协同制造：融入“互联网+” 贯穿“工业4.0”

2015年7月4日,国务院发布《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，其中的“互联网+”协同制造是重点行动之一，旨在推动互联网与制造业融合，提升制造业数字化、网络化、智能化水平，加强产业链协作，发展基于互联网的协同制造新模式。在重点领域推进智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造，打造一批网络化协同制造公共服务平台，加快形成制造业网络化产业生态体系。

《指导意见》中对“互联网+”协同制造进行如下描述：

1．大力发展智能制造。以智能工厂为发展方向，开展智能制造试点示范，加快推动云计算、物联网、智能工业机器人、增材制造等技术在生产过程中的应用，推进生产装备智能化升级、工艺流程改造和基础数据共享。着力在工控系统、智能感知元器件、工业云平台、操作系统和工业软件等核心环节取得突破，加强工业大数据的开发与利用，有效支撑制造业智能化转型，构建开放、共享、协作的智能制造产业生态。

2．发展大规模个性化定制。支持企业利用互联网采集并对接用户个性化需求，推进设计研发、生产制造和供应链管理等关键环节的柔性化改造，开展基于个性化产品的服务模式和商业模式创新。鼓励互联网企业整合市场信息，挖掘细分市场需求与发展趋势，为制造企业开展个性化定制提供决策支撑。

3．提升网络化协同制造水平。鼓励制造业骨干企业通过互联网与产业链各环节紧密协同，促进生产、质量控制和运营管理系统全面互联，推行众包设计研发和网络化制造等新模式。鼓励有实力的互联网企业构建网络化协同制造公共服务平台，面向细分行业提供云制造服务，促进创新资源、生产能力、市场需求的集聚与对接，提升服务中小微企业能力，加快全社会多元化制造资源的有效协同，提高产业链资源整合能力。

4．加速制造业服务化转型。鼓励制造企业利用物联网、云计算、大数据等技术，整合产品全生命周期数据，形成面向生产组织全过程的决策服务信息，为产品优化升级提供数据支撑。鼓励企业基于互联网开展故障预警、远程维护、质量诊断、远程过程优化等在线增值服务，拓展产品价值空间，实现从制造向“制造＋服务”的转型升级。

也就是说，“互联网+”协同制造模式下，制造业企业将不再自上而下地集中控制生产，不再从事单独的设计与研发环节，或者单独的生产与制造环节，或者单独的营销与服务环节。而是从顾客需求开始，到接受产品订单、寻求合作生产、采购原材料或零部件、共同进行产品设计、生产组装，整个环节都通过互联网联接起来并进行实时通信，从而确保最终产品满足大规模客户的个性化定制需求。

这种生产制造的灵活程度代表着制造业未来的发展方向——“智能制造+网络协同”将使企业面对客户的需求变化时，能迅速、轻松地做出响应，并保证其生产具有竞争力，满足大规模客户的个性化定制需求，企业本身将实现从单纯制造向“制造+服务”的转型升级。

其实，协同制造也贯穿于“工业4.0”之中。作为制造业大国，德国2013年开始实施一项名为“工业4.0”的国家战略，希望在“工业4.0”中的各个环节应用互联网技术，通过制造过程也与业务管理系统的深度集成，将实现对生产要素的高度灵活配置，实现智能制造，达到大规模定制生产的目的。那么，这种深度集成，实际上与“互联网”+协同制造异曲同工。

（一）纵向集成：企业内的协同制造

对于一个制造业企业来说，其内部的信息是以制造为核心的，包括生产管理、物流管理、质量管理、设备管理、人员及工时管理等和生产相关的各个要素。传统的制造管理是以单个车间/工厂为管理单位，管理的重点是生产，管理的范围是制造业内部。

但是，随着信息技术的进步，很多制造型企业在发展的不同时期，根据管理的不同时期的需求，不断地开发了不同的系统，并在企业内部逐步使用，如库存管理系统、生产管理系统、质量管理系统、产品生命周期管理系统、供应量管理系统系统等等。不同的系统来实现不同的功能，有些系统采用自主开发或不同供应商的系统所组成。随着企业的发展，要求不同的生产元素管理之间的协同性，以避免制造过程中的信息孤岛，因此对各个系统之间的接口和兼容性的需求越来越高，即各个系统之间的内部协同越来越重要。

