工业根基,莫让ICT喧宾夺主

日期: 2019-08-07
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新工业革命正在得到广泛的关注,而ICT则获得了更高的曝光率和话语权。ICT是信息、通信和技术三个英文词首字母组合(Information Communications Technology)。

显然,ICT是新工业革命必不可少的“新工业要素”,甚至可以说没有ICT就没有新工业革命。各界对ICT的重视与宣传是很有必要的。它是伴随着全球范围数字化进程,由IT(信息技术)与CT(通信技术)相互融合而形成的一个新概念和新技术领域。现在人们经常提到的一些“高大上”的词汇,如大数据、人工智能、移动互联网、云计算、5G、软件等,都是出自ICT。

但是在宣传和推广ICT时,必须要注意到ICT与工业技术的关系。并不是说有了光鲜亮丽的ICT,工业技术就黯然失色了。

恰恰相反,ICT不过是以“新工业要素”身份融入了工业领域,补充和发展了身系国家命脉的工业。


工业根基,莫让ICT喧宾夺主


.工业机器本是ICT之母

如果对今天的ICT技术追根溯源,就会发现,机器、仪器、设施这些典型的工业要素,孕育了ICT的诞生。所有ICT的源头都是各种类型的机器。

CT之源是电信,电信源于人类对电磁波的利用。没有电,何来电磁波信号(如电报)的产生、发射与接收?发电需要机器,而电力(和热机)在各行各业的扩散应用成就了第二次工业革命,无论是煤电、水电、核电等,发电设备始终是大型机器设备,储电设备始终是形形色色的电瓶或电池(不同尺度的化学储电/发电装置),而电报机,不过是一种发送和接受编码信息的机器。

自从人类有了发电机,IT以“解放四步曲”的方式逐渐成型:⑴电子学从强电中解放出来,发展出了海量电子设备,技术上从模拟到数字,电子设备始终是一种特殊的机器,在上个世纪的机电一体化浪潮中大显身手。计算机其实最早就是纯粹的用于计算的机器;⑵电脑从电子设备中解放出来,成就了第三次工业革命。机生电,电生磁,电场构成计算芯片,磁场构成存储芯片。从电子管到晶体管,从PC到超级计算机,再到由电脑组成的因特网,最后发展到由电脑、可以通信的各种物理设备组成的互联网;⑶软件从电脑中解放出来,不断蓬勃发展,直到与物理设备融合形成赛博物理系统(CPS),完成了软件定义的伟大使命;⑷未来,知识或将从软件中解放出来,形成知件或知识件。

机械、电子、软件、算法、通信技术等,在经历了专业细分的“大分家”之后,在新工业革命的浪潮下,又迎来了大集成、大融合、大互联的新时代。

在这个伟大的历史进程中,各种形态的机器,始终是支撑工业发展的主体,不管其或大若城镇(如航母),或细若发丝(如微机电系统MEMS或纳米机械),不管是宏观零件运动的机器,还是微观电子运动的机器,还是比特数据运动的机器,不管其技术构成、外观或内部结构如何变化与组合,它的名字始终是叫作“XX机”。而且,任何电子机器、软件或数据的生产都离不开机器,其最有价值的应用仍然是与机器结合。再好的算法也需要写入软件,也需要芯片容身,更需要“知行合一”——让机器的执行器按照算法来精准动作;再好的无线网络,也需要机械天线发射和接收,还需要其所承载的数据进入软件。

说到底,机器是所有细分专业的孕育者和载体,不管过了几百年,机器的实质一如既往,是由相互作用的元件和运作所组成的实现某种功能的事物的集合,是可以旋转、做功、计算甚至决策的关键器物。

综上所述,无论ICT以什么样的形态与面貌出现,它不可能虚空存在,它的依存物必然是“XX机”。因此,ICT源于机器,服务于机器,放大自身价值于机器,推动新工业革命发展于机器,这是工业发展的基本规律。当没有通信和计算行业的机器时,就没有ICT;当没有工业机器与ICT相伴时,ICT的价值无法最大化实现。ICT与机器,二者是相互促进、相互依存、相得益彰、身影不离的好伙伴。

