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NEC三个方面的优势
NEC作为ICT的领先企业之一,在智慧城市、大数据、云计算、物联网等领域有着雄厚的技术实力和丰富的建设经验。7月3日在“2015 NEC创新解决方案展”上,记者采访了NEC总裁远藤信博、NEC中国总代表中国总裁日下清文一行。
远藤信博表示,NEC的财富、资产或是优势主要体现在三个方面,信息(计算机)技术、通信技术和打造解决方案的软件技术,而且这三个方面力量都比较均衡。
NEC利用这三个力量可以实现实时性、动态性,即从物理空间涌现出来的数据NEC在网络空间进行处理后,并且实时地做出有价值的创造,这个创造出来的价值,再反馈到物理空间去。也就是说NEC通过实时和动态创造的价值,充分发挥计算机网络互动和远程的特点,创造实时和动态的价值。远藤信博认为实时动态的处理和远程传输管理就是实现安心、安全、高效、公平的最基本要素。以大数据为例,如果能够实时地对大数据进行处理,它的价值就变得非常高。
另外人们经常提到利用“互联网+”来创新或是创造价值,实际上就是指对于物理空间所产生的各类数据在网络空间进行实时的处理,创造出价值,并且以实时动态的形式,以远程的方式进行价值的提供,这就是“互联网+”的含义。NEC在“互联网+”这个领域能做的贡献,就是充分发挥信息技术、通信技术和软件能力,进行实时动态和远程的价值创造。
远藤信博还强调在互联网+领域当中,还有一个需要人们认真关注和考虑的部分,即在利用互联网+创造价值的同时,对于网络空间的安全进行维护和保证。他举例,在今年4月国际刑警组织在新加坡设立了一个分支机构,NEC除了帮助该机构建立了互联网+的应用基础平台,还提供了网络安全系统,也就是对于互联网+的空间,从两个角度作出支持和贡献。
在谈到本届 NEC创新解决方案展有什么特点时,远藤信博介绍,展会以“智慧之城(Smart City) 创想未来(Bright Future)”为主题,集中展示了“安心便捷的城市”、“高效创新的企业”、和“多姿多彩的生活”三个社会领域的多种解决方案,并展示了NEC的SDN、大数据、核心ICT等。
因地制宜 深耕中国市场
远藤信博表示,一个公司有了好的技术,还需要认真对用户的行业需求有充分的了解和认识。NEC对中国市场非常重视,目前公司在全球设立了5大研发机构,一个设在日本,一个设在新加坡,一个设在美国普林斯顿,设在美国的研发机构侧重于做技术研发,设在德国的研发机构侧重于标准化技术,而设在中国的是研究院,主要侧重解决方案的研发工作和做好本土化的工作。
从1972年进入中国市场后,NEC把中国作为一个巨大市场看待,同时也希望在中国开发出符合中国市场需求的产品。NEC最基本的原则不是将日本的产品简单拿过来在中国市场销售,而是针对中国市场进行研发,结合中国市场的需求进行产品化,并和软件开发的能力相结合。NEC的目标是立足于中国开发,在中国设计、在中国制造,以中国为市场导向进行销售,继而将产品推广到全球市场。
他举例NEC面向养老健康管理的iCare智慧养老信息化管理平台,就是针对中国老龄化社会的趋势,充分调研本地市场,在中国本地从零开始研发的。它利用了传感、认证、监测、控制和云计算五大技术,并结合终端设备和网络,可以提供全面的信息收集、信息分析、信息可视化等服务,实现用ICT去支持更有效的、更安心的养老健康管理。
