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   吳澄（1940-）

    男，浙江桐鄉(xiāng)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)。現(xiàn)為清華大學(xué)自動(dòng)化系教授，博士生導(dǎo)師，國家CIMS工程技術(shù)研究中心主任，國家973項(xiàng)目“復(fù)雜生產(chǎn)制造過程實(shí)時(shí)智能控制與優(yōu)化理論方法”首席科學(xué)家。1995年當(dāng)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)化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)主任獎(jiǎng)。

    十七大提出了“五化并舉”、“兩化融合”，“全面認(rèn)識(shí)工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、市場(chǎng)化、國際化深入發(fā)展的新形勢(shì)新任務(wù)”，“發(fā)展現(xiàn)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(qiáng)，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(jì)社會(huì)發(fā)展的必由之路，要把五化提高到越來越高的研究階段，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題，這是加速我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，加速實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化的基本政策，是貫穿我國工業(yè)現(xiàn)代化的一個(gè)長過程，也是和自動(dòng)化學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)的。

    我認(rèn)為我們自動(dòng)化學(xué)科的發(fā)展應(yīng)該以“兩化融合”為主，從全球化的新形勢(shì)、工業(yè)化的新需求和工業(yè)信息化和理論的新趨勢(shì)來不斷地調(diào)整和明確專業(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(yīng)的人才，更多的科研成果。在這個(gè)過程中專業(yè)才能得到更好的發(fā)展和社會(huì)的認(rèn)同。

    所以說“兩化融合”對(duì)于自動(dòng)化學(xué)科來說的確存在著機(jī)遇與挑戰(zhàn)。以下我將從“兩化融合”的背景，信息化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、問題和未來幾個(gè)方面來闡述這一問題。

1 “兩化融合”的背景

    縱觀大多數(shù)發(fā)達(dá)國家的工業(yè)發(fā)展，一般來說都是在完成工業(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(xiàn)在要做是工業(yè)化跟信息化融合的發(fā)展。傳統(tǒng)的工業(yè)化道路在發(fā)展生產(chǎn)力的同時(shí)也付出了過量消耗資源的代價(jià)。據(jù)聯(lián)合國的統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)業(yè)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(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)展國家客觀上難以復(fù)制發(fā)達(dá)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(shù)據(jù)顯示，全球污染最嚴(yán)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(tǒng)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)意味著必然面臨極大的挑戰(zhàn)，包括全球化挑戰(zhàn)、資源環(huán)境的挑戰(zhàn)、經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)變的挑戰(zhàn)。

                    

                                     圖1

    第一，全球化。圖1為自乾隆時(shí)期以來，250年來中國經(jīng)濟(jì)在世界經(jīng)濟(jì)當(dāng)中的地位。可以看出250年前中國的經(jīng)濟(jì)大概占世界三分之一，之后開始走下坡路，一直到解放前達(dá)到低谷，建國以來又逐漸上升，預(yù)計(jì)到2010年，我國將成為全球第二大經(jīng)濟(jì)體。國家統(tǒng)計(jì)局2008年的統(tǒng)計(jì)顯示，中國對(duì)世界經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率升至全球第二，2009年已經(jīng)升至第一。雖然經(jīng)濟(jì)總量現(xiàn)在還不夠高，但以當(dāng)前中國GDP的增長來說，在這一全球化周期里，中國正值一個(gè)前所未有的時(shí)機(jī)。

    第二，環(huán)境/資源的壓力。在全球化的形勢(shì)當(dāng)中必然受到全球經(jīng)濟(jì)方方面面的影響，在工業(yè)化過程中，受全球化的影響，首先就是來自環(huán)境/資源的壓力。眾所周知，在觀念上，從單純的經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)是把經(jīng)濟(jì)看成最大、社會(huì)其次、環(huán)境最小，現(xiàn)在的可持續(xù)發(fā)展觀點(diǎn)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變的觀念，而這個(gè)觀念并不是一句空話，有很多相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如WEEE《關(guān)于報(bào)廢電子電氣設(shè)備指令》是歐洲采用的大量報(bào)廢電子器械的標(biāo)準(zhǔn)，而我們國家家電行業(yè)要滿足這一標(biāo)準(zhǔn)大約需花費(fèi)一千億的代價(jià)，所以說環(huán)境資源的缺失對(duì)于我們未來的發(fā)展來說將有很大壓力。

