范仁德

(中國橡膠工業(yè)協(xié)會(huì)，北京 100107)

1 新工業(yè)革命、創(chuàng)新和平臺(tái)

1.1 世界已經(jīng)進(jìn)入新工業(yè)革命時(shí)期

科技革命如火如荼，科技創(chuàng)新日新月異，機(jī)器人、3D打印、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、生物科技、新材料、太陽能等科技進(jìn)展超出一般人的想象。產(chǎn)業(yè)變革風(fēng)起云涌，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展，顛覆了過去傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式，產(chǎn)業(yè)多元化，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)天翻地覆。世界正在迎來一場新工業(yè)革命，國際上一般稱為第四次工業(yè)革命。

第一次工業(yè)革命（蒸汽技術(shù)革命）所開創(chuàng)的“蒸汽時(shí)代”（1760～1840年），發(fā)明了由蒸汽轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，標(biāo)志著農(nóng)耕文明向工業(yè)文明的過渡，是人類發(fā)展史上的一個(gè)偉大奇跡。

第二次工業(yè)革命（電氣技術(shù)革命）進(jìn)入了“電氣時(shí)代”（1840～1950年），發(fā)明了由機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，實(shí)現(xiàn)了電氣化，使得電力、鋼鐵、鐵路、化工、汽車等重工業(yè)興起，石油成為新能源，并促使交通的迅速發(fā)展。

第三次工業(yè)革命（信息技術(shù)革命）開創(chuàng)了“信息時(shí)代”（1950～2000），發(fā)明了可編程計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，全球信息和資源交流變得更為迅速，大多數(shù)國家和地區(qū)都被卷入到全球化進(jìn)程之中，人類文明的發(fā)達(dá)程度也達(dá)到空前的高度。第三次信息革命方興未艾，還在全球擴(kuò)散和傳播。

進(jìn)入21世紀(jì)世界迎來了第四次工業(yè)革命，也叫綠色革命，德國叫工業(yè)4.0，則是利用信息化技術(shù)促進(jìn)工業(yè)變革的時(shí)代，就是智能化時(shí)代。前三次工業(yè)革命都有明顯的標(biāo)志，如蒸汽、電力、可編程計(jì)算機(jī)，第四次工業(yè)革命已經(jīng)到來，以互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)智能化為標(biāo)志、工業(yè)革命的實(shí)質(zhì)都是生產(chǎn)力的跨越式大幅度提高，其主要因素是能源和信息，期待第四次工業(yè)革命在能源和信息方面有更大的飛躍。

1.2 創(chuàng)新是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的第一動(dòng)力

經(jīng)濟(jì)學(xué)上，創(chuàng)新概念的起源為美籍經(jīng)濟(jì)學(xué)家熊彼特在1912年出版的《經(jīng)濟(jì)發(fā)展概論》。熊彼特在其著作中提出：創(chuàng)新是指把一種新的生產(chǎn)要素和生產(chǎn)條件的“新結(jié)合”引入生產(chǎn)體系。它包括五種情況：引入一種新產(chǎn)品，引入一種新的生產(chǎn)方法，開辟一個(gè)新的市場，獲得原材料或半成品的一種新的供應(yīng)來源，新的組織形式。熊彼特的創(chuàng)新概念包含的范圍很廣，如涉及到技術(shù)性變化的創(chuàng)新及非技術(shù)性變化的組織創(chuàng)新。

20世紀(jì)90年代初期，哈佛商學(xué)院克萊頓·克里斯滕森在《創(chuàng)新者的窘境》一書中提出破壞性創(chuàng)新或者叫顛覆性創(chuàng)新，他給出了一個(gè)看似悖謬實(shí)則合理的結(jié)論，那就是良好的管理導(dǎo)致了這些企業(yè)的頹敗，往日的成績成了創(chuàng)新的絆腳石，把原來的東西都顛覆了。

100多年來，關(guān)于創(chuàng)新的理論不斷發(fā)展和完善，特別是進(jìn)入信息社會(huì)以來，把“技術(shù)創(chuàng)新”提高到“創(chuàng)新”的主導(dǎo)地位。

美國邁爾斯（S.myers）和馬奎斯(D.G.Marquis)在其1969年的研究報(bào)告《成功的工業(yè)創(chuàng)新》中將創(chuàng)新定義為技術(shù)變革的集合。認(rèn)為技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)復(fù)雜的活動(dòng)過程，從新思想、新概念開始，通過不斷地解決各種問題，最終使一個(gè)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值的新項(xiàng)目得到實(shí)際的成功應(yīng)用。

