智能制造與轉型升級：技術與經濟的邏輯
本文內容選編自清華大學軟件學院郭朝輝教授在“清華大學智能裝備大數據高級研修班”上的演講。
技術發展帶來的拐點：從原理到技術
1.創新與矛盾同行
創新轉型其實是需要在困惑中前行。所謂的困惑也就是需要面對這樣幾個矛盾：知與行的矛盾：聽明白很容易，落地很難；技術與價值的矛盾：技術很好，創造價值很難；新穎與實用的矛盾：新穎的往往不實用，實用往往不新穎?？傊?，再好的想法，也得落地才行。
2.創造條件讓創新成功
太多的技術原理并不新穎，但過去無法實時計算與應用，懂得理論也沒用。條件不成熟時，難以創新。理論與原理往往最容易理解，原理總是簡單，難的是找到有條件走通的路。條件改變時才能看到創新機遇，所以我們往往需要創造條件，讓創新成功。我們想要超越前人在于產生條件（基礎條件或需求），超越他人在于抓住并創造條件、避免無效勞動。
3.摩爾定律：ICT技術成本的降低
根據摩爾定律，數據的存儲通信成本將繼續大大降低，同時互聯網進一步導致數據量驟然上升，帶領我們進入了大數據時代。有人預測，未來85%~90%的創新與ICT技術有關。而基礎技術成本的降低，往往是千載難逢良機。
4.互聯網背景下的經濟學原理
個性化定制、服務化轉型、高質量發展.......
從概念的本源看看問題，經濟學大師熊彼特指出：技術發明不等于創新，將發明用于商業活動并取得成功才是創新。創新活動的本質，是企業家對資源的配置。
互聯網在智能制造的發展過程中起著承上啟下的重要作用。數字化是智能制造的基礎；智能化是目的；網絡帶動大數據、并讓協同、共享重用的價值倍增；從經濟性方面帶動數字化和智能化深入；智能化基于大數據和網絡化的價值才大，智能化需要知識，大數據便于知識產生。
在市場經濟活動中，人們對信息的了解是有差異的。掌握信息更多的一方，往往處于較為有利的地位。一般情況下，賣方享有信息優勢。而互聯網成為了賣方信息優勢的終結者。因為網絡電商的出現，競爭立刻變得全球化。買家可貨比N家，賣家信息優勢大大減弱。產能過剩時，賣家在高于邊際成本時就要出貨。
5.應對快速變化和個性化：必須進行轉型
工業互聯網時代，企業需要快速響應，避免同質化；研發伴隨創新、服務與個性相伴，遠離同質化?；ヂ摼W讓企業能夠快速感知需求，為避免同質化競爭奠定了條件。在轉型過程中，由于制造商的信息優勢增強，有利于向服務業延伸。
國家發展帶來的拐點：從原理到技術
1.很多技術原本就是成熟的，只是經濟性發生了變化
發展中國家的創新，首先應該注重需求拉動，而不是技術驅動。大量智能制造技術并不是新的，而是有了必要性采用的。經濟落后的國家：優勢往往在勞動力而非高技術的配置。長期以來，勞動力成本低就是中國企業的本質優勢。
缺乏創新：為什么會發展？改革開放30年，讓我們有機會學習、引進新機會、并打開了巨大的市場。這為我們告別傳統的農業社會創造了條件。勞動力的轉化，基本可以解釋我國經濟的快速、持續增長。
提高人工效率和質量創新：本質是缺乏需求。所以，推動智能制造的根本動力之一是人口的變化。
2. 供給側改革、創新與高質量發展的推動力
1）總量約束
我國的產能已經嚴重過剩。俗話說：人再有錢，也只能吃三頓飯、睡一張床。要發展，只能提高產品質量。
2）環境約束
寶馬和QQ的價格差幾十倍；中國和日本的圓珠筆價格差10倍，生產的能耗差多少？我國中產階級的興起給供給側改革帶來了現實可行性。我們已經度過了短缺經濟時代。低質量、同質化產品沒有出路。加強消費者保護，逼迫企業提高質量是供給過剩時的必由之路。
3. 需求帶動工業體系提升
