(jī)器與機(jī)器之間的通信在電纜和傳統(tǒng)電器中早就存在，在“工業(yè)4.0”中，主要是增加了由無(wú)線(xiàn)服務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議所建立的網(wǎng)絡(luò)。
根據(jù)德國(guó)《“工業(yè)4.0”白皮書(shū)》，實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容需要解決五個(gè)方面的問(wèn)題：價(jià)值創(chuàng)造網(wǎng)的水平整合，全生命周期內(nèi)工程學(xué)的一致性，垂直整合和網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)體系，新的工作基礎(chǔ)設(shè)施，跨領(lǐng)域技術(shù)。①
英國(guó)的“高值制造”。英國(guó)政府面向未來(lái)的戰(zhàn)略是“高值制造”?！案咧怠笔菑膬r(jià)值形態(tài)上說(shuō)的，“高值制造”就是高附加值的制造?！案咧抵圃臁笔且粓?chǎng)制造業(yè)的革命，它的產(chǎn)業(yè)形態(tài)是按需制造、分布式制造和產(chǎn)品服務(wù)化，它的技術(shù)形態(tài)是新興技術(shù)群、數(shù)據(jù)網(wǎng)和智能基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)英國(guó)政府科學(xué)辦公室前瞻水平掃描中心的定義：“這場(chǎng)革命由新技術(shù)、新方法和新材料驅(qū)動(dòng)，同時(shí)伴之以基于三維打印技術(shù)的本地化定制生產(chǎn)，走向產(chǎn)品加服務(wù)的商業(yè)模式——‘產(chǎn)品服務(wù)化’?！雹?/p>
“高值制造”戰(zhàn)略的主題是資源效率、制造工藝、材料集成、制造系統(tǒng)、企業(yè)模式。在主題之下，又分為若干新興技術(shù)群和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。新技術(shù)、新工具、新方法、新材料使制造形態(tài)和商業(yè)模式發(fā)生變革。
數(shù)據(jù)網(wǎng)是第二次互聯(lián)網(wǎng)革命的主要內(nèi)容。互聯(lián)網(wǎng)是第一步，數(shù)據(jù)網(wǎng)是第二步。數(shù)據(jù)網(wǎng)為數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)文本添加結(jié)構(gòu)和意義，基于通用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)、物體的互聯(lián)，同時(shí)把互聯(lián)網(wǎng)分成專(zhuān)屬的“網(wǎng)絡(luò)分區(qū)”，從而改變網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值。
智能基礎(chǔ)設(shè)施與互聯(lián)網(wǎng)革命密切相關(guān)?；ヂ?lián)網(wǎng)是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施特別是固定電話(huà)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，而互聯(lián)網(wǎng)的革命將深刻改變基礎(chǔ)設(shè)施，不僅是數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施，還包括數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和電力供應(yīng)，主要是智能電網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)的推廣和應(yīng)用，以及對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的“拆拼再利用”。
美國(guó)的“先進(jìn)制造”。美國(guó)面向未來(lái)的戰(zhàn)略是高端制造。根據(jù)美國(guó)科技顧問(wèn)委員會(huì)的定義，“先進(jìn)制造系指一組活動(dòng)，它們依賴(lài)于信息、自動(dòng)化、計(jì)算、軟件、傳感和網(wǎng)絡(luò)等的采用與協(xié)調(diào)，并運(yùn)用物理學(xué)和生物學(xué)開(kāi)發(fā)的前沿材料和新興能力，例如納米技術(shù)、化學(xué)和生物學(xué)。它既包括以新穎方式來(lái)生產(chǎn)已經(jīng)有的產(chǎn)品，也包括制造基于新興前沿技術(shù)的新產(chǎn)品”。③簡(jiǎn)言之，“先進(jìn)制造”是指采用信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并利用新材料等新興技術(shù)生產(chǎn)新產(chǎn)品的系列活動(dòng)。
“先進(jìn)制造”與數(shù)字革命相聯(lián)系。美國(guó)工程院認(rèn)為當(dāng)前正在發(fā)生的數(shù)字革命有三個(gè)特征：計(jì)算能力的持續(xù)增長(zhǎng)，通信和分析能力快速提高，機(jī)器人技術(shù)和控制系統(tǒng)的進(jìn)步。數(shù)字革命使高速計(jì)算機(jī)、先進(jìn)傳感技術(shù)和先進(jìn)材料不斷進(jìn)入生產(chǎn)過(guò)程，這必將變革價(jià)值創(chuàng)造方式和就業(yè)格局，極大地提高生產(chǎn)率。美國(guó)信息技術(shù)與創(chuàng)新基金會(huì)建議支持“數(shù)字驅(qū)動(dòng)型創(chuàng)新”，包括數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、處理、分析、使用和傳播等技術(shù)研發(fā)。
據(jù)中國(guó)專(zhuān)家的實(shí)地調(diào)研，美國(guó)正在進(jìn)入“新硬件”時(shí)代?！靶掠布r(shí)代，是以美國(guó)強(qiáng)大的軟件技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，由極客和創(chuàng)客為主要參與群體，以硬件為表現(xiàn)形式的一種新產(chǎn)業(yè)形態(tài)。這里說(shuō)的新硬件，不是主板、顯示器、鍵盤(pán)這些計(jì)算機(jī)硬件，而是指一切物理上存在的，在過(guò)去的生產(chǎn)和生活中聞所未聞、見(jiàn)所未見(jiàn)的人造事物。”
上述智能制造的三種版本，“工業(yè)4.0”最優(yōu)。各個(gè)版本雖然表述、重點(diǎn)有所不同，但我們由此可以得出三點(diǎn)基本結(jié)論：
第一，人類(lèi)正在發(fā)生產(chǎn)業(yè)革命，這場(chǎng)革命不是把互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)單應(yīng)用到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，而是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)三位一體的革命，智能制造是這場(chǎng)革命的典型表現(xiàn)。
第二，此次產(chǎn)業(yè)革命的根本特征是智能化，即原子世界與比特世界全面融合，人與人、人與物、人與服務(wù)、物與物、物與服務(wù)全面鏈接，基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)過(guò)程和價(jià)值構(gòu)成重新整合。
第三，數(shù)字技術(shù)是智能化的使能技術(shù)(或關(guān)鍵技術(shù))。數(shù)字技術(shù)使云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用、智能工廠(chǎng)、機(jī)器人、增材制造和軟件設(shè)計(jì)等眾多新技術(shù)成為可能，而眾多新技術(shù)的突破又反過(guò)來(lái)為進(jìn)一步數(shù)字化提供物理和生物基礎(chǔ)。
智能制造與新產(chǎn)業(yè)革命
一段時(shí)間以來(lái)，智能制造成為熱詞，但同時(shí)也在很大程度上被簡(jiǎn)單化。很多人以為只要把互聯(lián)網(wǎng)引入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，智能制造就實(shí)現(xiàn)了。這是從傳統(tǒng)發(fā)展方式理解的智能制造，而不是從新產(chǎn)業(yè)革命的意義上理解的智能制造。作為新產(chǎn)業(yè)革命的主要部分，智能制造不是偶然的、孤立的，而是與新產(chǎn)業(yè)革命的三個(gè)要件不可分割的。這三個(gè)要件，也可以說(shuō)是智能制造的三大支柱，就是勞動(dòng)力知識(shí)密集化、勞動(dòng)工具數(shù)字化、勞動(dòng)對(duì)象服務(wù)化。
勞動(dòng)力知識(shí)密集化。所謂勞動(dòng)力知識(shí)密集化，是指勞動(dòng)力不僅接受過(guò)專(zhuān)業(yè)教育，而且還具有即時(shí)學(xué)習(xí)的能力，從而使專(zhuān)業(yè)知識(shí)交叉融合、知識(shí)與操作交叉融合。
在傳統(tǒng)工業(yè)化的發(fā)展方式中，研發(fā)、設(shè)計(jì)、銷(xiāo)售、服務(wù)等知識(shí)密集環(huán)節(jié)與制造環(huán)節(jié)相對(duì)分離，學(xué)科之間、理論與實(shí)操之間線(xiàn)性接續(xù)，互不交叉，因而需要的是專(zhuān)業(yè)型的員工。智能制造產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)欠蔷€(xiàn)性的、矩陣式的，各個(gè)環(huán)節(jié)平行運(yùn)行、交互作用、協(xié)同優(yōu)化，生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性增強(qiáng)；由于分布式制造和產(chǎn)品服務(wù)化，產(chǎn)業(yè)鏈已不僅限于企業(yè)內(nèi)部，而是跨企業(yè)、跨地域的。這就要求勞動(dòng)力既要具有專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)又要有跨學(xué)科知識(shí)；既要有理論知識(shí)，又要有實(shí)際操作能力。跨學(xué)科、跨專(zhuān)業(yè)、跨領(lǐng)域的復(fù)合型、主動(dòng)型人才成為主要需求。這種新型的勞動(dòng)力既是設(shè)計(jì)者、研發(fā)者，又是協(xié)調(diào)者、操作者；既懂軟件和硬件技術(shù)，又懂機(jī)械和制造技術(shù)。與自動(dòng)化相適應(yīng)的是專(zhuān)業(yè)化的人才，與智能化相適應(yīng)的是復(fù)合型人才和能力型人才。
需要說(shuō)明的是，智能制造并不取消專(zhuān)業(yè)性，而是在專(zhuān)業(yè)性的基礎(chǔ)上要求全面性，能夠融會(huì)貫通，理解全局。這種全面性之所以可能，是由于互聯(lián)網(wǎng)使海量知識(shí)資源能夠即時(shí)共享，只要愿意，人們可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)獲取所需的知識(shí)。E學(xué)習(xí)、APP學(xué)習(xí)、微信學(xué)習(xí)、游戲?qū)W習(xí)等新型學(xué)習(xí)、教育方式，為勞動(dòng)力知識(shí)密集化提供了新的途徑和機(jī)遇，據(jù)《歐洲產(chǎn)業(yè)和企業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型》報(bào)告，E學(xué)習(xí)市場(chǎng)在未來(lái)十年間將增加15倍，占全部教育市場(chǎng)的30%。
勞動(dòng)力知識(shí)密集化在就業(yè)結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)明顯。據(jù)美國(guó)布魯金斯學(xué)會(huì)的一份報(bào)告，美國(guó)高端產(chǎn)業(yè)雇傭了全美80%的工程師。美國(guó)由“從事科學(xué)和工程學(xué)、建筑與設(shè)計(jì)、教育、藝術(shù)、音樂(lè)和娛樂(lè)的人們”構(gòu)成的“創(chuàng)意階層人士”，2000年已經(jīng)占到就業(yè)人口的近1/3，歐洲平均也在25%～30%。美國(guó)創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的薪酬占到全美所有產(chǎn)業(yè)薪酬的將近一半，相當(dāng)于制造業(yè)和服務(wù)薪酬的總和。⑤2011年，勞動(dòng)年齡人口受過(guò)高等教育的人口比例，美國(guó)為61%，俄羅斯為54%，日本為41%?？梢哉f(shuō)，科學(xué)家、工程師等專(zhuān)業(yè)人員在就業(yè)結(jié)構(gòu)中已經(jīng)居于主導(dǎo)地位。
生產(chǎn)工具數(shù)字化。所謂生產(chǎn)工具的數(shù)字化，是指數(shù)字程序控制的生產(chǎn)工具和生產(chǎn)工具的虛擬化，以及生產(chǎn)工具與虛擬生產(chǎn)工具之間的交互結(jié)構(gòu)。例如，數(shù)控機(jī)床就是生產(chǎn)工具由數(shù)字程序控制；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)(CAD)就是生產(chǎn)工具的虛擬化。
工業(yè)文明的生產(chǎn)工具是大機(jī)器，而且是自動(dòng)化的機(jī)器，生產(chǎn)裝置在無(wú)人干預(yù)的情況下自動(dòng)運(yùn)行，從而把人從繁重的體力勞動(dòng)和有害的環(huán)境中解放出來(lái)。
這種情況在新產(chǎn)業(yè)革命中改變了。按照IBM工業(yè)研究院哈德·鮑姆的觀(guān)點(diǎn)，智能制造或第四次工業(yè)革命的基礎(chǔ)是五種技術(shù)創(chuàng)新，即移動(dòng)計(jì)算技術(shù)、社會(huì)化媒體技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、分析和優(yōu)化技術(shù)。它們相互影響，從根本上改變了增值、商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，也改變了生產(chǎn)工具的形態(tài)。機(jī)器裝備等勞動(dòng)工具普遍使用信息技術(shù)、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成信息物理融合系統(tǒng)，包括高端數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)等。數(shù)字化工具在生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)和生活的全部過(guò)程，實(shí)時(shí)感知、分析、處理和控制，相互交流并與周?chē)h(huán)境交流，自動(dòng)更改配置并存儲(chǔ)信息，分布式地自我組織，提供和執(zhí)行全流程最優(yōu)化方案。
生產(chǎn)工具的數(shù)字化使軟件具有了戰(zhàn)略意義，軟件的研發(fā)成本也占據(jù)了重要份額。西門(mén)子公司軟件研發(fā)的支出占了整個(gè)集團(tuán)研發(fā)預(yù)算的大約40%，達(dá)到了40億歐元。據(jù)國(guó)外專(zhuān)家估計(jì)，當(dāng)前純工業(yè)軟件的世界市場(chǎng)份額已達(dá)180億歐元，預(yù)測(cè)未來(lái)每年還將上升8%；工業(yè)型軟件在有關(guān)物流、安全和能源管理領(lǐng)域的額度已超過(guò)1000億歐元。⑥
生產(chǎn)工具的數(shù)字化也使生態(tài)文明成為可能。數(shù)字化使技術(shù)體系能夠通過(guò)提高單位資源效率的方法來(lái)增加產(chǎn)品總量，在生產(chǎn)、分配、交換和消費(fèi)等全部經(jīng)濟(jì)、社會(huì)過(guò)程中減少資源消耗和廢物產(chǎn)生，對(duì)廢物進(jìn)行資源化和再利用，把物質(zhì)消耗和環(huán)境污染維持在自然界自我修復(fù)能力的范圍以?xún)?nèi)。
勞動(dòng)對(duì)象服務(wù)化。所謂勞動(dòng)對(duì)象的服務(wù)化，是指勞動(dòng)對(duì)象特別是勞動(dòng)產(chǎn)品從物質(zhì)單體變成從物質(zhì)單體誕生直至回收的系統(tǒng)，而服務(wù)是該系統(tǒng)的主要部分。
工業(yè)化發(fā)展方式中的勞動(dòng)對(duì)象，從動(dòng)力上看，是大規(guī)模的化石能源特別是石油、天然氣和煤炭；從原材料上看，是大規(guī)模的鋼鐵、水泥等礦物質(zhì)材料；從最終產(chǎn)品上看，是大規(guī)模的實(shí)物商品，所有產(chǎn)品都是物質(zhì)實(shí)體，從研發(fā)、設(shè)計(jì)開(kāi)始，在制造終端完成。
而在新產(chǎn)業(yè)革命中，產(chǎn)品變成與服務(wù)一體化的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)包括實(shí)體產(chǎn)品，以及圍繞實(shí)體產(chǎn)品的服務(wù)。據(jù)陜汽公司提供的數(shù)據(jù)，目前平均一輛卡車(chē)的售價(jià)為30萬(wàn)元人民幣，但卡車(chē)使用以后產(chǎn)生的成本是500萬(wàn)，在卡車(chē)整個(gè)生命周期內(nèi)，服務(wù)的價(jià)值占絕大部分。所謂整個(gè)產(chǎn)品生命周期，是指產(chǎn)品系統(tǒng)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)制造、售后，直至回收再制造的全過(guò)程。
產(chǎn)品系統(tǒng)中的服務(wù)，主要包括單體產(chǎn)品服務(wù)——產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后服務(wù)等，以及單體產(chǎn)品衍生服務(wù)——服務(wù)是主體，單體產(chǎn)品是載體或工具，還包括無(wú)產(chǎn)品服務(wù)——與單體產(chǎn)品無(wú)關(guān)、但經(jīng)濟(jì)上有關(guān)的結(jié)構(gòu)。其中單體產(chǎn)品服務(wù)是最核心的服務(wù)，產(chǎn)前服務(wù)是指產(chǎn)品的研發(fā)和設(shè)計(jì)，這是一個(gè)以產(chǎn)品為核心，制造商、供應(yīng)商、用戶(hù)、創(chuàng)新者、投資者等利益相關(guān)者參加的設(shè)計(jì)、研發(fā)圈；產(chǎn)中服務(wù)主要是廠(chǎng)內(nèi)和社會(huì)的相關(guān)生產(chǎn)；產(chǎn)后服務(wù)則是從產(chǎn)品誕生直到實(shí)體產(chǎn)品消失為止的服務(wù)“長(zhǎng)尾”。據(jù)麥肯錫全球研究院的一份報(bào)告，發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體制造業(yè)服務(wù)類(lèi)投入占到制造業(yè)產(chǎn)出的20%～25%，制造業(yè)崗位中30%～55%具有服務(wù)性職能，若加上外包服務(wù)，美國(guó)制造業(yè)服務(wù)類(lèi)崗位已超過(guò)生產(chǎn)類(lèi)崗位。據(jù)筆者實(shí)地調(diào)研，2014年，中國(guó)智能制造走在前列的陜西汽車(chē)股份公司，利潤(rùn)的44%來(lái)自于產(chǎn)品服務(wù)。2005年世界著名傳統(tǒng)制造公司利潤(rùn)的50%以上來(lái)源于服務(wù)活動(dòng)，全球500強(qiáng)企業(yè)中56%的公司從事服務(wù)業(yè)。而且制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)，越來(lái)越依靠金融、電信、物流等服務(wù)性企業(yè)，據(jù)美國(guó)布魯金斯學(xué)會(huì)的一份研究報(bào)告，美國(guó)高端產(chǎn)業(yè)每個(gè)工人每年從其他商業(yè)服務(wù)中采購(gòu)23.6萬(wàn)美元的商品和服務(wù)，而其他產(chǎn)業(yè)的采購(gòu)僅為6.7萬(wàn)美元。