信息通訊技術(shù)的融合與發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)形態(tài)的變革，催生了知識(shí)社會(huì)，使得傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室邊界逐步“融化”，進(jìn)一步推動(dòng)了科技創(chuàng)新模式的嬗變，產(chǎn)生了創(chuàng)新2.0模式，將創(chuàng)新2.0總結(jié)為以用戶創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、共同創(chuàng)新為特點(diǎn)的，強(qiáng)化用戶參與、以人為本的創(chuàng)新民主化。

1.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是新工業(yè)革命時(shí)期產(chǎn)業(yè)競爭的核心

過去幾年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在全球范圍內(nèi)加速興起和發(fā)展，引發(fā)信息技術(shù)與制造技術(shù)加速融合創(chuàng)新，并驅(qū)動(dòng)制造業(yè)智能化發(fā)展，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)走向應(yīng)用部署，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)作為工業(yè)數(shù)據(jù)集成與工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新的重要載體，正在成為新工業(yè)革命時(shí)期產(chǎn)業(yè)競爭的核心。

平臺(tái)模式概念并非近代才出現(xiàn)，歷史上，它也曾不斷被利用，是人類社會(huì)最有效的商業(yè)策略，古代歐洲的“集市”或者中國的“農(nóng)貿(mào)市場”就是最好的例子。

概括的說，平臺(tái)商業(yè)模式是指連接兩個(gè)（或更多）特定群體，為他們提供互動(dòng)體制，滿足所有群體的要求，并巧妙地從中盈利的商業(yè)模式。

平臺(tái)帶來的商業(yè)革命已改寫了現(xiàn)在和未來企業(yè)生存規(guī)則，而這股浪潮目前已經(jīng)從互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)蔓延到了其他行業(yè)之中，可以說，過去十幾年是平臺(tái)商業(yè)模式在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的爆發(fā)期，那么未來10年，將是平臺(tái)商業(yè)模式在傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型應(yīng)用上的黃金時(shí)代。

2 新工業(yè)革命時(shí)期橡膠工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的途徑

今后10年到20年將是人類歷史上經(jīng)濟(jì)社會(huì)徹底改變的時(shí)代。中國在今后10年到20年是邁向世界強(qiáng)國的關(guān)鍵階段。在科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大潮中，傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要階段。

互聯(lián)網(wǎng)誕生20年以來，2016年是互聯(lián)網(wǎng)在中國發(fā)展突飛猛進(jìn)的一年。服務(wù)業(yè)如游戲業(yè)、傳媒業(yè)、郵政業(yè)、零售業(yè)等如火如荼；互聯(lián)網(wǎng)金融迎面撲來，資金融通、支付、投資等新型金融業(yè)務(wù)模式日新月異；更令人振奮的是相對滯后的制造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)即智能制造異軍突起，開始顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)的模式。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)無處不在，物聯(lián)網(wǎng)催生萬物相聯(lián)，不斷改變著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面，沖擊著人們的傳統(tǒng)思維，進(jìn)而推動(dòng)著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)正在催生一個(gè)新時(shí)代。

橡膠工業(yè)是典型的傳統(tǒng)制造業(yè)，在新工業(yè)革命時(shí)期，同樣面臨著一場大變革，只有抓住這個(gè)千載難逢的機(jī)遇，橡膠工業(yè)才能轉(zhuǎn)型升級(jí)，進(jìn)一步發(fā)展成為現(xiàn)代橡膠工業(yè)強(qiáng)國。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，就要?jiǎng)?chuàng)新，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)轉(zhuǎn)型來實(shí)現(xiàn)。

具體途徑要實(shí)施以下十大創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。即觀念轉(zhuǎn)型、科研轉(zhuǎn)型、工廠轉(zhuǎn)型、管理模式轉(zhuǎn)型、產(chǎn)品轉(zhuǎn)型、銷售轉(zhuǎn)型、企業(yè)組織轉(zhuǎn)型、資源利用轉(zhuǎn)型、發(fā)展動(dòng)能轉(zhuǎn)型和人才結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型等。

（1）觀念轉(zhuǎn)型

由單元的行業(yè)思維轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣目缃缢季S，由線性思維轉(zhuǎn)變?yōu)槠脚_(tái)思維，由傳統(tǒng)思維轉(zhuǎn)變?yōu)槌Ｋ季S。