例如，对于采用两套各自独立的系统来管理生产和库存的话，生产实施之前，生产管理系统需要掌控某项生产计划的实施以及物料资源的供应，而如果库存管理系统和生产管理系统相对独立，就无法实现协同，生产所需要的物料信息不能反馈给库存系统，库存系统也不能得到生产所需要物料的需求信息。在生产完成之后，生产系统汇总生产结果与实际的物料使用信息，但是由于生产管理系统与库存管理系统采用的是不同的独立系统，库存管理系统并不能实时得到物料使用信息，致使实际库存情况和系统的结果不能保持一致。为了弥补信息的断层，不得不从库存管理系统和生产管理系统之间进行数据信息的手工导入和导出，经常进行周期性的人工盘点，才能做到使用情况与库存信息的匹配。

随着对于制造的敏捷性及精益制造的要求不断提高，靠人工导入导出信息已经不能满足制造业信息化的需求，这就要求在不同系统之间进行网络协同，做到实时的信息传递与共享。工业4.0的纵向集成主要体现在工厂内的科学管理上，从侧重于产品的设计和制造过程，走到了产品全生命周期的集成过程，建立有效的纵向的生产体系。

（二）横向集成：企业间的协同制造

未来制造业中，每个企业是独立运作的模式，每个企业都有独立运行的生产管理系统，或者采用一套生产管理系统来管理所有的工厂的操作。但是，随着企业的发展，企业设置有不同的生产基地及多个工厂，工厂之间往往需要互相调度，合理地利用人力、设备、物料等资源，企业中每个工厂之间的信息的流量越来越多，实时性的要求越来越高，同时每个工厂的数据量和执行的速度的要求也越来越高。这就要求不同工厂之间能够做到网络协同，确保实时的信息传递与共享。

同时，在全球化与互联网时代，协同不仅仅是组织内部的协作，而且往往要涉及到产业链上、下游组织之间的协作。一方面，通过网络协同，消费者与制造业企业共同进行产品设计与研发，满足个性化定制需求；另一方面，通过网络协同，配置原材料、资本、设备等生产资源，组织动态的生产制造。缩短产品研发周期，满足差异化市场需求。

工业4.0中的横向集成代表生产系统的结合，这是一个全产业链的集成。以往的工厂生产中，产品或零部件生产只是一个独立过程，之间没有任何联系，没有进一步的逻辑控制。外部的网络协同制造使得一个工厂根据自己的生产能力和生产档期，只生产某一个产品的一部分，外部的物流、外部工厂的生产，包括销售等整个的全产业链能够联系起来。这样一来，就实现了价值链上的横向产业融合。

（三）端到端集成：互联网让工艺流程并行化

端对端集成是指贯穿整个价值链的工程化信息系统集成，以保障大规模个性化定制的实施。端对端集成以价值链为导向，实现端到端的生产流程，实现信息世界和物理世界的有效整合。

无界限、全民化、信息化、传播速度快是互联网的特征。工业4.0中的各个环节通过应用互联网技术，将数字信息与物理现实社会之间的联系可视化，将生产工艺与管理流程全面融合，实现“互联网+”协同制造。

端对端集成就是充分利用了互联网的特性，从工艺流程角度来审视智能制造，主要体现在并行制造上。这样一来，可以一边设计研发、一边采购原材料零部件、一边组织生产制造、一边开展市场营销，从而降低了运营成本、提升了生产效率、缩短了产品生产周期，也减少了能源使用。

可以说，互联网影响了人类社会，并对社会发展起了很大的推动作用，是如今社会面临的各种变革的最大根源。“互联网+”协同制造将通过互联网技术手段让制造业价值链上的各个环节更加紧密联系、高效协作，使得个性化产品能够以高效率的批量化方式生产，实现所谓的“大规模定制”。(作者: 王喜文系工信部国际经济技术合作中心电子商务研究所所长，九三学社中央科技委委员，曾挂职北京市房山区经济和信息化委员会副主任，2009年以前曾经为日本开发过10年计算机软件。微信号wangxiwen126）