第二节 两化融合

一、中国“两化融合”的历程

“两化融合”是中国面向发展的战略抉择。由于历史的原因，发达国家都是在工业化完成之后才进入信息化时代，并将信息化作为国家发展的优先战略。目前，我国处于准工业化的中后期，虽然已经建立起了独立完整的工业体系，但与其他发达国家相比还有不小的差距，许多产品、产业领域仍处于落后状态，管理水平和经营能力都需要大幅度提高，处于亟待完成工业化的时期。面对信息化的迅猛发展对世界经济和社会发展产生的深刻影响，我们必须将信息化技术与时代特征和工业化进程紧密结合，大力推进工业化和信息化融合，加快转变经济增长方式、调整产业结构，使我国工业在世界经济结构调整中把握发展主动权，提升国际竞争力。

中国的“两化融合”历程可划分为以下四个阶段。

（一）提出“两化融合”概念

中国共产党第十六次全国代表大会上提出了“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”的新型工业化道路的指导思想，指出了一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。

（二）确立“两化融合”概念

中国共产党第十七次全国代表大会上继续完善了“发展现代产业体系，大力推进信息化和工业化融合”，促进工业由大变强。信息化与工业化融合是工业转型升级的驱动力，也是应对国际金融危机、加快转变发展方式的战略选择。“两化融合”的概念就此形成。

（三）两化深度融合

中国共产党的第十八次全国代表大会报告指出，要坚持“四化同步发展，两化深度融合”，明确了两化深度融合成为我国工业经济转型和发展的重要举措之一。2013年，为落实十八大精神，转变经济发展方式，工业和信息化部发布《信息化和工业化深度融合专项行动计划（2013—2018年）》以全面提高工业发展质量和效益。

（四）加快两化深度融合

在中国共产党的第十九次全国代表大会报告中，强调要“加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。制造业与信息化的深度融合是行业落实深化供给侧结构性改革、推动企业转型升级的重要支撑，也是关系行业能否把握新一轮科技革命和产业革命历史机遇的重要举措。行业要把握先机，就要牢牢把握智能制造主攻方向，以产品智能化、制造智能化和运营智能化加快两化深度融合的进程。

二、“两化融合”的内容

“两化融合”包含以下内容：一是信息化发展战略与工业化发展战略的融合，即信息化发展战略与工业化发展战略要协调一致，信息化发展模式与工业化发展模式要高度匹配，信息化规划与工业化发展规划、计划要密切配合；二是信息资源与材料、能源等工业资源的融合，能极大节约材料、能源等不可再生资源；三是虚拟经济与工业实体经济融合，孕育新一代经济的产生，极大促进信息经济、知识经济的形成与发展；四是信息技术与工业技术、IT设备与工业装备的融合，产生新的科技成果，形成新的生产力。

三、“两化融合”的方向

促进“两化融合”，要求抓住一些具有带动作用的重点领域和关键环节，找准着力点和支撑点，使信息化渗透到国民经济和社会发展的各个领域，其中智能制造是“两化融合”的主攻方向，也是其高级阶段形态。信息技术是发展智能制造的基础，智能制造是依托先进的传感装置、网络通信技术、工业互联网等，把人、设备、产品等制造要素有效连接起来。从而实现资源的优化配置，使各种资源要素能相互识别、实时互通、有效交流，促进制造业研发、生产、管理、销售、服务与互联网紧密结合，推动生产方式的定制化、信息化、网络化，进而不断充实、提升、重塑制造业全球竞争新优势。

（一）信息技术与设计、制造技术的融合

智能制造的前提就是要有先进的技术并加以应用。以信息技术应用为重点，以智能化、数字化、虚拟化、网络化、敏捷制造为方向，对传统企业设计、生产流程进行再造，实现生产信息化，包括推广应用CAD、CAM、CAE、CAPP及并行工程、虚拟设计制造等先进技术，数控（CNC）、可编程逻辑控制（PLC）、分布式控制（DCS）、现场总线控制（FCS）、先进控制（APC）、柔性制造单元和柔性制造系统（FMC、FMS）等先进加工控制技术，推广精益生产、敏捷制造、虚拟制造、网络化制造，满足生产过程自动化和优质、高产、低耗、高效、多品种、大批量的要求，满足客户日益强烈的个性化、多样化需求。通过提高重大技术装备研制水平和成套设备集成能力，如数控技术和数控机床，机器人技术及机器人，先进发电、输电和大型工程施工成套设备，大型自动化成套设备等，满足工业装备更新换代的需要。