.近30年工业与ICT交汇融合

近年来,ICT技术与工业(特别是与制造业)的融合,产生了大量的新技术、新模式和新业态。以智能为标识的新工业革命,就是ICT技术与工业不断交汇融合的结果。无论是德国的工业4.0、美国的Manufacturing USA、日本的工业价值链、中国的智能制造以及当今十分流行的工业互联网/工业物联网等,莫不如此。

早在上个世纪90年代,欧美日等发达国家就已经开始了在数字化信息技术领域的布局与腾飞。

日本于1990年投资10亿美元,在开发第五代计算机同时,倡导实施“智能制造系统(IMS)”国际合作研究计划,吸引美国、加拿大、澳大利亚等多国技术人员参与。尽管该计划因多种原因而失败,但它是大规模开启制造业与ICT融合的国家行动的开始。

1992年,时任参议员的戈尔就提出了美国“信息高速公路”法案。次年美国政府宣布实施一项新的高科技计划——“国家信息基础设施”(National Information Infrastructure,简称NII),旨在以因特网为雏形,兴建信息时代的高速公路——“信息高速公路”,使所有的美国人方便地共享海量的信息资源。同期,世界上第一架完全用工业软件做出来的全数字化样机波音777面世,拉开了IT技术与制造业大规模融合的序幕。

美国从2011年开始实施AMP(先进制造伙伴)计划,意在将因特网、软件等ICT领域的突出优势,与工业领域的工艺、材料、先进制造技术等优势相结合,让制造回归美国,重塑美国的全球制造领先优势。

美国GE在2012年提出工业互联网,提议建立IIC(工业互联网联盟),试图让工业企业和IT企业的跨界联手,探索工业智能化发展的新路径。

德国在2013年正式提出工业4.0战略,强调把先进信息通信技术应用到制造领域,推动制造业加快智能化转型。

中国在2015年提出了“智能制造”发展战略。次年提出了《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》。

日本于2016年在汇总德、美的工业转型升级策略的基础上,结合自己的以人为本的精益思想,提出了适合日本国情的“工业价值链”。

几十年来,ICT与制造业融合,已经逐渐发展成为一种普遍且不可逆的趋势。

.工业与ICT谁是主体

但是,有一个问题在中国始终存在,即ICT与工业的融合过程中,谁是主体?这个问题不解决,误导和争论就始终存在。例如对ICT要素之一的互联网,业界就有不同看法。

笔者认同互联网是非常伟大的技术发明,赞赏其在社交和消费领域的巨大成功应用,但是不完全认同“互联网+”的说法,因为这个口号立意虽好,但是在执行落地层面,具有一定的主体误导性,特别是在工业领域——在“互联网+”语境中,显然“互联网”是主语(主体),“+”是谓语,其他所有“被加之物”皆是宾语,也就是被操作和管理的对象,这是立足于互联网公司而不是立足于工业界在讨论问题。于是某些互联网公司就以为自己获得了尚方宝剑,经常以高高在上的“主体”姿态,去对他们原本不懂、博大精深的工业领域指手画脚,动不动就要“颠覆”,就要“爆款”,就要“引领”,就要“赋能”。

其实,工业界对“互联网+”的说法是并不买账的。别说高高在上的“互联网+”,就连貌似亲近企业的“+互联网”,也还心存顾虑,很多实际问题都阻碍了二者的相加。除去二者在工作要素/手段/方法等方面都差异极大难以相融之外,也可先忽略互联网公司对工业技术/经验在短时间之内难以消化和理解的知识鸿沟,其中最大的问题,就是工业企业的主体性问题。这个问题不解决,包括互联网在内的所有ICT要素,就都成为了飘浮在工业之水上的油,无法与水达成共融的理想状态。

工信部原副部长杨学山教授在2016中国“互联网+”千人论坛上强调指出:其实不管是“互联网+”还是+互联网,当+上去以后,那个领域就是主体,那个行业就是主体,互联网不是主体,除非是互联网自身的发展。

杨学山教授认为:互联网+制造业或者制造业+互联网,只要+了制造业发展的目标,我们如何实现制造业发展的目标和解决制造业当前的主要问题是主体,不管是“互联网+”还是+互联网,都是朝着这个主体的目标,围绕着主体目标而战,而不是制造业围绕着互联网而战。