    第三，經(jīng)濟(jì)模式的轉(zhuǎn)變，即從資源經(jīng)濟(jì)到體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)。所謂體驗(yàn)是指使每一個(gè)消費(fèi)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(dá)到某一特定水平時(shí)在意識(shí)中產(chǎn)生的美好感覺。簡單說體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)當(dāng)中，企業(yè)從提供產(chǎn)品和簡單的服務(wù)轉(zhuǎn)變到提供解決方案和價(jià)值，這對(duì)制造企業(yè)是一次新的挑戰(zhàn)。

    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(guī)模，當(dāng)然現(xiàn)在也關(guān)心成本和規(guī)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)看問題，后來從產(chǎn)品看問題，到20世紀(jì)是解決方案，也就是說企業(yè)不簡單是提供一個(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(yàn)經(jīng)濟(jì)一個(gè)很簡單的例子。以咖啡豆為例，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)一杯咖啡一分錢到兩分錢，工業(yè)經(jīng)濟(jì)一袋咖啡是五分錢到二毛五，服務(wù)經(jīng)濟(jì)一杯咖啡大概七毛五到一塊五，而在體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)一個(gè)好的環(huán)境如星巴克之類，咖啡可能是兩塊到五塊錢。這就是生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，所以在我們未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)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)變得越來越復(fù)雜。以Boeing787為例，采用了50%的復(fù)合材料。一個(gè)企業(yè)已經(jīng)無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(hù)、回收等活動(dòng)。技術(shù)競(jìng)爭的門檻越來越高。

    所以說“兩化融合”是我國加快工業(yè)化進(jìn)程的戰(zhàn)略選擇。傳統(tǒng)工業(yè)化道路的顯著特征是工業(yè)化是驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的內(nèi)在變量，推進(jìn)工業(yè)化是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要矛盾。工業(yè)化的不斷深入驅(qū)使社會(huì)分工日益細(xì)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)化道路的顯著特征是工業(yè)化和信息化同時(shí)進(jìn)行，兩者都是驅(qū)動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在變量，從傳統(tǒng)工業(yè)化的單輪驅(qū)動(dòng)（工業(yè)化）向新型工業(yè)化的雙輪驅(qū)動(dòng)（工業(yè)化和信息化）轉(zhuǎn)變。在雙輪驅(qū)動(dòng)的背景下，城市化、市場(chǎng)化、國際化也將呈現(xiàn)出新的特征和趨勢(shì)。所以中央“十五大”、“十六大”、“十七大”就這一問題提出了三次內(nèi)涵不同的三個(gè)提法，如圖4所示。

                      
                                    圖4

    以上所述，對(duì)于“兩化融合”，我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)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(rèn)識(shí)工業(yè)化的基礎(chǔ)性地位和信息化的戰(zhàn)略性地位。

    （3）兩化融合的健康發(fā)展和基礎(chǔ)是真正做到工業(yè)化的技術(shù)牽引、信息化的技術(shù)驅(qū)動(dòng)。

2 我國信息化的現(xiàn)狀、問題和未來預(yù)測(cè)

    今天信息化已經(jīng)滲透到我國經(jīng)濟(jì)、生活、社會(huì)的方方面面，中國社會(huì)的運(yùn)行已經(jīng)離不開信息技術(shù)了，但總的來看是進(jìn)步巨大、不足明顯。存在的技術(shù)差距為我國工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)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(nèi)容包含兩部分，一是產(chǎn)品信息化，一是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、管理等過程的信息化，簡稱為產(chǎn)品信息化和實(shí)施過程的信息化。