智能制造與中國(guó)機(jī)會(huì)
以智能制造為重要內(nèi)容的產(chǎn)業(yè)革命，向包括中國(guó)在內(nèi)的所有國(guó)家都敞開(kāi)了窗口。同時(shí)，向中國(guó)敞開(kāi)的還有另外兩個(gè)窗口，一個(gè)是巨大的經(jīng)濟(jì)存量的轉(zhuǎn)型，另一個(gè)是工業(yè)化和城市化中后期帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)增量。如果說(shuō)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度換擋期、結(jié)構(gòu)調(diào)整陣痛期與前期刺激性政策消化期在同一時(shí)間重合出現(xiàn)，是老的三期疊加，那么，新產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)生期、新發(fā)展方式的形成期、全面小康社會(huì)的建成期同時(shí)重合出現(xiàn)，則是新的三期疊加。如果說(shuō)老三期疊加困難不少，那么新三期疊加則是機(jī)遇大于挑戰(zhàn)。
新發(fā)展方式形成期提供的第二窗口。新發(fā)展方式形成期的機(jī)遇首先是大規(guī)模實(shí)體經(jīng)濟(jì)提供的載體空間。我國(guó)具有世界最大規(guī)模的實(shí)體經(jīng)濟(jì)，面臨轉(zhuǎn)變發(fā)展方式。物質(zhì)消耗和環(huán)境容量已經(jīng)走到臨界區(qū)域；低端外部需求已經(jīng)接近極限；單純以廉價(jià)勞動(dòng)力、廉價(jià)商品和薄利多銷(xiāo)為內(nèi)容的向下競(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)走到盡頭，加速形成新的發(fā)展方式上升為剛性需求。巨大的經(jīng)濟(jì)存量要求經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式必須從以物質(zhì)資源投入為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀肆椭R(shí)資源投入為主，即用無(wú)形資本替代有形資本，真正轉(zhuǎn)型為一個(gè)知識(shí)型、創(chuàng)新型、服務(wù)型的經(jīng)濟(jì)體，實(shí)現(xiàn)智能型增長(zhǎng)。
其次是大規(guī)模城市化提供的增量空間。2014年我國(guó)城市化率已經(jīng)超過(guò)54%。如果按照每年轉(zhuǎn)移1000萬(wàn)農(nóng)村勞動(dòng)力的速度計(jì)算，10年后還會(huì)有1億人口城市化。城市化必然引起經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和經(jīng)濟(jì)總量的巨大增長(zhǎng)，也必然引起我國(guó)消費(fèi)規(guī)模的巨大增長(zhǎng)和消費(fèi)水平的大規(guī)模升級(jí)，相應(yīng)地也將對(duì)智能制造產(chǎn)生巨大需求。我國(guó)的城市化是在發(fā)達(dá)國(guó)家城市化完成以后開(kāi)始的，又是人類(lèi)歷史上最大規(guī)模的城市化，有條件不重復(fù)、也不應(yīng)該重復(fù)先發(fā)國(guó)家傳統(tǒng)城市化的老路，即先污染后治理、先粗放后集約、先發(fā)展后轉(zhuǎn)移的道路，而必須一開(kāi)始就以智能制造、生態(tài)經(jīng)濟(jì)支撐。
全面小康社會(huì)建成期提供的第三窗口。我國(guó)已經(jīng)度過(guò)了溫飽階段，實(shí)現(xiàn)了整體小康，正在建設(shè)全面小康。2012年的統(tǒng)計(jì)公報(bào)反映，城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民消費(fèi)的恩格爾系數(shù)都在下降，而且兩個(gè)數(shù)值越來(lái)越接近。從經(jīng)濟(jì)規(guī)律來(lái)看，在溫飽問(wèn)題尚未解決的階段，人們的需求主要集中在生活資料領(lǐng)域，生產(chǎn)和消費(fèi)水平比較粗放；而在溫飽問(wèn)題解決以后，人們的物質(zhì)消費(fèi)不僅有較大的增長(zhǎng)，而且會(huì)出現(xiàn)重大的升級(jí)，同時(shí)人們的非物質(zhì)性消費(fèi)也大幅度增長(zhǎng)、升級(jí)。這就為智能制造、高端服務(wù)開(kāi)辟了新的領(lǐng)先市場(chǎng)。
新三期疊加放大了智能制造的機(jī)會(huì)窗口。有一種觀(guān)點(diǎn)，認(rèn)為我國(guó)制造業(yè)整體水平處于中低端，發(fā)展很不平衡，存在大量“工業(yè)2.0”產(chǎn)業(yè)，因此，中國(guó)智能制造只能分兩路走。一路是大多數(shù)弱勢(shì)產(chǎn)業(yè)，必須循序漸進(jìn)，從“工業(yè)2.0”上升到“工業(yè)3.0”，然后到“工業(yè)4.0”；另一路，是少數(shù)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，有可能直接從“工業(yè)3.0”進(jìn)入“工業(yè)4.0”。
除了上述兩路大軍以外，還有一路大軍，他們已經(jīng)處于智能制造階段，雖然水平不一定是世界最高的。如華為、中興、陜汽、海爾，等等，他們是我國(guó)智能制造的第一方陣。
處于“工業(yè)2.0”階段的產(chǎn)業(yè)，以及城市化形成的增量產(chǎn)業(yè)，不一定按部就班地從“工業(yè)2.0”到“工業(yè)3.0”再到“工業(yè)4.0”，雖然也有這種可能性。由于新三期疊加，放大了智能制造的機(jī)會(huì)窗口，出現(xiàn)了“畢其功于一役”的現(xiàn)實(shí)可能性，即三路大軍幾乎同時(shí)進(jìn)入智能制造階段。我們既要看到老的三期疊加，同時(shí)又要看到新的三期疊加，而且我國(guó)經(jīng)過(guò)30多年的高速發(fā)展，已經(jīng)處于新的歷史起點(diǎn)：整體上已經(jīng)渡過(guò)溫飽階段，進(jìn)入工業(yè)化和城市化的中后期，科教興國(guó)和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略帶來(lái)的科技人力資源紅利正在顯現(xiàn)，只要戰(zhàn)略選擇得當(dāng)，經(jīng)過(guò)扎實(shí)工作，三路大軍完全可以平行實(shí)現(xiàn)智能制造。
智能制造的中國(guó)戰(zhàn)略
新三期疊加的窗口已經(jīng)打開(kāi)，必須采取必要的戰(zhàn)略，為智能制造準(zhǔn)備充分而必要的條件，否則也可能喪失機(jī)遇。
人力資源超增長(zhǎng)戰(zhàn)略。人力資源超增長(zhǎng)戰(zhàn)略，就是在從2016年到2025年10年左右的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)投入和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，急速使我國(guó)新增勞動(dòng)人口普及高中階段教育，55%達(dá)到大專(zhuān)及大專(zhuān)以上文化程度。
如果持續(xù)使新增勞動(dòng)人口的55%達(dá)到大專(zhuān)及以上文化程度，就要求高等教育入學(xué)率，即在校大學(xué)生占該年齡段人口的比例，必須達(dá)到55%。國(guó)際上通常認(rèn)為，高等教育大眾化階段的毛入學(xué)率在15%～50%，普及化階段的毛入學(xué)率在50%以上。高等教育毛入學(xué)率超過(guò)50%的國(guó)家，全球有54個(gè)；⑦經(jīng)合組織國(guó)家高等教育毛入學(xué)率為55%。
人力資源超增長(zhǎng)戰(zhàn)略具有現(xiàn)實(shí)可能性。一是由于新增勞動(dòng)人口的減少，中國(guó)勞動(dòng)適齡人口已經(jīng)處于一個(gè)加速減少的時(shí)期。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，中國(guó)勞動(dòng)適齡人口在2015年達(dá)到峰值，此后將開(kāi)始減少，2020年后減少甚至?xí)铀?。?shí)際上，從2012年開(kāi)始，我國(guó)勞動(dòng)適齡人口已經(jīng)連續(xù)3年減少，分別減少了345萬(wàn)、244萬(wàn)、371萬(wàn)。新增勞動(dòng)人口的減少是個(gè)劣勢(shì)，但又是個(gè)優(yōu)勢(shì)，即縮小了受教育人口的基數(shù)。二是我國(guó)具有適當(dāng)擴(kuò)大教育規(guī)模的公共財(cái)力和社會(huì)資本。新增勞動(dòng)人口的減少和教育規(guī)模的適度擴(kuò)大，使較大幅度提升入學(xué)率成為可能。
2013年我國(guó)高中階段教育毛入學(xué)率為86.0%。十一五期間，高中階段教育毛入學(xué)率平均每年增加近6個(gè)百分點(diǎn)，十二五前三年增速放緩，每年增加1個(gè)百分點(diǎn)強(qiáng)。根據(jù)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010～2020年)》，2020年高中階段教育毛入學(xué)率達(dá)到90%，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)努力工作，每年增加2個(gè)百分點(diǎn)，到2025年普及高中階段教育是可以做到的。
2013年，中國(guó)高等教育毛入學(xué)率達(dá)到34.5%，與全球平均水平(2012年為32%)⑧相當(dāng)。從2014年開(kāi)始，全國(guó)本專(zhuān)科招生總規(guī)模已達(dá)到當(dāng)年年滿(mǎn)18歲人口的46%。如果全國(guó)本專(zhuān)科招生人數(shù)每年保持在700萬(wàn)，那么到2020年，全國(guó)本專(zhuān)科招生總規(guī)模占當(dāng)年年滿(mǎn)18歲人口的比例將超過(guò)55%，當(dāng)年的高等教育毛入學(xué)率也將超過(guò)50%。十二五前三年高等教育毛入學(xué)率平均每年增加近3個(gè)百分點(diǎn)。2020年以后，若使高等教育毛入學(xué)率每年增加1個(gè)百分點(diǎn)，到2025年中國(guó)高等教育毛入學(xué)率可以達(dá)到55%。
人力資源超增長(zhǎng)具有重大戰(zhàn)略意義，不僅可以使我國(guó)獲得自主創(chuàng)新所需的人力和社會(huì)基礎(chǔ)，而且還能夠使這種基礎(chǔ)從此長(zhǎng)期延續(xù)。當(dāng)新增勞動(dòng)力資源50%受到大專(zhuān)以上教育以后，即使全社會(huì)勞動(dòng)力走出減少期、再度進(jìn)入增長(zhǎng)期，新增勞動(dòng)力受教育水平仍將保持在50%以上的高位水平，不會(huì)降低。這種社會(huì)遺傳機(jī)制，是人類(lèi)文明進(jìn)步規(guī)律之一。
實(shí)施人力資源超增長(zhǎng)戰(zhàn)略的主要政策包括：
第一，實(shí)行中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校義務(wù)教育。凡中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校教育一律免費(fèi)，爭(zhēng)取在較短的時(shí)間內(nèi)，實(shí)行12年義務(wù)教育。
第二，發(fā)展多層次應(yīng)用型大學(xué)。除211等高校按研究型大學(xué)重點(diǎn)支持外，其他普通高校和大量高職高專(zhuān)院校都應(yīng)向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)變。吸引社會(huì)資金特別是企業(yè)參加興辦多種所有制的高等職業(yè)和高等專(zhuān)業(yè)技術(shù)學(xué)校。應(yīng)用型大學(xué)對(duì)人才的培養(yǎng)和科研活動(dòng)經(jīng)費(fèi)少部分來(lái)自財(cái)政撥款，絕大部分是市場(chǎng)化的，根據(jù)企業(yè)訂單培養(yǎng)人才，根據(jù)企業(yè)合同開(kāi)展設(shè)計(jì)、研發(fā)等創(chuàng)新服務(wù)。
第三，建立全民即時(shí)學(xué)習(xí)平臺(tái)。依托國(guó)家開(kāi)放大學(xué)(中央廣播電視大學(xué))，整合大學(xué)、中學(xué)、小學(xué)和職業(yè)教育優(yōu)質(zhì)資源，建立全民素質(zhì)教育平臺(tái)，普遍開(kāi)展學(xué)歷和非學(xué)歷的自學(xué)教育，隨時(shí)隨地向全體公民開(kāi)放，三網(wǎng)融合，免費(fèi)學(xué)習(xí)，知識(shí)共享，最大限度增強(qiáng)科學(xué)文化的正外部性，使一切有學(xué)習(xí)意愿的人，特別是廣大農(nóng)民、工人、戰(zhàn)士、老少邊窮地區(qū)人民、低收入人群能夠與條件優(yōu)越的人群一樣擁有優(yōu)質(zhì)教育機(jī)會(huì)。
第四，建立復(fù)合型人才教育模式。中學(xué)教育廢除文理分科，大學(xué)教育、科研、實(shí)習(xí)采取矩陣模式，學(xué)生可以跨專(zhuān)業(yè)、跨學(xué)科選課，也可以跨院系參加科研項(xiàng)目，跨領(lǐng)域參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和綜合解決問(wèn)題的能力。鼓勵(lì)大學(xué)依托企業(yè)建立教學(xué)、科研、實(shí)習(xí)基地，企業(yè)依托大學(xué)建立人才培養(yǎng)基地。社會(huì)教育、職業(yè)教育學(xué)用結(jié)合，以用為主，為制造業(yè)源源不斷地輸送適用人才。
輕資產(chǎn)優(yōu)先增長(zhǎng)戰(zhàn)略。輕資產(chǎn)優(yōu)先增長(zhǎng)戰(zhàn)略，就是把知識(shí)性、技術(shù)性資產(chǎn)置于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首位，優(yōu)先投資，優(yōu)先形成生產(chǎn)能力，優(yōu)先市場(chǎng)準(zhǔn)入，使創(chuàng)新型企業(yè)在設(shè)計(jì)、研發(fā)、專(zhuān)利、版權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)、品牌、培訓(xùn)、服務(wù)等方面的輕資產(chǎn)投資超過(guò)設(shè)備、材料等重資產(chǎn)投資。
輕資產(chǎn)優(yōu)先增長(zhǎng)，是國(guó)際經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的基本趨勢(shì)。在制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中，重資產(chǎn)已經(jīng)下沉到低端，而輕資產(chǎn)則上升到高端，而且以輕資產(chǎn)為核心的無(wú)形資產(chǎn)投資占比超過(guò)有形資產(chǎn)。據(jù)美國(guó)《科學(xué)與工程指標(biāo)2014》顯示，知識(shí)與技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)占GDP的比例，美國(guó)高達(dá)40%，歐盟、加拿大、日本和韓國(guó)等主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體為30%左右，而我國(guó)僅為20%左右。據(jù)英國(guó)學(xué)者的一份研究報(bào)告，2007年，英國(guó)私營(yíng)部門(mén)無(wú)形資本投資為1330億英鎊，而有形資本投資為950億英鎊，無(wú)形資本投資占比58%，物質(zhì)資本投資占比42%，前者高出16個(gè)百分點(diǎn)。2000年至2007年，英國(guó)私人部門(mén)生產(chǎn)率增長(zhǎng)的2/3來(lái)源于無(wú)形資本投入。
我國(guó)具有輕資產(chǎn)優(yōu)先增長(zhǎng)的知識(shí)和技術(shù)資源?？萍既肆Y源總量已經(jīng)超過(guò)7000萬(wàn)，世界第一；年研究與試驗(yàn)發(fā)展(R&D)經(jīng)費(fèi)支出超過(guò)13000億人民幣，居世界第二；高等學(xué)校2500多個(gè)，科研機(jī)構(gòu)3600多個(gè)，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)30000多個(gè)；2014年受理發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)92.8件，連續(xù)4年位居世界首位；PCT專(zhuān)利申請(qǐng)量增長(zhǎng)強(qiáng)勁，位居世界第三，占全球總量的11.9%；2004年至2014年(截至2014年9月)我國(guó)科技人員共發(fā)表國(guó)際論文136.98萬(wàn)篇，位居世界第2位。
我國(guó)已經(jīng)具有充裕的公共財(cái)力和社會(huì)資本。經(jīng)濟(jì)總量位居世界第二，2014年財(cái)政收入11140億元，外匯儲(chǔ)備38430億美元；24個(gè)省市的地方總產(chǎn)值過(guò)萬(wàn)億。此外，還有龐大的民間資本。
實(shí)施輕資產(chǎn)優(yōu)先增長(zhǎng)戰(zhàn)略的主要政策包括：
第一，發(fā)展技術(shù)密集型、知識(shí)密集型的制造業(yè)。圍繞新產(chǎn)業(yè)革命開(kāi)展國(guó)家計(jì)劃項(xiàng)目、地方計(jì)劃項(xiàng)目布局，特別是開(kāi)展科研體系、科技人才和基礎(chǔ)設(shè)施的布局，引導(dǎo)企業(yè)、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)和其他社會(huì)力量，積極投入輕資產(chǎn)，把科技要素轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)性、創(chuàng)新性資產(chǎn)。
