《中國製造2025》發布近一年來
，概念層麵可謂異彩紛呈，從工業4.0、工業信息化到智能製造
、無人工廠
，目前更延伸到無人駕駛汽車、無人駕駛船舶、無人化醫療裝備等熱門領域，似乎工業智能化、無人化時代近在眼前。

華為科技創始人任正非對此所做的判斷很客觀
，他認為，這是人工智能時代，首先要強調工業自動化；工業自動化以後，才可能走進信息化；隻有信息化後，才能智能化。中國工業現在還沒有走完自動化，還有很多工業連半自動化都做不到。

因而

，探究工業4.0、工業無人化之前
，有必要了解相關概念的曆史淵源
、技術本源和經濟意義。

自動化是智能化的前奏

20世紀80年代，美國汽車產業正擔心會被日本競爭者擊垮。在底特律
，很多人展望以“熄燈式生產”打敗對手。“熄燈式生產”就(jiu)是(shi)工(gong)廠(chang)高(gao)度(du)自(zi)動(dong)化(hua)，燈(deng)關(guan)著(zhe)
，機(ji)器(qi)人(ren)自(zi)己(ji)在(zai)製(zhi)造(zao)汽(qi)車(che)。當(dang)時(shi)，這(zhe)種(zhong)想(xiang)法(fa)是(shi)不(bu)切(qie)實(shi)際(ji)的(de)
，日(ri)本(ben)車(che)企(qi)當(dang)年(nian)的(de)競(jing)爭(zheng)優(you)勢(shi)也(ye)不(bu)在(zai)於(yu)自(zi)動(dong)化(hua)生(sheng)產(chan)，而(er)在(zai)於(yu)“精益生產”技術，而精益生產在大多數情況下要依賴人力。

現今，自動化技術的進步已經使“熄燈式生產”逐漸變成現實。日本機器人製造商發那科（FANUC）已能將其部分生產線置於無人值守的環境中，自動運行數周不出狀況。

德國大眾旨在稱雄全球，這家汽車工業集團製定了新的生產戰略：模(mo)塊(kuai)化(hua)橫(heng)向(xiang)矩(ju)。大(da)眾(zhong)汽(qi)車(che)想(xiang)借(jie)助(zhu)這(zhe)一(yi)全(quan)新(xin)的(de)工(gong)藝(yi)，在(zai)同(tong)一(yi)條(tiao)生(sheng)產(chan)線(xian)上(shang)生(sheng)產(chan)所(suo)有(you)型(xing)號(hao)的(de)車(che)。這(zhe)一(yi)工(gong)藝(yi)最(zui)終(zhong)將(jiang)使(shi)大(da)眾(zhong)在(zai)世(shi)界(jie)各(ge)地(di)的(de)工(gong)廠(chang)因(yin)地(di)製(zhi)宜(yi)，生(sheng)產(chan)出(chu)當(dang)地(di)市(shi)場(chang)所(suo)需(xu)的(de)任(ren)何(he)車(che)型(xing)。

很多年前
，錢學森曾說過：“隻要自動控製做好了，即使元器件差一點，導彈也能打上天。”

現今，自動化將在很大程度上模仿人的智能
，機器人已在工業生產、海洋開發和宇宙探測等領域得到應用，專家係統在醫療診斷、地質勘探等方麵取得顯著效果。工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化和農業自動化將成為新技術革命的重要內容，並得到迅速發展。

從整體上看
，中國傳統產業在技術裝備、能源和原材料消耗、產品品質和管理水平等方麵與工業強國相比仍有很大差距
，尤其是技術裝備（比如高端數控機床）的差距有擴大趨勢。大範圍設備更新