NEC中国总代表日下清文在谈到该公司2015战略方针时表示,NEC目前在中国14个地区设立了分支机构,员工人数达3477人。伴随着中国的发展和城市化进程,城市生活面临着众多挑战,人口增长、交通拥堵、环境污染、能源短缺等问题凸显。这些城市化带来的问题,并不只是中国才有,世界上很多国家和地区,也存在着同样的问题,根据这些社会需求,2015年NEC在中国的业务重点放在了社会基础设施领域,运用以“平安、健康、高效、公平”为主题的ICT解决方案,打造更加高效的社会基础设施,营造一个安全、安心、智慧的社会环境。以智慧城市的建设为契机,重点关注安全、养老和能源环境管理,以及智慧办公四大领域。
在公共安全领域,多年来NEC融合世界第一的生物识别技术、高性能传感器、大数据预知预兆分析技术、SDN/Open Flow下一代网络等先进技术,为全球提供了丰富的安全解决方案,尤其是在人脸识别技术方面取得了世界领先地位,在美国国立标准技术研究所组织的人脸识别技术基准测试中,NEC人脸识别技术获得了第一名。目前该技术已经应用于40多个国家的500多个项目中,在公民身份识别、出入境管理、视频监控等领域发挥着积极的作用。在中国已成功应用于安徽省公安厅部署的千万级指掌纹自动识别系统,使得安徽省公安侦破案工作取得了突破性的成绩。
NEC一直致力于促进医疗与养老行业的信息化,该解决方案通过移动终端盒移动技术,构建智慧医疗体系,拉近医患距离,提升医疗服务质量,同时构建新型院内物流管理和配送体系,降低医疗服务成本,提升服务质量和效率。面向健康管理的步态收集和分析解决方案通过ICT对老人的日常步态数据进行收集和分析,及时防止或预警异常情况的发生,保障老人的生活安全。同时,NEC充实现有养老管理系统,结合 NEC i-Care平台、超声波定位系统和人脸识别技术,为养老机构的紧急情况处理,提供了及时且准确的早期支持。
保护环境,实现经济社会的可持续性发展既是世界各国的共同使命,也是中国的基本国策。可持续性发展是当代企业发展的方向。NEC也把可持续发展作为企业的重要战略定位,并将能源环境管理作为企业整体发展方向。NEC推出了诸多能源管理解决方案和产品,例如在建筑楼宇里面布线,通过传感设备和计算机进行远程控制,监视楼宇用电量是否消耗过多,通过储电技术,可以把晚上的电量储存起来,以供到峰值的时候使用。另外,NEC也非常支持中国政府推广和普及电动汽车,因为其在这方面也有很多最新最先进的技术与服务。
然而,眼下的“互联网+”热点会驻为常态还是沦为过眼云烟?哪些领域将成为这股热潮的直接受益者?传统企业又该如何抓住这股发展的太潮?日前,赛迪方略智慧城市研究中心分析师郑欣接受了本刊的专访,就以上问题为我们一一作答。
(Q:《智慧城市》杂志A:郑欣)
“互联网+”≠智能互联网
Q今年两会上提出了“互联网+”的国家战略,请问您如何理解“互联网+”的含义?
A:“互联网+”是互联网思维对于传统产业进行升级改造的一种方式,是在当前互联网基础环境已经比较成熟,正在逐步向物联网模式升级的背景下,对于传统产业从生产、仓储、物流到销售整个供应链体系的一种重构式升级,传统产业的业务模式因为有了“互联网+”的技术和思想,整体的信息流海量增加,大幅度提升效率,也增加了开放性。
Q:有人提出,“互联网+”指的不是传统的互联网,而是智能互联网,对此您怎么看’
A:智能互联网现在并不是一个特别完善和权威的概念,我理解所谓的智能互联网应该是在网络速度加快,分析能力提升的背景下,互联网的数据处理、分析还有决策支持能力都有了大幅度的提升,这应该是对于传统互联网意义上的一个重要升级。另外,随着现在物联网体系的建设,未来我们生活当中几乎所有的内容都可以被感知成为信息,进入互联网的体系当中,这便让互联网的决策能力更为强大,这也许就是所谓的“智能”概念。“互联网+”的角度应该是行业融台重构升级,而智能互联网应该是一种手段。
Q:提倡“互联网+”,对建设智慧城市来说,意味着什么?
