当前,世界正在进入以信息产业为主导的经济发展新时代,我们要把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机,充分发挥制造业变革的引领作用,全面推进制造业转型升级,增强产业质量竞争力。中共中央、国务院《质量强国建设纲要》(2023年2月)明确提出“强化产业基础质量支撑”“提高产业质量竞争水平”“推动制造业高端化、智能化、绿色化发展,大力发展服务型制造”,清晰描绘了制造业高质量发展的趋势。要实现制造大国向制造强国的转变,关键在于能否提升产业结构高端化水平,能否在影响全球产业分工的重要产业、关键环节占据核心地位。智能制造产业成为高质量发展的重要驱动力,同时鼓励企业向制造业服务化和服务型制造转型以及在产业结构、产品结构、技术结构、能源结构等方面推进全面绿色低碳转型。
智能制造包含智能制造技术和智能制造系统,智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,能够在制造过程中进行智能活动,进行分析、推理、判断、构思和决策等,延伸或部分地取代人类专家在制造环节中的脑力劳动,更新了制造自动化的概念,将其扩展到柔性化、智能化和高度集成化。工业互联网是全球工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合。其本质是通过开放的、全球化的网络将人、数据和机器连接起来,具体而言,是通过工业互联网平台将设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接和融合起来,高效共享工业经济中的各种要素资源,从而通过自动化、智能化的生产方式降低成本、增加效率,帮助制造业延长产业链,推动制造业转型发展。
智能制造是指通过信息技术和先进的制造技术手段,实现生产过程的自动化、智能化和高效化。它将人工智能、大数据、物联网等技术与传统制造业相结合,推动制造业的转型升级。智能制造的发展使得生产过程更加智能化和自动化,这就需要制定相应的标准来规范和统一各个环节的操作。例如,智能制造中的物联网技术需要制定统一的通信协议和数据格式,以实现设备之间的互联互通。智能制造还涉及到人工智能和机器学习等技术,需要制定相应的算法和模型标准,以确保智能设备的性能和安全。标准化可以为智能制造提供统一的规范和准则,促进各个环节的协同和互操作。标准化可以降低智能制造的开发和应用成本,提高产品和服务的质量。例如,制定统一的数据交换标准可以实现不同智能设备之间的数据共享和协同,提高生产效率和质量控制。
标准化工作是实现智能制造的重要基础。随着信息化和工业化的不断融合,智能制造已成为全球制造业发展的必然趋势。智能制造,标准先行。标准化工作是推进制造业发展的重要抓手和基础设施。智能制造涉及多领域、多层次、多学科的深度融合,只有依靠标准才能统一相关概念,解决智能制造工作中的数据集成、互联互通等一系列关键基础问题。智能制造行业实施标准化可以提高效率,减少变异。保证质量,特别是可追溯性。降低人员培养的难度。标准化也是实施自动化的基础。
工业和信息化部、国家标准化管理委员会2021年11月印发了《国家智能制造标准体系建设指南(2021版)》(前有(2015年版)和(2018年版))。提出了建设目标:一是到2023年的要求(省略),二是到2025年,在数字孪生、数据字典、人机协作、智慧供应链、系统可靠性、网络安全与功能安全等方面形成较为完善的标准簇,逐步构建起适应技术创新趋势、满足产业发展需求、对标国际先进水平的智能制造标准体系。本次修订主要考虑了我国制造业在转型升级中的实际需求,围绕促进产业基础高级化、产业链现代化,体现数字转型、智能升级、融合创新等内容,加强数字孪生、5G、区块链等新技术的融合应用,指导细分行业开展智能制造行业应用标准研制和标准体系建设。