，國家承受不了；維持設備現狀，則後果不堪設想
，唯有應用自動化技術改造傳統產業
，才能最有效地提高企業素質。

日本和德國的經濟起飛，就是從這裏開始的。1986年之前
，美國對自動化技術的應用不夠重視
，以至於在汽車
、機械
、原材料工業、計算機、電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)等(deng)傳(chuan)統(tong)行(xing)業(ye)完(wan)全(quan)喪(sang)失(shi)優(you)勢(shi)地(di)位(wei)。後(hou)來(lai)美(mei)國(guo)急(ji)起(qi)直(zhi)追(zhui)
，高(gao)度(du)重(zhong)視(shi)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)
，用(yong)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)改(gai)造(zao)傳(chuan)統(tong)產(chan)業(ye)，產(chan)生(sheng)了(le)巨(ju)大(da)效(xiao)益(yi)。

中國各個行業的自動化現狀遠遠落後於工業強國。對於任何一個企業來說，沒有強大、先xian進jin的de自zi動dong化hua係xi統tong的de支zhi持chi，其qi產chan品pin的de質zhi量liang和he產chan量liang都dou難nan以yi達da到dao世shi界jie水shui平ping。比bi如ru焊han接jie工gong序xu，由you人ren工gong操cao作zuo的de質zhi量liang不bu易yi控kong製zhi，僅jin憑ping外wai觀guan也ye看kan不bu出chu質zhi量liang好hao壞huai。如ru果guo由you工gong業ye機ji器qi人ren來lai操cao作zuo，各ge個ge工gong藝yi細xi節jie都dou能neng標biao準zhun化hua
，焊han接jie質zhi量liang
、效率都會更高。

這就是為什麼即使中國經濟增速出現下滑
，中國國內市場，尤其是製造業領域，對於工業自動化技術的需求有增無減。自動化技術能給“中國製造”補鈣，助推中國產業振興。

人工智能與無人工廠

無wu人ren工gong廠chang是shi自zi動dong化hua技ji術shu全quan麵mian升sheng級ji跨kua越yue的de結jie果guo
，其qi基ji本ben特te征zheng就jiu是shi全quan部bu生sheng產chan活huo動dong由you電dian子zi計ji算suan機ji進jin行xing控kong製zhi，生sheng產chan第di一yi線xian配pei有you機ji器qi人ren而er無wu需xu配pei備bei工gong人ren。

世界上第一座實驗用的無人工廠在日本築波科學城，建成於1984年4月。日本比較缺少人力，因而很早開始重視機器，率先建造了可以提高生產效率的無人工廠。

在運用了人工智能的無人工廠中，所有工作都是由計算機控製的機器人
、數控機床
、無人運輸小車和自動化倉庫來實現的
，人不直接參加工作。工人成了“指揮員”和“醫生”，白天
，工廠內隻有少數工作人員做一些核查
，修改一些指令；夜裏，隻留兩三名監視員。

現今，無人工廠在汽車及飛機製造等領域已相當普及。這些生產線幾乎都是機器人在操作，人在旁邊起輔助作用。

不過，將人工智能真正轉化為工業應用並非易事
，這是一個繁雜的係統工程。無人工廠要突破很多關鍵性技術

，包括柔性化的生產技術、工業機器人的控製技術
、整體安全和監控的技術、所有機器係統安全的監控等。每個機器人的狀態、每個儀器的狀態
，有什麼問題都要提前預警。

無wu人ren工gong廠chang中zhong的de核he心xin裝zhuang備bei是shi工gong業ye機ji器qi人ren，經jing曆li近jin半ban個ge世shi紀ji的de迅xun速su發fa展zhan
，機ji器qi人ren技ji術shu日ri趨qu成cheng熟shu，已yi在zai諸zhu多duo工gong業ye領ling域yu得de到dao廣guang泛fan應ying用yong
，諸zhu如ru汽qi車che製zhi造zao
、機械製造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規模生產企業都涉及工業機器人的應用。