在保證研發(fā)投入穩(wěn)定增長(zhǎng)的同時(shí)，大力激發(fā)全社會(huì)非研發(fā)的創(chuàng)新投入，包括創(chuàng)意設(shè)計(jì)、技術(shù)轉(zhuǎn)移、技術(shù)改造、知識(shí)服務(wù)、人員培訓(xùn)、品牌開(kāi)發(fā)、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等方面的投入。特別是鼓勵(lì)制造與服務(wù)的融合，支持按需制造、分布式制造、產(chǎn)品服務(wù)化等方面的技術(shù)創(chuàng)新，支持基于知識(shí)的管理模式、商業(yè)模式創(chuàng)新。
第二，發(fā)展知識(shí)密集型服務(wù)業(yè)特別是創(chuàng)新服務(wù)業(yè)。所謂知識(shí)密集型服務(wù)業(yè)，就是通過(guò)服務(wù)的科技化和科技的服務(wù)化而形成的服務(wù)業(yè)，包括金融服務(wù)業(yè)、信息服務(wù)業(yè)、電子商務(wù)服務(wù)業(yè)等。其中創(chuàng)新服務(wù)業(yè)是知識(shí)最為密集的服務(wù)業(yè)，包括設(shè)計(jì)研發(fā)服務(wù)業(yè)、技術(shù)轉(zhuǎn)移服務(wù)(轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化、孵化)業(yè)、技術(shù)改造服務(wù)(節(jié)能、環(huán)保、信息化等)業(yè)、知識(shí)服務(wù)(云計(jì)算、檢驗(yàn)檢測(cè)、質(zhì)量認(rèn)證、戰(zhàn)略咨詢(xún)等)業(yè)等。
創(chuàng)新服務(wù)業(yè)無(wú)論是內(nèi)資外資、國(guó)有民營(yíng)，都是低投入、低消耗、低排放和高技術(shù)、高效益的行業(yè)，可以吸收大量的科技人力資源就業(yè)，具有強(qiáng)大的輻射帶動(dòng)作用。大量的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、中小企業(yè)、本土企業(yè)以及落后地區(qū)的產(chǎn)業(yè)，技術(shù)落后、生產(chǎn)粗放，是轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式的短板，而且在這些領(lǐng)域市場(chǎng)往往失靈，特別需要?jiǎng)?chuàng)新服務(wù)業(yè)提供支持。
第三，以知識(shí)和技術(shù)密集產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)城市化。城市化必須注意轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，避免走產(chǎn)業(yè)外延擴(kuò)張、城市集中建設(shè)的老路。城市化每走一步，綠色產(chǎn)業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)就擴(kuò)大一步，步步為營(yíng)，扎實(shí)推進(jìn)。發(fā)展以生物資源為原料、生態(tài)化生產(chǎn)為特征的綠色產(chǎn)業(yè)，包括生態(tài)農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)、生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)；發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，包括生產(chǎn)質(zhì)能、太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)等；發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，在企業(yè)內(nèi)部各生產(chǎn)單元之間、上下游企業(yè)之間、園區(qū)關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)之間建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈；推廣使用新能源交通工具，興建新能源和節(jié)能環(huán)保住宅，推行垃圾分類(lèi)回收和低碳消費(fèi)模式，建設(shè)綠色社區(qū)。大力發(fā)展商業(yè)、旅游、養(yǎng)老等第三產(chǎn)業(yè)，形成持續(xù)的人流、物流、資金流和信息流。
政企合作的創(chuàng)新戰(zhàn)略。政企合作的創(chuàng)新戰(zhàn)略，或公私合作(PPP)創(chuàng)新戰(zhàn)略，就是以企業(yè)為主體，發(fā)揮政府與企業(yè)兩個(gè)積極性，項(xiàng)目來(lái)源于企業(yè)用戶(hù)的有效需求，公開(kāi)征集、公開(kāi)招標(biāo)；招標(biāo)成功后立項(xiàng)，政府與企業(yè)根據(jù)項(xiàng)目合同共同投資、共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、共享收益，共同完成國(guó)家也即企業(yè)的具體創(chuàng)新目標(biāo)。
政企合作之所以是重大創(chuàng)新戰(zhàn)略，是由我國(guó)的特殊國(guó)情決定的。我國(guó)的優(yōu)勢(shì)是政府動(dòng)員能力、組織能力、執(zhí)行能力強(qiáng)大，能夠集中力量辦大事，這是其他國(guó)家無(wú)法做到的；劣勢(shì)是企業(yè)主體能力不強(qiáng)，科技與經(jīng)濟(jì)脫節(jié)，很多科技成果不能應(yīng)用。政企合作能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短，放大我國(guó)的優(yōu)勢(shì)，克服我國(guó)的劣勢(shì)。在未來(lái)的發(fā)展中，要反對(duì)把政府與市場(chǎng)對(duì)立起來(lái)的機(jī)械論觀(guān)點(diǎn)，堅(jiān)持以企業(yè)為主體，政府與企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新。
政企合作模式在發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)踐已經(jīng)取得了成功經(jīng)驗(yàn)。由于政企合作模式提高了公共資金使用效率，有效化解和分散了創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)，增加了社會(huì)對(duì)創(chuàng)新的投資，既實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益最大化，又保證了企業(yè)和社會(huì)資本有利可圖，許多國(guó)家稱(chēng)之為公共項(xiàng)目管理的最佳模式。
傳統(tǒng)科技計(jì)劃項(xiàng)目的目標(biāo)是單維的技術(shù)目標(biāo)，而政企合作項(xiàng)目的目標(biāo)則是三維的工程目標(biāo)，涵蓋研發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)整個(gè)創(chuàng)新過(guò)程，既包括技術(shù)目標(biāo)，也包括產(chǎn)品性能、市場(chǎng)占有和行業(yè)能力等經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，以及綜合目標(biāo)和總體解決方案。傳統(tǒng)的科技計(jì)劃項(xiàng)目往往是科研導(dǎo)向，而政企合作項(xiàng)目則是企業(yè)用戶(hù)導(dǎo)向，項(xiàng)目則來(lái)源于企業(yè)用戶(hù)的具體需求，一開(kāi)始就在需求中研發(fā)，研發(fā)完成之日就是技術(shù)應(yīng)用之時(shí)，也是國(guó)家目標(biāo)實(shí)現(xiàn)之時(shí)。傳統(tǒng)科技計(jì)劃項(xiàng)目是政府投入、企業(yè)配套，而政企合作項(xiàng)目則是企業(yè)投入、政府配套，還有大量社會(huì)資本進(jìn)入，投入結(jié)構(gòu)多元化。傳統(tǒng)科技計(jì)劃項(xiàng)目重立項(xiàng)、輕結(jié)果，而政企合作項(xiàng)目則重視商業(yè)成功，共同投資、共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、共享收益。
實(shí)施政企合作創(chuàng)新戰(zhàn)略的主要政策包括：
第一，在科技創(chuàng)新類(lèi)計(jì)劃項(xiàng)目中實(shí)施。除基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目外，在重大專(zhuān)項(xiàng)、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、技術(shù)創(chuàng)新引導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)(基金)、基地和人才專(zhuān)項(xiàng)等各類(lèi)技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃中，如果項(xiàng)目數(shù)額較大，均應(yīng)采取政企合作模式。
第二，探索多種政企合作創(chuàng)新形式。對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)前技術(shù)(戰(zhàn)略前沿技術(shù))，政府與大中型企業(yè)合作。由政府根據(jù)國(guó)家需要征集技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上通過(guò)招標(biāo)、邀標(biāo)等方式，與某個(gè)大型企業(yè)，或分別與一些大型企業(yè)簽訂創(chuàng)新項(xiàng)目合同。對(duì)于關(guān)鍵共性技術(shù)，政府與企業(yè)伙伴合作。先由若干企業(yè)用戶(hù)按照共同需求，簽定協(xié)同創(chuàng)新合同，結(jié)成創(chuàng)新伙伴關(guān)系。政府根據(jù)國(guó)家需求向企業(yè)伙伴征集技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上通過(guò)招標(biāo)、邀標(biāo)等方式與這些企業(yè)伙伴總體簽訂項(xiàng)目合同。對(duì)于技術(shù)轉(zhuǎn)移，政府與轉(zhuǎn)移伙伴合作，先由中小企業(yè)與大學(xué)或研究機(jī)構(gòu)簽定研發(fā)、設(shè)計(jì)、許可等技術(shù)轉(zhuǎn)移合同，然后政府向轉(zhuǎn)移伙伴征集技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，通過(guò)入門(mén)遴選等方式與轉(zhuǎn)移伙伴簽訂項(xiàng)目合同。
概述制造業(yè)是國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈，而汽車(chē)制造又是戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，它包括了整車(chē)、各種零配件廠(chǎng)等生產(chǎn)商，也包括了各地經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)和銷(xiāo)售企業(yè)。近年來(lái)，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，原材料、生產(chǎn)、物流成本上漲、利潤(rùn)下降，以及國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的影響。因此，汽車(chē)企業(yè)可以運(yùn)用具有智能分析功能的商務(wù)智能系統(tǒng)，通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)快捷、及時(shí)地輸出各類(lèi)報(bào)告，預(yù)測(cè)未來(lái)的客戶(hù)需求和銷(xiāo)售趨勢(shì)，在宏觀(guān)上為企業(yè)管理人員提供決策依據(jù)。計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)發(fā)展到了今天，已經(jīng)開(kāi)始使用龐大的知識(shí)庫(kù)來(lái)有效地取代人類(lèi)器官或機(jī)構(gòu)的記憶方法，近些年來(lái)很多的專(zhuān)家決策系統(tǒng)在考慮一定規(guī)則的基礎(chǔ)上對(duì)人類(lèi)的診斷和經(jīng)驗(yàn)上的分析都能夠做出很好的判斷，甚至處于主導(dǎo)地位。這個(gè)系統(tǒng)可以很好地利用知識(shí)庫(kù)，并從中挖掘出我們想要的問(wèn)題答案、成功地尋找到其中的關(guān)聯(lián)性，并提取相應(yīng)的模式等。而實(shí)際上，這樣的專(zhuān)家系統(tǒng)已經(jīng)在很多領(lǐng)域都有了非常不錯(cuò)的應(yīng)用，幫助很多企業(yè)在很短的時(shí)間內(nèi)就做出相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度計(jì)劃、運(yùn)輸計(jì)劃等，非常有效率，而且可以大大地增加收益，并很好地控制企業(yè)的人力成本。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始起步。經(jīng)過(guò)二十年余年的努力已經(jīng)形成了一些具有競(jìng)爭(zhēng)力的工業(yè)機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)。先后研發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。近幾年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人及含工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品的年產(chǎn)銷(xiāo)額已突破十億元。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)年需求量在3000臺(tái)左右，年銷(xiāo)售額在20億元以上。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示中國(guó)市場(chǎng)上工業(yè)機(jī)器人總共擁有量近萬(wàn)臺(tái)，占全球總量的0.56%，其中完全國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)內(nèi)規(guī)模比較大的前三家工業(yè)機(jī)器人企業(yè)，行業(yè)集中度占30%左右。其余都是從日本、美國(guó)、瑞典、德國(guó)、意大利等20多個(gè)國(guó)家引進(jìn)的。國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人目前主要以國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用為主，年出口量為100臺(tái)左右，年出口額為0.2億以上。多年來(lái)我國(guó)汽車(chē)零部件生產(chǎn)一直是手工焊、專(zhuān)機(jī)焊占據(jù)焊接生產(chǎn)的主導(dǎo)地位、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境惡劣、焊接質(zhì)量不易保證，而且生產(chǎn)的柔性也很差，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代汽車(chē)生產(chǎn)的需要。
1.1搬運(yùn)機(jī)器人在汽車(chē)制造業(yè)中應(yīng)用
汽車(chē)橋箱類(lèi)零件具有精度高、加工工序多、形狀復(fù)雜、重量重的特點(diǎn)。為提高其加工精度及生產(chǎn)效率，各重型汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家紛紛采用數(shù)控加工中心來(lái)加工此類(lèi)零部件。而在使用數(shù)控加工中心加工工件時(shí)，要求工件在工作臺(tái)上具有非常高的定位精度，且需要保證每次上料的一致性。由于人工上料此類(lèi)的工件具有勞動(dòng)強(qiáng)度高、上料精度不好控制等缺點(diǎn)現(xiàn)在正逐步被工業(yè)機(jī)器人或?qū)C(jī)進(jìn)行上下料所取代。工業(yè)機(jī)器人具有重復(fù)定位精度高、可靠性高、生產(chǎn)柔性化、自動(dòng)化程度高等、突出的優(yōu)勢(shì)，與人工相比，能夠大幅度提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，與專(zhuān)機(jī)相比具有可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化、投資規(guī)模小等特點(diǎn)。機(jī)器人智能化自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)作為減速器殼體加工的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，雖然已經(jīng)在國(guó)內(nèi)重型汽車(chē)廠(chǎng)內(nèi)取得成功的應(yīng)用，但依然尚未普及。在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展的進(jìn)程中，重型載重汽車(chē)的生產(chǎn)能力及生產(chǎn)力水平亟待有一個(gè)質(zhì)的飛躍，而工業(yè)機(jī)器人即是提升生產(chǎn)力水平的強(qiáng)力推進(jìn)器。
1.2焊接機(jī)器人在汽車(chē)制造業(yè)中的應(yīng)用
汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展水平，代表了一個(gè)國(guó)家的綜合技術(shù)水平，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展將會(huì)帶動(dòng)其他行業(yè)的發(fā)展。各廠(chǎng)商為了在日漸激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，必須率先實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化。因此，今后除了如汽車(chē)、摩托車(chē)這樣的大批量生產(chǎn)行業(yè)。一些產(chǎn)品多樣化的企業(yè)，為了提高焊接質(zhì)量，也將會(huì)考慮使用焊接機(jī)器人，如鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)，與此同時(shí)，對(duì)焊接機(jī)器人的要求也必然會(huì)逐步提高，如說(shuō)對(duì)焊道的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的需求會(huì)逐步加大等。作為焊接機(jī)器人和焊接機(jī)的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家，OTC公司將繼續(xù)為提高中國(guó)的高速、高效、自動(dòng)化焊機(jī)做出自己的貢獻(xiàn)。對(duì)于在汽車(chē)工業(yè)中的點(diǎn)焊應(yīng)用來(lái)說(shuō)，目前已廣泛采用電驅(qū)動(dòng)的伺服焊槍。日本豐田公司已決定將這種技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)裝備其日本國(guó)內(nèi)和海外的所有點(diǎn)焊機(jī)器人。