（2）科研轉(zhuǎn)型

科研開發(fā)從封閉化向開放型和共享型轉(zhuǎn)型。

（3）工廠轉(zhuǎn)型

生產(chǎn)型工廠向服務(wù)型工廠轉(zhuǎn)型，從機(jī)械化、自動(dòng)化工廠向智能化工廠轉(zhuǎn)型，從大批量規(guī)?；a(chǎn)向大批量按需定制生產(chǎn)轉(zhuǎn)型。

（4）管理模式轉(zhuǎn)型

從傳統(tǒng)模式向精益生產(chǎn)與智能制造融合的現(xiàn)代管理模式轉(zhuǎn)型。

（5）產(chǎn)品轉(zhuǎn)型

產(chǎn)品由中低檔向中高檔轉(zhuǎn)型，從傳統(tǒng)產(chǎn)品向智能產(chǎn)品轉(zhuǎn)型。

（6）銷售轉(zhuǎn)型

從傳統(tǒng)銷售模式向電商與實(shí)體店相結(jié)合模式轉(zhuǎn)型，進(jìn)而向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)轉(zhuǎn)型。

（7）企業(yè)組織轉(zhuǎn)型

生產(chǎn)組織從滯后的模式向精簡化轉(zhuǎn)型。

（8）資源利用轉(zhuǎn)型

由資源消耗型向資源節(jié)約型、環(huán)境友好型轉(zhuǎn)型。

（9）發(fā)展動(dòng)能轉(zhuǎn)型

由過度依賴投資和出口的拉動(dòng)增長，向依靠改革創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)調(diào)整增強(qiáng)發(fā)展內(nèi)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)型。

（10）人才結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

從單一的專業(yè)人才結(jié)構(gòu)向多元、跨界、復(fù)合人才結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。

3 新工業(yè)革命時(shí)期橡膠工業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)轉(zhuǎn)型的要點(diǎn)

國務(wù)院總理李克強(qiáng)主持召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議，部署以試點(diǎn)示范推進(jìn)“中國制造2025”深入實(shí)施，促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

會(huì)議指出，下一步深入實(shí)施“中國制造2025”，要深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，以市場為導(dǎo)向，以企業(yè)為主體，強(qiáng)化創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和政策激勵(lì)，把發(fā)展智能制造作為主攻方向，與“互聯(lián)網(wǎng)+”和大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新緊密結(jié)合，打造勇于改革創(chuàng)新、成果不斷涌現(xiàn)、具有引領(lǐng)作用的“示范方陣”，促進(jìn)整個(gè)制造業(yè)向智能化、綠色化和服務(wù)型升級(jí)，加快建設(shè)制造強(qiáng)國。智能制造是新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換和經(jīng)濟(jì)邁向中高端的重要抓手，是通用的工具，智能制造是橡膠工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇。

新工業(yè)革命時(shí)期橡膠工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的必由之路是智能制造，是下一個(gè)風(fēng)口，是主攻方向，我國橡膠工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入智能制造新時(shí)代。

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，中國橡膠工業(yè)作為傳統(tǒng)的制造業(yè)沒有掉隊(duì)，沒有固守傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，而是敏感地抓住機(jī)遇，與互聯(lián)網(wǎng)共舞，2014年就推出了“中國橡膠工業(yè)強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略研究”，明確提出橡膠工業(yè)智能制造戰(zhàn)略措施和建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國的路線圖，完全符合國務(wù)院發(fā)布的“中國制造2025”戰(zhàn)略方針和戰(zhàn)略措施。由此中國橡膠工業(yè)開始走上了智能制造之路。

2016年也是中國建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國歷史上值得銘記的一年。這一年，智能制造之風(fēng)吹遍橡膠工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，從轎車輪胎智能工廠到卡車輪胎智能工廠建成投產(chǎn)，自動(dòng)化密煉生產(chǎn)線和輪胎硫化自動(dòng)化生產(chǎn)線開始推廣，再生膠自動(dòng)化環(huán)保生產(chǎn)線運(yùn)行，智能設(shè)備不斷涌現(xiàn)，機(jī)器人、AGV、RFID、傳感器等在各個(gè)工序擴(kuò)大應(yīng)用，ERP、MES等軟件逐步推廣等等都標(biāo)志著2016年中國橡膠工業(yè)智能制造已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新階段。特別是智能輪胎工廠建設(shè)取得重大突破，采用了國內(nèi)外輪胎生產(chǎn)的先進(jìn)設(shè)備和軟件，使輪胎制造與互聯(lián)網(wǎng)深度融合，開發(fā)成功具有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的輪胎軟硬件智能制造平臺(tái)，把開發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、設(shè)備、能源、安全、銷售、進(jìn)行無縫連接和集成，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成本降低，效率大幅度提高，起到了集成、疊加和倍增的效果，是顛覆傳統(tǒng)橡膠工業(yè)，轉(zhuǎn)型升級(jí)，踐行智能制造的范例，是建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國的一個(gè)新標(biāo)志，具有里程碑的意義！