    對(duì)于裝備和產(chǎn)品信息化來說，首先我們還是要重視嵌入式系統(tǒng)，將信息技術(shù)（主要是芯片和軟件）與傳統(tǒng)工業(yè)緊密聯(lián)系，機(jī)械化、電力化設(shè)備、產(chǎn)品具有自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的特征。嵌入式微處理器、平臺(tái)，嵌入式軟件（操作系統(tǒng)、支撐軟件、應(yīng)用平臺(tái)），嵌入到設(shè)備和產(chǎn)品中，這是中國制造和中國設(shè)計(jì)自己創(chuàng)造出的一條廣闊的道路。從嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用來看，消費(fèi)電子和電信/數(shù)據(jù)應(yīng)用，占了應(yīng)用市場(chǎng)的一半。如移動(dòng)通訊，消費(fèi)電子（數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字電視、網(wǎng)絡(luò)電視、智能家電），汽車電子，工業(yè)控制，交通智能管理等方方面面都離不開嵌入式應(yīng)用，所以說嵌入式是未來的一個(gè)大的市場(chǎng)。

    據(jù)賽迪顧問統(tǒng)計(jì)，2007年全球嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)為4081.6億美元，增速17.5%。從國內(nèi)來講，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(jù)了世界計(jì)算機(jī)視頻輸入市場(chǎng)的60%以上。嵌入式軟件廣泛開發(fā)應(yīng)用，由于嵌入式系統(tǒng)必須緊密結(jié)合應(yīng)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(nèi)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)。目前產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1000億人民幣，估計(jì)到2011年有望達(dá)到4650億人民幣。嵌入式系統(tǒng)因?yàn)樯婕暗奖姸嗟膽?yīng)用領(lǐng)域，需要眾多的領(lǐng)域知識(shí)，不可能由少數(shù)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(yīng)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(tǒng)的應(yīng)用方面我們自動(dòng)化學(xué)科在未來的一段時(shí)間里面可以大有作為。

    第二個(gè)方面關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的信息化、現(xiàn)狀與問題。總體來說應(yīng)用廣泛，可以說，國內(nèi)能用CAX技術(shù)的企業(yè)都采用了，從甩圖版到深入應(yīng)用。高端應(yīng)用如航空航天、機(jī)械、汽車、造船、鐵路車輛等行業(yè)的應(yīng)用水平跟國外相比差距不大，如信息制造、數(shù)字樣機(jī)等，但是支持設(shè)計(jì)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(nèi)應(yīng)用當(dāng)中具有相當(dāng)水平的，如基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同設(shè)計(jì)、制造中解決互聯(lián)、互通、互操作的技術(shù)和應(yīng)用。

    第三個(gè)問題關(guān)于管理信息化。管理信息化是在網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)“產(chǎn)、供、銷、人、財(cái)、物”的現(xiàn)代化管理。這就擴(kuò)大了不僅是企業(yè)內(nèi)部還有外部的現(xiàn)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(dāng)然規(guī)模水平差距很大。管理軟件進(jìn)入的門檻不高，國內(nèi)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)來看大型的管理軟件，為幾家外國公司壟斷，國內(nèi)的軟件供應(yīng)商，如金蝶、用友等主要用戶是中小企業(yè)，大型集團(tuán)公司的用戶在增加中。金蝶已成為中間件第三大供應(yīng)商。由于用好管理軟件與國情更密切，國內(nèi)軟件廠商的服務(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)很大的問題就是柔性化，所以說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(shù)據(jù)庫，我國在數(shù)據(jù)庫方面差距仍很大，目前國家已加大在數(shù)據(jù)庫技術(shù)方面的攻關(guān)力度，但是我認(rèn)為中國的數(shù)據(jù)庫要發(fā)展的話走技術(shù)路線可能很難，仍需要開創(chuàng)一些新的思路。

    第四個(gè)方面是控制設(shè)備與系統(tǒng)。對(duì)生產(chǎn)線、過程的控制、優(yōu)化是信息化的重要內(nèi)容之一。以生產(chǎn)線過程控制優(yōu)化作為信息化的重要內(nèi)容，數(shù)控系統(tǒng)是關(guān)鍵的問題，可以說代表了裝備制造業(yè)的水平，我國數(shù)控系統(tǒng)“攻關(guān)”是從“六五”開始（1981年），但成果并不理想。這些年應(yīng)該說有很好的進(jìn)展，如廣州數(shù)控、華中數(shù)控。無論普及型還是高檔數(shù)控都有重大的進(jìn)步。關(guān)鍵是體制，我認(rèn)為數(shù)控系統(tǒng)是有希望的。
 
