吳澄（1940-）

    男，浙江桐鄉人，1962年畢業(yè)于清華大學(xué)，1966年清華大學(xué)研究生畢業(yè)?，F為清華大學(xué)自動(dòng)化系教授，博士生導師，國家CIMS工程技術(shù)研究中心主任，國家973項目“復雜生產(chǎn)制造過(guò)程實(shí)時(shí)智能控制與優(yōu)化理論方法”首席科學(xué)家。1995年當選為中國工程院院士。兼任中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )常務(wù)理事，教育部高等學(xué)校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導分委員會(huì )主任獎。

    十七大提出了“五化并舉”、“兩化融合”，“全面認識工業(yè)化、信息化、城鎮化、市場(chǎng)化、國際化深入發(fā)展的新形勢新任務(wù)”，“發(fā)展現代產(chǎn)業(yè)體系，大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合，促進(jìn)工業(yè)由大變強，振興裝備制造業(yè)，淘汰落后生產(chǎn)能力；提升高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展信息、生物、新材料、航空航天、海洋等產(chǎn)業(yè)”。

    自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)科與其他學(xué)科相比與“兩化融合”是最密切相關(guān)的。“五化”是我國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的必由之路，要把五化提高到越來(lái)越高的研究階段，同時(shí)提出了關(guān)于信息化和工業(yè)化融合，也就是兩化融合的問(wèn)題，這是加速我國經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展，加速實(shí)現新型工業(yè)化的基本政策，是貫穿我國工業(yè)現代化的一個(gè)長(cháng)過(guò)程，也是和自動(dòng)化學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)的。

    我認為我們自動(dòng)化學(xué)科的發(fā)展應該以“兩化融合”為主，從全球化的新形勢、工業(yè)化的新需求和工業(yè)信息化和理論的新趨勢來(lái)不斷地調整和明確專(zhuān)業(yè)的教學(xué)、科研和社會(huì )服務(wù)，更好地為國家提供更適應的人才，更多的科研成果。在這個(gè)過(guò)程中專(zhuān)業(yè)才能得到更好的發(fā)展和社會(huì )的認同。

    所以說(shuō)“兩化融合”對于自動(dòng)化學(xué)科來(lái)說(shuō)的確存在著(zhù)機遇與挑戰。以下我將從“兩化融合”的背景，信息化技術(shù)的發(fā)展現狀、問(wèn)題和未來(lái)幾個(gè)方面來(lái)闡述這一問(wèn)題。

1 “兩化融合”的背景

    縱觀(guān)大多數發(fā)達國家的工業(yè)發(fā)展，一般來(lái)說(shuō)都是在完成工業(yè)化進(jìn)程之后才進(jìn)入信息化的發(fā)展階段，而我們國家現在要做是工業(yè)化跟信息化融合的發(fā)展。傳統的工業(yè)化道路在發(fā)展生產(chǎn)力的同時(shí)也付出了過(guò)量消耗資源的代價(jià)。據聯(lián)合國的統計，產(chǎn)業(yè)革命200多年以來(lái)，占全球人口不到15%的英國、德國、美國等40多個(gè)國家相繼完成了工業(yè)化，在此進(jìn)程中消耗了全球已探明能源的70%和其它礦產(chǎn)資源60%。顯然，廣大后發(fā)展國家客觀(guān)上難以復制發(fā)達國家的工業(yè)化道路和模式。

    另外，我國也為這一時(shí)期的快速發(fā)展付出了代價(jià)。聯(lián)合國公布的數據顯示，全球污染最嚴重的10個(gè)城市中，中國就占了7個(gè)。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(chǎn)總值的10%。顯然，后發(fā)展國家走傳統的工業(yè)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(shí)意味著(zhù)必然面臨極大的挑戰，包括全球化挑戰、資源環(huán)境的挑戰、經(jīng)濟模式轉變的挑戰。

                    

                                     圖1

    第一，全球化。圖1為自乾隆時(shí)期以來(lái)，250年來(lái)中國經(jīng)濟在世界經(jīng)濟當中的地位?？梢钥闯?50年前中國的經(jīng)濟大概占世界三分之一，之后開(kāi)始走下坡路，一直到解放前達到低谷，建國以來(lái)又逐漸上升，預計到2010年，我國將成為全球第二大經(jīng)濟體。國家統計局2008年的統計顯示，中國對世界經(jīng)濟貢獻率升至全球第二，2009年已經(jīng)升至第一。雖然經(jīng)濟總量現在還不夠高，但以當前中國GDP的增長(cháng)來(lái)說(shuō)，在這一全球化周期里，中國正值一個(gè)前所未有的時(shí)機。

