工业化和信息化是人类社会发展的两大历史进程(见图1-1)。工业化发展进程以技术为核心驱动要素,主要使命是实现物质产品的大规模生产和消费,期间以机械技术、电气技术及自动化技术的大规模应用为特征,主要经历了机械化、电气化、自动化三个发展阶段。信息化发展进程则主要以数据(信息、知识)为核心驱动要素,主要使命是实现信息和知识的大规模生产和消费,期间随着信息通信技术的不断发展及其与产业领域的不断渗透融合,将主要经历数字化、网络化、智能化三个发展阶段。
图1-1 两化融合:工业化进程和信息化进程的交汇与融合
信息化和工业化融合(以下简称“两化融合”)是信息化和工业化发展到一定阶段的产物,是信息化和工业化的多层次、全方位融合,涉及生产要素、生产方式、管理模式、产业体系及社会经济运行方式等不同层面的融合。从全球范围来看,因基础和条件差异,不同国家的工业化、信息化发展历程不尽相同。总体来看,西方发达国家是在基本完成工业化后开始推进信息化的,信息化是在成熟工业化的基础上发展起来的,因此呈现出先工业化、后信息化的梯度发展格局。我国在工业化未完成时就迎来了信息化发展浪潮,因此走的是一条工业化和信息化同步发展的新型道路。
我国在建国后提出要实现工业化,赶超发达国家。改革开放后,面临发达国家正在实现信息化的新形势,我国是继续先实现工业化、然后再实现信息化,还是在实现工业化的同时推进信息化,这是一个重大战略决策问题。随着信息技术的飞速发展,社会各界日益认识到信息技术引领的时代潮流不可阻挡,必须在大力推进工业化的同时,同步推动信息化的发展,二者互为助力,加速经济社会发展。
党的十五大报告首次写入信息化并将其作为国家战略,党的十六大提出“以信息化带动工业化、以工业化促进信息化”,党的十七大提出“两化融合”,党的十八大提出“两化深度融合”,我国对两化融合的认识在与时俱进的同时,也一以贯之地朝着既定方向不懈努力。习近平总书记多次强调要“做好信息化和工业化深度融合这篇大文章”。党的十九大报告进一步提出,“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。”这是以习近平同志为核心的党中央立足建设现代化经济体系、实现经济高质量发展做出的重大战略部署,与党的十七大提出的两化融合、党的十八大提出的两化深度融合一脉相承,是新时代背景下两化融合的新目标、新内容、新要求,标志着两化融合迈入新阶段,如图1-2所示。
图1-2 党的十五大至党的十九大关于信息化、工业化的重要部署
当前,中国特色社会主义进入新时代,已经开启全面建设社会主义现代化国家的新征程。建设制造强国和网络强国是新时代建设社会主义现代化强国的重要内容,也是解决新时代我国社会主要矛盾的重要途径。我国在2010年已经成为世界第一制造大国,建成了门类齐全的工业体系;同时,我国也是互联网大国,2016年数字经济规模已经跃居全球第二,取得了举世瞩目的成就。但是,总体看来,工业整体大而不强仍然是不争的事实,机械化、电气化、自动化、信息化并存现象仍然较为明显。持之以恒地推进两化深度融合,有助于从生产方式、组织管理和商业模式等维度加速重塑制造业,充分发挥融合发展的叠加、聚合、倍增效应,加快推动制造业向数字化、网络化、智能化方向发展,推动工业经济向数字驱动型创新体系和发展模式转变。
在当前全球新一轮技术革命和产业变革孕育兴起的大背景下,西方发达国家纷纷实施“再工业化”和“制造业回归”战略,着力打造信息化背景下国家制造业竞争的新优势。德国提出的工业4.0、美国提出的工业互联网,都是结合国家产业优势做出的战略选择。中国是制造大国、也是网络大国,中国企业既要向工业4.0迈进,也要针对工业2.0和工业3.0进行补课,因此两化融合是一项必须长期坚持的重要战略。新时期,以两化融合为主线,以智能制造为主攻方向,大力推进融合发展,加快新旧发展动能和生产体系转换,提高供给体系的质量效率层次,对于推动我国产业转型升级、重塑国际竞争新优势具有重大战略意义。
