李杰教授從2013年起擔(dān)任美國白宮信息物理系統(tǒng)(CPS)專家組顧問，上海交通大學(xué)特聘講座教授與先進產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院前瞻顧問。

在工業(yè)4.0時代，如何構(gòu)筑新競爭優(yōu)勢?

專訪記者劉成軍：目前國內(nèi)有一些觀點提出，中國整體推進工業(yè)4.0還為時過早，推進工業(yè)4.0還是少數(shù)企業(yè)的事情，應(yīng)該把更多精力去補工業(yè)2.0和3.0落下的課。爭議的焦點在于制造基礎(chǔ)差，自動化和信息化應(yīng)用水平低，本身的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率水平很有很大提升空間。對于這種觀點您怎么看?

李杰：工業(yè)4.0是一理想世界也是全世界工業(yè)努力的方向。不同國家不同企業(yè)所注重的地方會不一樣。但是我們一定要了解我們社會與工業(yè)發(fā)展的目的進而從基本上做起。就好比我們不應(yīng)該等我們有錢了或有能力了才汪注重品格與品德。

我們不妨用6M和6C的煎蛋模型來深入探討一下。

首先，傳統(tǒng)制造的6M并不是智能制造6C的先決條件，兩者的接口在于第六個M(Modeling，通過數(shù)據(jù)分析的建模能力)，這一部分中國的能力還比較薄弱。除此之外，6C和6M并非此消彼長，而是相輔相成的關(guān)系，6C 是中國制造業(yè)的一個機會，一方面可以通過6C產(chǎn)生的增值服務(wù)去彌補6M較為薄弱的競爭力缺口，另一方面還可以利用使用過程中的數(shù)據(jù)分析和創(chuàng)值服務(wù)作為新的視角去改善6M中的薄弱環(huán)節(jié)。

德國的經(jīng)驗也已經(jīng)告訴我們，蛋黃并不是核心競爭力，因此德國提出的工業(yè)4.0戰(zhàn)略是在努力去彌補蛋白方面的薄弱，這是一個對大家而言都較為陌生的領(lǐng)域，還并沒有產(chǎn)生明顯的差距，我們恰恰需要以6M+6C的觀念去布局中國制造業(yè)的機會空間，通過在6C空間中的服務(wù)轉(zhuǎn)型反向彌補原本薄弱的環(huán)節(jié)，或許將會為中國提供一個彎道超車的機會。

專訪記者：智能化也是德國推進工業(yè)4.0的核心目標(biāo)，這將是一個復(fù)雜而艱難的過程。智能化過程包括了自動化與信息化的深度融合、物聯(lián)網(wǎng)和CPS技術(shù)的運用，以及龐大數(shù)據(jù)量的分析和價值挖掘能力。德國在智能化方面的戰(zhàn)略推進思路和路徑是怎樣的?

李杰：在智能化技術(shù)布局上，德國提出了“本地的智能化”和“連接的智能化”協(xié)同發(fā)展的戰(zhàn)略，一方面在設(shè)備的智能化、傳感技術(shù)、通信技術(shù)、信息與控制技術(shù)等方面加大研發(fā)力度，使德國的企業(yè)成為世界領(lǐng)先的智能設(shè)備供應(yīng)商。另一方面，加快物聯(lián)網(wǎng)和CPS技術(shù)的研發(fā)，實現(xiàn)智能設(shè)備的整合，并利用CPS平臺技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備、人、和服務(wù)的連接。

在實施方案的規(guī)劃上，德國提出了“二維戰(zhàn)略”的發(fā)展思路，從橫向和縱向這兩個維度推進工業(yè)體系的智能化進程?？v向的應(yīng)用指的是企業(yè)內(nèi)部“端到端的信息整合(end-to-end digitalintegration)”，實現(xiàn)從最底層的驅(qū)動器和傳感器信號到最高層的企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)的無縫連接，其核心是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和CPS技術(shù)。橫向的應(yīng)用主要指面向企業(yè)之間和產(chǎn)業(yè)鏈上下游信息和服務(wù)的整合，實現(xiàn)整個產(chǎn)業(yè)鏈的價值鏈整合和協(xié)同優(yōu)化，面向全產(chǎn)業(yè)的全價值鏈提供智能化服務(wù)。

專訪記者：社會上也存在工業(yè)4.0的路線之爭，即技術(shù)優(yōu)先還是商業(yè)價值優(yōu)先。前者著眼于技術(shù)進步，通過導(dǎo)入先進技術(shù)(如CPS技術(shù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)智能算法)來改造傳統(tǒng)企業(yè)生產(chǎn)模式和商業(yè)模式;還是從投入收益比來決定是否導(dǎo)入、以及導(dǎo)入的進程。您的觀點呢?