新工業(yè)革命時(shí)期，我國橡膠工業(yè)將繼續(xù)面臨國際產(chǎn)業(yè)競爭的嚴(yán)峻形勢和國內(nèi)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的改革需求。根據(jù)國內(nèi)外智能制造的經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)橡膠工業(yè)推進(jìn)智能制造的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，提出以下新工業(yè)革命時(shí)期橡膠工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展路徑十大要點(diǎn)。

3.1 智能制造的實(shí)質(zhì)

智能制造重新定義了制造業(yè)的內(nèi)涵，是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，智能制造貫穿于制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。

智能制造體系是基于新一代信息技術(shù)，貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)，是先進(jìn)制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。

其中智能制造過程是指通過自動(dòng)化裝備及通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，并能夠通過各類數(shù)據(jù)采集技術(shù)，以及應(yīng)用通信互聯(lián)手段，將數(shù)據(jù)連接至智能控制系統(tǒng)，并將數(shù)據(jù)應(yīng)用于企業(yè)統(tǒng)一管理控制平臺(tái)，從而提供最優(yōu)化的生產(chǎn)方案、協(xié)同制造和設(shè)計(jì)、個(gè)性化定制，最終實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，如圖1所示。

圖1 智能制造體系

CPS——Cyber-Physical System，網(wǎng)絡(luò)實(shí)體融合控制系統(tǒng)是一個(gè)由傳感器、控制電腦、執(zhí)行器以及網(wǎng)絡(luò)組合的控制系統(tǒng)。CPS 是借用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)人的控制在時(shí)間、空間等方面的延伸，本質(zhì)就是人、機(jī)、物的融合。所以，也被稱為人機(jī)物融合系統(tǒng)，如圖2所示。

3.2 橡膠新材料是智能制造基礎(chǔ)

材料是橡膠工業(yè)的基礎(chǔ)，新材料是橡膠工業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)。新材料主要是指最近發(fā)展或正在發(fā)展之中的具有比傳統(tǒng)材料更優(yōu)異性能的一類材料。根據(jù)新材料的發(fā)展，不斷調(diào)整橡膠原材料品種、結(jié)構(gòu)和形態(tài)，對于促進(jìn)橡膠工業(yè)智能制造，提高效率和質(zhì)量，降低能源消耗和減少污染，建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國，具有重要的戰(zhàn)略意義。

圖2 CPS系統(tǒng)

橡膠工業(yè)的原材料分三大類，即主體材料、骨架材料和助劑材料，可以說這三大材料決定了橡膠產(chǎn)品的特性和功能。橡膠工業(yè)的發(fā)展基本上取決于這三大材料的發(fā)展。

目前三大材料的原料，60%來源于石油和煤炭等化石資源。今后三大材料的原料的發(fā)展方向有六個(gè)方面，一是提高現(xiàn)有產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，以降低原材料消耗和延長產(chǎn)品壽命；二是改變現(xiàn)有原材料產(chǎn)品的形態(tài)，以改善加工工藝，降低能耗，提高質(zhì)量，改善環(huán)境。例如建立濕法混煉膠中心；三是擴(kuò)大使用熱塑性彈性體和樹脂，以有利于廢舊橡膠產(chǎn)品的回收利用；四是開發(fā)和培育第二類天然橡膠，如杜仲橡膠、蒲公英橡膠和銀菊橡膠，以滿足特種性能的需要和緩解天然橡膠依賴進(jìn)口的局面；五是開發(fā)生物及生物基材料，代替合成材料，逐步減少橡膠工業(yè)對化石資源的依賴。六是開發(fā)應(yīng)用具有特異功能的新材料，如具有記憶功能的橡膠和骨架材料、人工設(shè)計(jì)材料、智能材料、納米材料、3D打印橡膠材料、石墨烯、超強(qiáng)而且具有橡膠彈性的新型碳素材料等。

采用新型原材料是大勢所趨，是橡膠工業(yè)智能制造的需要，是環(huán)保的要求，是減少橡膠工業(yè)對化石資源的依賴需要，也是決定智能制造模式的先決條件。