A:“互联网+”与智慧城市的结合意味着以互联网为代表的信息技术正在彻底改变人们日常生活,因为智慧城市的概念非常广阔,包括企业生产、居民生活、公共事业管理、交通、休闲娱乐、教育、医疗等多个方面。同时,“互联网+”与智慧城市的结合,也意味着互联网的思维已经彻底从传统的商贸和休闲娱乐领域扩展出来,全方位地与人们的生活相结合,人们的生产生活正在日益“互联网化”。
实际上,智慧城市强调的概念就是利用先进的信息技术,实现城市智慧式管理和运行,对包括民生、环保、安全、城市服务、生产生活在内的各种需求做出智能响应。这个与“互联网+”所强调的商业模式是一致的,可以说“互联网+”是智慧城市发展的高级阶段,也是智慧城市建设所要实现的终极目标。
Q:“互联网+”下的智慧城市,和我们已经在建的智慧城市,有何区别和联系?
A:当前智慧城市建设的模式,很大程度上不能称为智慧,大多数是对于传统产业进行信息化改造,使得像政务、公共服务、交通等领域的业务内容能够通过互联网信息的形式表现出来,通过各类信息系统,可以对这些信息进行采集分析处理等等,整体上的思维是把线下的业务拿到线上去做。这个仅仅是“互联网+”模式实施的一个初级阶段。
“互联网+”与智慧城市结合的核心,更多的应该是从智慧城市业务本身来进行改造重构,一项业务的流程制定过程当中,就应该根据互联网的特色进行设计优化。比如打车这类的服务,现在的常规升级模式是把出租车和乘客的地理位置、基本信息、行驶距离等内容进行了互联网化,可以在软件当中呈现,但像费用结算、评价体系等内容,实际上只是在原来的计费平台基础上另外增加了一个支付平台和评价平台,很多信息还是需要手工录入,不少车费的结算也都在线下,这部分信息整体上是脱节的。而像专车这部分,它的模式设计就融入了一部分“互联网+”的思想,出租车的行驶和计费与叫车的平台是高度统一的,这样不光是给司机和乘客双方带来了方便,更重要的是信息获取的维度更加全面和准确,给以后的行业统计、营销、业务优化和决策支撑等都提供了方便。
哪些领域将会爆发
Q:当下,除了已经在发展的智慧医疗、智慧交通、智慧教育等等,哪个行业将成为“互联网+”浪潮的下一受益者?
A:“互联网+”下一个受益的重点就是在生产制造领域,这是当前互联网化和智慧化改造相对薄弱的一个环节,而“互联网+”改造的重点不是在生产工艺方面,更多的是体现在智能制造的理念上。比如工厂的机器生产可以根据生产任务和周边环境、能耗等条件自行进行调整和协作;人工智能技术能让机器自身具有分析、调整、判断和决策能力;虚拟现实技术能够模拟现实场景,从而进行试验和仿真:物联网技术能够实现生产端的信息感知和状态监控,进行质量追溯等等。很多内容都是当前生产领域所亟需改造升级的部分,也是“互联网+”的技术和网络环境可以提供支撑的。
另外一个重要的领域是在社区服务,也就是现在很热的社区O2O领域。当前的中国社区服务存在很多痛点,且此类服务一般流程比较简单,重构比较容易。通过把社区的各类服务资源和用户的需求信息线上化,社区O2O可以充分发挥线上渠道的增值效应,如信息透明、就近交易、配送可控等,同时在成本、效率、舒适等方面提供附加价值。而当交易规模达到一定程度之后,就可以针对用户提供个人性化的服务方案,同时用户端对于服务商的选择也有了更多依据。
Q:对于企业来说,在“互联网+”的时代,如何能够抢得智慧城市的先机?
A:目前看来,“互联网+”在智慧城市的建设方面还是比较零散的,未来的趋势,很可能会像现在的电子商务一样形成寡头的局面。对于大部分企业而言,在智慧城市这么大的领域当中很难提供综合性的解决方案,更为有效的方式是在自身擅长的行业领域,在保持技术领先的情况下,在单一或者较少的行业当中注重用户资源的积累和用户习惯的收集;同时,由于各个地理区域文化特性的不同,企业在发展初期也应当注重“根据地”的建立,尝试在某一领域、某一区域采集和分析尽可能全面的信息,是企业智慧城市发展的重要基础条件。
数据安全管理是新挑战
Q:大数据是智慧城市的基础,随着“互联网+”日益深入,我们将如何保障大数据的安全?