1.3裝配機(jī)器人在汽車(chē)制造業(yè)中的應(yīng)用
在國(guó)內(nèi)外各大汽車(chē)公司裝配生產(chǎn)線(xiàn)上被廣泛采用的裝配機(jī)器人。一方面使汽車(chē)裝配自動(dòng)化水平大大提高，目前，國(guó)外某些大批量生產(chǎn)的轎車(chē)的裝配自動(dòng)化程度已達(dá)50%~65%。另一方面，有效地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了裝配質(zhì)量并明顯地提高了生產(chǎn)率。在汽車(chē)整車(chē)裝配中，機(jī)器人不僅用于擋風(fēng)玻璃的密封濟(jì)涂覆、安裝和車(chē)輪備胎、儀表盤(pán)總成、后懸梁、車(chē)門(mén)、蓄電池等部件的安裝。
1.4噴涂機(jī)器人在汽車(chē)制造業(yè)中的應(yīng)用
噴涂機(jī)器人在汽車(chē)制造業(yè)中可噴涂形態(tài)復(fù)雜的汽車(chē)工件而且生產(chǎn)效率和很高。多用于汽車(chē)車(chē)體的噴涂作業(yè)，如噴漆、噴釉等。除了上述機(jī)器人以外，汽車(chē)制造業(yè)中應(yīng)用的機(jī)器人還有用于特殊加工的激光加工機(jī)器人用于部件形狀測(cè)量、裝配檢查和產(chǎn)品缺陷檢查的檢測(cè)機(jī)器人，抑制塵埃粒子大小及數(shù)量的水切割機(jī)器人和凈化機(jī)器人等。
2人工智能在汽車(chē)制造業(yè)中的進(jìn)展分析
隨著中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，機(jī)器人在先進(jìn)汽車(chē)制造中的重要性也越來(lái)越凸顯。機(jī)器人的產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，覆蓋焊接、物料搬運(yùn)、裝配、噴涂、精加工、拾料、包裝、貨盤(pán)堆垛、機(jī)械管理等領(lǐng)域。在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用主要分為以下五大部分。車(chē)身系統(tǒng)中，采用虛擬仿真等手段，主要針對(duì)車(chē)身覆蓋件不斷開(kāi)發(fā)出新的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化解決方案，動(dòng)力總成系統(tǒng)中，提供了涵蓋汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)核心部件，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和傳動(dòng)軸的全套裝配測(cè)試系統(tǒng)。在沖壓自動(dòng)化系統(tǒng)方面從卷材與堆垛到零件的碼垛，從提供控制系統(tǒng)到企業(yè)ERP，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)支持與效率優(yōu)化，擁有全面的工程能力，涂裝自動(dòng)化系統(tǒng)方面，以高柔性高精度的噴涂機(jī)器人來(lái)幫助客戶(hù)提升涂裝質(zhì)量，減少生產(chǎn)廢料，而在焊接自動(dòng)化系統(tǒng)中，機(jī)器人比較典型的應(yīng)用是電阻點(diǎn)焊、電弧焊，其最新一代機(jī)器人配套提供一系列高度人性化的軟件工具。汽車(chē)工業(yè)的最大特點(diǎn)是產(chǎn)量大，生產(chǎn)節(jié)拍快，產(chǎn)品一致化程度高。消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)質(zhì)量要求越來(lái)越高，是促使機(jī)器人應(yīng)用越來(lái)越普遍的一個(gè)重要原因。機(jī)器人本身只是集裝箱里的一個(gè)貨物，隨機(jī)器人的設(shè)備功能越來(lái)越精細(xì)，客戶(hù)的思維在這時(shí)候逐漸走向成熟，在采購(gòu)時(shí)不再單單考慮某生產(chǎn)工位的瓶頸，而更多地考慮到長(zhǎng)期戰(zhàn)略因素，如維護(hù)成本加入的高低，長(zhǎng)期投資回報(bào)是否劃算，服務(wù)涵蓋地域是否廣泛，響應(yīng)是否及時(shí)，全球技術(shù)支持能力有多強(qiáng)，中期后期不同階段解決問(wèn)題的能力有多大等等。這時(shí)，產(chǎn)品本身的價(jià)格和意義相對(duì)弱化而長(zhǎng)期的價(jià)值越發(fā)凸顯。
3結(jié)束語(yǔ)
智能化是制造自動(dòng)化的發(fā)展方向，很多專(zhuān)業(yè)性機(jī)械制造智能技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)水平，而在農(nóng)業(yè)制造領(lǐng)域，還在起步階段。農(nóng)業(yè)機(jī)械制造智能技術(shù)是專(zhuān)門(mén)研究產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工、銷(xiāo)售、售后乃至維護(hù)維修的整個(gè)技術(shù)過(guò)程，并將提高產(chǎn)品質(zhì)量、效益、競(jìng)爭(zhēng)力作為最終的目標(biāo)。農(nóng)業(yè)機(jī)械制造智能技術(shù)包含了生產(chǎn)對(duì)象、生產(chǎn)資料、能源、人力資源、生產(chǎn)和質(zhì)量信息等內(nèi)容。其中，生產(chǎn)對(duì)象、生產(chǎn)資料與能源屬于硬件范疇，生產(chǎn)和質(zhì)量信息則是軟件范疇，而人力資源則是兩者都屬于。在諸多的生產(chǎn)要素之中，人的要素處于主要地位。
2兵團(tuán)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造智能技術(shù)現(xiàn)狀及其與內(nèi)地的差距
2.1兵團(tuán)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造智能技術(shù)現(xiàn)狀
近年來(lái)，雖然很多企業(yè)在農(nóng)業(yè)制造業(yè)方面不斷采用先進(jìn)的制造技術(shù)，像北疆的科神數(shù)控設(shè)備已占企業(yè)機(jī)加工設(shè)備的30%以上，且已經(jīng)引進(jìn)了CNC加工中心，企業(yè)的機(jī)加工能力得到了很大提升。公司已經(jīng)啟用了企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP），以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層及員工提供決策運(yùn)行手段的管理和服務(wù)。南疆的天誠(chéng)對(duì)企業(yè)設(shè)備也進(jìn)行了較大投資，且已經(jīng)在某些焊接生產(chǎn)線(xiàn)采用了焊接機(jī)器人，大大提高了產(chǎn)品的焊接質(zhì)量和工作效率。但是這些進(jìn)步與內(nèi)地專(zhuān)業(yè)化農(nóng)業(yè)及機(jī)械制造業(yè)相比，仍在許多方面存在著較大的差距。
2.2兵團(tuán)與內(nèi)地在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造智能技術(shù)上的差距
2.2.1管理
內(nèi)地優(yōu)秀的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造業(yè)廣泛采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，對(duì)于組織和管理制度的更新與發(fā)展都較為重視，并對(duì)生產(chǎn)模式加以完善，力求達(dá)到準(zhǔn)時(shí)、快速、高效的生產(chǎn)制造。比如采用MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)），該系統(tǒng)包括計(jì)劃排產(chǎn)、過(guò)程糾偏、質(zhì)量控制、資源優(yōu)化、數(shù)據(jù)采集、電子看板、ERP集成等模塊。系統(tǒng)依據(jù)ERP或手工輸入的生產(chǎn)任務(wù)，通過(guò)精細(xì)排產(chǎn)，得到可執(zhí)行的工序級(jí)生產(chǎn)排程，并通過(guò)對(duì)生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程的詳細(xì)進(jìn)度、用料、用時(shí)及質(zhì)量等信息實(shí)時(shí)跟蹤統(tǒng)計(jì)，以數(shù)字化的方式、智能化的形式直觀(guān)地展現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程。而兵團(tuán)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造業(yè)采用計(jì)算機(jī)管理的水平還正處于起步階段，大多數(shù)的企業(yè)仍然處于陳舊的經(jīng)驗(yàn)管理階段，是兵團(tuán)農(nóng)業(yè)機(jī)械的制造業(yè)發(fā)展步伐緩慢的原因之一。
2.2.2技術(shù)設(shè)計(jì)
內(nèi)地優(yōu)秀的農(nóng)業(yè)機(jī)械專(zhuān)業(yè)化廠(chǎng)家對(duì)設(shè)計(jì)方面要求嚴(yán)格，且更新速度較快。由于大量采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD/CAM），部分大型企業(yè)甚至已經(jīng)開(kāi)始脫離圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造。而兵團(tuán)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)，對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的使用尚比較局限，使用水平有待提高，兵團(tuán)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造業(yè)技術(shù)發(fā)展推動(dòng)力不足。
2.2.3制造工藝
內(nèi)地農(nóng)業(yè)機(jī)械專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家比較廣泛的使用數(shù)控加工，許多新型的加工方法，例如：激光切割、高精密加工、復(fù)合加工技術(shù)等也得到廣泛應(yīng)用。然而這些新型技術(shù)在兵團(tuán)農(nóng)機(jī)制造企業(yè)基本沒(méi)有應(yīng)用，有的甚至還在企業(yè)議程之中，使得兵團(tuán)農(nóng)機(jī)機(jī)械制造技術(shù)仍然處于低水平狀態(tài)。
3發(fā)展建議
3.1系統(tǒng)優(yōu)化
農(nóng)業(yè)機(jī)械制造過(guò)程中對(duì)速度、精度和效率以及柔性化和智能化的要求較高。在采用高速控制系統(tǒng)的同時(shí)又改善了機(jī)床的特性，使得機(jī)床的速度、精度及效率大大提高。而柔性化不僅僅指機(jī)械本身，還有群控系統(tǒng)的柔性，數(shù)控系統(tǒng)的本身就是采用模塊管理的方式進(jìn)行管理，裁剪與組合性比較強(qiáng)，能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的不同設(shè)計(jì)和需求；群控系統(tǒng)則是根據(jù)制作流程的要求不同自動(dòng)進(jìn)行修正和調(diào)整，使得群控系統(tǒng)的效能充分發(fā)揮出來(lái)。為了適應(yīng)快速變化的社會(huì)市場(chǎng)環(huán)境，僅有柔性化是不夠的，機(jī)械制造智能化也需要不斷升級(jí)改造以適應(yīng)當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，只有具備了智能化才能應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜的市場(chǎng)發(fā)展環(huán)境。
3.2多媒體技術(shù)的應(yīng)用
在智能化的數(shù)控系統(tǒng)中要做到用戶(hù)界面的圖形化、科學(xué)計(jì)算的可視化與多媒體的結(jié)合和應(yīng)用。用戶(hù)界面是系統(tǒng)與使用人員之間的橋梁與窗口，由于使用人員的要求不同和專(zhuān)業(yè)性差異，給計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)與研制帶來(lái)了較大的難度，采用圖形化用戶(hù)界面后，使用者在使用時(shí)較為方便。科學(xué)計(jì)算的可視化可使可視信息直接使用，比如說(shuō)圖像、動(dòng)畫(huà)演示等。可視化技術(shù)的應(yīng)用與計(jì)算機(jī)的虛擬技術(shù)環(huán)境結(jié)合起來(lái)，使智能化領(lǐng)域又進(jìn)一步得到拓寬。而計(jì)算機(jī)、聲像以及通信技術(shù)完整的結(jié)合便形成了多媒體技術(shù)，它使計(jì)算機(jī)擁有了綜合處理數(shù)據(jù)的能力。多媒體在智能化數(shù)控領(lǐng)域中可綜合化、智能化地處理信息，在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中也有著重大的應(yīng)用價(jià)值。
3.3體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造過(guò)程中，改善和發(fā)展體系結(jié)構(gòu)較為重要。首先，企業(yè)數(shù)控機(jī)床占用比例應(yīng)不低于50%，使智能制造系統(tǒng)應(yīng)用效率達(dá)到基本要求。在此基礎(chǔ)上集成企業(yè)CPU資源系統(tǒng)來(lái)提高集成度和運(yùn)行速度。采用高集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPRD、CPRD以及專(zhuān)用集成電路ASIC芯片的新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)，并應(yīng)用LED平板顯示器平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)超大尺寸的顯示傳導(dǎo)和發(fā)散信息。采用增強(qiáng)集成電路的密度來(lái)改進(jìn)性能，使組件的尺寸減小，可靠性提高。其次，硬件的模塊化使數(shù)控系統(tǒng)的集成和標(biāo)準(zhǔn)化更加簡(jiǎn)單和方便。如顯示器、CPU、輸入輸出設(shè)備、以及存儲(chǔ)器等最基本的模塊，都可成為獨(dú)立的載體，在通過(guò)不同方法的組裝、搭配以及減持和增加以便構(gòu)成檔次和功能不一的數(shù)控系統(tǒng)。最后，通過(guò)系統(tǒng)中心樞紐對(duì)機(jī)床進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化，通過(guò)機(jī)床聯(lián)網(wǎng)的手段，可以在任意一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行多臺(tái)操作，使不同機(jī)床的畫(huà)面在同一臺(tái)機(jī)床的屏幕上出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的遠(yuǎn)程控制或者是無(wú)人化操作。將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服系統(tǒng)、自適應(yīng)控制動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融為一體，形成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系，使產(chǎn)品制作過(guò)程靈活多變，以適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)機(jī)市場(chǎng)多品種、多批次的市場(chǎng)需求。
4小結(jié)
過(guò)去20年，互聯(lián)網(wǎng)是改變社會(huì)、改變商業(yè)最重要的技術(shù)；如今，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，讓許多物理實(shí)體具備了感知能力和數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋磉_(dá)能力；未來(lái)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的成熟，生產(chǎn)制造領(lǐng)域?qū)⒕邆涫占?、傳輸及處理大?shù)據(jù)的高級(jí)能力，使制造業(yè)形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，帶動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)的顛覆與重構(gòu)。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念最早是由美國(guó)通用電氣公司(GE)于2012年提出的，隨后聯(lián)合另外四家IT巨頭組建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)，將這一概念大力推廣開(kāi)來(lái)。“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”主要含義是，在現(xiàn)實(shí)世界中，機(jī)器、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)能在更深層次與信息世界的大數(shù)據(jù)和分析連接在一起，帶動(dòng)工業(yè)革命和網(wǎng)絡(luò)革命兩大革命性轉(zhuǎn)變。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的愿景是使各個(gè)制造業(yè)廠(chǎng)商的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這就至少要涉及到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等技術(shù)。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的成立目的在于通過(guò)制定通用的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，利用互聯(lián)網(wǎng)激活傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造過(guò)程，促進(jìn)物理世界和信息世界的融合。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使制造業(yè)的數(shù)據(jù)流、硬件、軟件實(shí)現(xiàn)智能交互。未來(lái)的制造業(yè)中，由智能設(shè)備采集大數(shù)據(jù)之后，利用智能系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和可視化展現(xiàn)，形成“智能決策”，為生產(chǎn)管理提供實(shí)時(shí)判斷參考，反過(guò)來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，優(yōu)化制造工藝(圖1)。
