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   吳澄（1940-）

    男，浙江桐鄉人，1962年畢業于清華大學，1966年清華大學研究生畢業。現為清華大學自動化系教授，博士生導師，國家CIMS工程技術研究中心主任，國家973項目“復雜生產制造過程實時智能控制與優化理論方法”首席科學家。1995年當選為中國工程院院士。兼任中國自動化學會常務理事，教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會主任獎。

    十七大提出了“五化并舉”、“兩化融合”，“全面認識工業化、信息化、城鎮化、市場化、國際化深入發展的新形勢新任務”，“發展現代產業體系，大力推進信息化與工業化融合，促進工業由大變強，振興裝備制造業，淘汰落后生產能力；提升高新技術產業，發展信息、生物、新材料、航空航天、海洋等產業”。

    自動化專業學科與其他學科相比與“兩化融合”是最密切相關的。“五化”是我國經濟社會發展的必由之路，要把五化提高到越來越高的研究階段，同時提出了關于信息化和工業化融合，也就是兩化融合的問題，這是加速我國經濟和社會發展，加速實現新型工業化的基本政策，是貫穿我國工業現代化的一個長過程，也是和自動化學科的發展密切相關的。

    我認為我們自動化學科的發展應該以“兩化融合”為主，從全球化的新形勢、工業化的新需求和工業信息化和理論的新趨勢來不斷地調整和明確專業的教學、科研和社會服務，更好地為國家提供更適應的人才，更多的科研成果。在這個過程中專業才能得到更好的發展和社會的認同。

    所以說“兩化融合”對于自動化學科來說的確存在著機遇與挑戰。以下我將從“兩化融合”的背景，信息化技術的發展現狀、問題和未來幾個方面來闡述這一問題。

1 “兩化融合”的背景

    縱觀大多數發達國家的工業發展，一般來說都是在完成工業化進程之后才進入信息化的發展階段，而我們國家現在要做是工業化跟信息化融合的發展。傳統的工業化道路在發展生產力的同時也付出了過量消耗資源的代價。據聯合國的統計，產業革命200多年以來，占全球人口不到15%的英國、德國、美國等40多個國家相繼完成了工業化，在此進程中消耗了全球已探明能源的70%和其它礦產資源60%。顯然，廣大后發展國家客觀上難以復制發達國家的工業化道路和模式。

    另外，我國也為這一時期的快速發展付出了代價。聯合國公布的數據顯示，全球污染最嚴重的10個城市中，中國就占了7個。由于全國70%以上的江河湖泊造成不同程度的污染，有3.2億人飲用水不安全。中國每年因污染造成的成本大約占國民生產總值的10%。顯然，后發展國家走傳統的工業化道路難以為繼。中國必須走出一條新路，但是這一選擇也同時意味著必然面臨極大的挑戰，包括全球化挑戰、資源環境的挑戰、經濟模式轉變的挑戰。

                    

                                     圖1

    第一，全球化。圖1為自乾隆時期以來，250年來中國經濟在世界經濟當中的地位。可以看出250年前中國的經濟大概占世界三分之一，之后開始走下坡路，一直到解放前達到低谷，建國以來又逐漸上升，預計到2010年，我國將成為全球第二大經濟體。國家統計局2008年的統計顯示，中國對世界經濟貢獻率升至全球第二，2009年已經升至第一。雖然經濟總量現在還不夠高，但以當前中國GDP的增長來說，在這一全球化周期里，中國正值一個前所未有的時機。

    第二，環境/資源的壓力。在全球化的形勢當中必然受到全球經濟方方面面的影響，在工業化過程中，受全球化的影響，首先就是來自環境/資源的壓力。眾所周知，在觀念上，從單純的經濟觀點是把經濟看成最大、社會其次、環境最小，現在的可持續發展觀點轉變為在環境的約束下考慮社會的整個的方方面面。這是一個完全轉變的觀念，而這個觀念并不是一句空話，有很多相關的標準和規范。如WEEE《關于報廢電子電氣設備指令》是歐洲采用的大量報廢電子器械的標準，而我們國家家電行業要滿足這一標準大約需花費一千億的代價，所以說環境資源的缺失對于我們未來的發展來說將有很大壓力。

    第三，經濟模式的轉變，即從資源經濟到體驗經濟。所謂體驗是指使每一個消費者以個性化的方式參與某個事件。使其情緒、體力、智力和精神達到某一特定水平時在意識中產生的美好感覺。簡單說體驗經濟當中，企業從提供產品和簡單的服務轉變到提供解決方案和價值，這對制造企業是一次新的挑戰。

    正如圖2所示，不同時期關注不同的方面， 60年代更關心生產規模，當然現在也關心成本和規模，但是在不同的時期熱點是不一樣的。80年代以前主要是技術看問題，后來從產品看問題，到20世紀是解決方案，也就是說企業不簡單是提供一個產品而是希望提供一個解決方案。

                      