智能制造的概念由来已久,早在20世纪80年代就出现了第一篇智能制造的文章及第一本智能制造的专著。随着两化融合的不断深入,智能制造的内涵、外延和目标任务不断扩充,智能工艺、智能装备、智能加工单元、智能生产线、智能车间、智能工厂、智慧企业、智慧供应链不断演进和发展。当前,智能制造可以理解为基于新一代信息技术,贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节,具有信息深度自感知、精准控制自执行、经营管理自决策等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。
两化融合与智能制造、“互联网+”等的关系如图1-3所示。总体看来,当前我国的工业化尚未完成,全面推进制造业数字化的基础和能力仍显不足,制造业网络化也因此而主要在靠近消费端的领域得到了规模化探索和推进。实际上,只有当人、设备设施、制造活动等的数字化达到一定程度,基于数据(信息、知识)大范围、大规模协同应用的制造业网络化才能够取得实质进展;只有当连接到网络中的制造业参与主体、资源、活动等达到一定程度和复杂度,智能处理、自组织、自决策才会凸显其价值且成为发展的必然要求,智能制造才会日益成熟并成为产业界的普遍选择。因此,从工业化、信息化发展的阶段性来看,智能制造理所应当是两化融合的主攻方向,但要构筑智能制造生态系统,需要进一步加快制造业数字化、网络化和智能化螺旋式发展,任重而道远,亟需因势而动、顺势而为、趁势而上。
图1-3 两化融合与智能制造、“互联网+”等的关系
全球各国应对新一轮产业变革的方式,都是引导产业沿着数字化、网络化、智能化的阶段加速跃升。德国工业4.0主要聚焦于网络化发展阶段,我国两化融合则以智能制造为主攻方向和制高点,强调在信息化环境下全面打造产业新型能力,加速信息技术和工业技术的融合发展,涵盖了数字化、网络化、智能化等不同发展阶段。尽管中德工业基础及发展阶段不同,但工业4.0和两化融合在发展理念、工作任务、驱动要素等方面异曲同工。在 发展理念方面 ,一是均强调万物互联,倡导数字世界和物理世界的深度融合;二是均强调组织变革,注重流程重组和组织再造;三是均强调协同创新,充分整合内外部资源。在 工作任务方面 ,均强调综合集成的重要性。工业4.0将纵向集成、横向集成、端到端集成作为企业转型的核心任务;两化融合将实现企业管控、供应链、产品全生命周期的集成作为企业信息化迈上高级阶段的重要标志。在 驱动要素方面 ,均强调数据要素在生产模式、管理模式、商业模式等方面的创新驱动潜能。
当前,我国两化融合正从数字化阶段加速向网络化阶段迈进。数字化阶段的主要使命是制造基础设施和行为活动的数字化、软件化改造,而制造资源配置规则并没有发生根本性的改变;网络化阶段的主要使命是大范围按需动态配置制造资源;智能化阶段的主要使命是依据个性化需求深度挖掘和精准配置制造资源。因此,网络化和智能化阶段将是制造业发展理论、方法工具、解决方案发生系统性和颠覆式变革的时代。当前,互联网创新发展与新工业革命正处于历史性交汇期,互联网由消费领域向生产领域快速延伸,工业经济由单点的信息技术应用向全面的数字化、网络化、智能化深度拓展。工业互联网的概念兴起于2012年,其目的就是要实现基于信息技术的网络化制造。
工业互联网包含网络、平台、安全三大体系。其中,网络是基础,平台是核心,安全是保障。工业互联网平台作为工业互联网发展的核心,是连接设备、软件、工厂、产品、人等工业全要素的枢纽,是海量工业数据采集、汇聚、分析和服务的载体,是支撑工业资源泛在连接、弹性供给、高效配置的中枢,是实现网络化制造的核心依托,日益成为支撑两化深度融合的关键基础设施。目前,全球工业互联网平台仍处于规模化扩张的窗口期、格局未定的关键期和抢占主导权的机遇期。我国具有超大规模的市场需求、完备的工业体系、创新引领的互联网生态、庞大的专业人才队伍,建设和推广工业互联网平台是我国推进制造业数字化、网络化、智能化发展,以及加快经济高质量发展、抢占新一轮产业竞争制高点的重要突破口。