文:根据工信部国际经济技术合作中心王喜文博士报告整理,未经本人审阅
作者简介
王喜文,工学博士,博士后,高级工程师,九三学社中央科技委委员,九三学社北京房山区工委副主任。 1998年8月参加工作,2009年8月进入中华人民共和国工业和信息化部国际经济技术合作中心,历任信息部副主任、主任、电子商务研究所所长、中国智造与工业4.0研究所所长。
智能制造在全球范围内受到关注,不仅是工业的智能化,未来各行各业都要朝着智能化发展,我们国家叫新一轮的产业变革和科技革命。它的发生,一方面是社会发展的需要,另一方面是技术的支撑。为什么是社会发展需要?现在实体经济面临的压力非常大,主要来自于三个方面,一跟环保有关,资源与环境的制约;二是成本上涨,不仅是原材料土地成本,尤其是人力成本,人口红利在消失,这也是对实体经济造成的制约;三是来自市场,以前市场同质化竞争,利润空间很小,现在新消费,大家需要定制化产品,以前工业化生产模式难以满足未来市场多样化的需求。当前实体经济面临很大的压力,在这种压力之下,传统的工业化失去竞争力,以前工业化靠能量转换工具为推动力的经济体系,未来不行了,传统工业化走向尽头,工业要迎来新一轮的工业革命,尤其是2013年的时候,德国推出了工业4.0,也就是智能化。
很多人觉得工业革命不是小事,一般都是百年一遇的事,我们赶上了第四次工业革命,很多人觉得会对传统行业造成冲击,有些人很乐观,觉得新的工业革命会带来百年一遇的机遇,把握好就能实现转型升级,很多人带着这两种心态研究工业4.0。
按照德国人的理解,智能化的标志,主要通过信息物理系统和人工智能实现生产制造的智能化。信息物理系统简称CPS,S就是信息,P就是物理,硬件生产设备,C是软件信息化,以前信息物理差距比较大,工作人员要手工录入信息,工厂里面是数据采集、数字控制,还需要人为往信息系统录入。随着技术的支撑,信息和物理越来越融合,现在一些物联网传感器产生的数据可以发送到信息系统,信息系统获取生产数据之后,经过数据库的增删改查得出结论反过来指导生产工厂,信息化和物理的自动化开始融合,未来会变成智能化,工厂会变成智能工厂,进行智能制造,这是德国人觉得信息物理系统是实现工业4.0的核心。
信息物理是工业4.0的核心,说明新一轮工业革命发生除了社会发展之外,还有一个节点是技术支撑,未来工业4.0不光是人力成本上涨,还有一方面是技术的支撑。按照德国的定义,信息物理系统包括云计算,物联网传感器控制工厂生产情况,还有人工智能对工业大数据语音分析,可以满足个性化定制化的生产,这是工业4.0技术支撑。正是因为社会发展需要和技术支撑,新一轮工业革命正在发生。未来制造业可能在技术的支撑之下提高效率,满足定制。而企业追求的是什么呢?既实现产品品种多个性化,又实现生产的成本低、效率高,通过智能工厂实现规模化的定制,这是工业4.0的全部内容。
我们国家理解工业4.0有一定的偏差,因为工业4.0这个词我们国家翻译成工业,实际上日本和德国包括美国认为是产业的意思。按照它们的理解,工业是工业化、智能制造,农业变成智慧农业,建筑也是信息化加上建筑工业化、自动化,形成智慧建筑,医疗也是智能化、智慧医疗。实际,德国人搞工业4.0不仅是工业领域,而是各行各业的智能化。
就我们环卫行业来讲,环卫行业用到很多地理信息系统,我2009年到工信部,主要就是开发地理信息系统,给日本政府做的关于环境,包括大气污染,包括城市下水道井盖的管理。其实地理信息系统跟环卫比较相关,它就是一个典型的信息物理系统体现之一,是未来工业4.0的核心技术。地理信息系统也是如此,涉及到信息、空间大数据。硬件就是物联网传感器,包括视频采集、监测城市基础设施数据,通过软件平台进行数据挖掘,城市就会变成智慧的城市。智慧城市其实跟工业智能制造技术原理是一致的。
在智能制造与工业4.0的大背景下,对智慧环卫产业发展有几点建议:
第一,推动中国环卫装备4.0。以马路清扫机为例,60天年末是第一阶段,纯扫式的,80年代到90年代末有吸式,把土吸进去,有了新的进行。2000年到2015年可以一边扫一边洗,未来是智慧环卫阶段。基物联网、GDP等信息技术实现时时分析、精准执行。未来环卫装备也要过渡到4.0。
第二,推广智能产品。按照工业4.0的理解,所有的东西前面加上智能,不仅是工厂智能制造,工厂本身变成智能工厂,未来设备也要智能设备,产品也要智能产品,工业4.0以智能化标志。从生产角度是智能制造,从产品角度是智能产品。工业4.0还要体现产品角度,是智能产品,实现智能产品也说明实现工业4.0。这几年技术进步很快,有很多互联网的传感器,感知温度、重量,一监测就知道垃圾箱哪类产品已经装满了,可能发出无线网络信息。其实这就是一个智能产品。不用说人力成本很高,雇一个环卫工人天天定时来收。可以根据信息满的时候来,按需上门收垃圾,可能就不用那么多的人力成本,这就是一个智能化的过程,怎么实现智能化也是因为软件硬件的支撑。硬件,一些传感器、温度、湿度、重量,软件,一些大数据信息,它们融合,经过智能分析、决策,变成智能产品。
第三,普及环卫的互联网。清洁车、智能垃圾箱只是一个节点,只是一个网络里面的节点。以前中国都是互联网,1994年到中国,到现在23年历史,互联网已经走向顶峰,这一阶段大家消费互联网,未来互联网下一个风口是互联网+,传统行业利用互联网是未来的风口,就是产业的互联网。环卫也是如此,未来是环卫互联网时代,各个清洁车、垃圾箱是节点,各种数据传上来,可能大家会掌握城市的实际运营情况。某一个小区垃圾比较多,有些不多,做城市环卫时给政府决策可以提供依据,可以根据现实用量,这个小区垃圾多可以多设一些垃圾箱,根据实际情况,这样一来优化了资源配置,提高了城市运营效率。未来需要这样一个平台,平台之上,智能垃圾箱、智能清洁车都是其中一个节点,怎么实现效率提升,就是它们产生的数据分析挖掘之后提升城市运营的效率。
中国怎么应对新的工业革命,工信部搞了中国制造2025,国家搞战略规划没有想到受到社会关注,说它是工业版的工业4.0。中国制造2025,它的实施主要是靠五大工程推动,包括制造业创新中心的建设,包括智能制造工程、绿色制造工程、高端装备创新等等,每年工信部搞一些示范试点项目,起示范引领项目。十九大里面提到大力发展社会经济,加快建设智慧社会,现在是搞智慧社会时代,创新引领、绿色低碳以及人工智能等等,明确建智慧社会。中国制造2025把智能制造作为突破口,对各行各业包括环卫行业构成深远的影响。
这样的背景之下,一方面成本上涨,环卫工人成本也在上涨,尤其技术不断发达。还有,鼓励绿色发展。新的发展理念,创新、协调、绿色、开放、共享,绿色发展也是国家对改善环卫的高度重视。一些智慧产品、设备,智能的清洁机、扫地机,在它的带动之下也会得到相应的增长。未来几年,在工业4.0大的趋势和中国制造2025扶持之下,智慧环卫将迎来新一轮的发展。