    對(duì)于流程工業(yè)的設(shè)備、過程控制，國產(chǎn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)DCS、PLC，如浙大中控、和利時(shí)已從對(duì)中小企業(yè)開始為大企業(yè)提供成套裝置，進(jìn)一步發(fā)展有一定優(yōu)勢(shì)。如變量達(dá)到10萬維的操作優(yōu)化問題，有973計(jì)劃的支持，開發(fā)了國際先進(jìn)水平的多種算法，是相應(yīng)軟件的核心技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)開發(fā)與工業(yè)應(yīng)用廣泛，但核心芯片仍有差距。

    第五個(gè)方面是系統(tǒng)集成。異構(gòu)是信息集成的主要問題，我國引進(jìn)的各種軟件、軟件商用產(chǎn)品和設(shè)備種類多，不少產(chǎn)品只是企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，這給集成帶來困難。863計(jì)劃的CIMS主題從開始就把信息集成作為重點(diǎn)，我國沒有采用當(dāng)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(chǔ)，應(yīng)該說我們?cè)谶@方面是有基礎(chǔ)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)帶來明顯效益，實(shí)施的企業(yè)逐步增加，但我國大型PDM、PLM平臺(tái)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(tǒng)。建立在互聯(lián)網(wǎng)上的以服務(wù)為目的的信息系統(tǒng)已經(jīng)滲透到了社會(huì)的各個(gè)方面，在國內(nèi)除了很少數(shù)極貧困的地區(qū)，都采用了計(jì)算機(jī)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(jìng)爭力委員會(huì)的國家創(chuàng)新計(jì)劃（NII），是21世紀(jì)美國國家創(chuàng)新戰(zhàn)略之一。

                       
                                      圖5

    如圖5所示，縱坐標(biāo)為利潤率，橫坐標(biāo)為銷售額，它的面積表示一個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、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(diǎn)三，而圍繞產(chǎn)品的服務(wù)包括監(jiān)控、備品備件等等方面所產(chǎn)生的利潤遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過制造產(chǎn)品。所以從這點(diǎn)來看，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。大家知道設(shè)計(jì)跟市場(chǎng)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(shè)備投入、資源消耗。當(dāng)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(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)的戰(zhàn)略意義，是我們面臨第二次分工的一個(gè)很大的問題，我們?cè)趦苫诤系牡缆飞蠎?yīng)該有所思考。

    第七個(gè)方面為節(jié)能減排與信息技術(shù)。這是未來相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)信息化的重要內(nèi)容。采用EMS可以按負(fù)荷潮流的優(yōu)化配電，這在國內(nèi)應(yīng)用普遍。企業(yè)的信息技術(shù)應(yīng)用一般都能在一定程度上有節(jié)能減排的效果。當(dāng)然也可以專門從節(jié)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(duì)環(huán)保的不同標(biāo)準(zhǔn)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(jié)的不同工藝要求及其參數(shù)，用MES實(shí)施生產(chǎn)過程控制，取得明顯的節(jié)能減排效果，2008年1-4月生產(chǎn)印染布0.3億米，直接節(jié)約能源及排污費(fèi)506萬元。

3 結(jié)束語

    綜上所述，“兩化融合”是一個(gè)相當(dāng)長的發(fā)展階段，把自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展與它結(jié)合好是需要我們認(rèn)真考慮和實(shí)現(xiàn)的。我國的信息化還有很長的路要走。在應(yīng)用面的成績很大，水平也不錯(cuò)。知識(shí)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(jié)能減排等可能的新的技術(shù)增長點(diǎn)，注意軟件技術(shù)的新趨勢(shì)，還可能需要新的思維（交叉、基礎(chǔ)……）使我國的自動(dòng)化、信息化相應(yīng)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(qiáng)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(shì)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(jù)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(bào)告整理）


                                                 源自：《自動(dòng)化博覽》