智能設(shè)備可以在機(jī)器、設(shè)施、組織和網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)共享促進(jìn)智能協(xié)作，并將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)發(fā)送到智能系統(tǒng)。
智能系統(tǒng)包括部署在組織內(nèi)的機(jī)器設(shè)備，也包括互聯(lián)網(wǎng)中廣泛互聯(lián)的軟件。隨著越來(lái)越多的機(jī)器設(shè)備加入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)貫通整個(gè)組主和網(wǎng)絡(luò)的智能設(shè)備協(xié)同效應(yīng)成為可能。深度學(xué)習(xí)是智能系統(tǒng)內(nèi)機(jī)器聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)升級(jí)。每臺(tái)機(jī)器的操作經(jīng)驗(yàn)可以聚合為一個(gè)信息系統(tǒng)，以使得整套機(jī)器設(shè)備能夠不斷地自行學(xué)習(xí)，掌握數(shù)據(jù)分析和判斷能力。以往，在單個(gè)的機(jī)器設(shè)備上，這種深度學(xué)習(xí)的方式是不可能實(shí)現(xiàn)的。例如，從飛機(jī)上收集的數(shù)據(jù)加上航空地理位置與飛行歷史記錄數(shù)據(jù)，便可以挖掘出大量有關(guān)各種環(huán)境下的飛機(jī)性能的信息。通過(guò)這些大數(shù)據(jù)的挖掘與應(yīng)用，可以使整個(gè)系統(tǒng)更聰明，從而推動(dòng)一個(gè)持續(xù)的知識(shí)積累過(guò)程。當(dāng)越來(lái)越多的智能設(shè)備連接到一個(gè)智能系統(tǒng)之中，結(jié)果將是系統(tǒng)不斷增強(qiáng)并能自主深度學(xué)習(xí)，而且變得越來(lái)越智能化。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵是通過(guò)大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能決策。當(dāng)從智能設(shè)備和智能系統(tǒng)采集到了足夠的大數(shù)據(jù)時(shí)，智能決策其實(shí)就已經(jīng)發(fā)生了。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，智能決策對(duì)于應(yīng)對(duì)系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜的機(jī)器的互聯(lián)、設(shè)備的互聯(lián)、組織的互聯(lián)和龐大的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，十分必要。智能決策就是為了解決系統(tǒng)的復(fù)雜性。
當(dāng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三大要素——智能設(shè)備、智能系統(tǒng)、智能決策，與機(jī)器、設(shè)施、組織和網(wǎng)絡(luò)融合到一起的時(shí)候，其全部潛能就會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。生產(chǎn)率提高、成本降低和節(jié)能減排所帶來(lái)的效益將帶動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
所以說(shuō)，“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”代表了消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的升級(jí)，增強(qiáng)了制造業(yè)的軟實(shí)力，使未來(lái)制造業(yè)向效率更高、更精細(xì)化發(fā)展。
“工業(yè)4.0”中的智能制造
2009到2012年歐洲深陷債務(wù)危機(jī)，德國(guó)經(jīng)濟(jì)卻一枝獨(dú)秀，依然堅(jiān)挺。德國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)力來(lái)自其基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)——制造業(yè)所維持的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于德國(guó)而言，制造業(yè)是傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)力，制造業(yè)的發(fā)展是德國(guó)工業(yè)增長(zhǎng)不可或缺的因素，基于這一共識(shí)，德國(guó)政府傾力推動(dòng)進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新，其關(guān)鍵詞是“工業(yè)4.0”。
“工業(yè)4.0”中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展正在對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)造成顛覆性、革命性的沖擊。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)感知、監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的智能分析和決策，使智能生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個(gè)性化制造成為生產(chǎn)方式變革的方向?！肮I(yè)4.0”所描繪的未來(lái)的制造業(yè)將建立在以互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)的互動(dòng)平臺(tái)之上，將更多的生產(chǎn)要素更為科學(xué)地整合，變得更加自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，而生產(chǎn)制造個(gè)性化、定制化將成為新常態(tài)。
自動(dòng)化只是單純的控制，智能化則是在控制的基礎(chǔ)上，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器采集海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)匯集到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，然后通過(guò)信息管理系統(tǒng)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、挖掘，從而作出正確的決策。這些決策附加給自動(dòng)化設(shè)備的是“智能”，從而提高生產(chǎn)靈活性和資源利用率，增強(qiáng)顧客與商業(yè)合作伙伴之間的緊密關(guān)聯(lián)度，并提升工業(yè)生產(chǎn)的商業(yè)價(jià)值(圖2)。
生產(chǎn)智能化。全球化分工使得各項(xiàng)生產(chǎn)要素加速流動(dòng)，市場(chǎng)趨勢(shì)變化和產(chǎn)品個(gè)性化需求對(duì)工廠(chǎng)的生產(chǎn)響應(yīng)時(shí)間和柔性化生產(chǎn)能力提出了更高的要求?！肮I(yè)4.0”時(shí)代，生產(chǎn)智能化通過(guò)基于信息化的機(jī)械、知識(shí)、管理和技能等多種要素的有機(jī)結(jié)合，從著手生產(chǎn)制造之前，就按照交貨期、生產(chǎn)數(shù)量、優(yōu)先級(jí)、工廠(chǎng)現(xiàn)有資源(人員、設(shè)備、物料)的有限生產(chǎn)能力，自動(dòng)制訂出科學(xué)的生產(chǎn)計(jì)劃。從而，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的大幅下降，同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣性、縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，最終實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)的全面優(yōu)化變革。
傳統(tǒng)制造業(yè)時(shí)代，材料、能源和信息是工廠(chǎng)生產(chǎn)的三個(gè)要素(圖3)。傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展的歷史，就是工廠(chǎng)利用材料、能源和信息進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的歷史。材料、能源和信息領(lǐng)域的任何技術(shù)革命，必然導(dǎo)致生產(chǎn)方式的革命和生產(chǎn)力的飛躍發(fā)展。但是，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)到智能手機(jī)等移動(dòng)終端的演進(jìn)，越來(lái)越多功能強(qiáng)大的智能設(shè)備以無(wú)線(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)或設(shè)備之間的互聯(lián)。由此衍生出物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)，推動(dòng)著物理世界和信息世界以信息物理系統(tǒng)(CPS)的方式相融合。也可以說(shuō)，是這種技術(shù)進(jìn)步使得制造業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了資源、信息、物品、設(shè)備和人的互通互聯(lián)。
通過(guò)互通互聯(lián)，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)這些新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，和以前的自動(dòng)化的技術(shù)結(jié)合在一起，生產(chǎn)工序?qū)崿F(xiàn)縱向系統(tǒng)上的融合，生產(chǎn)設(shè)備和設(shè)備之間，工人與設(shè)備之間的合作，把整個(gè)工廠(chǎng)內(nèi)部的要素聯(lián)結(jié)起來(lái)，形成信息物理系統(tǒng)，互相之間可以合作、可以響應(yīng)，能夠開(kāi)展個(gè)性化的生產(chǎn)制造，可以調(diào)整產(chǎn)品的生產(chǎn)率，還可以調(diào)整利用資源的多少、大小，采用最節(jié)約資源的方式。
“工業(yè)4.0”時(shí)代，在智能工廠(chǎng)中，CRM(Customer Relationship Management，客戶(hù)關(guān)系管理)、PDM(Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、SCM(Supply chain management，供應(yīng)鏈管理)等軟件管理系統(tǒng)可能都將互聯(lián)。屆時(shí)，接到顧客訂單后的一瞬間，工廠(chǎng)就會(huì)立即自動(dòng)地向原材料供應(yīng)商采購(gòu)。原材料到貨后，將被賦予數(shù)據(jù)，“這是給某某客戶(hù)生產(chǎn)的某某產(chǎn)品的某某工藝中的原材料”，使“原材料”帶有信息。帶有信息的原材料也就意味著擁有自己的用途或目的地。在生產(chǎn)過(guò)程中，原材料一旦被錯(cuò)誤配送到其他生產(chǎn)線(xiàn)，它就會(huì)通過(guò)與生產(chǎn)設(shè)備開(kāi)展“對(duì)話(huà)”，返回屬于自己的正確的生產(chǎn)線(xiàn)；如果生產(chǎn)機(jī)器之間的原材料不夠用，生產(chǎn)機(jī)器也可以向訂單系統(tǒng)進(jìn)行“交涉”，來(lái)增加原材料數(shù)量；最終，即便是原材料嵌入到產(chǎn)品內(nèi)之后，由于它還保存著路徑流程信息，將會(huì)很容易實(shí)現(xiàn)追蹤溯源(圖4)。
設(shè)備智能化。在未來(lái)的智能工廠(chǎng)，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)清晰可見(jiàn)、高度透明，整個(gè)車(chē)間有序且高效地運(yùn)轉(zhuǎn)?！肮I(yè)4.0”中，自動(dòng)化設(shè)備在原有的控制功能基礎(chǔ)上，附加一定的新功能，就可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理、安全性、可追蹤性與節(jié)能性等智能化要求。這些為生產(chǎn)設(shè)備添加的新功能是指通過(guò)為生產(chǎn)線(xiàn)配置眾多傳感器，讓設(shè)備具有感知能力，將所感知的信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳送到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析決策進(jìn)一步使得自動(dòng)化設(shè)備具有自律管理的智能功能，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化。
“工業(yè)4.0”中，在生產(chǎn)線(xiàn)、生產(chǎn)設(shè)備中配備的傳感器，能夠?qū)崟r(shí)抓取數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)通信連接互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)本身進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。設(shè)備傳感和控制層的數(shù)據(jù)與企業(yè)信息系統(tǒng)融合形成了信息物理系統(tǒng)(CPS)，使得生產(chǎn)大數(shù)據(jù)傳到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲(chǔ)、分析，形成決策并反過(guò)來(lái)指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備的智能化直接決定了“工業(yè)4.0”所要求的智能生產(chǎn)水平。
能源管理智能化。近年來(lái)，環(huán)境和節(jié)能減排已成為制造業(yè)最重視的課題之一。許多制造業(yè)企業(yè)都已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用信息技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)能耗進(jìn)行管理，以最具經(jīng)濟(jì)效益的方式，部署工業(yè)節(jié)能減排與綜合利用的智能化系統(tǒng)架構(gòu)，從資源、原材料、研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造到廢棄物回收再利用處理，形成綠色產(chǎn)品生命周期管理的循環(huán)。
供應(yīng)鏈管理智能化。在傳統(tǒng)的制造業(yè)生產(chǎn)模式中，無(wú)論是工廠(chǎng)還是供應(yīng)商，都需要為制造業(yè)的零部件或原材料的庫(kù)存付出一定的成本支出，由于供應(yīng)商和工廠(chǎng)之間的信息不對(duì)稱(chēng)和非自動(dòng)的信息交換，生產(chǎn)的模式只能采用按計(jì)劃或按庫(kù)存生產(chǎn)的模式，靈活性和效率受到了約束。
“工業(yè)4.0”時(shí)代，復(fù)雜的制造系統(tǒng)在一定程度上也加速了產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)的大型企業(yè)集團(tuán)掌控的供應(yīng)鏈主導(dǎo)型將向產(chǎn)業(yè)生態(tài)型演變，平臺(tái)技術(shù)以及平臺(tái)型企業(yè)將在產(chǎn)業(yè)生態(tài)中的展現(xiàn)出更多的作用。因此，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略的重點(diǎn)將不再是做大規(guī)模，而將是智能化的供應(yīng)鏈管理，在不斷變化的動(dòng)態(tài)環(huán)境中獲得和保持動(dòng)態(tài)的供需協(xié)調(diào)能力。
供應(yīng)鏈管理智能化將統(tǒng)一工廠(chǎng)的零部件庫(kù)存和供應(yīng)商的生產(chǎn)流程，從而保證工廠(chǎng)的零部件庫(kù)存的最小化，降低庫(kù)存帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，降低生產(chǎn)成本。供應(yīng)鏈管理智能化要求企業(yè)間的信息采用基于事件驅(qū)動(dòng)的方式交換信息，信息的交換是實(shí)時(shí)的，并且對(duì)方同樣可以做出實(shí)時(shí)的反應(yīng)，供應(yīng)鏈上不同企業(yè)的運(yùn)作效率與在同一個(gè)企業(yè)中不同部門(mén)的運(yùn)作一樣敏捷，具有滿(mǎn)足不斷變化的需求的適應(yīng)性。供應(yīng)鏈管理智能化將為供應(yīng)鏈上的企業(yè)帶來(lái)更大的利益，供應(yīng)鏈上各個(gè)企業(yè)的協(xié)同制造將為降低制造成本、物流成本，縮短制造周期，提供更好的服務(wù)和有力的保障。
實(shí)現(xiàn)上述四個(gè)智能化體現(xiàn)了“工業(yè)4.0”的宏大愿景?！肮I(yè)4.0”認(rèn)為實(shí)現(xiàn)上述四個(gè)智能化其實(shí)是一個(gè)簡(jiǎn)單的概念：將大量的有關(guān)人、信息管理系統(tǒng)、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備等物體融入到信息物理系統(tǒng)(CPS)中，在制造系統(tǒng)中，利用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為企業(yè)服務(wù)，協(xié)同企業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)。
智能制造的內(nèi)涵