（二）信息技术与传统工业的融合

信息技术已经成为提升工业产业生产效率和附加值不可缺少的手段，钢铁、汽车、化工、纺织等产业在产品升级、工业生产管理及市场销售的各个环节，越来越离不开信息技术的应用。如汽车工业，既是传统产业，也是新兴产业，更是智能制造的典型代表。据统计，在汽车的整车成本中平均超过20%是信息技术或产品。越高级的汽车或轿车，这个比重越高，国际上这一数值有的已经超过50%甚至60%。再如化学工业、生物医药及大型工程设计，利用已经研发建立的实验模型，把已有的实验数据都建立相应的模型并输入进去，可以大大缩短实验时间和研发周期，降低研发成本，适应市场需求变化。

（三）信息技术与服务业的融合

信息技术与服务业融合，能提升传统服务业水平，催生新兴行业：一是借助信息技术条件下强大的信息处理能力，促进金融保险业、现代物流业、管理咨询业等现代服务业发展；二是依托信息技术，发展涵盖信息通信服务、信息技术服务和信息内容服务的信息服务业；三是大力发展电子商务，促进经济发展模式创新，特别是通过进一步发展第三方电子商务平台，不断创新电子商务模式和服务内容，加强电子商务信息、供应链、现代物流、交易、支付等管理平台和信用自律体系建设，为电子商务应用主体提供灵活、便捷、安全、高效的服务；四是提升传统服务业，发展面向中小企业的第三方公共服务平台，推广信息化应用服务，引导商贸、旅游、餐饮和社区服务等就业容量大的传统服务业创新发展模式，注入发展动力。

（四）信息化与企业生产、经营、管理的融合

利用信息化手段，可以提高企业生产、经营、管理水平。在生产控制层面，以数控设备为基础，围绕创新研究和开发设计、工艺管理和加工制造、过程协同和质量控制、物料配送和产品管理等生产制造的关键环节推进信息化，以提高生产制造全过程工作效能。在资源配置层面，以成本分析为基础，围绕外部协作、内部计划、及时响应等关键环节推进信息化，以提高企业市场响应效率。在管理决策层面，以信息管理为基础，围绕产品市场与客户关系、人力资源与资本运作、发展战略与风险管理等关键环节推进信息化，推广应用业务流程重组（BPR）、企业资源管理（ERP）、管理信息系统（MIS）、计算机决策支持（DSS）、数据挖掘（DM）、商业智能（BI）、供应链管理（SCM）、客户关系管理（CRM）、知识管理（KM）等信息技术，实现管理信息化，提高管理、决策科学化水平。

（五）信息化与资源、能源供给体系的融合

信息技术在工业行业生产中的普及应用，有助于推进工业行业节能减排工作，推动实现单位GDP能耗水平大幅降低。通过对钢铁、有色金属、建材、煤炭、电力、石油、化工、建筑等重点行业的能源消耗、资源消耗和污染排放联网监测与分析，可提高资源、能源利用效率和环保综合效益，推动行业淘汰落后生产能力。

四、“两化融合”的模式

（一）企业—产业互动模式

企业信息化与企业所属行业的信息化之间往往存在相互促进、相互制约的关系。企业—产业互动模式是指企业信息化受制于该企业所属行业的信息化水平，成功的企业信息化可以促进同行业其他企业的信息化建设。不同的资本和技术密集度产业对信息化的需求不同，产出效果也存在较大差异，显示了不同产业在吸收信息技术上存在行业差异。IT密集型行业有飞机制造业、汽车制造业、船舶制造业、家电制造业等，信息化的网络外部性使这些行业中的企业竞相投资信息化，成为信息化的领先行业。