高技術是在高質量、高效率、高端業務需求拉動的。很多技術只有在企業轉型升級后才有用，所以，現實情況是，有了需求再談技術，有了需求才有經濟性。
4. 第三個拐點：貿易戰與全球化的拐點
“不公平”的技術轉讓制度、“歧視性”許可限制、對外投資的“非市場定價”等，這些國際上的不公平競爭環境，把中國克服“后發劣勢”的奇招一步步堵死。
認識技術原理：其實都很簡單
1.簡單的道理 ：人機關系的改變
人類通過Cyber Space（賽博空間）控制物理世界。讓人類擺脫勞累的體力勞動和枯燥、重復的腦力勞動。轉而從事有創造性、靈活性更高的工作。
2.互聯網的作用：Cyber 空間暴漲
人類感知和控制資源能力可以通過互聯網突破空間限制，有能力調用和利用更多的資源。未來我們通過智能化可以實現：感知、決策和執行的統一。
3. 理解工業智能的原理
工業智能化的原理本質上是從及時、準確的信息+簡單知識到模糊信息+復雜推理，通過數字化、模型化的知識來實現這一過程是關鍵所在。
人是不確定性的重要來源，會對質量、效率、效益產生嚴重的負面影響。所以，在工業中：人的工作要盡可能地用標準來規范、限定；發揮主觀能動性的前提，是有明確的邊界約束；自動化和智能化常常能帶來額外的效益。
而大數據的特點為工業智能化提供了重要機遇：樣本=總體： 知識的存在性；不糾結于因果：知識的完備性；混雜性：知識的可驗證性及質量。
而工業應用的技術邏輯是，要求在各種場景中技術和產品的持續的安全、穩定。因為產品問題導致的風險，在工業中常常被放大。工業互聯網、工業大數據的難點都在于：要求高。
智能制造與轉型升級：為技術創造條件
多家實驗室開發了工業過程仿真軟件，用于實時模擬生產現場。但模擬的目的是什么呢？
有人利用移動互聯網，監控現場生產。說是給領導用。但領導那么忙，哪有時間去看這些呢？
所以，我們應該明白智能制造的瓶頸不是技術本身，而是應用技術的場景：神槍手拿著好獵槍，卻找不到兔子。場景的重要性決定經濟性。信息集成、MES、PLM.....誕生的地方，都是需求特別強的地方。智能制造依靠協同、共享、重用創造價值，而不是原崗位的持續改進；首先是轉型帶動生產關系的變革，技術是變革的目的。智能制造是轉型，不能用今天的痛點考慮明天的問題。
創新往往發生在在條件不太成熟的時候：所以要創造條件。從長期看，是技術推動轉型；從眼前看，則是轉型帶動技術?？萍歼M步導致社會經濟改變，社會經濟狀態決定市場需求；市場需求引領企業創新轉型，創新轉型帶動具體技術需求。
如果把工業4.0作為一個案例來看，工業4.0是如何讓技術和業務結合在一起的？這個體系體現了：技術是業務需求拉動的，而技術需求，又來自于外部的壓力。
從本質上講，工業4.0包括將CPS （信息物理系統,Cyber-Physical System）與制造和物流進行集成、并工業生產過程中使用物聯網和服務技術。這將對價值創造、商業模式、下游服務和工作組織產生影響。
工業4.0帶給我們的啟示
智能轉型的中國特色：圍繞人的問題
同樣一個技術，對象不同經濟性不一樣。智能制造往往更適合高端產業和業務。但我們沒有那么多高端產業。所以對于我國來說，規律與國情：必須同時遵守。圍繞人和現實，對不同的困難和問題分別對待進行改革。
總的來說，智能化的推進之道是讓企業真正能做。首先，發現好的場景與目標，這主要需要依靠企業家的眼界來創造，讓技術有施展空間，一般不需要深入的專業知識；其次，設計好推進步驟，這一層需要依靠總師的能力，難點是戰略規劃，讓后續技術工作簡單、便于操作、減少風險；再次，才是做好技術細節，這是科技人員的任務，其戰術級的難點在于處置細節和風險，學術問題其實并不多。