無(wú)論是德國(guó)的“工業(yè)4.0”，還是美國(guó)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，其實(shí)質(zhì)與我國(guó)工業(yè)和信息化部推廣的“兩化融合”戰(zhàn)略大同小異。某種程度上說(shuō)，以智能制造為代表的新一輪工業(yè)革命或許對(duì)于我國(guó)制造業(yè)是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)，也可能是我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一個(gè)重要機(jī)遇。
工廠(chǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)“信息物理系統(tǒng)”。德國(guó)“工業(yè)4.0”其實(shí)就是基于信息物理系統(tǒng)(CPS)實(shí)現(xiàn)智能工廠(chǎng)，最終實(shí)現(xiàn)的是制造模式的變革。CPS概念最早是由美國(guó)國(guó)家基金委員會(huì)在2006年提出，被認(rèn)為有望成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息技術(shù)的第三次浪潮。
CSP是融合技術(shù)，包括計(jì)算、通信以及控制(傳感器、執(zhí)行器等)。中國(guó)科學(xué)院何積豐院士指出：“CPS，從廣義上理解，就是一個(gè)在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上，深度融合了計(jì)算、通信和控制能力的可控可信可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng)，它通過(guò)計(jì)算進(jìn)程和物理進(jìn)程相互影響的反饋循環(huán)實(shí)現(xiàn)深度融合和實(shí)時(shí)交互來(lái)增加或擴(kuò)展新的功能，以安全、可靠、高效和實(shí)時(shí)的方式監(jiān)測(cè)或者控制一個(gè)物理實(shí)體。CPS的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)信息世界和物理世界的完全融合，構(gòu)建一個(gè)可控、可信、可擴(kuò)展并且安全高效的CPS網(wǎng)絡(luò)，并最終從根本上改變?nèi)祟?lèi)構(gòu)建工程物理系統(tǒng)的方式?！?/p>
目前所說(shuō)的制造業(yè)信息化，首先強(qiáng)調(diào)的是CAD(Computer Aided Design，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CAM(Computer Aided Manufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造)等工業(yè)軟件和PPS(生產(chǎn)計(jì)劃控制系統(tǒng))、PLM(產(chǎn)品生命周期管理)等信息化管理系統(tǒng)。主要應(yīng)用于由上而下的集中式中央控制系統(tǒng)。
而信息物理系統(tǒng)(CPS)則通過(guò)物體、數(shù)據(jù)以及服務(wù)等的無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝與信息系統(tǒng)融合，形成了智能工廠(chǎng)。物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)分別位于智能工廠(chǎng)的三層信息技術(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)的底層和頂層。最頂層中，與生產(chǎn)計(jì)劃、物流、能耗和經(jīng)營(yíng)管理相關(guān)的ERP、SCM、CRM等，和產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)相關(guān)的PLM處在最上層，與服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)緊緊相連。中間一層，通過(guò)CPS物理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線(xiàn)控制、調(diào)度等相關(guān)功能，從智能物料供應(yīng)，到智能產(chǎn)品的產(chǎn)出，貫通整個(gè)產(chǎn)品生命周期管理。最底層則通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制、執(zhí)行、傳感，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)(圖5)。
智能工廠(chǎng)的產(chǎn)品、資源及處理過(guò)程因CPS的存在，將具有非常高水平的實(shí)時(shí)性，同時(shí)在資源、成本節(jié)約中也頗具優(yōu)勢(shì)。智能工廠(chǎng)將按照重視可持續(xù)性的服務(wù)中心的業(yè)務(wù)來(lái)設(shè)計(jì)。因此，靈活性、自適應(yīng)以及機(jī)械學(xué)習(xí)能力等特征，甚至風(fēng)險(xiǎn)管理都是其中不可或缺的要素。智能工廠(chǎng)的設(shè)備將實(shí)現(xiàn)高級(jí)自動(dòng)化，主要是由基于自動(dòng)觀(guān)察生產(chǎn)過(guò)程的CPS的生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)可實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)的靈活的生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)工程的徹底優(yōu)化。同時(shí)，生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)不僅僅是在特定生產(chǎn)條件下一次性體現(xiàn)，也可以實(shí)現(xiàn)多家工廠(chǎng)、多個(gè)生產(chǎn)單元所形成的世界級(jí)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化。
工廠(chǎng)間實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)制造”。隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)的普及，制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新要求出現(xiàn)了變化。一方面，要求制造業(yè)企業(yè)能夠不斷地基于網(wǎng)絡(luò)獲取信息，及時(shí)對(duì)市場(chǎng)需求做出快速反應(yīng)；另一方面，要求制造業(yè)企業(yè)能夠?qū)⒏鞣N資源集成與共享，合理利用各種資源。
互聯(lián)制造能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)變化，通過(guò)制造企業(yè)快速重組、動(dòng)態(tài)協(xié)同來(lái)快速配置制造資源，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，減少產(chǎn)品投放市場(chǎng)所需的時(shí)間，增加市場(chǎng)份額；能夠分擔(dān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)用、設(shè)備投資費(fèi)用等，減少經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部、外部的協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造和協(xié)同管理，實(shí)現(xiàn)商業(yè)的顛覆和重構(gòu)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造，消費(fèi)者、經(jīng)銷(xiāo)商、工廠(chǎng)、供應(yīng)鏈等各個(gè)環(huán)節(jié)可利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全流程參與。傳統(tǒng)制造業(yè)的模式是以產(chǎn)品為中心，而未來(lái)制造業(yè)通過(guò)與用戶(hù)互動(dòng)，根據(jù)用戶(hù)的個(gè)性化需求，然后開(kāi)始部署產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造。
另外，作為一個(gè)未來(lái)的潮流，工廠(chǎng)將通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化，向著互聯(lián)工廠(chǎng)的趨勢(shì)發(fā)展。隨之而來(lái)，采集并分析生產(chǎn)車(chē)間的各種信息向消費(fèi)者反饋，從工廠(chǎng)采集的信息作為大數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)解析，能夠開(kāi)拓更多的、新的商業(yè)機(jī)會(huì)。經(jīng)由硬件從車(chē)間采集的海量數(shù)據(jù)如何處理，也將在很大程度上決定服務(wù)、解決方案的價(jià)值。
過(guò)去的制造業(yè)只是一個(gè)環(huán)節(jié)，但隨著互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步向制造業(yè)環(huán)節(jié)滲透，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)。制造業(yè)的模式將隨之發(fā)生巨大變化，它會(huì)打破傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的生命周期，從原材料的采購(gòu)開(kāi)始，到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)制造、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、售后服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成了閉環(huán)，徹底改變制造業(yè)以往僅是一個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)模式。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的閉環(huán)中，用戶(hù)、設(shè)計(jì)師、供應(yīng)商、分銷(xiāo)商等角色都會(huì)發(fā)生改變。與之相伴而生，傳統(tǒng)價(jià)值鏈也將不可避免的出現(xiàn)破碎與重構(gòu)。
工廠(chǎng)外實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)制造”。滿(mǎn)足消費(fèi)者個(gè)性化需求，一方面需要制造業(yè)企業(yè)能夠生產(chǎn)或提供符合消費(fèi)者個(gè)性偏好的產(chǎn)品或服務(wù)，一方面需要互聯(lián)網(wǎng)提供消費(fèi)者的個(gè)性化定制需求。由于消費(fèi)者人數(shù)眾多，每個(gè)人的需求不同，導(dǎo)致需求的具體信息也不同，加上需求的不斷變化，就構(gòu)成了產(chǎn)品需求的大數(shù)據(jù)。消費(fèi)者與制造業(yè)企業(yè)之間的交互和交易行為也將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，挖掘和分析這些消費(fèi)者動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，能夠幫助消費(fèi)者參與到產(chǎn)品的需求分析和產(chǎn)品設(shè)計(jì)等創(chuàng)新活動(dòng)中，為產(chǎn)品創(chuàng)新作出貢獻(xiàn)。
因此，大數(shù)據(jù)將構(gòu)成制造業(yè)智能化的一個(gè)基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)在制造業(yè)大規(guī)模定制中的應(yīng)用除了圍繞定制平臺(tái)這一核心之外，還包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、訂單管理、智能化制造等。定制數(shù)據(jù)達(dá)到一定的數(shù)量級(jí)，就可以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的挖掘，實(shí)現(xiàn)流行預(yù)測(cè)、精準(zhǔn)匹配、時(shí)尚管理、社交應(yīng)用、營(yíng)銷(xiāo)推送等更多的應(yīng)用(圖6)。同時(shí)，大數(shù)據(jù)能夠幫助制造業(yè)企業(yè)提升營(yíng)銷(xiāo)的針對(duì)性，降低物流和庫(kù)存的成本，減少生產(chǎn)資源投入的風(fēng)險(xiǎn)。
“數(shù)據(jù)制造”時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將全面嵌入到工業(yè)體系之中，將打破傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)模式和管理方式。生產(chǎn)制造過(guò)程與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的深度集成，將實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)要素的高度靈活配置，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制生產(chǎn)。從而，將有力推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐。毫無(wú)疑問(wèn)，“數(shù)據(jù)制造”將會(huì)改變制造業(yè)思維，給制造業(yè)帶來(lái)更多的靈活性和想象空間，也或?qū)㈩嵏仓圃鞓I(yè)的游戲規(guī)則。
對(duì)我國(guó)的啟示
沒(méi)有強(qiáng)大的制造業(yè)，一個(gè)國(guó)家將無(wú)法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速、健康、穩(wěn)定的發(fā)展，勞動(dòng)就業(yè)問(wèn)題將日趨突顯，人民生活難以普遍提高，國(guó)家穩(wěn)定和安全將受到威脅，信息化、現(xiàn)代化將失去堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。改革開(kāi)放以來(lái)的30多年中，中國(guó)經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了接近10%的高速增長(zhǎng)階段，而制造業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的引擎。目前，我國(guó)尚處于工業(yè)化進(jìn)程的中后期，制造業(yè)創(chuàng)造了GDP總量的三分之一，貢獻(xiàn)了出口總額的90%，未來(lái)幾十年制造業(yè)仍將是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。
重新定義“智能制造”的關(guān)鍵詞。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，制造業(yè)面臨著全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。特別是2008年金融危機(jī)之后，世界各國(guó)為了尋找促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新出路，開(kāi)始重新重視制造業(yè)，歐盟整體上開(kāi)始加大制造業(yè)科技創(chuàng)新扶持力度；美國(guó)于2011年提出“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃”，旨在增加就業(yè)機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)美國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)強(qiáng)勁增長(zhǎng)。美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)于2012年2月正式了《先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃》，德國(guó)于2013年4月推出《工業(yè)4.0戰(zhàn)略》。我們應(yīng)該通過(guò)比較研究《美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃》《德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略》等資料中的先進(jìn)制造業(yè)關(guān)鍵詞，進(jìn)而來(lái)定義未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展方向(圖7)。
一是軟性制造。大規(guī)模制造時(shí)代，傳統(tǒng)的制造環(huán)節(jié)利潤(rùn)空間越來(lái)越受到擠壓。所以，從發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃中均可以看到，制造業(yè)的概念和附加值正在不斷從硬件向軟件、服務(wù)、解決方案等無(wú)形資產(chǎn)轉(zhuǎn)移。相對(duì)于傳統(tǒng)制造業(yè)，如今的制造業(yè)是軟件帶給硬件功能、控制硬件、對(duì)硬件造成極大影響。同時(shí)，與以往的硬件商品所不同，目前的制造業(yè)中，對(duì)商品附屬的服務(wù)或者基于商品上面的解決方案的需求正在快速增加。
所謂軟性制造，就是增加產(chǎn)品附加價(jià)值、拓展更多、更豐富的服務(wù)與解決方案。因?yàn)橄鄬?duì)于硬件，產(chǎn)品內(nèi)置的軟件、附帶的服務(wù)或者解決方案通常是軟性和無(wú)形的，都是“看不見(jiàn)”的事物，所以稱(chēng)之為軟性制造。
軟性制造不再將“硬件”生產(chǎn)視為制造業(yè)，而認(rèn)為“軟件”在制造業(yè)中不斷發(fā)揮主導(dǎo)作用，商品產(chǎn)生的服務(wù)或解決方案將對(duì)制造業(yè)的價(jià)值產(chǎn)生巨大影響。所以，未來(lái)的制造業(yè)需要放棄傳統(tǒng)的“硬件式”的思維模式，而要從軟件、服務(wù)產(chǎn)生附加值的角度去發(fā)展制造業(yè)。軟件、服務(wù)在整個(gè)制造業(yè)價(jià)值鏈中所占的比重將越來(lái)越大，呈現(xiàn)顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì)。未來(lái)制造業(yè)企業(yè)向顧客提供的不再是單純的產(chǎn)品，而是各種應(yīng)用軟件與服務(wù)形態(tài)集成于一體的整體解決方案。
二是從“物理”到“信息”的趨勢(shì)。以往，每當(dāng)提及制造業(yè)，恐怕都認(rèn)為是各種零部件構(gòu)成硬件產(chǎn)品的核心。隨著封裝化、數(shù)字化的發(fā)展，零部件生產(chǎn)加工技術(shù)加速向新興市場(chǎng)國(guó)家轉(zhuǎn)移，這樣，零部件本身的利潤(rùn)就難以維系。因此，發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)開(kāi)始更加注重通過(guò)組裝零部件進(jìn)行封裝化，將部分功能模塊化，將系列功能系統(tǒng)化，來(lái)提升附加價(jià)值。