3.3 智能制造路線圖

目前橡膠行業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化和數(shù)字化水平已初步具備了一定的基礎(chǔ)，但絕大多數(shù)為單機(jī)使用，設(shè)備數(shù)據(jù)沒有加以采集和利用，為此首先需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化改造。

包括充分利用數(shù)字化設(shè)備的通信接口、在自動(dòng)化設(shè)備上加裝傳感器和控制器，并因地適宜地利用有線或無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，建設(shè)覆蓋全工序、全流程的各類生產(chǎn)、檢測、物流設(shè)備的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，充分采集制造過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和圖像信息，從而為設(shè)備的集中監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制、協(xié)同制造創(chuàng)造條件。另外，對于生產(chǎn)過程中的物流管理，可考慮采用條碼識(shí)別或集中供料、自動(dòng)計(jì)量的方式采集原輔材料及在制品的實(shí)時(shí)用量和庫存數(shù)據(jù)，以便在精益生產(chǎn)管理過程中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程中物料的“JIT”精準(zhǔn)供應(yīng)和實(shí)時(shí)的成本核算，最終實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、智能工廠、生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，徹頭徹尾的智能化。

3.4 橡膠工業(yè)智能制造的模式分類

由于產(chǎn)品制造工藝過程的明顯差異，離散制造業(yè)和流程制造業(yè)在智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容有所不同。對于離散制造業(yè)而言，產(chǎn)品往往由多個(gè)零部件經(jīng)過一系列不連續(xù)的工序裝配而成，其過程包含很多變化和不確定因素，在一定程度上增加了離散型制造生產(chǎn)組織的難度和配套復(fù)雜性。企業(yè)常常按照主要的工藝流程安排生產(chǎn)設(shè)備的位置，以使物料的傳輸距離最小。面向訂單的離散型制造企業(yè)具有多品種、小批量的特點(diǎn)，其工藝路線和設(shè)備的使用較靈活，因此，離散制造型企業(yè)更加重視生產(chǎn)的柔性，其智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)是智能制造生產(chǎn)線。

流程型制造業(yè)的特點(diǎn)是管道式物料輸送，生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)，流程比較規(guī)范，工藝柔性比較小，產(chǎn)品比較單一，原料比較穩(wěn)定。對于流程制造業(yè)而言，由于原材料在整個(gè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中進(jìn)行的是物理化學(xué)過程，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，而工序的連續(xù)性使得上一個(gè)工序?qū)ο乱粋€(gè)工序的影響具有傳導(dǎo)作用，即如果第一道工序的原料不可用，就會(huì)影響第二道工序。因此，流程型制造業(yè)智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的智能優(yōu)化和生產(chǎn)全流程的智能優(yōu)化，即智能感知生產(chǎn)條件變化，自主決策系統(tǒng)控制指令，自動(dòng)控制設(shè)備，在出現(xiàn)異常工況時(shí)，即時(shí)預(yù)測和進(jìn)行自愈控制，排除異常、實(shí)現(xiàn)安全優(yōu)化運(yùn)行；在此基礎(chǔ)上，智能感知物流、能源流和信息流的狀況，自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)決策。

根據(jù)橡膠工業(yè)工藝過程的不同，可以有三種模式。

第一種模式是從生產(chǎn)過程數(shù)字化到智能工廠、第二種模式是從智能制造生產(chǎn)單元（裝備和產(chǎn)品）到智能工廠、第三種模式是從個(gè)性化定制到互聯(lián)工廠。

3.5 智能工廠的框架結(jié)構(gòu)

2016年9月7日，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本1.0）》。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)報(bào)告（1.0版）在分析業(yè)務(wù)需求基礎(chǔ)上，提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)，指出網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和安全是體系架構(gòu)的三大核心，其中“網(wǎng)絡(luò)”是工業(yè)系統(tǒng)互聯(lián)和數(shù)據(jù)傳輸交換的支撐基礎(chǔ)，“數(shù)據(jù)”是工業(yè)智能化的核心驅(qū)動(dòng)，“安全”是網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)以及工業(yè)融合應(yīng)用的重要前提。

