重读《实施工业4.0战略的建议》

2014年，公司专家大会召开前夕，宝钢电视台的同事找到我，让我以专家的身份谈谈今年对公司的建议。我拿起《实施工业4.0战略的建议》白 皮书，对着摄像头说：我建议公司关注一下智能制造和工业4.0的概念。我当时提出了这个建议，但无论如何都想不到：当时很冷的概念，成为公司、行业乃至全社会高度关注的领域。经过了10年，仍然经久不衰。  

最近有家企业让我讲讲工业4.0。我又重新翻阅了当年的白皮 书，并问自己：当时的理解能够打多少分呢？概可以打60~70分吧？  

我最近意识到：德国工业4.0与美国GE的工业互联网，其实有极大相似的地方：都特别关注物联网（工业4.0还强调了服务网）。他们对工业革命的认知，其实是从产业生态的角度来看问题的。也就是说，关注的是企业外部条件和环境的变化，引发工业企业内部的变化。  

工业4.0强调三个维度的信息集成，和传统的CMM模型（协同制造模型）其实是不一样的。因为有两个维度是要拓展到企业之外的：横向集成和端到端集成。我很早就说过：这两个集成，宝钢在上世纪就有了雏形；但主要是在企业内部的。未来的工业4.0会拓展到企业外部。当信息集成拓展到（大）企业之外时，小企业的机会就来了。不久前，总理与八个工业互联网平台座谈。在我看来，佘总的海智在线，其实就是在做与两个集成相关的工作。  

白皮 书中提到，纵向集成的目的是生产过程的灵活可重组、动态组件配置。这一点恰恰对应了我不久前在《智能工厂的典型特征》提到的“流水线上实现产品的自动切换”（这个问题后面还会谈到）。换句话说：工业4.0时代的纵向集成不仅仅是信息系统的事情，还要有自动化设备系统的配合。  

与工业互联网相比，工业4.0的确更侧重对工厂内部的影响，说的也更加清楚。而作为工业人，我们是习惯于从工业企业内部来看问题的——对绝大多数人来说，企业内的事情才是可操作的。工业4.0引发什么样的变化呢？有一年，我曾经用一句话给出一个简单的“模型”，描述典型的工业4.0工厂：流水线上的个性化定制。有个这个模型，工业4.0 的许多特征和要求都能看清楚了。认识到这个程度，大概可以说及格了。  

我给人讲工业4.0的时候，经常会强调：个性化定制是基于模块化的。我一直认为：这是我自己琢磨出来的认知和观点。但重读白皮 书的时候，发现在最初的白皮 书中就多次谈到。而我随口胡扯一类场景（宝马车用奔驰的发动机），在白皮 书中居然也有类似的观点（把保时捷的座椅安装在大众的车子里）。当时读的时候还是太粗了，应该给自己扣分。现在想来，很多事情是要等到自己想明白了才能看到，而不一定是先看到再想明白。  

我在许多文章中谈到一个观点：离散制造业和流程行业的模型是不一样的。前者的瓶颈是复杂性，后者的瓶颈是不确定性。重读白 皮书，居然发现了类似的观点：“在某些情况下（如化学生产过程的相互作用）不存在合适的模式，或很难将他们描述为一个正式的模型”。可惜的是：我国流程行业内的部分专家院士，至今还没有搞明白这件事，还在到处胡说八道。  

白皮 书中谈到：“建模需要高效的软件工具，提供必要的调整和优化工具”。这样的技术现在有吗？有的！这就是基于数字孪生的工业互联网平台。我一直强调：数字孪生本质上是支持持续改进的工具。可惜的是，多数人至今还没有意识到这个问题。我们讨论数字孪生的时候，现在主要集中在研发和设计。工业4.0白 皮书早就认识到了这种现象，但同时指出：解释性模型不仅用于开发和设计，还会用于生产：用于评估运行平稳（故障分析等等）。  