标准化是制造型企业的基石,我们知道“持续改善”是丰田公司的基因,而标准化则是持续改善的前提,所以丰田汽车一直在推行其科学的标准化体系,其生产出的产品稳定、可靠,被客户广泛熟知和认可,赢得客户的信赖,而且也在不断持续的发展。所以标准化能帮助企业生产出稳定、可靠的产品来满足客户的需求,并可以促进企业的可持续性发展,这就是标准化对企业的重要性。当然标准化还有其他一些作用:如,将作业标准维持在最佳状态及操作的稳定性;及时发现问题,快速采取纠正措施;为培训员工提供良好的教材;减少因员工流失带来的技术损失;技术储备,组织的过程资产;支持企业的持续改善等。
如何标准化?首先,定义并建立作业标准,可以从人、机、料、法、环5个维度综合考虑。其次,对建立的标准进行实验验证,没有经过验证的标准是不可靠的,也是不可以实施的。第三,标准的培训,所有相关的人员都需要进行培训。第四,标准的实施并持续改进,标准实施后并不是标准化工作就结束了,还要对现状持续改善。以上是对标准化推行的过程简要描述,标准化推行不是一蹴而就的,它是一个循序渐进、持续改善的过程。随着标准化的持续改善,企业的现场生产管理水平也会不断发展进步。
以“智能制造,标准引领”为主题的首届中德智能制造/工业4.0发展与标准化交流会2015年在上海召开。教育部部长(当时工业和信息化部副部长)怀进鹏出席会议并致辞表述德国提出并推行的工业4.0战略,美国以工业互联网为核心的先进制造战略,均是围绕智能制造做出的战略部署。中国提出的中国制造2025,目的就是推动制造业转型升级,而这个主攻方向,就是智能制造,也是“互联网+”的制高点。智能制造/工业4.0的标准化是重要合作领域之一,中德两国在智能制造标准化领域的合作,在工业和信息化部牵头实施的中德合作框架下,专门成立了由国标委、工信部、科技部与德国经济和能源部、德国标准化协会、德国电工电子信息技术委员会等部门,共同组成的中德智能制造工业4.0标准化工作组。
怀进鹏还就未来中德两国在智能制造、工业4.0领域的合作提出了六点建议。一是共同商定并积极推动重点领域的合作。二是共同推动标准化工作。三是共同深化两国政府指导下的对话机制。四是共同开展战略研究合作,支持双方在对话机制下共同开展相关前瞻性的、战略性的课题研究,寻求双方在先进制造发展、传统产业改造、绿色低碳工业以及智能制造等领域的合作机会,研究制订知识产权保护、数据隐私和保护等相关制度和条例。五是共同开展试点示范和经验交流。六是共同主办中德智能制造论坛,加强人员交流培训,利用政府互访、行业对接、企业合作、展会论坛等契机,推动中德智能制造领域相关政策制订者、企业家、学者交流与合作。
德国联邦经济和能源部副司长恩格尔哈德在致辞中说,工业4.0想要很好的发展,没有标准化是不可能实现的。在德国,标准化系统是协会召集公司来推动的,很多监管部门也参与其中。标准化在国际层面上,就是确保有一个比较平等的市场环境,在全球市场上只有实现了标准化才能有利于贸易沟通。《中国制造2025》也被称之为中国版的“工业4.0”规划,经常与德国的“工业4.0”进行比较和对照。德国标准化学会(DIN)迪特贝尔纳(Dittberner)透露,在德国“工业4.0”实施建议的8个优化行动领域中,标准化列于首位。“标准化是创新的驱动力,亟待解决的首要任务,也是实现市场和供应商领先战略的手段。”
德国工业4.0,其实就是实现“智能工厂”。工业4.0将在前三次工业革命的基础上进一步进化,基于信息物理系统(CyberPhysical System)实现新的制造方式。信息物理系统是指通过传感网紧密连接现实世界,将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中,从而在生产制造过程中,与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析,形成可自律操作的智能生产系统。核心是动态配置的生产方式,首要目标是工厂标准化。以往,我们听到的大多是“产品的标准化”,而德国工业4.0将推广“工厂的标准化”,借助智能工厂的标准化将制造业生产模式推广到国际市场,以标准化提高技术创新和模式创新的市场化效率,继续保持德国工业的世界领先地位。