（二）挑战—应对模式

挑战—应对模式是指企业在发展过程中遇到制约因素或面临市场竞争压力，企业为了打破制约、提高市场竞争力而开展信息化建设。挑战—应对模式是一种企业自发的信息化建设模式，企业开展信息化建设的动力比较强。挑战—应对模式也是中国企业最为常用的信息化建设模式。当企业产能达到一定规模的时候，传统手工方式就会遇到瓶颈，这时候企业意识到必须采用信息化手段来突破这个瓶颈。

（三）雁行模式

企业信息化使开展信息化建设的企业在行业内做到技术或管理方面领先，成为同行业企业开展信息化建设的榜样，从而带动其他企业的信息化建设。由于各个企业信息化的起步时间、投资规模、团队实力等不同，形成了序列化的信息化差距，犹如大雁飞行形状。雁行模式可以分为企业内雁行模式、行业内雁行模式、行业间雁行模式、区域间雁行模式四种。企业内雁行模式是指在企业的不同部门、不同分支机构间形成序列化的信息化差距。行业内雁行模式是指在行业内部不同企业之间形成序列化的信息化差距，信息化先进企业带动信息化落后企业。行业间雁行模式是指在不同行业之间形成序列化的信息化差距，信息化水平高的行业带动信息化水平低的行业。区域间雁行模式是指在不同地区之间形成序列化的信息化差距，行业或企业信息化水平高的地区带动行业或企业信息化水平低的地区。

（四）区域集群模式

由于一些地方政府主动为其辖区内企业创造信息化建设的各种有利条件，或者在某个自然形成的经济区域内的企业相互影响，使某个区域的企业信息化或行业信息化程度明显提高，形成集群效应。

（五）政府主导模式

由于政府在政策研究、形势趋势分析方面拥有的优势，早期的企业信息化往往都是政府主导的，如甩图板、甩账表等。在计划经济时代，政府为了提高国有企业的信息化水平，往往由政府组织企业引入先进的信息系统，或者组织先行企业进行示范交流，这样做可以减少企业的试错风险。政府主导还有一种“示范”模式，例如，有些地方政府为了提高辖区内企业的信息化水平，资助或奖励企业选择一些信息化咨询服务、建设一些示范性应用等作为引导、示范，也会出资采购一些软件免费发给企业使用。但如果企业缺乏信息化建设的内在动力，这种做法的长期效果也会遭受挑战。

五、企业现阶段的“两化融合”

制造业信息化将信息技术、现代管理技术、自动化技术与制造技术相结合，可以改善制造业企业的经营、管理、产品开发和生产等各个环节，提高生产效率、产品质量和企业的创新能力，降低消耗，带动产品设计方法和设计工具的创新、企业管理模式的创新、制造技术的创新及企业间协作关系的创新，从而实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数控化及咨询服务的网络化，全面提升企业的竞争力。

（一）制造业企业功能模型与信息化架构

从纵向描述制造业企业的功能，可将企业功能划分为五层，如图2-5 所示。从横向描述制造业企业功能，可以划分为工厂制造管理、产品设计、企业资源管理三个大的领域，如图2-6所示。

工厂管理对应企业功能模型中的业务计划与后勤管理层。产品设计模块主要指CAD/CAPP/CAM/CAE、PDM/PLM 等，企业资源管理主要指 ERP，产业链管理则对应SCM。现代制造业企业信息化一般使用“Y”字型的概念架构，如图2-7所示。

制造业企业的“核心”——信息化，主要有三大系统领域：ERP、CAx 和 MES。MES不仅与ERP和CAx对接，还要与生产装备的自动化衔接，起到“承上启下”的作用。对下，MES与生产装备的控制系统相连，采集生产装备与过程的实时生产数据；对上，MES接收ERP的生产计划和CAx的BOM和工艺数据。通过MES的中间层作用，将上述信息集成整合后，实现对生产排程、现场工艺、现场指示、采集自控、人工绩效、物料组织、质量控制和设备维护等生产调度、资源配置、生产过程的管理和优化。

