吴澄（1940-）

    男，浙江桐乡人，1962年毕业于清华大学，1966年清华大学研究生毕业。现为清华大学自动化系教授，博士生导师，国家CIMS工程技术研究中心主任，国家973项目“复杂生产制造过程实时智能控制与优化理论方法”首席科学家。1995年当选为中国工程院院士。兼任中国自动化学会常务理事，教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主任奖。

    十七大提出了“五化并举”、“两化融合”，“全面认识工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展的新形势新任务”，“发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合，促进工业由大变强，振兴装备制造业，淘汰落后生产能力；提升高新技术产业，发展信息、生物、新材料、航空航天、海洋等产业”。

    自动化专业学科与其他学科相比与“两化融合”是最密切相关的。“五化”是我国经济社会发展的必由之路，要把五化提高到越来越高的研究阶段，同时提出了关于信息化和工业化融合，也就是两化融合的问题，这是加速我国经济和社会发展，加速实现新型工业化的基本政策，是贯穿我国工业现代化的一个长过程，也是和自动化学科的发展密切相关的。

    我认为我们自动化学科的发展应该以“两化融合”为主，从全球化的新形势、工业化的新需求和工业信息化和理论的新趋势来不断地调整和明确专业的教学、科研和社会服务，更好地为国家提供更适应的人才，更多的科研成果。在这个过程中专业才能得到更好的发展和社会的认同。

    所以说“两化融合”对于自动化学科来说的确存在着机遇与挑战。以下我将从“两化融合”的背景，信息化技术的发展现状、问题和未来几个方面来阐述这一问题。

1 “两化融合”的背景

    纵观大多数发达国家的工业发展，一般来说都是在完成工业化进程之后才进入信息化的发展阶段，而我们国家现在要做是工业化跟信息化融合的发展。传统的工业化道路在发展生产力的同时也付出了过量消耗资源的代价。据联合国的统计，产业革命200多年以来，占全球人口不到15%的英国、德国、美国等40多个国家相继完成了工业化，在此进程中消耗了全球已探明能源的70%和其它矿产资源60%。显然，广大后发展国家客观上难以复制发达国家的工业化道路和模式。

    另外，我国也为这一时期的快速发展付出了代价。联合国公布的数据显示，全球污染最严重的10个城市中，中国就占了7个。由于全国70%以上的江河湖泊造成不同程度的污染，有3.2亿人饮用水不安全。中国每年因污染造成的成本大约占国民生产总值的10%。显然，后发展国家走传统的工业化道路难以为继。中国必须走出一条新路，但是这一选择也同时意味着必然面临极大的挑战，包括全球化挑战、资源环境的挑战、经济模式转变的挑战。

                    

                                     图1

    第一，全球化。图1为自乾隆时期以来，250年来中国经济在世界经济当中的地位。可以看出250年前中国的经济大概占世界三分之一，之后开始走下坡路，一直到解放前达到低谷，建国以来又逐渐上升，预计到2010年，我国将成为全球第二大经济体。国家统计局2008年的统计显示，中国对世界经济贡献率升至全球第二，2009年已经升至第一。虽然经济总量现在还不够高，但以当前中国GDP的增长来说，在这一全球化周期里，中国正值一个前所未有的时机。

    第二，环境/资源的压力。在全球化的形势当中必然受到全球经济方方面面的影响，在工业化过程中，受全球化的影响，首先就是来自环境/资源的压力。众所周知，在观念上，从单纯的经济观点是把经济看成最大、社会其次、环境最小，现在的可持续发展观点转变为在环境的约束下考虑社会的整个的方方面面。这是一个完全转变的观念，而这个观念并不是一句空话，有很多相关的标准和规范。如WEEE《关于报废电子电气设备指令》是欧洲采用的大量报废电子器械的标准，而我们国家家电行业要满足这一标准大约需花费一千亿的代价，所以说环境资源的缺失对于我们未来的发展来说将有很大压力。

    第三，经济模式的转变，即从资源经济到体验经济。所谓体验是指使每一个消费者以个性化的方式参与某个事件。使其情绪、体力、智力和精神达到某一特定水平时在意识中产生的美好感觉。简单说体验经济当中，企业从提供产品和简单的服务转变到提供解决方案和价值，这对制造企业是一次新的挑战。

    正如图2所示，不同时期关注不同的方面， 60年代更关心生产规模，当然现在也关心成本和规模，但是在不同的时期热点是不一样的。80年代以前主要是技术看问题，后来从产品看问题，到20世纪是解决方案，也就是说企业不简单是提供一个产品而是希望提供一个解决方案。

                      