我一直把GE公司的工业互联网白皮 书的副标题翻译为“重构人和机器的关系”。其实，工业4.0强调的也是重构人和机器的关系。  

“重构人和机器的关系”到底是什么意思呢？我的解释就是所谓“养花不出烂叶子”的创新逻辑（《知行：工业基因的数字化演进》，30页）：理想目标不能实现的时候，学会退半步、找到可行的目标。具体地说，智能化的理想是机器自动决策、自动执行；现实中，这种理想难以实现时，可以采用人机协同的方式决策。通过工业互联网实现远程化、通过CPS简化人机接口，本质上都是重构人和机器的关系。通过人机关系的重构，能够让人的工作能力更强、工作更加舒适。工业4.0强调CPS，大体上就是这个道理。我们在《三体智能革命》一书中，强调的也是人、数、物三者的结合。三者的结合为什么重要？因为这是现实可行的办法、是数字化和网络化带来机会的办法。  

马克思说：“到了共产主义社会，劳动就变成了人的第一需要”。实现这个理想的方式，就是把人不愿意做的工作交给机器去做——就剩下人喜欢的工作了。CPS和智能化，在一定程度上促进了这个过程的发展。但是，实现自动化并不容易——比技术更难的其实是经济性。  

几年前，我到南京一家工厂去参观。这家公司是为各种车辆做电动门的。这虽然是一家有科技含量的企业，但自动化程度并不高。一个重要的原因合同往往是小批量、多品种：每种门的制造工艺都不一样。试想：难道要为每种门建设单独的自动化生产线吗？如果这样做，既经济不划算、时间上也来不及。所以，约束自动化的不仅仅是技术，更是成本和时间——本质上都是经济问题。在批量小、规格经常变化的前提下，自动化是很难实现的：如果要实现自动化，首先要花大力气推进模块的标准化。但这却不是制造企业能做的事情。  

解决个性化、小批量问题，一直是数字化、智能化的重要课题。前些年，3D打印非常火。我当时不明白：这样一个不太成熟、应用范围有限的技术，为什么会这么火呢？其实，根本的原因就是它能够实现一个理想：自动化地生产个性化定制的产品。  

最近参观一家水泥制品的生产企业，正在大力推进自动化进程、开发了多台自动化设备。过去为什么不开发呢？因为过去劳动力便宜。劳动力便宜的时候，自动化的经济性就低；劳动力价格上升时，自动化的经济性就高。所以，开发什么设备，往往决定于机器代人的经济性有多大。企业一定要把自动化或者智能化看成一个经济问题。尼克松曾经说：共同的进步才是真正的进步。只有全社会的经济发达了、劳动力贵了，自动化技术的重要性才能提上来。  

我们推进智能化的时候，经常强调打通。打通不仅是信息系统的打通、而是业务活动的打通。业务活动打通以后，就不需要人干涉了，也就可以减人了。在有些工厂，正常生产时基本上不需要人，产品切换时却需要人的介入。高水平的打通要把产品切换这件事实现自动化。当然，这种打通的基础是信息打通。所以，研制自动化设备的厂家，最好把设备设计成具有远程操控能力的设备。  

最近我有一个感慨：前些年，我国一直强调激光技术重要、纳米技术重要。国家给了许多投资。但这些技术到底给我们带来了什么？我想了想：印象最深的似乎是激光笔、激光打印。似乎没有多大意思。这些年国外做了些什么？我突然意识到：用光刻机做芯片，就是激光与纳米技术的结合。由此可见，这两项技术确实重要啊！我们知道这两项技术重要，可惜却没有用来做重要的事情。  

在工业4.0领域，会不会也有这样的问题呢？我有这种担心。在工业4.0白 皮书中，强调了标准化和开放标准的参考体系。有了这个基础，才能真正改变企业的生态。但10年过去了，这种工作我们到底做了多少呢？如果企业不被组织起来，这件事不好做。千万不要起个大早，赶一个晚集。