    第二，環(huán)境/資源的壓力。在全球化的形勢當中必然受到全球經(jīng)濟方方面面的影響，在工業(yè)化過(guò)程中，受全球化的影響，首先就是來(lái)自環(huán)境/資源的壓力。眾所周知，在觀(guān)念上，從單純的經(jīng)濟觀(guān)點(diǎn)是把經(jīng)濟看成最大、社會(huì )其次、環(huán)境最小，現在的可持續發(fā)展觀(guān)點(diǎn)轉變?yōu)樵诃h(huán)境的約束下考慮社會(huì )的整個(gè)的方方面面。這是一個(gè)完全轉變的觀(guān)念，而這個(gè)觀(guān)念并不是一句空話(huà)，有很多相關(guān)的標準和規范。如WEEE《關(guān)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(yè)要滿(mǎn)足這一標準大約需花費一千億的代價(jià)，所以說(shuō)環(huán)境資源的缺失對于我們未來(lái)的發(fā)展來(lái)說(shuō)將有很大壓力。

    第三，經(jīng)濟模式的轉變，即從資源經(jīng)濟到體驗經(jīng)濟。所謂體驗是指使每一個(gè)消費者以個(gè)性化的方式參與某個(gè)事件。使其情緒、體力、智力和精神達到某一特定水平時(shí)在意識中產(chǎn)生的美好感覺(jué)。簡(jiǎn)單說(shuō)體驗經(jīng)濟當中，企業(yè)從提供產(chǎn)品和簡(jiǎn)單的服務(wù)轉變到提供解決方案和價(jià)值，這對制造企業(yè)是一次新的挑戰。

    正如圖2所示，不同時(shí)期關(guān)注不同的方面， 60年代更關(guān)心生產(chǎn)規模，當然現在也關(guān)心成本和規模，但是在不同的時(shí)期熱點(diǎn)是不一樣的。80年代以前主要是技術(shù)看問(wèn)題，后來(lái)從產(chǎn)品看問(wèn)題，到20世紀是解決方案，也就是說(shuō)企業(yè)不簡(jiǎn)單是提供一個(gè)產(chǎn)品而是希望提供一個(gè)解決方案。

                      

                                     圖2

    圖3是所謂體驗經(jīng)濟一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子。以咖啡豆為例，在農業(yè)經(jīng)濟一杯咖啡一分錢(qián)到兩分錢(qián)，工業(yè)經(jīng)濟一袋咖啡是五分錢(qián)到二毛五，服務(wù)經(jīng)濟一杯咖啡大概七毛五到一塊五，而在體驗經(jīng)濟一個(gè)好的環(huán)境如星巴克之類(lèi)，咖啡可能是兩塊到五塊錢(qián)。這就是生產(chǎn)模式的轉變，所以在我們未來(lái)的經(jīng)濟發(fā)展當中，在我們探討工業(yè)化的時(shí)候，一定要考慮到從狹義的產(chǎn)品到廣義的產(chǎn)品，考慮使用價(jià)值，考慮解決方案。

                       

                                        圖3

    第四，高技術(shù)門(mén)檻。與新材料技術(shù)、新能源技術(shù)和信息技術(shù)的深度融合，制造技術(shù)變得越來(lái)越復雜。以Boeing787為例，采用了50%的復合材料。一個(gè)企業(yè)已經(jīng)無(wú)法全面掌握所需的所有技術(shù)，必須借助外部力量才能完成產(chǎn)品的研發(fā)、制造、管理、維護、回收等活動(dòng)。技術(shù)競爭的門(mén)檻越來(lái)越高。

    所以說(shuō)“兩化融合”是我國加快工業(yè)化進(jìn)程的戰略選擇。傳統工業(yè)化道路的顯著(zhù)特征是工業(yè)化是驅動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的內在變量，推進(jìn)工業(yè)化是經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的主要矛盾。工業(yè)化的不斷深入驅使社會(huì )分工日益細化，引發(fā)了城市化，加快了市場(chǎng)化，推動(dòng)了國際化。而新型工業(yè)化道路的顯著(zhù)特征是工業(yè)化和信息化同時(shí)進(jìn)行，兩者都是驅動(dòng)社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的內在變量，從傳統工業(yè)化的單輪驅動(dòng)（工業(yè)化）向新型工業(yè)化的雙輪驅動(dòng)（工業(yè)化和信息化）轉變。在雙輪驅動(dòng)的背景下，城市化、市場(chǎng)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(wèn)題提出了三次內涵不同的三個(gè)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(yè)化后信息化，也不是重信息化輕工業(yè)化，兩者是互相依存互相促進(jìn)共同發(fā)展的關(guān)系。