智能工廠是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要載體，主要通過構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。企業(yè)基于CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的智能工廠原型，主要包括物理層、信息層、大數(shù)據(jù)層、工業(yè)云層、決策層。其中，物理層包含工廠內(nèi)不同層級(jí)的硬件設(shè)備，從最小的嵌入設(shè)備和基礎(chǔ)元器件開始，到感知設(shè)備、制造設(shè)備、制造單元和生產(chǎn)線，相互間均實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一個(gè)“可測可控、可產(chǎn)可管”的縱向集成環(huán)境。信息層涵蓋企業(yè)經(jīng)營業(yè)務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié)，包含研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、營銷服務(wù)、物流配送等各類經(jīng)營管理活動(dòng)，以及由此產(chǎn)生的眾創(chuàng)、個(gè)性化定制、電子商務(wù)、可視追蹤等相關(guān)業(yè)務(wù)。在此基礎(chǔ)上，形成了企業(yè)內(nèi)部價(jià)值鏈的橫向集成環(huán)境，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的流通和交換?？v向集成和橫向集成均以CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，產(chǎn)品、設(shè)備、制造單元、生產(chǎn)線、車間、工廠等制造系統(tǒng)的互聯(lián)互通，及其與企業(yè)不同環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)的集成統(tǒng)一，則是通過數(shù)據(jù)應(yīng)用和工業(yè)云服務(wù)實(shí)現(xiàn)，并在決策層基于產(chǎn)品、服務(wù)、設(shè)備管理支撐企業(yè)最高決策。這些共同構(gòu)建了一個(gè)智能工廠完整的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)體系，為用戶提供端到端的解決方案。

3.6 智能制造的四大法寶

美國通用（GE）總結(jié)了智能制造的四大法寶是精益制造、先進(jìn)制造、增材制造和數(shù)字化工廠。

（1）精益制造

智能工廠首先從追求精益開始。精益生產(chǎn)通過消除浪費(fèi)達(dá)到最大化客戶價(jià)值的目標(biāo)，注重在消除浪費(fèi)、流程改進(jìn)甚至物料擺放等方面實(shí)現(xiàn)持續(xù)改善。精益生產(chǎn)通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織、運(yùn)行方式和市場供求等方面的變革，使生產(chǎn)系統(tǒng)能很快適應(yīng)用戶需求不斷變化，并能使生產(chǎn)過程中一切無用、多余的東西被精簡，最終達(dá)到包括市場供銷在內(nèi)的生產(chǎn)各方面最好結(jié)果的一種生產(chǎn)管理方式。自20世紀(jì)70年代以來，精益生產(chǎn)的理念已經(jīng)被包括GE在內(nèi)的全球制造業(yè)企業(yè)所廣泛接受并采用，堪稱工業(yè)界最佳的一種生產(chǎn)組織體系和方式。

（2）增材制造

增材制造的核心即工業(yè)版3D打印，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及層疊式材料累加，快速實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)型的立體部件建模。3D打印技術(shù)賦予了設(shè)計(jì)師終極的自由，他們可以設(shè)計(jì)制造出各種形狀的產(chǎn)品，而這在以前是很難實(shí)現(xiàn)的。3D打印產(chǎn)品正在越來越廣泛地被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。已經(jīng)看到國內(nèi)外關(guān)于3D打印汽車橡膠件、膠鞋，甚至輪胎。

（3）先進(jìn)制造

先進(jìn)制造技術(shù)旨在通過機(jī)器人、先進(jìn)傳感技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化與自適應(yīng)制造技術(shù)，包括光學(xué)/視覺，接觸，力學(xué)與聲學(xué)傳感等，和新型制造流程，降低成本、提高質(zhì)量、加速創(chuàng)新。目前國內(nèi)已在轎車胎和卡車胎智能工廠應(yīng)用。

（4）數(shù)字化工廠

目前所說的數(shù)字化工廠，首先強(qiáng)調(diào)的是生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)字化和大量使用各種計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)：CAD、CAM、CIM、PPS(生 產(chǎn) 計(jì) 劃 控 制 系 統(tǒng) )、PDM、DMU(數(shù)字試驗(yàn)?zāi)Ｐ?、PLM(產(chǎn)品生命周期管理)，等等，較多地是基于一個(gè)相對固定、由上而下的生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)。而新的革命強(qiáng)調(diào)的則是分散，降低集中控制度，增加生產(chǎn)設(shè)備的自主控制，把分散的自主的智能化的制造設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)的形式緊密地聯(lián)接在一起，具有更開放，更積極通訊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，更具動(dòng)態(tài)性和靈活性，從而能發(fā)掘出更多優(yōu)化的可能，估計(jì)可以提高生產(chǎn)效率 30%。其中，CPS 將起一個(gè)核心的作用。