德国是世界上将制造业和标准化结合最好的制造大国和强国,德国世界领先工业大国地位的确立与保持同标准化战略密不可分。德国工业影响力的一个侧面就是“标准化”,标准化以及标准化战略几乎渗透到德国制造业发展的每一细节,并根据经济实际和国内外环境不断进行战略调整。2005 年德国制定并发布首部标准化战略,并于2010 年对其进行调整与更新;2013 年颁布第一版《德国工业4.0 标准化路线图》,2015 年、2018 年又相继发布第二版和第三版,为德国工业4.0 标准化指明方向;随着数字经济和智能制造时代的到来,2019 年德国发布全新的“德国标准化研究2030”。
标准是发达国家推进工业4.0和制造业回流、扩大国际贸易控制力乃至攻占全球制造业竞争制高点的必争之地。美国、日本、德国等纷纷把标准竞争作为制造竞争、产业竞争、贸易竞争乃至国家竞争的战略支点,抢夺国际标准主导权、话语权乃至控制权是中国制造高质量和走出去的突破口。在全球大爆发的新冠肺炎疫情防控过程中,“口罩之战”成为国内外普遍关注和热议的话题,社会公众熟知的N95型口罩是美国国家职业安全卫生研究所(NIOSH)认证的非油性颗粒物防护效率不小于95%的口罩,换言之,N95型口罩的技术标准掌握在美国手中,“口罩之战”的背后是“标准之战”。
世界制造强国都具备四个主要特征:一是具有雄厚的产业规模和成熟的现代产业体系;二是产业结构优化;三是生产技术先进、产品质量优良并占据价值链高端环节;四是自主创新能力强、科技引领能力逐步增长。《中国制造2025》也指出制造强国应以“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”为基本方针。以高标准引领制造业高质量发展。推进标准化建设,将从多方面系统性地助力制造业高质量发展。在产业链的协同、产业间的融合、国内国际市场竞争、科研成果的保护与创新推广等过程中,标准作为新的技术进步要素将对推动制造业产业升级起到关键性作用。这种作用主要体现在四个方面概括来说分别是:降低产业交易成本,提升产业链效率;规范产品种类,提高产业的规模经济性;促进产业创新和技术扩散,进而推动产业升级;促进互联互通,扩大产业协作范围。
格力可以说是企业参与国际标准化工作的一个典型案例。2020年董明珠被委任为国际标准化组织制冷和空气调节技术委员会制冷压缩机的实验和评定分委会(ISO/TC 86/SC 4)主席。担任国际标准化技术委员会主席可以让国际竞争舞台上有更多中国声音,促进标准制定与评选的公正公平,更能及时把中国的新理念、新技术及时向外传递,促进中国品牌“出海”,助推全球制冷行业的技术升级发展。如今格力电器已牵头制定制冷压缩机等6项ISO国际标准。对标准的追求,来源于企业提升品质以满足消费者的目标,也来源于董明珠对企业竞争力的认知, “无论做哪一件事,我们的目标是提高消费者的品质生活。有了这样目标,就更加清醒认识到标准的重要性。因为有了标准才有高质量的产品,有了高质量产品才有消费者的满意。”
创新驱动标准化的国家创新系统
在充分吸收美国、德国、日本等创新系统较为完善国家的发展经验的基础上,我们需要构建了我国创新驱动标准化的国家创新系统发展框架。核心层面是知识—技术—专利—标准,“知识—技术—专利—标准”是标准化与创新协同的重要路径,因为知识是技术的基础,专利是技术的有力保护形式,标准的本质就是技术。知识在这一路径中产生、吸收、转移、扩散、整合,再形成新的知识。从知识的产生,到发展为可应用的技术,申请为专利,积累出“专利池”,关键技术形成标准后,知识得以更好地应用并进入市场,产生可观的经济效益。最后,优质的标准又可以促进知识的更新,形成良性循环过程。有了标准的护航,将进一步促进产业创新与技术升级。
2023年12月工业和信息化部等三部委印发《制造业卓越质量工程实施意见》提出:质量是制造业的生命,卓越质量是高端制造的标准,推动产业从数量扩张向质量提升是新时期制造业高质量发展的现实需要,追求卓越质量是制造业由大变强的必由之路。深刻认识标准化在卓越质量工程*中的新定位。联合国工业发展组织和国际标准化组织提出国家质量基础设施的概念,将计量、标准化、合格评定并称为国家质量基础的三大支柱。标准化是推动企业质量提升的基础。准确把握制造业卓越质量工程中对标准化工作的新要求。落实制造业企业卓越质量工程建设,标准化应体现数字化赋能、精细化指标、高质量贯标,系统化评价,助力持续为中国特色新型工业化道路开路护航。