    （2）要充分認識工業(yè)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(fā)展和基礎是真正做到工業(yè)化的技術(shù)牽引、信息化的技術(shù)驅動(dòng)。

2 我國信息化的現狀、問(wèn)題和未來(lái)預測

    今天信息化已經(jīng)滲透到我國經(jīng)濟、生活、社會(huì )的方方面面，中國社會(huì )的運行已經(jīng)離不開(kāi)信息技術(shù)了，但總的來(lái)看是進(jìn)步巨大、不足明顯。存在的技術(shù)差距為我國工業(yè)結構調整、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化留下了很大的發(fā)展空間。信息化的內容包含兩部分，一是產(chǎn)品信息化，一是產(chǎn)品設計、制造、管理等過(guò)程的信息化，簡(jiǎn)稱(chēng)為產(chǎn)品信息化和實(shí)施過(guò)程的信息化。

    對于裝備和產(chǎn)品信息化來(lái)說(shuō)，首先我們還是要重視嵌入式系統，將信息技術(shù)（主要是芯片和軟件）與傳統工業(yè)緊密聯(lián)系，機械化、電力化設備、產(chǎn)品具有自動(dòng)化、數字化、網(wǎng)絡(luò )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(chǎn)品中，這是中國制造和中國設計自己創(chuàng )造出的一條廣闊的道路。從嵌入式系統的應用來(lái)看，消費電子和電信/數據應用，占了應用市場(chǎng)的一半。如移動(dòng)通訊，消費電子（數碼相機、數字電視、網(wǎng)絡(luò )電視、智能家電），汽車(chē)電子，工業(yè)控制，交通智能管理等方方面面都離不開(kāi)嵌入式應用，所以說(shuō)嵌入式是未來(lái)的一個(gè)大的市場(chǎng)。

    據賽迪顧問(wèn)統計，2007年全球嵌入式系統市場(chǎng)為4081.6億美元，增速17.5%。從國內來(lái)講，芯片的差距還是很大，但有很好的進(jìn)展。如多媒體芯片，占據了世界計算機視頻輸入市場(chǎng)的60%以上。嵌入式軟件廣泛開(kāi)發(fā)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(fā)形式較好，也是今后一段時(shí)間內嵌入式系統發(fā)展的重點(diǎn)。目前產(chǎn)業(yè)規模超過(guò)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(lǐng)域，需要眾多的領(lǐng)域知識，不可能由少數幾個(gè)大企業(yè)壟斷，即使一個(gè)小企業(yè)，吃透了某個(gè)特定行業(yè)應用，用好嵌入式技術(shù)，同樣可以有明顯的發(fā)展。所以，在嵌入式系統的應用方面我們自動(dòng)化學(xué)科在未來(lái)的一段時(shí)間里面可以大有作為。

    第二個(gè)方面關(guān)于產(chǎn)品設計過(guò)程中的信息化、現狀與問(wèn)題?？傮w來(lái)說(shuō)應用廣泛，可以說(shuō)，國內能用CAX技術(shù)的企業(yè)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(chē)、造船、鐵路車(chē)輛等行業(yè)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(jìn)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(wǎng)絡(luò )的協(xié)同設計、制造中解決互聯(lián)、互通、互操作的技術(shù)和應用。

    第三個(gè)問(wèn)題關(guān)于管理信息化。管理信息化是在網(wǎng)絡(luò )、數據庫基礎上的應用軟件，實(shí)現對“產(chǎn)、供、銷(xiāo)、人、財、物”的現代化管理。這就擴大了不僅是企業(yè)內部還有外部的現代化管理，軟件技術(shù)的新概念、新技術(shù)發(fā)展很快，管理軟件也在不斷發(fā)展中。中國的企業(yè)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(jìn)入的門(mén)檻不高，國內都會(huì )做，但要做好不容易，所以中國的企業(yè)從研發(fā)到生產(chǎn)的管理軟件一般都會(huì )做，但是從市場(chǎng)來(lái)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(hù)是中小企業(yè)，大型集團公司的用戶(hù)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(chǎng)商的服務(wù)有可能更好，中國管理軟件的前景可以看好。管理軟件一個(gè)很大的問(wèn)題就是柔性化，所以說(shuō)柔性化的管理軟件有很好的進(jìn)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(shù)方面的攻關(guān)力度，但是我認為中國的數據庫要發(fā)展的話(huà)走技術(shù)路線(xiàn)可能很難，仍需要開(kāi)創(chuàng )一些新的思路。