3.7 軟件是橡膠工業(yè)智能制造的決定因素

工業(yè)信息化以工業(yè)軟件為主，工業(yè)軟件是指在工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理等環(huán)節(jié)應(yīng)用的軟件，可以被劃分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和中間件（介于這兩者之間），其中系統(tǒng)軟件為計(jì)算機(jī)使用提供最基本的功能，并不針對某一特定應(yīng)用領(lǐng)域； 應(yīng)用軟件則能夠根據(jù)用戶需求提供針對性功能，在智能制造流程中，工業(yè)軟件主要負(fù)責(zé)從事生產(chǎn)控制、運(yùn)營管理、研發(fā)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行優(yōu)化、仿真、呈現(xiàn)、決策等職能，如圖3所示。

橡膠企業(yè)工業(yè)軟件應(yīng)用有很大差距，除了CAD、ERP應(yīng)用比較普遍外，像MES等控制類軟件應(yīng)用較少，工業(yè)軟件是橡膠工業(yè)智能制造的決定因素，今后將有較大發(fā)展空間。

3.8 橡膠工業(yè)智能制造的最后一里路，是建立橡膠工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

6月15日，中國航天科工發(fā)布了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)——INDICS（Industrial intelligent cloud system），據(jù)稱該平臺(tái)是基于把工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，作為信息化時(shí)代制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的載體來認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)構(gòu)建的。是國內(nèi)目前唯一提供智能制造、協(xié)同制造、云制造公共服務(wù)的云平臺(tái)。INDICS技術(shù)上與西門子公司的MindSphere云平臺(tái)、GE公司的Predix云平臺(tái)處于同一水平，但平臺(tái)功能和應(yīng)用場景更為豐富，推廣應(yīng)用的速度與成效優(yōu)勢明顯。這是我國智能制造發(fā)展的一重大突破，將為我國智能制造的資源共享和信息安全提供有效服務(wù)。

圖3 工業(yè)軟件分類

因?yàn)橹袊闹圃鞓I(yè)多數(shù)處于工業(yè)2.0時(shí)代，少數(shù)處于工業(yè)3.0時(shí)代，極少數(shù)分布于工業(yè)1.0和工業(yè)4.0兩端。從中國實(shí)情出發(fā)，INDICS具備比美國和德國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更多的功能，必須服務(wù)于制造業(yè)的新老形態(tài)、大小規(guī)模、各種體制、各種業(yè)態(tài)的市場主體，向用戶提供全過程、全要素、全生態(tài)的服務(wù)。

過去是一流企業(yè)“建標(biāo)準(zhǔn)”，今后互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代是一流企業(yè)“搭平臺(tái)”。國內(nèi)愈來愈多的企業(yè)重視建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，除了以上中國航天科工發(fā)布了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)——INDICS外，還有海爾的COSMO智能制造云平臺(tái)、徐工集團(tuán)和阿里共同搭建的XCMGCloud徐工工業(yè)云，以及三一重工的根云平臺(tái)等。據(jù)了解，現(xiàn)在世界上只有150家企業(yè)具有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，將來平臺(tái)是企業(yè)競爭的主要形式，誰具有平臺(tái)就具有人力、物力、資金、技術(shù)、原材料和市場，得平臺(tái)者得“天下”。

工信部提出：為了加快制造業(yè)智能制造，要“建平臺(tái)”和“用平臺(tái)”雙驅(qū)動(dòng)。橡膠行業(yè)可以選擇應(yīng)用國內(nèi)成熟的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。但是我國橡膠工業(yè)從科研開發(fā)、生產(chǎn)、銷售等都有其特殊性，參照國內(nèi)外比較成熟的工業(yè)互聯(lián)云平臺(tái)，構(gòu)建橡膠工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)是橡膠工業(yè)智能制造的最后一里路，勢在必行。

3.9 智能制造要走差異化道路

橡膠工業(yè)產(chǎn)品種類不同、生產(chǎn)工藝差異，又有消費(fèi)品和工業(yè)品之別，企業(yè)規(guī)模、研發(fā)水平和資金實(shí)力千差萬別，所以橡膠工業(yè)智能制造要因產(chǎn)品而異，因企業(yè)而異，走差異化道路。要根據(jù)企業(yè)性質(zhì)、現(xiàn)狀，確定智能制造的方案，不要一刀切。

老企業(yè)可以缺什么，補(bǔ)什么，立足現(xiàn)狀，從精益生產(chǎn)基礎(chǔ)做起，從工業(yè)2.0、3.0做起，循序漸進(jìn)，逐步達(dá)到智能制造；