李杰：我覺得這兩者并不矛盾，技術(shù)和商業(yè)價值并不存在誰優(yōu)先，而是要協(xié)同發(fā)展。中國的最大問題是在考慮商業(yè)價值的時候往往只考慮短期的價值，這其實導(dǎo)致了中國的技術(shù)紅利積累不足。比如GE最近剛剛推出了用陶瓷材料制作的飛機發(fā)動機葉片，具備更好的散熱性和更輕的材質(zhì)，將發(fā)動機的能耗提高了大約0.25%。這背后是十?dāng)?shù)年的研究和幾千萬美元的投入，這個技術(shù)紅利能夠保證GE在航空發(fā)動機領(lǐng)域繼續(xù)領(lǐng)先幾十年。這只是一個成功的案例，但是在GE里面還有許許多多沒有直接轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)品的研究，這些研究從商業(yè)價值上來看是失敗的，但是也積累了許多技術(shù)紅利，不一定未來哪一天就用得上了。

專訪記者：從國家競爭力的發(fā)展階段來看，中國已從“需求驅(qū)動”邁入“效率驅(qū)動”階段，并在這個階段深耕多年，應(yīng)該說總體擁有了很好的制造基礎(chǔ)。在進入第三個“創(chuàng)新驅(qū)動”階段上，我們面臨哪些明顯的短板?工業(yè)大數(shù)據(jù)的發(fā)展能起到什么樣的作用?

李杰：

從世界競爭力報告中的這幅雷達(dá)圖中我們可以看出，中國目前的短板主要在創(chuàng)新能力、高等教育、人力效率、和基礎(chǔ)技術(shù)可用性這幾個方面。而中國最大的機會在于市場，因為中國的市場不僅夠大，而且是彈性增長的，這樣彈性的市場其實給了中國企業(yè)很好的創(chuàng)新環(huán)境，因為市場的包容性特別大，人們對于新鮮事物的接受能力和購買欲望遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家。

工業(yè)4.0中的各類核心技術(shù)，如傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、控制器、和3D打印等技術(shù)都可以找到相應(yīng)的供應(yīng)商，但是僅僅引進這些技術(shù)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因為其中最核心的兩個部分，智能化的數(shù)據(jù)分析以及服務(wù)和模式的創(chuàng)新是需要修煉的內(nèi)功，而這恰恰是中國企業(yè)最欠缺的。工業(yè)大數(shù)據(jù)分析能夠幫助中國去避免和解決以往不可見的問題，進一步減少制造成本和提升產(chǎn)品質(zhì)量。也可以幫助我們?nèi)グl(fā)掘用戶不可見的需求，從產(chǎn)品創(chuàng)值的角度提升中國制造的競爭力。

專訪記者：德國是工業(yè)4.0的首先倡導(dǎo)的國家，也是利用工業(yè)4.0平臺集中發(fā)力的國家。而您認(rèn)為，工業(yè)4.0的中心將會在中國，這讓德國“情何以堪”。這背后的依據(jù)是什么?如何充分工業(yè)4.0的產(chǎn)業(yè)機會，促使鮮花和果實落地在中國?