从制造业企业信息化的“Y”字型架构的角度，ERP 领域要适应大规模定制和服务转型的需要，要有一定的变化，细化成智慧工厂的制造执行（Manufacturing）维度和供应链（Supply Chain）维度。CAx领域要发生深刻的变化，数字孪生体（Digital Twin）将成为主体，CAx的四大重点领域CAD、CAPP、CAE和CAM将实现贯通，以数字孪生体为“统一”数据源，并在智慧工厂的工程（Engineering）维度实现D2M/M2D直至虚实融合工厂。

制造执行（Manufacturing）、工程（Engineering）和供应链（Supply Chain）是智慧工厂建设要考虑的三个维度，是对工业4.0三大整合的具体化，也是国内很多企业在自动化和信息化方面必补的课程。

这三个维度建设的核心工作，是要实现科学指挥。现在是以指挥人为主，将来以指挥机器人与人协同为主，更需要科学指挥。指挥机器人的工作量和难度要大于指挥人，所以指望智能化取代先进管理的思想是无稽之谈。

CPS是智慧工厂的物理执行层，负责“科学指挥”目标的实现。生产环境复杂，人、机/机器人、物等实体以“科学指挥”的目标要求为主，结合自身智能和自组织能力去实现目标，并通过实时反馈和动态优化，对实体进行优化指挥或控制，以期达到更理想的结果。

（二）制造业企业信息化集成系统

制造业企业对信息化的需求可以归类为核心业务需求、支撑服务需求和管控业务需求。核心业务需求包括产品设计与研发、采购、生产与制造管理、销售与配送、售后服务等。支撑业务需求包括物资管理、资产管理、财务管理、人力资源管理、IT服务、行政管理、安全管理等。管控业务需求包括利益相关分析、投资分析、预算管理、绩效管理、战略管理等。

从需求出发，在计算机网络环境的支持下，通过数据集成服务构建制造业企业信息化集成系统。自下而上划分为现场设备层、过程控制层、生产执行层、经营管理层和战略决策层，其基本功能构成如图2-8所示。

六、“两化融合”带来的变化

传统企业在如今的市场上面临着前所未有的挑战，进行“两化融合”是转型升级、实现可持续发展的关键路径。通过“两化融合”，企业可以将技术进步、组织变革、流程优化及数据分析利用等转化为企业的新型能力，提高竞争力。

（一）“两化融合”实施前

“两化融合”实施前，制造业企业一般是按上中下游三个阶段分别进行发展的。上游阶段主要指技术端的攻坚，可以分为产品研发、设计、实施等；中游阶段主要是围绕生产来进行的，简单来说就是从原材料转换为产品的过程，包括原材料的采购、入库、质检等；下游阶段主要包含产品的销售、维修、售后等。不难看出，一切都是围绕生产而进行的，生产是核心环节，直接影响企业的效益和规模。

（二）“两化融合”实施后

在“两化融合”的背景下，信息化与工业化主要在技术、产品、业务、产业四个方面进行融合，各阶段的联系主要体现为信息技术和互联网的技术应用。技术融合是通过工业技术与信息技术的融合，产生新的技术体系，推动企业的技术创新。产品融合将信息技术及产品渗透到传统产品中，增加产品的技术含量，使其从传统的硬件型产品升级为硬软相融的产品或者智能化产品，信息技术含量的提高可以使产品的附加值得以大大提高，或者实现同样功能的成本得以降低。业务融合将信息技术应用到企业研发设计、生产制造、经营管理、市场营销等各个环节，推动企业业务创新和管理升级，最典型的应用就是CAx和ERP。“两化融合”可以催生出新的产业，形成一些新兴业态，这就是产业融合。

信息技术的应用弥补了工业企业各制造环节的差距，达到优势互补，资源可以很好地进行优化配置，从而提高企业的生产力。同时为企业在产品研发、技术创新、售后服务方面提出良好的解决方案，提高生产效率，促使企业提升竞争力。