2018中国(绍兴)工业互联网创新发展论坛的主旨演讲中,杨学山教授再次指出:“300年工业发展历史是一个技术推动着产业和市场进步的历程。所以,它的供给形态和需求形态实际上是由技术体系决定的。”如何认识技术体系?杨学山表示,如今的技术体系是工业技术、信息技术和智能技术合在一起走向智能制造,这也是工业的大方向,而互联网只是信息技术的一个组成部分。在从机械化走向智能化发展的过程中互联网在其中扮演的是配角。

杨学山教授对工业互联网的本质有着精辟见解:“工业互联网姓‘工业’,不姓‘互联网’”,“也就是说,工业互联网的使命是为了工业发展的现代化,是为了制造业由大变强,为了中国工业真正走上高质量发展之路。这个过程当中使用互联网和带动互联网发展是副产品,不是主题,主题是工业的发展。这是至关重要的认识。”

杨部长的几次有关讲话,代表了亿万工业人的心声,笔者十分认同。在ICT与工业的融合过程中,工业始终是主体与主题。可以这样比喻,工业是皮,ICT是毛,皮无毛发,难御风寒,皮之不存,毛将焉附。二者融合的目的,是借助ICT技术的精确的远程控制能力、较强的倍增放大能力和不限时空的数据传输能力,来更好地发展工业这个国计民生的主体。

.ICT只宜做工业配角

几百年来,工业巨人一直负重前行。工业从来都是自成体系,有着自己完备的四肢、躯体、神经、心脏和大脑。但是,其中很多部分都使用太久,亟待更新。为了赶上时代发展的潮流,让这个沉重的巨人能够在更大的舞台上翩翩起舞,工业巨人必须要换心、强脑、易筋、固本,必须要更加耳聪目明,这就是工业转型升级的目的。轻灵、机敏、超算的ICT技术,恰恰可以与工业形成互补,在与工业机器或物理设备融合之后,已经成为工业机器或物理设备的增强大脑(软件)与增强神经(网络/传感器),而机器和设备,在不断增多的增强大脑和增强神经的加持下,成百上千倍地提高控制精度、反应速度和工作范围。ICT技术给工业带来的好处是:

跨越时空超限协作——互联网和云让本地机器与千里之外的机器可以相互访问、采集数据,甚至远程控制;

软件闭环控制设备——软件已经不仅是“计算机辅助技术”,而是已经发展到“状态感知、实时分析、自主决策、精准执行”,闭环控制物理设备运行;

捕捉细微模式变化——大数据让软件可以捕捉到人眼难以察觉的机器工作模式变化,由此实现大数据智能;

人工智能设备自治——人工智能以新算法在设备维护、产品检测、生产制造等领域实现设备自治;

海量快捷传输数据——5G无线网络可以在某些毫秒级的设备同步控制速度的无线应用场景中形成服务(工业同步控制速度在百纳秒级)。

而工业机器/物理设备给人类带来的好处就多到无处不在、无以计数了,什么钻头都钻不穿的合金钢板和什么材料都能钻穿的超级钻头的矛盾永恒的大战,就是工业的真实写照。更不用说遨游太空、冷热不怕的宇航器,驰骋大洋海面和水下的航母和核潜艇,稳坐海上的海洋钻井平台,疾驰在公路上的汽车,飞奔在钢轨上的高铁,狂飙在云端的隐身战机,挥洒自如的车间机器人,每天吃下24万吨土石的矿山挖掘机,吹沙造岛的绞吸式挖泥船,深入人体的微型设备,以及生产着国计民生必需品的无数种机器装备等,都是工业的产物,都是材料、能量、制造工艺以及ICT的完美结晶。

笔者认为,工业为实,ICT为虚。虚实结合,方为最佳。工业为主,ICT为辅,主辅相配,效益最大。工业虽为实、为主,但是如果不能及时转型升级,与ICT相互融合,改变目前绝大多数物理设备的愚痴窘境,在复杂的市场竞争面前就会反映迟钝,落后挨打。而互联网、大数据、人工智能、5G等ICT要素,虽为虚、为辅,但是作为工业配角的地位其实无比重要,无限荣光。ICT当好配角,就是在造福工业和社会,大可不必忙于上位,急于炫技,或者与主角“抢戏”。过度拔高ICT的定位,将会引起不必要的企业误解,让企业在转型升级实践中,或无从下手,或技术跑偏,甚至误入歧途。