李杰：無論是發(fā)現(xiàn)用戶價值的缺口、發(fā)現(xiàn)和管理不可見的問題、實現(xiàn)無憂的生產(chǎn)環(huán)境、以及為用戶提供客制化的產(chǎn)品和服務(wù)，都離不開對數(shù)據(jù)的分析挖掘。我相信工業(yè)4.0 的中心將會在中國，是因為中國不僅僅是世界制造大國，更是世界第一的使用大國，無論是從制造設(shè)備還是從終端消費品來看，中國都擁有最龐大的使用數(shù)據(jù)。然而這只是從潛力的角度去分析的，意思是中國應(yīng)該成為工業(yè)4.0的核心，但是這些數(shù)據(jù)還并沒有被很好地分析利用，并沒有成為真正的競爭力。德國的內(nèi)需市場小缺乏大量使用數(shù)據(jù)，中國可以提供好的設(shè)計改善建設(shè)如果中國能有效的分析這些數(shù)據(jù)。

專訪記者：從工業(yè)4.0的微觀實施主體來看，企業(yè)家和企業(yè)將是主力軍。面對大多處于產(chǎn)業(yè)競爭低端/低附加值的企業(yè)格局，有中國特點的互聯(lián)網(wǎng)+制造的解決模式能否幫助企業(yè)實現(xiàn)突圍?真正的難點在哪，有沒有可行的路徑?

李杰：中國的互聯(lián)網(wǎng)+更多的注重的是商業(yè)模式和銷售渠道，對制造本身的關(guān)注還明顯不足，并不能解決中國制造的根本問題。中國工業(yè)4.0道路需要遵循科學(xué)的規(guī)律，繼續(xù)推進和完善合理化與標(biāo)準(zhǔn)化，同時注重挖掘制造的意義和價值。

工業(yè)4.0為中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級帶來的契機，其核心并不是互聯(lián)網(wǎng)+制造，而是關(guān)注制造業(yè)對客戶、人類以及環(huán)境的價值，以零故障保障設(shè)備運行性能，以零浪費體現(xiàn)對效率的追求，以零意外彰顯對生命的尊重，以零污染表達(dá)對社會的關(guān)切。

中國制造需要以6M+6C的觀念去布局中國制造業(yè)的機會空間，通過在6C空間中的服務(wù)轉(zhuǎn)型反向彌補原本薄弱的環(huán)節(jié)，更多地去創(chuàng)造原始的創(chuàng)新想法，擺脫位于產(chǎn)業(yè)鏈低價值環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀。

專訪記者：未來的工廠將實現(xiàn)具備自省性、自預(yù)測性、自比較性和自重構(gòu)能力的無憂生產(chǎn)環(huán)境。您預(yù)測在2030年，傳統(tǒng)的生產(chǎn)系統(tǒng)將轉(zhuǎn)型為生產(chǎn)智能產(chǎn)品的智慧工廠，您認(rèn)為哪些行業(yè)可能會率先實現(xiàn)智慧工廠?

李杰：現(xiàn)在信息化和智能化水平最高的應(yīng)該是半導(dǎo)體工廠，半導(dǎo)體產(chǎn)線中的傳感器數(shù)量恐怕也是最多的。我們現(xiàn)在已經(jīng)跟美國的許多半導(dǎo)體工廠和半導(dǎo)體制造設(shè)備廠商開展了合作，能夠精確地預(yù)測出產(chǎn)線上的設(shè)備和生產(chǎn)工具的健康狀態(tài)和剩余壽命，以及各種因素對產(chǎn)品的影響，離預(yù)測型制造已經(jīng)非常接近。

專訪記者：實現(xiàn)智慧工廠或者智能工廠，有兩條路徑：一是從現(xiàn)實出發(fā)，將傳統(tǒng)工廠進行信息化與智能化改造;二是著眼于未來，在新建工廠的時候直接系統(tǒng)化構(gòu)建智慧工廠。兩種方式從投資和受益來看，各有優(yōu)劣。對此，您傾向于哪種主張?

李杰：我對這兩者并沒有傾向性，或者說決定使用哪一種方式恐怕不是取決于我們更喜歡哪種方式，而是客觀條件的問題。國內(nèi)有大量的已經(jīng)建成的工廠不可能脫胎換骨進行系統(tǒng)化改造，但是依然有很大的提升空間。首先要做的是去管理和避免可見的問題，這些可以從更科學(xué)的管理輔助一些信息化工具來實現(xiàn)。

另外也可以根據(jù)需要對一些設(shè)備進行智能化升級，比如加裝一些傳感器或是直接從控制器中獲取數(shù)據(jù)，再建立一個分析中心搭載先進的分析工具進行分析和決策支持，依然可以管理和避免原本不可見的問題。因此兩者并沒有絕對的優(yōu)劣，而是要從需求出發(fā)去判斷。