工業機器人及其他自動化技術代表工業自動化的高階應用
，而最終實現工業智能化、無人化，還有很長一段距離。

工業價值鏈的係統整合是工業無人化的關鍵。工業價值鏈主要包括產品設計
、生產規劃、生產工程
、生(sheng)產(chan)執(zhi)行(xing)和(he)服(fu)務(wu)等(deng)幾(ji)個(ge)部(bu)分(fen)，以(yi)前(qian)這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)單(dan)獨(du)實(shi)施(shi)的(de)。如(ru)今(jin)
，各(ge)種(zhong)新(xin)技(ji)術(shu)把(ba)這(zhe)些(xie)獨(du)立(li)的(de)部(bu)分(fen)整(zheng)合(he)起(qi)來(lai)。製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)未(wei)來(lai)在(zai)於(yu)
，從(cong)這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)當(dang)中(zhong)找(zhao)到(dao)最(zui)佳(jia)結(jie)合(he)點(dian)，並(bing)學(xue)會(hui)將(jiang)它(ta)們(men)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)係(xi)統(tong)運(yun)用(yong)起(qi)來(lai)。這(zhe)樣(yang)就(jiu)能(neng)獲(huo)得(de)整(zheng)合(he)係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)優(you)勢(shi)，從(cong)而(er)推(tui)動(dong)製(zhi)造(zao)效(xiao)率(lv)的(de)大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng)。

要做到這一點
，需要製造廠商把手頭的所有高科技工具彙合起來
，這非常考驗綜合技術能力。

如果說工業無人化的關鍵在於工業價值鏈的係統整合

，在於智能製造
，那麼智能製造的核心就是從“智眼”到“智人”。

未來製造業必定向著越來越精致化
、人性化、個性化的方向發展，必定要走向無人生產、靈動製造之路。這都要靠智能製造來實現，其核心競爭力比的是“快速和精準”。智能製造核心是“智”
，就是信息獲取的快和準
、信息處理的快和準。如同武功高手之間的對決，拚的是“手眼身法步”，而“眼力”和“招法”是核心關鍵。

工業價值鏈的係統整合
，需要視覺與圖像技術相結合，就是給工業設備安裝一雙超級“智眼”。未來的工業生產將以“智眼”為核心
，裝備在千千萬萬
、形形色色的設備上，指揮各種各樣的“手、腳、身體”動作

，實現“深度感知、智慧決策、自動執行”，成為“智人”。

設she想xiang一yi下xia，在zai一yi個ge電dian子zi產chan品pin的de生sheng產chan車che間jian，各ge種zhong芯xin片pian和he元yuan器qi件jian的de尺chi寸cun已yi經jing從cong幾ji毫hao米mi幾ji十shi毫hao米mi縮suo小xiao到dao幾ji微wei米mi幾ji十shi微wei米mi

，元yuan器qi件jian的de焊han接jie和he組zu裝zhuang在zai視shi覺jiao係xi統tong的de引yin導dao下xia由you機ji器qi人ren進jin行xing精jing密mi操cao作zuo，由you於yu器qi件jian的de尺chi寸cun和he質zhi量liang都dou減jian小xiao了le幾ji百bai倍bei，裝zhuang配pei速su度du大da幅fu提ti高gao，每mei秒miao鍾zhong可ke以yi完wan成cheng上shang百bai次ci動dong作zuo
，生sheng產chan效xiao率lv提ti高gao了le百bai倍bei。