    第四個(gè)方面是控制設備與系統。對生產(chǎn)線(xiàn)、過(guò)程的控制、優(yōu)化是信息化的重要內容之一。以生產(chǎn)線(xiàn)過(guò)程控制優(yōu)化作為信息化的重要內容，數控系統是關(guān)鍵的問(wèn)題，可以說(shuō)代表了裝備制造業(yè)的水平，我國數控系統“攻關(guān)”是從“六五”開(kāi)始（1981年），但成果并不理想。這些年應該說(shuō)有很好的進(jìn)展，如廣州數控、華中數控。無(wú)論普及型還是高檔數控都有重大的進(jìn)步。關(guān)鍵是體制，我認為數控系統是有希望的。
 
    對于流程工業(yè)的設備、過(guò)程控制，國產(chǎn)的自動(dòng)化控制系統DCS、PLC，如浙大中控、和利時(shí)已從對中小企業(yè)開(kāi)始為大企業(yè)提供成套裝置，進(jìn)一步發(fā)展有一定優(yōu)勢。如變量達到10萬(wàn)維的操作優(yōu)化問(wèn)題，有973計劃的支持，開(kāi)發(fā)了國際先進(jìn)水平的多種算法，是相應軟件的核心技術(shù)?，F場(chǎng)總線(xiàn)控制系統開(kāi)發(fā)與工業(yè)應用廣泛，但核心芯片仍有差距。

    第五個(gè)方面是系統集成。異構是信息集成的主要問(wèn)題，我國引進(jìn)的各種軟件、軟件商用產(chǎn)品和設備種類(lèi)多，不少產(chǎn)品只是企業(yè)內部標準，這給集成帶來(lái)困難。863計劃的CIMS主題從開(kāi)始就把信息集成作為重點(diǎn)，我國沒(méi)有采用當時(shí)的國際主流方案（MAP），效果很好。在此以后，我國的企業(yè)的信息集成都是以此為基礎，應該說(shuō)我們在這方面是有基礎的。

    企業(yè)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(yè)集成（CAD/ERP/SCM/CRM），信息集成給企業(yè)帶來(lái)明顯效益，實(shí)施的企業(yè)逐步增加，但我國大型PDM、PLM平臺都是引進(jìn)的，有很大發(fā)展空間。

    第六個(gè)方面是信息服務(wù)系統。建立在互聯(lián)網(wǎng)上的以服務(wù)為目的的信息系統已經(jīng)滲透到了社會(huì )的各個(gè)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(wǎng)上服務(wù)。服務(wù)科學(xué)的提出是IBM，發(fā)端于美國競爭力委員會(huì )的國家創(chuàng )新計劃（NII），是21世紀美國國家創(chuàng )新戰略之一。

                       
                                      圖5

    如圖5所示，縱坐標為利潤率，橫坐標為銷(xiāo)售額，它的面積表示一個(gè)產(chǎn)品從設計、制造到銷(xiāo)售，銷(xiāo)售額大概占整體的百分之五十幾，利潤是百份之二點(diǎn)三，而圍繞產(chǎn)品的服務(wù)包括監控、備品備件等等方面所產(chǎn)生的利潤遠遠超過(guò)制造產(chǎn)品。所以從這點(diǎn)來(lái)看，在全球制造業(yè)第一次大分工的時(shí)候，中國成為制造工廠(chǎng)。大家知道設計跟市場(chǎng)銷(xiāo)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(yè)第二次大分工把服務(wù)也包括進(jìn)去，中國要如何做？這即是發(fā)展現代制造服務(wù)業(yè)的戰略意義，是我們面臨第二次分工的一個(gè)很大的問(wèn)題，我們在兩化融合的道路上應該有所思考。

    第七個(gè)方面為節能減排與信息技術(shù)。這是未來(lái)相當長(cháng)時(shí)間內信息化的重要內容。采用EMS可以按負荷潮流的優(yōu)化配電，這在國內應用普遍。企業(yè)的信息技術(shù)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(zhuān)門(mén)從節能減排出發(fā)，采用信息技術(shù)。我在浙江考察一個(gè)企業(yè)，按國際產(chǎn)品對環(huán)保的不同標準的要求，采用QFD(質(zhì)量功能配置)分解到各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節的不同工藝要求及其參數，用MES實(shí)施生產(chǎn)過(guò)程控制，取得明顯的節能減排效果，2008年1-4月生產(chǎn)印染布0.3億米，直接節約能源及排污費506萬(wàn)元。

3 結束語(yǔ)

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

    與30年前相比，起點(diǎn)高了許多，實(shí)力強了許多，一個(gè)“創(chuàng )新已經(jīng)深入全民心中的大國”，其后發(fā)之勢將會(huì )令世界更加驚嘆，一定會(huì )有更好的明天！

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


                                                 源自：《自動(dòng)化博覽》