.话语权与出镜率

在中国市场上每年都会集中炒作一两个概念。六、七年前热炒互联网思维,五年前热炒工业4.0和大数据,四年前热炒智能制造和机器换人;三年前热炒“互联网+”,两年前热炒人工智能,一年前热炒工业互联网,今年热炒5G。其中炒作最热闹的,当属ICT。

可能是因为脑袋上有嘴,因此ICT的话语权似乎要大很多;镜头都愿意瞄准脑袋看表情包,因此ICT的出镜率也要高得多。无论是发迹于ICT的财大气粗的互联网或通信厂商,还是出身于ICT的众多名人或领导,似乎都愿意经常给ICT送上美好的颂词与讴歌,但是对支撑着国民经济命脉和国防的工业领域的众多机器和物理设备,却很难见到同一级别的溢美之词,甚至,有意无意地对关乎国计民生、国家防御的机器和物理设备的十分急迫的技术发展问题采取了忽视态度。例如6月底中国科协发布了2019年20个重大科学问题和工程技术难题,居然没有一个是与高端数控机床、精密减速机、材料、工业软件、航空发动机等有关的工业技术难题。难道是中国在这些方面已经领先了吗?显然不是。差距极大!但是,这些长期困扰中国工业发展的问题,在这些院士、领导的眼中似乎都不是工程技术难题。或许,工业问题“太土了”,难入领导们“法眼”。

在工业互联网领域,ICT人发出的声音,也比工业人发出的声音要大得多。不幸的是,这些声音大都不被工业人认可。很多默默无闻的工业人,对ICT人说的很多“关键技术”“未来技术”都采取了漠视的态度,认为说这些话的人不懂工业实际问题,“你连怎么联接各种机器和物理设备的协议都没有搞懂,设备网络都联不通,还谈什么工业互联网啊?”因此,多数工业人的说法就是“他们说他们的,我们干我们的,反正说话的和干事的是两拨人”。

脑袋决定了观点,屁股决定了脑袋。如果ICT人能把屁股坐到工业板凳上,能经常跑跑企业,下下车间,多和干实事的企业基层人员聊一聊,就会认识到工业网络基本不是因特网而是工业以太网,就会认识到物理联接可能比信息联接更重要,就会认识到稳定生产比电脑速度要重要得多,就会认识到一个设备改造的经济性比技术先进性要重要得多,就会认识到人工智能在制造业绝大多数场景还无法实用,就会认识到车间里用的网线不是普通网线,任何潮湿、尘土、震动、电磁串扰都可能造成数据误传,就会认识到车间里面其实很少用无线网络,基于5G的“一键炼钢”很可能就是一场演出,就会认识到工业设备伺服控制中多轴联动(同步)控制需要微秒甚至是百纳秒级的精准对时,就会认识到“5G的应用场景就是工业互联网”的判断有很大偏差,等等。

想对工业保持正确判断一点也不难,可以多走走群众路线。其实,到工厂、下车间,访谈一线科研人员(别只问领导),乃至在网上发个调研表、众筹一下各方意见和建议,其效果都比闭门造车或只询问几个工业互联网厂商要强得多。

.小结

ICT是新工业革命必不可少的“新工业要素”。它源于机器,兴于机器,用于机器,与机器共存共荣。片面夸大ICT的作用,对工业的发展没有好处。在ICT与工业的融合过程中,工业始终是主体,是不可动摇的根基。

如果ICT人能对工业多几分敬畏,能把屁股坐到工业人的板凳上,就会务实和睿智得多,就不会天天想着指导或颠覆工业,就不会自编、自导或想象一些“工业应用场景”。只有这样,才会让企业有较高的接受度,让两化融合真正落到实处。

主体和要素保持一致,知与行合二为一,中国的工业化进程才能加速前行,中国的工业转型升级才能成功。

文章转载自英诺维盛公司,作者赵敏,如有侵权,请联系我们删除。

(来源:信息化观察网 2019-08-06 16:38:40)

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