專訪記者：大眾汽車“尾氣門”持續(xù)發(fā)酵，據(jù)天津大學(xué)內(nèi)燃機燃燒學(xué)國家重點實驗室副主任、教授姚春德分析，這種作弊軟件的運作原理是，“所謂的’失效保護器’是通過軟件感知方向盤位置、車速、周圍氣壓等參數(shù)來判斷車輛是否在實驗室環(huán)境，從而向發(fā)動機發(fā)動指令，用來改變NOx(氮氧化物)的排放，以實現(xiàn)檢測達(dá)標(biāo)的假象”。這是不是利用CPS技術(shù)進行的技術(shù)作假和惡意欺詐?這將對“德國制造”的整體品牌產(chǎn)生什么樣的不利影響?

李杰：不得不承認(rèn)的是這個軟件確實具備了很強的智能化，也具備了自省性的特點，但是很遺憾實現(xiàn)這些的最終目的是為了在尾氣排放測試中作弊。技術(shù)就好像是把雙刃劍，運用得當(dāng)才能夠真正造福人類。

最近也有新聞報道許多企業(yè)在競相購買大眾的這項軟件技術(shù)，說明這個技術(shù)本身是有價值的，比如通過感知周圍環(huán)境的變化調(diào)節(jié)發(fā)動機的控制策略來實現(xiàn)最佳的油耗和最小的排放，技術(shù)都是可以通用的。

這個事件無疑會對大眾汽車甚至德國制造帶來不小的負(fù)面影響，因為在消費者的印象中德國制造就是品質(zhì)和誠信的代表，而德國“隱形冠軍”的企業(yè)價值觀也是被世界所推崇的。但是我相信這只是個例，這是德國的民族性格所決定的。

專訪記者：工業(yè)4.0的推進離不開工業(yè)大數(shù)據(jù)等行業(yè)專才，而且對跨界人才的質(zhì)量會越高，因為這本身就是跨學(xué)科技術(shù)的融合，涉及數(shù)學(xué)、物理、IT、智能硬件等，目前來看，還沒有很好的應(yīng)對人才需求的方法。您有什么建議?

李杰：我覺得工業(yè)4.0人才的培養(yǎng)離不開學(xué)校與企業(yè)的合作培養(yǎng)，還應(yīng)該形成一個很好的社區(qū)文化使學(xué)校和工業(yè)界的人能夠分享和交流。在美國我們有類似于PHM Society的許多組織，他們每年都會舉辦數(shù)據(jù)競賽，數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)者都是美國的企業(yè)，學(xué)校和企業(yè)的研究人員都可以參加來交流和切磋。

我們不久前也剛剛成立了工業(yè)大數(shù)據(jù)俱樂部，種子俱樂部設(shè)立在上海交通大學(xué)。這個俱樂部的目的是人才培養(yǎng)，有許多企業(yè)都跟我們合作成為了俱樂部的會員，這使得我們除了能夠給學(xué)生提供大數(shù)據(jù)分析工具的理論培訓(xùn)外，還可以利用工業(yè)界的真實數(shù)據(jù)訓(xùn)練他們解決問題的能力，還可以到企業(yè)去實習(xí)，這種與工業(yè)界互動的模式能夠保證培養(yǎng)出來的人才是企業(yè)真正想要的。

專訪記者：隨著工業(yè)4.0及工業(yè)大數(shù)據(jù)的深入探討，目前國內(nèi)民間力量開始崛起，比如工業(yè)4.0俱樂部就是圍繞工業(yè)4.0和智能制造開展的線上線下互動及合作平臺，您如何看待工業(yè)4.0俱樂部的崛起?如何構(gòu)建一個基于工業(yè)4.0的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系?

鳳谷工業(yè)爐集設(shè)計研發(fā),生產(chǎn)銷售,培訓(xùn)指導(dǎo),售后服務(wù)一體化,專利節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,每年為企業(yè)節(jié)省40%-70%的能源成本,主要產(chǎn)品加熱爐,工業(yè)爐,節(jié)能爐,蓄熱式爐,垃圾氣化處理設(shè)備，歡迎致電咨詢:0510-88818999