                                     圖2

    圖3是所謂體驗經濟一個很簡單的例子。以咖啡豆為例，在農業經濟一杯咖啡一分錢到兩分錢，工業經濟一袋咖啡是五分錢到二毛五，服務經濟一杯咖啡大概七毛五到一塊五，而在體驗經濟一個好的環境如星巴克之類，咖啡可能是兩塊到五塊錢。這就是生產模式的轉變，所以在我們未來的經濟發展當中，在我們探討工業化的時候，一定要考慮到從狹義的產品到廣義的產品，考慮使用價值，考慮解決方案。

                       

                                        圖3

    第四，高技術門檻。與新材料技術、新能源技術和信息技術的深度融合，制造技術變得越來越復雜。以Boeing787為例，采用了50%的復合材料。一個企業已經無法全面掌握所需的所有技術，必須借助外部力量才能完成產品的研發、制造、管理、維護、回收等活動。技術競爭的門檻越來越高。

    所以說“兩化融合”是我國加快工業化進程的戰略選擇。傳統工業化道路的顯著特征是工業化是驅動經濟社會發展的內在變量，推進工業化是經濟社會發展的主要矛盾。工業化的不斷深入驅使社會分工日益細化，引發了城市化，加快了市場化，推動了國際化。而新型工業化道路的顯著特征是工業化和信息化同時進行，兩者都是驅動社會經濟發展的內在變量，從傳統工業化的單輪驅動（工業化）向新型工業化的雙輪驅動（工業化和信息化）轉變。在雙輪驅動的背景下，城市化、市場化、國際化也將呈現出新的特征和趨勢。所以中央“十五大”、“十六大”、“十七大”就這一問題提出了三次內涵不同的三個提法，如圖4所示。

                      
                                    圖4

    以上所述，對于“兩化融合”，我們應該認識到：

    （1）不是先工業化后信息化，也不是重信息化輕工業化，兩者是互相依存互相促進共同發展的關系。

    （2）要充分認識工業化的基礎性地位和信息化的戰略性地位。

    （3）兩化融合的健康發展和基礎是真正做到工業化的技術牽引、信息化的技術驅動。

2 我國信息化的現狀、問題和未來預測

    今天信息化已經滲透到我國經濟、生活、社會的方方面面，中國社會的運行已經離不開信息技術了，但總的來看是進步巨大、不足明顯。存在的技術差距為我國工業結構調整、高技術產業化留下了很大的發展空間。信息化的內容包含兩部分，一是產品信息化，一是產品設計、制造、管理等過程的信息化，簡稱為產品信息化和實施過程的信息化。

    對于裝備和產品信息化來說，首先我們還是要重視嵌入式系統，將信息技術（主要是芯片和軟件）與傳統工業緊密聯系，機械化、電力化設備、產品具有自動化、數字化、網絡化、智能化的特征。嵌入式微處理器、平臺，嵌入式軟件（操作系統、支撐軟件、應用平臺），嵌入到設備和產品中，這是中國制造和中國設計自己創造出的一條廣闊的道路。從嵌入式系統的應用來看，消費電子和電信/數據應用，占了應用市場的一半。如移動通訊，消費電子（數碼相機、數字電視、網絡電視、智能家電），汽車電子，工業控制，交通智能管理等方方面面都離不開嵌入式應用，所以說嵌入式是未來的一個大的市場。

    據賽迪顧問統計，2007年全球嵌入式系統市場為4081.6億美元，增速17.5%。從國內來講，芯片的差距還是很大，但有很好的進展。如多媒體芯片，占據了世界計算機視頻輸入市場的60%以上。嵌入式軟件廣泛開發應用，由于嵌入式系統必須緊密結合應用，我國嵌入式軟件的研發形式較好，也是今后一段時間內嵌入式系統發展的重點。目前產業規模超過1000億人民幣，估計到2011年有望達到4650億人民幣。嵌入式系統因為涉及到眾多的應用領域，需要眾多的領域知識，不可能由少數幾個大企業壟斷，即使一個小企業，吃透了某個特定行業應用，用好嵌入式技術，同樣可以有明顯的發展。所以，在嵌入式系統的應用方面我們自動化學科在未來的一段時間里面可以大有作為。

    第二個方面關于產品設計過程中的信息化、現狀與問題。總體來說應用廣泛，可以說，國內能用CAX技術的企業都采用了，從甩圖版到深入應用。高端應用如航空航天、機械、汽車、造船、鐵路車輛等行業的應用水平跟國外相比差距不大，如信息制造、數字樣機等，但是支持設計的MDA、EDA工程軟件差距很大，三維CAD、大型PDM基本上采用國外的先進軟件，不是短期可以趕上的。EDA軟件差距更大，還看不到希望。國內應用當中具有相當水平的，如基于網絡的協同設計、制造中解決互聯、互通、互操作的技術和應用。

