２０１５年２月 机械设计与制造工程 Ｆｅｂ．２０１５ 第４４卷第２期 Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．４４ Ｎｏ．２ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—５０９Ｘ．２０１５．０２．００１ 互联网时代的制造新模式 张 曙 （同济大学现代制造技术研究所，上海２０００９２） 摘要：提出了网络化知识经济的基本概念和特征，继而论述了互联网时代的制造模式将走向小型 化、分散化和网络化。分散网络化制造的重要基础是与人为因素无关的生产数据采集和处理， 人一机、机一机交互和通信。然后介绍了信息物理融合系统，借助ＡＰＰ应用软件实现产品的智能 化。最后对整个制造系统的建模、仿真和优化进行了探讨。 关键词：分散网络化制造；制造战略；转型升级 中图分类号：ＴＰ２９ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５—５０９Ｘ（２０１５）０２—０００１—０４ ｌ 从资源经济迈向网络化知识经济 量决定经济成败的模式，使信息和知识从经济增长 人类正在迈向一个以创新和互联网为特征的 的“外在变量”转成经济增长的内在核心因素，推 知识资源的生产、占有、配置和消费的网络化经济 动工业经济开始转向网络化知识经济，将使全球经 时代。人类社会经济形态的发展可以分为农业经 济发生全面的、深刻的变革，引发新的工业革命，这 济、工业经济和高技术经济。从资源配置的角度来 就是工业４．０的精髓和终极目标。 看，相应地分为劳力经济、资源经济和网络化知识 我们不能仅关注工业４．０的实施技术，而忽视 经济。 其出发点和目标。更加重要的是从本质上认识到 工业经济的成就是运用以流水线为特征的大 网络化知识经济的出现，将导致社会和经济领域的 量生产方式，大幅度提高了生产效率和产品质量、 一系列变化。主要是： 降低了生产成本，使产品数量和社会物质财富爆发 ａ．投资重点从有形资产开始转向无形资产，竞 性增加。但人们已经认识到，工业经济依为命脉的 争的核心逐步从有形竞争转向无形竞争，领先的企 土地和石油等自然资源是有限的，无节制地消耗自 业已经从产品战略转为网络服务平台战略。阿里 然资源和污染环境，已经威胁到人类的生存。 巴巴的成功、海尔的转型、小米与美的的联姻等国 所谓“网络化知识经济”，就是指以高技术产 内外无数案例所展示的远景正在向我们走来。 业为主要产业支柱，以智力资源为主要依托，在互 ｂ．知识密集的智能化产品将成为主要的产品 联网环境下运作的新型经济。网络化知识经济的 形式，能够感知环境、进行判断和自主执行的产 实质就是利用智力资源对有限自然资源的部分取 品将占据越来越重要的地位，产品的知识含量 代。网络化知识经济在资源配置上以智力资源和 （软件）成为竞争的核心力量和决定胜负的关键。 无形资产为第一要素，借助互联网和物联网，利用 智能手机、无人驾驶汽车、Ｇｏｏｇｌｅ眼镜……这些 信息、知识和智力对短缺的自然资源进行更加科学 能够上网的产品将成为我们生活中不可或缺的伴 合理的重新配置和有效利用，并开发新的资源和技 侣。 术来创造新的财富。不断降低自然资源的浪费，减 ｃ．以信息化、数字化和网络化为表现形式的网 少生态恶化，为全球经济的可持续发展提供持久的 络化知识经济使社会经济系统在产品、服务、生产、 推动力，这是工业４．０的出发点¨ 。 流通、交易等领域面临深刻的变革。定制化、个性 网络化知识经济以现代科学技术为核心，建立 化产品和服务将受到人们越来越多的宠爱，人们关 在知识和信息的生产、存储、传播、使用与消费之 注的是对某种需求的全面解决方案和完善的服务， 上。它改变了过去那种以资源及资本的总量与增 实物产品仅仅是服务的载体或重要组成部分。 收稿日期：２０１５—０１—２５ 作者简介：张曙（１９３２一），男，江苏如皋人，同济大学教授，主要研究方向为企业发展战略、先进制造技术和产品创新。 ２０１５年第４４卷 机械设计与制造Ｔ程 代的大型、集中的制造企业 形成一种基于网络平 台的虚拟制造联盟，就好像淘宝是由无数虚拟小商 店构建而成的庞大零售电丽网络，为顾客提供更加 快捷和周到的服务。 参考文献： Ｌ１］ 张曙．分散网络化制造［Ｊ］．机械与电子，１９９８（５）：３—６． ［２］张曙．分散网络化制造［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０００． ［３］ 张曙，陈炳森，沈斌，等．以独立制造岛为基础的分散网络化 制造［Ｊ］．工厂建设与设计，１９９８（１）：４１—４５． ［４］ 张曙．基于互联网的现代制造业正在形成［ＥＢ／ＯＩ ］．［２０１５一 Ｏｌ一２２］．ｈｔｔｐ：／／ｔｅｃｈ．ｑｑ．ｃｏｎｇａ／２００８０９２３／０００２６６．ｈｔｍ． 但在生产领域，问题要复杂一些，不仅需要相 互合作和快速响应，更需要透明、准确、实时和共同 认可和遵守的管理规则。因此，与人为因素无关的 ［５］ 张曙．工业４．０和智能制造［Ｊ］．机械设计与制造工程，２０１４， ４３（８）：１—５． 生产数据自动采集和处理就特别重要，应该先易后 难，从“扫一扫”开始，一步步推进。同样，信息和 物理系统的融合，也是在现有系统的基础上演变而 成，不是推倒重来。例如，机床数控系统从轨迹控 制正在向加工任务管理扩展，不断增加ＡＰＰ应用 程序，改善人机界面，开发机一机通信功能。 ［６］ 张曙．中国制造企业如何迈向工业４．０［Ｊ］．机械设计与制造 工程，２０１４，４３（１２）：１—５． ［７］ Ｋａｇｅｒｍａｎｎ Ｈ，Ｗａｈｌｓｔｅｒ Ｗ，Ｈｅｌｂｉｇ Ｊ．Ｓｅｃｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｏｆ ｍｅｎｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｒａｔｅｇｉｃ ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ ４．０，ｆｉｎａｌ ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ ４．０ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ａｐｒｉｌ ２０１３［Ｒ／ＯＬ］．［２０１５一 Ｏｌ一２３］．ｈｔｔｐ：／／ｍａｘ．ｂｏｏｋｌ １８．ｃｏｍ／ｈｔｍ￣２０１４／ｌ １２５／ １０４４４３９９．ｓｈｔｍ． 整个生产系统的建模、仿真和优化难度很大， 目前还仅仅是愿景，尚有待时日，才能逐步实现。 Ｔｈｅ ｎｅｗ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ａｔ ｔｈｅ ａｇｅ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ＺＨＡＮＧ Ｓｈｕ （Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２０００９２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｅｃｏｎｏｍｙ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｍｏｄｅ ａｔ ｔｈｅ ａｇｅ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｔｏｗａｒｄ ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ，ｄｉｖｅｒｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅ ｉｍｐｏｒ－ ｔａｎｔ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｈａｓ ｎｏｔｈｉｎｇ ｔｏ ｄｏ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉ— ｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｍａｎ—ｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｅ—ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＰＰ ａｐ— ｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｕｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ，ｄｉｓｃｕｓ－ ｓｅｓ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ；ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｓｔｒａｔｅｇｙ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ・ｄ・