模塊化是將標(biāo)準(zhǔn)化的零部件進(jìn)行組裝，以此來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。從而能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)的多樣化需求，滿(mǎn)足消費(fèi)者的各項(xiàng)差異化需求。以往，在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，需要付出很多時(shí)間和成本，如果將復(fù)雜化的產(chǎn)品通過(guò)幾個(gè)模塊進(jìn)行組裝，就能夠同時(shí)解決多樣化和效率化的問(wèn)題。
但是，模塊化本身不過(guò)是產(chǎn)品的一項(xiàng)功能，未來(lái)制造業(yè)將更加重視在通過(guò)模塊化和封裝化的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)化，拓展新的應(yīng)用與服務(wù)。如果以系統(tǒng)化為主導(dǎo)，就能相對(duì)于“物理”意義上的零部件，獲取更多的帶有“信息”功能的附加價(jià)值。相反，如果不掌控系統(tǒng)的主導(dǎo)權(quán)，無(wú)論研發(fā)出的零部件的質(zhì)量和功能多么好，也難以成為市場(chǎng)價(jià)格的主導(dǎo)者。
三是從“群體”到“個(gè)體”的趨勢(shì)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，以規(guī)?；癁閷?duì)象的量產(chǎn)制造業(yè)將生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移至新興市場(chǎng)國(guó)家，以定制化為重點(diǎn)的多種類(lèi)小批量制造業(yè)漸漸成為主流。同時(shí)，消費(fèi)者本身也將有能力將自己的需求付諸生產(chǎn)制造。也就是說(shuō)，“大規(guī)模定制”隨著以3D打印為代表的數(shù)字化和信息技術(shù)的普及帶來(lái)的技術(shù)革新，將制造業(yè)的進(jìn)入門(mén)檻降至最低，不具備工廠(chǎng)與生產(chǎn)設(shè)備的個(gè)人也能很容易地參與到制造業(yè)之中。制造業(yè)進(jìn)入門(mén)檻的降低，也意味著一些意想不到的企業(yè)或個(gè)人將參與到制造業(yè)，從而有可能帶來(lái)商業(yè)模式的巨大變化。
“個(gè)性化”首先是美國(guó)大力推進(jìn)的。在美國(guó)的文化背景下，個(gè)性要比組織色彩強(qiáng)烈。制造業(yè)的“個(gè)性化”趨勢(shì)不僅僅是美國(guó)制造業(yè)回歸，還將帶動(dòng)舊金山等大城市制造業(yè)的興盛，一些專(zhuān)注于通過(guò)信息技術(shù)使得生產(chǎn)工程高效化、專(zhuān)業(yè)性的小規(guī)模手工制作的制造業(yè)將在市區(qū)內(nèi)盛行，它們根據(jù)消費(fèi)者的需求進(jìn)行柔性的定制化服務(wù)，憑借獨(dú)特的設(shè)計(jì)，與大量生產(chǎn)形成差異化競(jìng)爭(zhēng)。
四是互聯(lián)制造。隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)的普及，制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新要求出現(xiàn)了變化。一方面，要求制造業(yè)企業(yè)能夠不斷地基于網(wǎng)絡(luò)獲取信息，及時(shí)對(duì)市場(chǎng)需求做出快速反應(yīng)；另一方面，要求制造業(yè)企業(yè)能夠?qū)⒏鞣N資源集成與共享，合理利用各種資源。
互聯(lián)制造能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)變化，通過(guò)制造企業(yè)快速重組、動(dòng)態(tài)協(xié)同來(lái)快速配置制造資源，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少產(chǎn)品投放市場(chǎng)所需的時(shí)間，增加市場(chǎng)份額。另外，作為一個(gè)未來(lái)的潮流，工廠(chǎng)將通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化，向著互聯(lián)工廠(chǎng)的趨勢(shì)發(fā)展。
美國(guó)因?yàn)橛蠫oogle、Apple、IBM等IT巨頭和無(wú)數(shù)的IT企業(yè)，所以在大數(shù)據(jù)應(yīng)用上較為積極，非常重視對(duì)社會(huì)帶來(lái)新的價(jià)值。Google不斷將制造業(yè)企業(yè)收購(gòu)至麾下，就是希望掌握主導(dǎo)權(quán)。同時(shí)，作為美國(guó)大型制造業(yè)企業(yè)的一個(gè)代表，GE公司也開(kāi)始加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析和軟件開(kāi)發(fā)，從車(chē)間采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行解析，提供解決方案，開(kāi)拓新的商業(yè)機(jī)會(huì)。德國(guó)將“工業(yè)4.0”視為國(guó)家戰(zhàn)略，將工廠(chǎng)智能化視為國(guó)家方針。通過(guò)信息技術(shù)，最大限度的發(fā)揮工廠(chǎng)本身的能力(表1)。
把“兩化”深度融合作為主要著力點(diǎn)。工業(yè)和信息化部成立以來(lái)，一直致力于推進(jìn)“兩化融合”工作，通過(guò)信息化的融合與滲透，對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)生革命性影響?！肮I(yè)4.0”本質(zhì)上是由信息技術(shù)引發(fā)的，與我國(guó)的“兩化融合”有異曲同工之處。在未來(lái)制造業(yè)中，我們應(yīng)該將“兩化深度融合”作為主要著力點(diǎn)，進(jìn)一步繼續(xù)加快推進(jìn)信息化、自動(dòng)化和智能化。
首先，研究部署信息物理系統(tǒng)(CPS)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“智能工廠(chǎng)”的“智能制造”。智能制造已成為全球制造業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，智能設(shè)備和生產(chǎn)手段在未來(lái)必將廣泛替代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。而信息物理系統(tǒng)(CPS)將改變?nèi)祟?lèi)與物理世界的交互方式，使得未來(lái)制造業(yè)中的物質(zhì)生產(chǎn)力與能源、材料和信息三種資源高度融合，為實(shí)現(xiàn)“智能工廠(chǎng)”和“智能制造”提供有效的保障。美國(guó)、德國(guó)等世界工業(yè)強(qiáng)國(guó)都高度重視信息物理系統(tǒng)的構(gòu)建，加強(qiáng)戰(zhàn)略性、前瞻性的部署，并已然取得了積極的研究進(jìn)展。而我國(guó)目前的制造業(yè)發(fā)展仍然以簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大再生產(chǎn)為主要途徑，迫切需要通過(guò)智能生產(chǎn)、智能設(shè)備和“工業(yè)4.0”理念來(lái)改造和提升傳統(tǒng)制造業(yè)。
其次，推動(dòng)制造業(yè)向智能化發(fā)展轉(zhuǎn)型的同時(shí)，同步推動(dòng)制造業(yè)的模式和業(yè)態(tài)的革新。主要體現(xiàn)在，從大規(guī)模批量生產(chǎn)向大規(guī)模定制生產(chǎn)的革新、從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造的革新、從集團(tuán)式全能型生產(chǎn)向網(wǎng)絡(luò)式協(xié)同制造的革新、從兩化融合向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的革新。
1.1PLC、壓力傳感器與溫度傳感器的選型基于生產(chǎn)成本和功能等因素的考究，決定采用晶體管型西門(mén)子PLC，型號(hào)為西門(mén)子S7-200CPU224XPDC/DC/DC的繼電器輸出型，滿(mǎn)足本文低壓鑄造控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換精度要求[4]。由于PLC模型選用的是晶體管型PLC，出于高溫測(cè)量穩(wěn)定性和安全性因素考慮，決定采用西門(mén)子壓力傳感器QBE9000-P16?？紤]低壓鑄造的實(shí)際生產(chǎn)狀況和測(cè)量精度的要求，溫度傳感器決定采用PT100鉑熱電阻溫度傳感器[5]。
1.2電磁閥、比例閥與觸摸屏的選型查閱電磁閥相關(guān)資料，決定采用廣泛用于鋼鐵冶金，石油化工，礦山電力機(jī)械等各種氣動(dòng)系統(tǒng)中的HOPE77系列氣動(dòng)換向電磁閥。該系統(tǒng)比例閥要求調(diào)節(jié)和切斷雙重功能，本文采用可靠性高和噪聲小的萬(wàn)訊QSTP智能電動(dòng)引進(jìn)單座高性能調(diào)節(jié)閥，是一種可以顯示連續(xù)控制的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，兼具智能控制和PID的相關(guān)功能。觸摸屏選擇靈敏度高、穩(wěn)定的、無(wú)漂移操作、串口觸摸接口和內(nèi)部電源取電的ETWOTOUCH19英寸開(kāi)放式觸摸屏顯示器。
2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2.1實(shí)時(shí)智能專(zhuān)家系統(tǒng)本文采用G2實(shí)時(shí)專(zhuān)家系統(tǒng)作為低壓鑄造生產(chǎn)的智能決策系統(tǒng)，圖2為基于G2實(shí)時(shí)智能專(zhuān)家系統(tǒng)的低壓鑄造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。首先將低壓鑄造生產(chǎn)工藝規(guī)范與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)輸入到G2實(shí)時(shí)專(zhuān)家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)G2專(zhuān)家系統(tǒng)的NeurOn-Line，快速構(gòu)建和部署關(guān)于低壓鑄造生產(chǎn)過(guò)程中的鑄造工藝歷史數(shù)據(jù)和規(guī)范的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并進(jìn)行訓(xùn)練，獲取到鑄造產(chǎn)品質(zhì)量與鑄造工藝生產(chǎn)條件之間的某種關(guān)聯(lián)關(guān)系，及時(shí)的根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的鑄造生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)條件進(jìn)行智能改善和控制，以改進(jìn)并完善原有的鑄造工藝方案，幫助鑄造工藝設(shè)計(jì)人員更好的預(yù)測(cè)、控制和優(yōu)化低壓鑄造復(fù)雜的工藝過(guò)程。應(yīng)用智能專(zhuān)家系統(tǒng)于低壓鑄造生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于：①通過(guò)連續(xù)的、即時(shí)的虛擬鑄造產(chǎn)品質(zhì)量，測(cè)量獲得質(zhì)量一致性的鑄造產(chǎn)品；②通過(guò)精細(xì)鑄造生產(chǎn)產(chǎn)品等級(jí)來(lái)調(diào)節(jié)鑄造生產(chǎn)嚴(yán)格遵守生產(chǎn)規(guī)范，減小產(chǎn)品偏離生產(chǎn)工藝與質(zhì)量規(guī)范而造成產(chǎn)品報(bào)廢；③在加工能力和能源消耗等約束條件下，優(yōu)化生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)，并且不會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量；④自動(dòng)診斷和解決那些費(fèi)時(shí)費(fèi)力和需要推理的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，迅速斷定問(wèn)題的根源[6]。
2.2PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)低壓鑄造模擬電壓輸入模擬量U-T工藝過(guò)程輸出曲線(xiàn)編制PLC控制模塊程序。圖3是模擬電壓U-t曲線(xiàn)，包括充型，結(jié)殼，增壓，保壓和降壓等幾個(gè)鑄造工藝過(guò)程。PLC模塊利用224XP模擬輸入輸出接口，需要通過(guò)編制相對(duì)應(yīng)的程序調(diào)節(jié)電源電流來(lái)控制比例調(diào)節(jié)閥流量，從而使鑄造過(guò)程依據(jù)該曲線(xiàn)進(jìn)行響應(yīng)的動(dòng)作。根據(jù)低壓鑄造模擬電壓U-t工藝歷程曲線(xiàn)，設(shè)計(jì)如圖4所示的低壓鑄造PLC控制模塊程序設(shè)計(jì)，在step7軟件上編寫(xiě)PLC梯形圖，程序如圖5所示。在通訊連接中，將串口連接到拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)窗口，建立HMI與PLC模塊間的通訊參數(shù)。可以通過(guò)觸摸屏對(duì)低壓鑄造智能專(zhuān)家系統(tǒng)鑄造參數(shù)的預(yù)設(shè)值進(jìn)行設(shè)定，詳見(jiàn)圖6。點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕觸發(fā)跟蹤預(yù)設(shè)，得到實(shí)時(shí)跟蹤過(guò)程仿真截圖，每一次取樣周期結(jié)束時(shí)，新的結(jié)果數(shù)據(jù)會(huì)從PLC讀出來(lái)，并在趨勢(shì)圖上進(jìn)行顯示，這樣顯示結(jié)果具有實(shí)時(shí)性，如圖7所示的模擬結(jié)果顯示所設(shè)計(jì)的基于智能控制策略的低壓鑄造控制系統(tǒng)具有很好的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性。
3小結(jié)
(1)施工作業(yè)面大。工程面積廣、工作量大、交叉作業(yè)多，施工難度較大給施工進(jìn)度帶來(lái)較大影響。(2)設(shè)備技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量要求高，施工方必須精心施工。(3)不同供貨商的設(shè)備之間均存在大量線(xiàn)路接口，相對(duì)更難的是軟件和通訊協(xié)議的對(duì)接問(wèn)題，每個(gè)廠(chǎng)家的通訊協(xié)議和軟件都不通用，需要施工方有較強(qiáng)的系統(tǒng)集成能力施工時(shí)必須嚴(yán)格管理、認(rèn)真檢查(4)施工中會(huì)與土建專(zhuān)業(yè)、管道專(zhuān)業(yè)、消防專(zhuān)業(yè)、強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)、裝修專(zhuān)業(yè)形成立體交叉施工態(tài)勢(shì)，將對(duì)施工安全構(gòu)成安全隱患。
2工程實(shí)例
2．1工程概況
本文以某度假村智能化工程為例。本工程需要完成的主要內(nèi)容包括:視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報(bào)警和周界保護(hù)系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、綜合布線(xiàn)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、有線(xiàn)電視系統(tǒng)、數(shù)字無(wú)線(xiàn)對(duì)講系統(tǒng)、樓宇控制及智能照明系統(tǒng)、能量計(jì)量及分析系統(tǒng)、多媒體會(huì)議系統(tǒng)、背景音樂(lè)與緊急廣播系統(tǒng)、多媒體信息及LED顯示系統(tǒng)、客房控制系統(tǒng)、溫泉泡池控制系統(tǒng)等弱電工程深化設(shè)計(jì)及施工，設(shè)備材料供應(yīng)、安裝、現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)、技術(shù)服務(wù)、調(diào)試、開(kāi)通、驗(yàn)收、試運(yùn)行、培訓(xùn)及施工管理等所有工作內(nèi)容，使各系統(tǒng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和施工規(guī)范的要求，并能使各系統(tǒng)及整個(gè)綜合系統(tǒng)工程正常運(yùn)行。
2．2設(shè)計(jì)深化階段工作內(nèi)容
2．2.1總體設(shè)計(jì)深化根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的圖紙、運(yùn)營(yíng)公司提出的設(shè)計(jì)指引，編制完善的總體設(shè)計(jì)方案。方案內(nèi)容包括對(duì)整個(gè)弱電系統(tǒng)的總體功能、系統(tǒng)組成，所達(dá)到的目的進(jìn)行闡述;完善各子系統(tǒng)之間的通信協(xié)議、各子系統(tǒng)功能、設(shè)備選型、技術(shù)參數(shù)、系統(tǒng)圖等。2．2.2施工圖深化設(shè)計(jì)在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)原有設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工圖深化設(shè)計(jì)，包括圖紙目錄、施工與安裝說(shuō)明、系統(tǒng)電氣原理圖、系統(tǒng)圖、弱電系統(tǒng)的橋架管線(xiàn)圖、各樓層的設(shè)備安裝平面圖、弱電機(jī)房和弱電間的設(shè)備布置圖、機(jī)柜安裝圖、設(shè)備安裝詳圖等。2．2.3施工圖的審查總包單位負(fù)責(zé)組織相關(guān)的單位對(duì)施工圖審核，組織原設(shè)計(jì)單位、業(yè)主、第三方的審圖機(jī)構(gòu)，以及相關(guān)的國(guó)家主管部門(mén)對(duì)施工圖進(jìn)行審核、審查。
2．3施工階段工作內(nèi)容