                                     图2

    图3是所谓体验经济一个很简单的例子。以咖啡豆为例，在农业经济一杯咖啡一分钱到两分钱，工业经济一袋咖啡是五分钱到二毛五，服务经济一杯咖啡大概七毛五到一块五，而在体验经济一个好的环境如星巴克之类，咖啡可能是两块到五块钱。这就是生产模式的转变，所以在我们未来的经济发展当中，在我们探讨工业化的时候，一定要考虑到从狭义的产品到广义的产品，考虑使用价值，考虑解决方案。

                       

                                        图3

    第四，高技术门槛。与新材料技术、新能源技术和信息技术的深度融合，制造技术变得越来越复杂。以Boeing787为例，采用了50%的复合材料。一个企业已经无法全面掌握所需的所有技术，必须借助外部力量才能完成产品的研发、制造、管理、维护、回收等活动。技术竞争的门槛越来越高。

    所以说“两化融合”是我国加快工业化进程的战略选择。传统工业化道路的显著特征是工业化是驱动经济社会发展的内在变量，推进工业化是经济社会发展的主要矛盾。工业化的不断深入驱使社会分工日益细化，引发了城市化，加快了市场化，推动了国际化。而新型工业化道路的显著特征是工业化和信息化同时进行，两者都是驱动社会经济发展的内在变量，从传统工业化的单轮驱动（工业化）向新型工业化的双轮驱动（工业化和信息化）转变。在双轮驱动的背景下，城市化、市场化、国际化也将呈现出新的特征和趋势。所以中央“十五大”、“十六大”、“十七大”就这一问题提出了三次内涵不同的三个提法，如图4所示。

                      
                                    图4

    以上所述，对于“两化融合”，我们应该认识到：

    （1）不是先工业化后信息化，也不是重信息化轻工业化，两者是互相依存互相促进共同发展的关系。

    （2）要充分认识工业化的基础性地位和信息化的战略性地位。

    （3）两化融合的健康发展和基础是真正做到工业化的技术牵引、信息化的技术驱动。

2 我国信息化的现状、问题和未来预测

    今天信息化已经渗透到我国经济、生活、社会的方方面面，中国社会的运行已经离不开信息技术了，但总的来看是进步巨大、不足明显。存在的技术差距为我国工业结构调整、高技术产业化留下了很大的发展空间。信息化的内容包含两部分，一是产品信息化，一是产品设计、制造、管理等过程的信息化，简称为产品信息化和实施过程的信息化。

    对于装备和产品信息化来说，首先我们还是要重视嵌入式系统，将信息技术（主要是芯片和软件）与传统工业紧密联系，机械化、电力化设备、产品具有自动化、数字化、网络化、智能化的特征。嵌入式微处理器、平台，嵌入式软件（操作系统、支撑软件、应用平台），嵌入到设备和产品中，这是中国制造和中国设计自己创造出的一条广阔的道路。从嵌入式系统的应用来看，消费电子和电信/数据应用，占了应用市场的一半。如移动通讯，消费电子（数码相机、数字电视、网络电视、智能家电），汽车电子，工业控制，交通智能管理等方方面面都离不开嵌入式应用，所以说嵌入式是未来的一个大的市场。

    据赛迪顾问统计，2007年全球嵌入式系统市场为4081.6亿美元，增速17.5%。从国内来讲，芯片的差距还是很大，但有很好的进展。如多媒体芯片，占据了世界计算机视频输入市场的60%以上。嵌入式软件广泛开发应用，由于嵌入式系统必须紧密结合应用，我国嵌入式软件的研发形式较好，也是今后一段时间内嵌入式系统发展的重点。目前产业规模超过1000亿人民币，估计到2011年有望达到4650亿人民币。嵌入式系统因为涉及到众多的应用领域，需要众多的领域知识，不可能由少数几个大企业垄断，即使一个小企业，吃透了某个特定行业应用，用好嵌入式技术，同样可以有明显的发展。所以，在嵌入式系统的应用方面我们自动化学科在未来的一段时间里面可以大有作为。

    第二个方面关于产品设计过程中的信息化、现状与问题。总体来说应用广泛，可以说，国内能用CAX技术的企业都采用了，从甩图版到深入应用。高端应用如航空航天、机械、汽车、造船、铁路车辆等行业的应用水平跟国外相比差距不大，如信息制造、数字样机等，但是支持设计的MDA、EDA工程软件差距很大，三维CAD、大型PDM基本上采用国外的先进软件，不是短期可以赶上的。EDA软件差距更大，还看不到希望。国内应用当中具有相当水平的，如基于网络的协同设计、制造中解决互联、互通、互操作的技术和应用。