新企業(yè)可以一步到位，精益生產(chǎn)和智能制造深度融合，彎道超車，跨越式發(fā)展，建立現(xiàn)代化的智能工廠。

消費(fèi)品工廠，例如轎車胎、膠鞋等企業(yè)可以首先從自由定制開始，逐步實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的智能制造。

另外，中小企業(yè)也可以探索低成本推進(jìn)智能制造的路徑。受制于資金、技術(shù)和人才，中小企業(yè)低成本實(shí)施智能制造是現(xiàn)實(shí)選擇。在硬件方面，中小企業(yè)通過對單點(diǎn)舊設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造、智能設(shè)備以租代買等方式節(jié)省成本。在軟件方面，中小企業(yè)可通過“按需付費(fèi)、按次付費(fèi)”取代“成套購買”的方式，降低使用門檻。

3.10 建立橡膠工業(yè)智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

在國外智能制造推進(jìn)過程中，以政府、科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)、企業(yè)等組成的聯(lián)合體起到至關(guān)重要的作用。聯(lián)合體是指由不同主體（政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)、技術(shù)轉(zhuǎn)移公司等服務(wù)機(jī)構(gòu)）組建的，面向技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用的創(chuàng)新集群，其目的在于推動(dòng)主體優(yōu)勢互補(bǔ)，形成自主運(yùn)營與持續(xù)創(chuàng)新機(jī)制，并帶動(dòng)中小企業(yè)發(fā)展。

現(xiàn)在推行智能制造的困難是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不了解制造業(yè)，對橡膠工業(yè)更是知之甚少，而橡膠行業(yè)又不懂互聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)大部分還停留在PC+制造層面上。根據(jù)美國、德國、日本等推行智能制造的經(jīng)驗(yàn)，組成互聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)的聯(lián)盟是一個(gè)好辦法。要根據(jù)不同產(chǎn)品，橡膠企業(yè)與有實(shí)力的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)或者高校、科研單位以及行業(yè)協(xié)會(huì)，組成若干橡膠產(chǎn)品智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，搞好試點(diǎn)，逐步推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的智能制造。

橡膠企業(yè)也可以由上下游企業(yè)組成產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，利用互聯(lián)網(wǎng)，建立制造服務(wù)平臺(tái)，以延伸發(fā)展服務(wù)型制造和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)，改變傳統(tǒng)的惡性競爭的銷售模式，如工程胎制造服務(wù)聯(lián)盟和平臺(tái)、輸送帶制造服務(wù)聯(lián)盟和平臺(tái)等勢在必行。新興產(chǎn)業(yè)也有必要?jiǎng)?chuàng)立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，如集成杜仲種植、提膠、應(yīng)用以及大健康產(chǎn)業(yè)鏈的杜仲產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已運(yùn)行多年，應(yīng)進(jìn)一步完善，建立杜仲產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)，充分發(fā)揮其交流、合作和市場開發(fā)的作用。

今后10～20年將是中國橡膠工業(yè)智能制造進(jìn)一步完善、推廣、成熟和顯示成效的時(shí)代，是互聯(lián)網(wǎng)與橡膠工業(yè)深度融合，橫向和縱向繼續(xù)延伸的階段，也是智能制造與傳統(tǒng)制造模式激烈碰撞的過程，網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、數(shù)據(jù)化、自動(dòng)化、新型原材料、先進(jìn)制造、3D打印的融合，將催生一個(gè)世界橡膠工業(yè)強(qiáng)國。

4 結(jié)束語

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，中國橡膠行業(yè)將出現(xiàn)更多的智能工廠，不僅是已經(jīng)取得成功的輪胎領(lǐng)域，非輪胎領(lǐng)域也將有所突破；將會(huì)有更多智能橡膠產(chǎn)品開發(fā)成功并融入到信息物理世界之中；輪胎等橡膠產(chǎn)品及原材料、設(shè)備等電子商務(wù)將進(jìn)一步觸動(dòng)傳統(tǒng)營銷模式的奶酪，在探索中前進(jìn)；橡膠工業(yè)科研體制和模式將經(jīng)歷轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新；橡膠企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)和人才結(jié)構(gòu)將隨之調(diào)整和更新。

新的時(shí)代，橡膠工業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢和困境共存，機(jī)遇與挑戰(zhàn)同在，我們要繼續(xù)轉(zhuǎn)變觀念，把握時(shí)機(jī)，勇于挑戰(zhàn)，開拓我國橡膠工業(yè)智能制造新時(shí)代，走智能制造之路，建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國。