視shi覺jiao係xi統tong實shi現xian多duo角jiao度du立li體ti成cheng像xiang

，大da範fan圍wei毫hao米mi級ji成cheng像xiang和he超chao精jing密mi微wei米mi級ji成cheng像xiang相xiang結jie合he，整zheng個ge係xi統tong同tong時shi獲huo取qu的de圖tu像xiang信xin息xi都dou可ke以yi實shi時shi處chu理li，並bing綜zong合he完wan成cheng目mu標biao定ding位wei，精jing確que測ce量liang，發fa出chu精jing確que動dong作zuo指zhi令ling。一yi旦dan某mou個ge產chan品pin的de一yi個ge焊han點dian出chu現xian問wen題ti了le，比bi如ru合he格ge焊han接jie麵mian積ji2微米
，實際隻達到了0.85微(wei)米(mi)
，這(zhe)將(jiang)導(dao)致(zhi)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)的(de)阻(zu)抗(kang)增(zeng)大(da)而(er)使(shi)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)達(da)不(bu)到(dao)正(zheng)常(chang)範(fan)圍(wei)，視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)立(li)即(ji)導(dao)引(yin)檢(jian)驗(yan)機(ji)器(qi)人(ren)
，剔(ti)除(chu)廢(fei)品(pin)至(zhi)分(fen)支(zhi)工(gong)序(xu)進(jin)行(xing)修(xiu)複(fu)。組(zu)裝(zhuang)車(che)間(jian)各(ge)個(ge)成(cheng)像(xiang)單(dan)元(yuan)監(jian)控(kong)各(ge)種(zhong)環(huan)境(jing)指(zhi)標(biao)

，並(bing)把(ba)全(quan)部(bu)圖(tu)像(xiang)數(shu)據(ju)和(he)其(qi)他(ta)數(shu)據(ju)綜(zong)合(he)到(dao)中(zhong)央(yang)信(xin)息(xi)服(fu)務(wu)器(qi)。問(wen)題(ti)找(zhao)到(dao)了(le)，立(li)即(ji)進(jin)行(xing)故(gu)障(zhang)隱(yin)患(huan)排(pai)除(chu)
，係(xi)統(tong)飛(fei)速(su)運(yun)轉(zhuan)如(ru)常(chang)。

智能製造需要“快速和精準”的視覺成像，實現智能識別、智能測量、智能檢測和智能互聯。

智zhi能neng識shi別bie是shi為wei下xia一yi步bu操cao作zuo找zhao到dao目mu標biao，目mu標biao識shi別bie要yao從cong大da量liang信xin息xi中zhong找zhao到dao關guan鍵jian特te征zheng
，需xu要yao把ba海hai量liang信xin息xi快kuai速su收shou斂lian，其qi智zhi能neng程cheng度du要yao求qiu高gao，準zhun確que度du和he可ke靠kao度du是shi關guan鍵jian，這zhe取qu決jue於yu智zhi能neng測ce量liang的de精jing準zhun度du。在zai測ce量liang的de基ji礎chu上shang完wan成cheng。

智zhi能neng檢jian測ce，根gen據ju測ce量liang結jie果guo和he目mu標biao之zhi間jian的de偏pian離li度du，判pan斷duan合he格ge與yu否fou
，但dan是shi檢jian測ce往wang往wang不bu是shi單dan一yi指zhi標biao的de結jie果guo比bi較jiao，需xu要yao多duo信xin息xi多duo指zhi標biao綜zong合he分fen析xi判pan斷duan。

智能互聯
，或者說萬物互聯（工業物聯網），是基於大數據而來的。數據互聯就像人的大腦神經元，當信息和節點超過一定數量，就能產生自主學習、自主創造能力。工業大數據很大一部分源於視覺成像，當圖像的海量數據在多節點采集互聯
，同時將人員
、設備
、生產物資、環境、工藝等數據互聯，就會衍生出深度學習
、智能優化、智能預測等創新能力，顯示出大數據和智能製造的真正威力。

低成本的產品定製化

德國產業界將200年工業革命的曆史進程劃分為四個階段：以蒸汽機為標誌的機械化工業革命1.0，使人的體力被解放和大幅提升；以電力為標誌的電氣化工業革命2.0實現了大規模流水線作業，開創了產品批量標準化生產的新模式；以微電子和計算機為標誌的自動化工業革命3.0實現了程序化自動化生產
，不但解放了體力勞動，還部分接管了腦力勞動
，工業邁入少人化
；工業4.0則是向兩大方向深度推進，產品端是定製化
，製造端是智能化、無人化。