    第三個問題關于管理信息化。管理信息化是在網絡、數據庫基礎上的應用軟件，實現對“產、供、銷、人、財、物”的現代化管理。這就擴大了不僅是企業內部還有外部的現代化管理，軟件技術的新概念、新技術發展很快，管理軟件也在不斷發展中。中國的企業有條件的都采用了管理軟件，當然規模水平差距很大。管理軟件進入的門檻不高，國內都會做，但要做好不容易，所以中國的企業從研發到生產的管理軟件一般都會做，但是從市場來看大型的管理軟件，為幾家外國公司壟斷，國內的軟件供應商，如金蝶、用友等主要用戶是中小企業，大型集團公司的用戶在增加中。金蝶已成為中間件第三大供應商。由于用好管理軟件與國情更密切，國內軟件廠商的服務有可能更好，中國管理軟件的前景可以看好。管理軟件一個很大的問題就是柔性化，所以說柔性化的管理軟件有很好的進展。但管理軟件的核心是數據庫，我國在數據庫方面差距仍很大，目前國家已加大在數據庫技術方面的攻關力度，但是我認為中國的數據庫要發展的話走技術路線可能很難，仍需要開創一些新的思路。

    第四個方面是控制設備與系統。對生產線、過程的控制、優化是信息化的重要內容之一。以生產線過程控制優化作為信息化的重要內容，數控系統是關鍵的問題，可以說代表了裝備制造業的水平，我國數控系統“攻關”是從“六五”開始（1981年），但成果并不理想。這些年應該說有很好的進展，如廣州數控、華中數控。無論普及型還是高檔數控都有重大的進步。關鍵是體制，我認為數控系統是有希望的。
 
    對于流程工業的設備、過程控制，國產的自動化控制系統DCS、PLC，如浙大中控、和利時已從對中小企業開始為大企業提供成套裝置，進一步發展有一定優勢。如變量達到10萬維的操作優化問題，有973計劃的支持，開發了國際先進水平的多種算法，是相應軟件的核心技術。現場總線控制系統開發與工業應用廣泛，但核心芯片仍有差距。

    第五個方面是系統集成。異構是信息集成的主要問題，我國引進的各種軟件、軟件商用產品和設備種類多，不少產品只是企業內部標準，這給集成帶來困難。863計劃的CIMS主題從開始就把信息集成作為重點，我國沒有采用當時的國際主流方案（MAP），效果很好。在此以后，我國的企業的信息集成都是以此為基礎，應該說我們在這方面是有基礎的。

    企業信息化的集成包括基于PDM的局部集成（CAD/CAPP/CAM）和基于PLM的企業集成（CAD/ERP/SCM/CRM），信息集成給企業帶來明顯效益，實施的企業逐步增加，但我國大型PDM、PLM平臺都是引進的，有很大發展空間。

    第六個方面是信息服務系統。建立在互聯網上的以服務為目的的信息系統已經滲透到了社會的各個方面，在國內除了很少數極貧困的地區，都采用了計算機并提供網上服務。服務科學的提出是IBM，發端于美國競爭力委員會的國家創新計劃（NII），是21世紀美國國家創新戰略之一。

                       
                                      圖5

    如圖5所示，縱坐標為利潤率，橫坐標為銷售額，它的面積表示一個產品從設計、制造到銷售，銷售額大概占整體的百分之五十幾，利潤是百份之二點三，而圍繞產品的服務包括監控、備品備件等等方面所產生的利潤遠遠超過制造產品。所以從這點來看，在全球制造業第一次大分工的時候，中國成為制造工廠。大家知道設計跟市場銷售占了利潤的70%，而制造這一部分所獲得的利潤卻小于30%，但是做制造需要很多的設備投入、資源消耗。當前全球制造業第二次大分工把服務也包括進去，中國要如何做？這即是發展現代制造服務業的戰略意義，是我們面臨第二次分工的一個很大的問題，我們在兩化融合的道路上應該有所思考。

    第七個方面為節能減排與信息技術。這是未來相當長時間內信息化的重要內容。采用EMS可以按負荷潮流的優化配電，這在國內應用普遍。企業的信息技術應用一般都能在一定程度上有節能減排的效果。當然也可以專門從節能減排出發，采用信息技術。我在浙江考察一個企業，按國際產品對環保的不同標準的要求，采用QFD(質量功能配置)分解到各個生產環節的不同工藝要求及其參數，用MES實施生產過程控制，取得明顯的節能減排效果，2008年1-4月生產印染布0.3億米，直接節約能源及排污費506萬元。

3 結束語

    綜上所述，“兩化融合”是一個相當長的發展階段，把自動化專業的發展與它結合好是需要我們認真考慮和實現的。我國的信息化還有很長的路要走。在應用面的成績很大，水平也不錯。知識層面還比較薄弱。這些正是下一個30年中國高技術發展和理論研究的空間。信息化及其產業化有很好的發展前景，要注意工業化的新需求、集成、生產性服務、節能減排等可能的新的技術增長點，注意軟件技術的新趨勢，還可能需要新的思維（交叉、基礎……）使我國的自動化、信息化相應學科走在世界前列。

    與30年前相比，起點高了許多，實力強了許多，一個“創新已經深入全民心中的大國”，其后發之勢將會令世界更加驚嘆，一定會有更好的明天！

     （注：此文根據作者于“2009中國自動化大會暨兩化融合高峰會議”上的報告整理）


                                                 源自：《自動化博覽》