(1)弱電系統(tǒng)設(shè)備、材料的采購(gòu)和供貨。(2)與其他相關(guān)施工單位的協(xié)調(diào)，明確弱電子系統(tǒng)之間的工作界面和接口方式，與其他各個(gè)相關(guān)的施工單位協(xié)調(diào)。(3)與設(shè)計(jì)院、監(jiān)理、土建、機(jī)電安裝、裝修單位的協(xié)調(diào)。還有很多單位如:空調(diào)暖通、園林綠化、消防等基本上復(fù)雜的項(xiàng)目和所有專(zhuān)業(yè)都有要協(xié)調(diào)和處理的，另外與外部單位還有常見(jiàn)的:電信、廣電、技防辦等很多單位。(4)制定詳細(xì)的施工計(jì)劃，督促并檢查各子系統(tǒng)的施工進(jìn)度。(5)對(duì)弱電各系統(tǒng)的施工質(zhì)量進(jìn)行檢查、評(píng)定，并統(tǒng)一報(bào)送監(jiān)理進(jìn)行階段驗(yàn)收;定期進(jìn)行安全教育，督促檢查本單位的安全施工情況。(6)有關(guān)協(xié)調(diào)會(huì)議、施工過(guò)程的設(shè)計(jì)更改、施工質(zhì)檢的整改。(7)各系統(tǒng)的調(diào)試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)開(kāi)通試運(yùn)行等工作，編寫(xiě)系統(tǒng)調(diào)試大綱。
3智能化工程的造價(jià)控制
3．1加強(qiáng)施工前計(jì)劃
(1)施工前，應(yīng)充分召集各相關(guān)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行徹底摸清勘察，深化設(shè)計(jì)，只有具備非常強(qiáng)的深化設(shè)計(jì)能力才能做好工程量的核實(shí)工作，能提前做相應(yīng)的技術(shù)變更，在設(shè)備采購(gòu)前就能弄準(zhǔn)確設(shè)備清單。(2)對(duì)相關(guān)工程量進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，明確記錄在案，避免開(kāi)工后出現(xiàn)不必要的施工浪費(fèi)，而對(duì)于部分工程變更需要花費(fèi)數(shù)額大的，須有設(shè)計(jì)單位、業(yè)主代表、監(jiān)理、施工單位等多方共同確認(rèn)?？茖W(xué)預(yù)估可能花費(fèi)較高的工程環(huán)節(jié)，將其列為重點(diǎn)造價(jià)控制對(duì)象，努力將控制關(guān)口前移，做好事前控制與事后控制。造價(jià)工程師在項(xiàng)目實(shí)施各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)保持全程監(jiān)控和跟進(jìn)，精密核算，嚴(yán)格管理。
3．2控制設(shè)備、材料的費(fèi)用
工程施工階段需要耗費(fèi)大量的設(shè)備和材料，這一項(xiàng)的費(fèi)用支出甚至可以占到工程預(yù)算總費(fèi)用的七成以上，因此務(wù)必要做好設(shè)備材料的物料耗用和采購(gòu)價(jià)格管控，在物料領(lǐng)用上要嚴(yán)格登記，嚴(yán)把領(lǐng)料關(guān)，對(duì)于采購(gòu)價(jià)格，應(yīng)以招投標(biāo)的形式完成，同規(guī)格型號(hào)低價(jià)中標(biāo)。
3．3實(shí)施合同全過(guò)程管理
正常情況下，按照事先預(yù)定進(jìn)行工程的各項(xiàng)施工，能夠在保證工期的情況下合理安排調(diào)配各項(xiàng)資源，能夠真實(shí)反映費(fèi)用的合理性并盡量節(jié)約資金，避免不必要的趕工期、加班費(fèi)。通常，如果能夠建立完善的合同，對(duì)各種逾期現(xiàn)象作出限定和制約，就能很好地避免此類(lèi)現(xiàn)象，控制費(fèi)用增加［3］。而對(duì)于一些材料、施工設(shè)備，如果合同條款、協(xié)議中未對(duì)此加以明晰化的規(guī)定和管理，就很容易被施工單位鉆孔子，以次充好、以假亂真，不僅大大增加了費(fèi)用支出，而且還可能給工程質(zhì)量和壽命帶來(lái)不良影響。
3．4工程變更管理
(1)一旦完成智能化工程施工圖，就必須嚴(yán)格執(zhí)行，嚴(yán)禁私自加以調(diào)整，尤其是調(diào)高施工標(biāo)準(zhǔn)，如果確實(shí)有必要進(jìn)行增加造價(jià)，就必須經(jīng)由設(shè)計(jì)單位、業(yè)主代表、監(jiān)理、施工單位等多方共同碰頭開(kāi)會(huì)確認(rèn)，從項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)型、技術(shù)適用性、工程可靠性等方面進(jìn)行綜合論證通過(guò)后方可實(shí)施。(2)非經(jīng)審批通過(guò)不得隨意變更程序。設(shè)計(jì)變更主要是設(shè)計(jì)院簽字蓋章認(rèn)可，業(yè)主方及監(jiān)理方往往是抄送單位。如施工方發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)情況和圖紙不符合或者圖紙本身出現(xiàn)了遺漏或者業(yè)主方的需求發(fā)生變化的情況下由施工單位發(fā)出的。而對(duì)于費(fèi)用可能較大的變更，首先要明確預(yù)算費(fèi)用，報(bào)主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可實(shí)施。(3)強(qiáng)化工程量審核。變更過(guò)程中出現(xiàn)的各類(lèi)工程量增加，應(yīng)由多方共同確認(rèn)審核，查明核實(shí)無(wú)誤后簽字認(rèn)可予以執(zhí)行。
3．5竣工階段的工程造價(jià)管理
(1)健全各類(lèi)招標(biāo)文件、合同、預(yù)算概算計(jì)劃書(shū)、工程施工進(jìn)度表等文件資料的管理，期間保持對(duì)施工工程和施工費(fèi)用的考核管理，明確各項(xiàng)工作是否按照既定文件規(guī)劃嚴(yán)格執(zhí)行。(2)工程竣工決算的最主要依據(jù)是竣工圖，設(shè)計(jì)變更單，技術(shù)核定單，隱蔽工程驗(yàn)收單，檢驗(yàn)批驗(yàn)收及竣工驗(yàn)收合格證明等工程施工工程中的證明資料，特別是開(kāi)口合同及沒(méi)有工程量清單的這類(lèi)合同至關(guān)重要。
4結(jié)語(yǔ)
論文關(guān)鍵詞：企業(yè)；組織結(jié)構(gòu)；職能制；業(yè)務(wù)流程再造
組織結(jié)構(gòu)再造是業(yè)務(wù)流程再造的核心之一。業(yè)務(wù)流程再造就是要通過(guò)組織和管理模式上的變革將被職能割裂的流程重新連接起來(lái)，使其成為一個(gè)連續(xù)的流程，通過(guò)對(duì)流程的整合與優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)顧客服務(wù)、企業(yè)運(yùn)行成本和效率的全面優(yōu)化。業(yè)務(wù)流程再造突破了傳統(tǒng)的勞動(dòng)分工理論，強(qiáng)調(diào)以“流程導(dǎo)向”取代原有的“職能導(dǎo)向”，重新構(gòu)建企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和管理模式。運(yùn)用業(yè)務(wù)流程再造理論對(duì)職能制組織結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行徹底改造，是實(shí)現(xiàn)流程優(yōu)化的基礎(chǔ)，也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)和構(gòu)造核心競(jìng)爭(zhēng)力的載體。
一、職能制組織結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題
現(xiàn)行企業(yè)組織結(jié)構(gòu)大多數(shù)是以18世紀(jì)亞當(dāng)·斯密的“勞動(dòng)分工原理”和19世紀(jì)泰勒的“制度化管理”為理論依據(jù)的，將企業(yè)管理劃分成許多細(xì)致的職能部門(mén)。
為了能保持對(duì)專(zhuān)業(yè)化分工后的職能部門(mén)進(jìn)行有效管理、協(xié)調(diào)和控制，企業(yè)組織實(shí)行等級(jí)制結(jié)構(gòu)?！拊诠I(yè)化初期，市場(chǎng)環(huán)境比較穩(wěn)定，產(chǎn)品供不應(yīng)求，員工素質(zhì)不高，企業(yè)能夠以規(guī)模經(jīng)濟(jì)取勝的情況下，職能制組織借助于分工所帶來(lái)的專(zhuān)業(yè)化優(yōu)勢(shì)來(lái)贏得整個(gè)部門(mén)的效率，因此是有效的。但隨著信息時(shí)代的到來(lái)，職能制組織結(jié)構(gòu)顯得越來(lái)越僵硬，越來(lái)越不適應(yīng)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
分工過(guò)細(xì)，內(nèi)部交易成本較高。在金字塔組織結(jié)構(gòu)中，部門(mén)或工序是按照職能劃分的。企業(yè)的一個(gè)完整的業(yè)務(wù)活動(dòng)要經(jīng)過(guò)若干個(gè)部門(mén)或工序才能完成，運(yùn)作時(shí)間長(zhǎng)。在每個(gè)部門(mén)或工序內(nèi)部，我們且認(rèn)為其活動(dòng)都是“增值”的，但部門(mén)或工序之間對(duì)業(yè)務(wù)活動(dòng)信息溝通、傳遞、核查、等待、質(zhì)疑是“非增值的”，甚至是“減值的”。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來(lái)看，企業(yè)分工越細(xì)，業(yè)務(wù)活動(dòng)流經(jīng)的部門(mén)或工序就越多，運(yùn)作時(shí)間就越長(zhǎng)，其內(nèi)部交易成本就越高。
分工過(guò)細(xì)，還造成組織機(jī)構(gòu)臃腫、人浮于事和相互推諉現(xiàn)象，這也會(huì)造成經(jīng)營(yíng)流程運(yùn)作成本較高。
缺乏專(zhuān)一部門(mén)負(fù)責(zé)整個(gè)業(yè)務(wù)增值活動(dòng)，無(wú)人負(fù)責(zé)整個(gè)經(jīng)營(yíng)流程。各部門(mén)按專(zhuān)業(yè)職能劃分，每個(gè)部門(mén)猶如“鐵路警察”，各管一段，結(jié)果是各部門(mén)只關(guān)心本部門(mén)的工作?！邦櫩途褪巧系邸敝皇菭I(yíng)銷(xiāo)人員的信條，企業(yè)的其它員工并不管新生產(chǎn)的產(chǎn)品或提供的服務(wù)是否能真正滿(mǎn)足顧客的需求。對(duì)于戰(zhàn)略性的工作任務(wù)，往往易犯“只見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)林”的錯(cuò)誤，過(guò)分注重本部門(mén)業(yè)績(jī)，而忽視從全局的角度來(lái)考慮問(wèn)題。即使每個(gè)部門(mén)的活動(dòng)從局部上看是有意義的，但從企業(yè)價(jià)值鏈整體上看卻不見(jiàn)得都是有意義的。
信息傳遞渠道較長(zhǎng)。在金字塔型組織結(jié)構(gòu)中，其縱向?qū)哟伪姸?，橫向部門(mén)林立，使得命令鏈和信息渠道太長(zhǎng)。這種狀況造成三個(gè)不良后果：一是信息傳遞速度慢，并且容易失真，使得高層的決策難以得以快速、切實(shí)執(zhí)行；二是在快速多變的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，難以對(duì)客戶(hù)的需求做出及時(shí)、準(zhǔn)確的反應(yīng)；三是一線(xiàn)員工的創(chuàng)造力得不到及時(shí)和充分的認(rèn)可和激勵(lì)。企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的這種遲緩的運(yùn)作狀態(tài)最終將導(dǎo)致企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的下降。
對(duì)外部環(huán)境反應(yīng)遲鈍。由于企業(yè)內(nèi)部分工過(guò)細(xì)，業(yè)務(wù)流程趨于復(fù)雜，高級(jí)管理層被排除在業(yè)務(wù)流程的第一線(xiàn)之外。當(dāng)企業(yè)需要變革時(shí)，往往沒(méi)有人能洞察先機(jī)，即使有人先知先覺(jué)，也會(huì)因其職權(quán)范圍的限制而放棄變革。這樣，原有業(yè)務(wù)流程和組織結(jié)構(gòu)的彈性極為有限，使企業(yè)逐漸失去對(duì)環(huán)境變化(特別是對(duì)顧客需求變化)反應(yīng)的靈敏性。
不利于員工積極性的調(diào)動(dòng)。傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)不利于員工進(jìn)行職業(yè)生涯設(shè)計(jì)和發(fā)展，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是精細(xì)的分工使得員工長(zhǎng)期從事某一單一操作，對(duì)其他崗位的知識(shí)和技能一無(wú)所知，不符合員工知識(shí)技能增加的需求。也會(huì)使員工因工作單調(diào)而缺乏積極性、主動(dòng)性、責(zé)任感，致使工作和服務(wù)質(zhì)量下降。二是金字塔型組織結(jié)構(gòu)中的層級(jí)制會(huì)大大束縛員工的創(chuàng)造性和主動(dòng)性，不利于學(xué)習(xí)型組織、工作團(tuán)隊(duì)的形成。
二、職能制組織結(jié)構(gòu)再造的主要措施
堅(jiān)持以顧客需求為導(dǎo)向，構(gòu)建新的組織結(jié)構(gòu)。顧客的需要對(duì)于企業(yè)生存與發(fā)展的決定作用是不言而喻的，并已引起了絕大多數(shù)企業(yè)的關(guān)注。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)化時(shí)間尚短，顧客導(dǎo)向雖然在絕大多數(shù)企業(yè)獲得了共識(shí)，但尚未滲透、固化到企業(yè)的所有業(yè)務(wù)流程當(dāng)中。在組織結(jié)構(gòu)上，傳統(tǒng)的職能制組織結(jié)構(gòu)由不同的職能部門(mén)組成，人們被招聘到這些專(zhuān)業(yè)化的職能部門(mén)工作，每個(gè)部門(mén)只負(fù)責(zé)完成整體工作的一部分，然后移交給流程鏈條上的下一部門(mén)繼續(xù)處理。這種按職能分工的業(yè)務(wù)組織方式，極易產(chǎn)生組織的等級(jí)結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致了縱向的業(yè)務(wù)流程、使得組織關(guān)注的中心被導(dǎo)向“上級(jí)”和“老板”，而不是顧客，而對(duì)于橫向的流程缺乏統(tǒng)一的控制和協(xié)調(diào)。因此，企業(yè)在進(jìn)行業(yè)務(wù)流程再造時(shí)，一定要注意堅(jiān)持以顧客需求為導(dǎo)向，從根本上改變傳統(tǒng)的職能制思維方法，以顧客為中心來(lái)設(shè)計(jì)組織結(jié)構(gòu)。
充分利用信息技術(shù)，改造組織結(jié)構(gòu)。業(yè)務(wù)流程再造的技術(shù)基礎(chǔ)是信息技術(shù)，失去了信息技術(shù)的保證，業(yè)務(wù)流程再造無(wú)疑就成了“空中樓閣”。企業(yè)在進(jìn)行業(yè)務(wù)流程再造時(shí)，一定要注意充分利用信息技術(shù)，以其為依托，進(jìn)行組織創(chuàng)新?，F(xiàn)在，我國(guó)一些企業(yè)已經(jīng)或正在引入現(xiàn)代信息技術(shù)，但從實(shí)踐上看，許多企業(yè)只是將技術(shù)用在了原來(lái)的業(yè)務(wù)流程上，而不是利用信息技術(shù)來(lái)輔助進(jìn)行組織創(chuàng)新，重組業(yè)務(wù)流程。許多企業(yè)大量購(gòu)置先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，結(jié)果不是因?yàn)槿狈θ瞬哦荒芪锉M其用，就是用來(lái)自動(dòng)化處理原有的工作任務(wù)，而沒(méi)有用來(lái)改變公司的業(yè)務(wù)流程。結(jié)果。局部的效率確實(shí)提高了，企業(yè)整體效率并未有多大改善，甚至帶來(lái)了高昂的成本。因此，企業(yè)在進(jìn)行業(yè)務(wù)流程再造時(shí)，要結(jié)合組織變革，充分利用信息技術(shù)，達(dá)到降低成本的目的。轉(zhuǎn)以流程團(tuán)隊(duì)為基本構(gòu)成單元，改造組織結(jié)構(gòu)。以流程為中心的流程團(tuán)隊(duì)制為主的企業(yè)組織結(jié)構(gòu)由不同的流程構(gòu)成，流程團(tuán)隊(duì)具有以下特征：一是流程團(tuán)隊(duì)獨(dú)立性強(qiáng)。流程團(tuán)隊(duì)的獨(dú)立性，一方面表現(xiàn)在流程團(tuán)隊(duì)具有自我管理、自我決策、自我構(gòu)造的權(quán)力，另一方面表現(xiàn)在它所實(shí)現(xiàn)的功能比較完整。二是流程團(tuán)隊(duì)的凝聚力高。具體表現(xiàn)在：群體成員歸宿感強(qiáng)；愿意主動(dòng)承擔(dān)群體工作中的相關(guān)責(zé)任，注重維護(hù)群體和榮譽(yù)；成員之間信息溝通快，互相了解比較深刻，關(guān)系和諧；群體內(nèi)具有民主氣氛，群體成員具有協(xié)作精神，群體士氣高。三是流程團(tuán)隊(duì)具有持續(xù)學(xué)習(xí)的精神。流程團(tuán)隊(duì)的持續(xù)學(xué)習(xí)，能保證團(tuán)隊(duì)成員的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和團(tuán)隊(duì)本身的自我整合能力。流程團(tuán)隊(duì)能為員工的持續(xù)學(xué)習(xí)提供良好的氛圍。流程團(tuán)隊(duì)的以上特征完全符合企業(yè)進(jìn)行業(yè)務(wù)流程再造的需要，從而能夠有效地保障業(yè)務(wù)流程再造取得預(yù)期的成果。
三、職能制組織結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)
扁平化趨勢(shì)。企業(yè)組織變革的扁平化趨勢(shì)是指企業(yè)組織形態(tài)隨著管理層次的削減、管理幅度的增大，從金字塔形向圓筒形轉(zhuǎn)變的傾向。傳統(tǒng)的企業(yè)組織通常是在直線(xiàn)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一管理的重要性，所以，其通常會(huì)形成并建立一套等級(jí)森嚴(yán)的層級(jí)組織體系。尤其是當(dāng)企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大時(shí)，層級(jí)體系中的中間管理層就會(huì)發(fā)生幾何級(jí)數(shù)般的連續(xù)擴(kuò)充，從而形成臃腫的企業(yè)管理形態(tài)，這一點(diǎn)也是傳統(tǒng)企業(yè)最顯著的特征之一。而組織結(jié)構(gòu)扁平化強(qiáng)調(diào)的則是通過(guò)對(duì)管理人員管理幅度的增加來(lái)盡可能削減企業(yè)的中間管理層，從而確保各種信息在企業(yè)內(nèi)部快速而準(zhǔn)確的傳遞。