不要簡單以為在生產車間內用一款機器人代替車間工人的流水化操作就是智能工廠
，或是工業無人化。

真正的智能製造和工業無人化遠遠不止如此。它們是製造企業從單一產品製造向智能製造生態係統構建、向產品加服務轉型的探索。通過智能化、無人化改造，客戶個性化產品單個生產的費用可以變得和大批量生產的費用一樣。

將傳統工業生產與現代信息技術相結合的高級階段，是在未來工廠中每個生產環節清晰可見、高度透明，整個車間悄然高效地運轉的
，工業機器人與其他自動化設備不僅彼此協作，還與遍布全球的員工、客戶以及智能分析動態係統進行協作。

信息技術的改造已經實現了產品的智能製造，更大的變化是生產組織方式：通過對客戶曆史采購量和中長期需求等數據進行分析，依據產出能力自主安排生產時間和數量，客戶經理、操作工人以及原料供應商“串”在同一條信息鏈上。

未來的工廠即無人化的智能工廠，就是代表高效率的樂園：次品



、停機、浪費和等待這些問題統統不複存在。工廠經理和CIO（首席數據官）們齊心協力，確保數據和生產、IT和製造無縫結合起來，每個機器的每次轉動、每個刀具的每次切割以及全球交付鏈上每個部件的每次運輸，都一覽無遺。

建立體係優勢，應對國際挑戰

工業無人化實質上是工業製造智能化、高端化的一個縮影，前提是工業自動化的持續跨越升級。邁入工業4.0，先要經曆2.0
、2.5還有3.0之路。其間要思考，一個企業、一個團隊，能否掌握信息革命的這些工具
，能否攻克工業革命的堡壘？

製造業經過智能化改造之後，人員結構將會從原來的一線產業工人占主要比重的金字塔形，向中間的技術工人越來越多的倒梯形轉變。“無人工廠”也並非完全無人，而是追求一種人與機器之間的有機互動與平衡。

近些年來
，國內勞動密集型的“萬人工廠”越發逼近薄利甚至零利。企業和政府往往基於成本壓力，以“機器換人推動產業升級”的角度去看待工業信息化和無人化。而真正應該深入思考的，是如何利用智能裝備來改變工藝生產流程
，解決製造周期
、成本以及整個工藝流程的問題


，讓產品更有競爭力

，從而實現全體係的轉型升級。

製造業的轉型升級

，除了國內高度關注的工業4.0或者是說信息化和工業化深度融合之外，還有一個維度是全球化。

宏觀層麵，政府正在推進“走出去”戰略，鼓勵一些中國有優勢的傳統製造業，把產能向海外轉移
；微觀層麵
，國內大型製造業企業高度強調要打造成國際化公司。

可是信息化和工業化深度融合之後，必然會衝擊國內企業的全球化思維。工業4.0模式基本上可以做到無人化，工業無人化必將衝擊全球製造業格局。不管在美國
、歐洲、中國或是東南亞、南亞國家都是一樣的
，基於勞動力成本的差距消失了，整個世界的製造業格局將被改寫和刷新。

工業4.0或者中國製造2025，都會帶來一個新的“刷屏”時代。新形勢下，怎麼促進全球化，利用什麼優勢來實現全球化？

製造業的智能化改造已經成為政府和企業家的共識。“機器換人”推動產業創新升級、自動化進程
，就必須在政策製定和實施過程中全麵考慮到包括機器人技術發明家、企業創業家、產業資本家

、應用先行者
、基地服務員和產業組織者六大人群的實際需求。整合資源，在係統層次（係統框架
、發展方向）上尋求創新突破。

麵向智能製造的產業升級不是某項單一技術
、甚至某個產業的升級，而是以新的運行方式和更緊密的產業互動重塑整個工業體係。這個轉型升級不是升級幾條生產線、或是新一代產品設計這麼簡單。它對於從係統層次把握工業全局（即頂層設計）的能力提出了更高要求。而中國製造業未來的信息化、無人化轉型升級，在於營造“全鏈條”生態環境和產業體係，建立體係優勢
，應對國際挑戰。