    第三个问题关于管理信息化。管理信息化是在网络、数据库基础上的应用软件，实现对“产、供、销、人、财、物”的现代化管理。这就扩大了不仅是企业内部还有外部的现代化管理，软件技术的新概念、新技术发展很快，管理软件也在不断发展中。中国的企业有条件的都采用了管理软件，当然规模水平差距很大。管理软件进入的门槛不高，国内都会做，但要做好不容易，所以中国的企业从研发到生产的管理软件一般都会做，但是从市场来看大型的管理软件，为几家外国公司垄断，国内的软件供应商，如金蝶、用友等主要用户是中小企业，大型集团公司的用户在增加中。金蝶已成为中间件第三大供应商。由于用好管理软件与国情更密切，国内软件厂商的服务有可能更好，中国管理软件的前景可以看好。管理软件一个很大的问题就是柔性化，所以说柔性化的管理软件有很好的进展。但管理软件的核心是数据库，我国在数据库方面差距仍很大，目前国家已加大在数据库技术方面的攻关力度，但是我认为中国的数据库要发展的话走技术路线可能很难，仍需要开创一些新的思路。

    第四个方面是控制设备与系统。对生产线、过程的控制、优化是信息化的重要内容之一。以生产线过程控制优化作为信息化的重要内容，数控系统是关键的问题，可以说代表了装备制造业的水平，我国数控系统“攻关”是从“六五”开始（1981年），但成果并不理想。这些年应该说有很好的进展，如广州数控、华中数控。无论普及型还是高档数控都有重大的进步。关键是体制，我认为数控系统是有希望的。
 
    对于流程工业的设备、过程控制，国产的自动化控制系统DCS、PLC，如浙大中控、和利时已从对中小企业开始为大企业提供成套装置，进一步发展有一定优势。如变量达到10万维的操作优化问题，有973计划的支持，开发了国际先进水平的多种算法，是相应软件的核心技术。现场总线控制系统开发与工业应用广泛，但核心芯片仍有差距。

    第五个方面是系统集成。异构是信息集成的主要问题，我国引进的各种软件、软件商用产品和设备种类多，不少产品只是企业内部标准，这给集成带来困难。863计划的CIMS主题从开始就把信息集成作为重点，我国没有采用当时的国际主流方案（MAP），效果很好。在此以后，我国的企业的信息集成都是以此为基础，应该说我们在这方面是有基础的。

    企业信息化的集成包括基于PDM的局部集成（CAD/CAPP/CAM）和基于PLM的企业集成（CAD/ERP/SCM/CRM），信息集成给企业带来明显效益，实施的企业逐步增加，但我国大型PDM、PLM平台都是引进的，有很大发展空间。

    第六个方面是信息服务系统。建立在互联网上的以服务为目的的信息系统已经渗透到了社会的各个方面，在国内除了很少数极贫困的地区，都采用了计算机并提供网上服务。服务科学的提出是IBM，发端于美国竞争力委员会的国家创新计划（NII），是21世纪美国国家创新战略之一。

                       
                                      图5

    如图5所示，纵坐标为利润率，横坐标为销售额，它的面积表示一个产品从设计、制造到销售，销售额大概占整体的百分之五十几，利润是百份之二点三，而围绕产品的服务包括监控、备品备件等等方面所产生的利润远远超过制造产品。所以从这点来看，在全球制造业第一次大分工的时候，中国成为制造工厂。大家知道设计跟市场销售占了利润的70%，而制造这一部分所获得的利润却小于30%，但是做制造需要很多的设备投入、资源消耗。当前全球制造业第二次大分工把服务也包括进去，中国要如何做？这即是发展现代制造服务业的战略意义，是我们面临第二次分工的一个很大的问题，我们在两化融合的道路上应该有所思考。

    第七个方面为节能减排与信息技术。这是未来相当长时间内信息化的重要内容。采用EMS可以按负荷潮流的优化配电，这在国内应用普遍。企业的信息技术应用一般都能在一定程度上有节能减排的效果。当然也可以专门从节能减排出发，采用信息技术。我在浙江考察一个企业，按国际产品对环保的不同标准的要求，采用QFD(质量功能配置)分解到各个生产环节的不同工艺要求及其参数，用MES实施生产过程控制，取得明显的节能减排效果，2008年1-4月生产印染布0.3亿米，直接节约能源及排污费506万元。

3 结束语

    综上所述，“两化融合”是一个相当长的发展阶段，把自动化专业的发展与它结合好是需要我们认真考虑和实现的。我国的信息化还有很长的路要走。在应用面的成绩很大，水平也不错。知识层面还比较薄弱。这些正是下一个30年中国高技术发展和理论研究的空间。信息化及其产业化有很好的发展前景，要注意工业化的新需求、集成、生产性服务、节能减排等可能的新的技术增长点，注意软件技术的新趋势，还可能需要新的思维（交叉、基础……）使我国的自动化、信息化相应学科走在世界前列。

    与30年前相比，起点高了许多，实力强了许多，一个“创新已经深入全民心中的大国”，其后发之势将会令世界更加惊叹，一定会有更好的明天！

     （注：此文根据作者于“2009中国自动化大会暨两化融合高峰会议”上的报告整理）


                                                 源自：《自动化博览》