A:大数据安全应该主要包括两个方面。一是硬性的安全,主要是信息安全的相关技术,包括匿名保护技术、数据水印技术、访问控制技术、数据溯源技术等等。在物联网网络建设不断铺开的情况下,需要在建设的初期同步跟进安全技术的应用。二是软性的安全,包括用户对于个人信息的保护、企业信用体系的建设、政策法规的完善等等。在大数据时代,软性安全的核心应该是建立监管方和用户双向的信用监督体系,像现在360、搜狗的号码通等服务就是较为典型的应用形态。
总的来看,我认为未来五年是互联网深化阶段。一般人看互联网走向,容易陷入业务和商业模式这种细枝末节和鸡毛蒜皮中,我们要跳出来,从宏观全局上看互联网的走向。我认为具有战略意义的大走向,可以概括为内需化、智慧化、平台化、对等化和个性化五个方面。
一、内需化:C2B对启动内需发挥作用
C2B是指互联网从生产导向的“从生产到消费”(B2C)发展方式,转向需求导向的“从消费到生产”(C2B)发展方式,为中国经济提供启动内需的新动力。
把C2B排在五大趋势之首,是因为互联网的这一微观趋势,有中国经济转向内需这个宏观大势托着,比其它没有大势支撑的小CASE,将显得更加强势。
1、启动内需的经济大势
首先我们从势的角度,看托举C2B的天时。未来五年,互联网所处的天时,有三件大事可以作标志性的背景,一是8年之中,中国人均收入将从5000美元,翻一番变成10000美元;二是5年之内中美互联网大企业数量,可能从现在的7比3,变为8比5,正好同步于两国GDP的比例关系的走势。三是5年之内中国经济(按平价购买力计算)和中国电子商务总量,将同时在超过美国成为世界第一。我们看到,互联网的地利,与经济的天时,具有内在的同步变化趋势。
在这五年中,中国经济的一条主线是跨越中等收入陷阱。主要挑战在这里,主要机遇也在这里。跨越中等收入陷阱,国内外公认的办法,主要靠转变发展方式。所有跨越失败的国家,共同点在于以旧的发展方式,应对收入翻番的新挑战(如拉美);所有跨越成功的国家,共同点在于及时转向新的发展方式,应对收入翻番的新挑战(如美日)。对中国来说,人均5000美元之前的发展方式,旧就旧在以生产为导向,表现为粗放的中国制造;而达到人均10000美元的必由之路,新就新在以需求为导向,以中国创造启动内需。
互联网在启动内需上,表现出几个特点,一是启动内需快。从双十一淘宝网购达到191亿看,电子商务在启动内需方面,具有任何传统方式难以比拟的能量和潜力。从内需的启动速度来看,远远超过同期中国经济中需求的增长速度。2009年双十一5000万元,2010年9.36亿元,2011年淘宝+天猫52亿,今年达到191亿元。按此速度发展下去,电子商务会以远远高于其它经济手段的速度启动内需。二是启动内需力度大。淘宝和天猫的交易额本年度突破10000亿元。1万亿相当于2011年全国各省社会消费品零售总额18.39万亿的5.4%。相当于2011年全国各省社会消费品零售总额排行中,仅次于广东、山东、江苏和浙江的“第五大省”。突然冒出个启动内需的“第五大省”,这完全在国家的计划之外。国家在启动内需时,没有考虑电子商务突破5%这个临界点将进入集中爆发期这一点,也没有预料会冒出大省级的启动内需主力军,就象当年没预料到乡镇企业异军突起,带动中国出口改变世界经济格局一样。我们可以预期,互联网带动内需,五年内的业绩不仅会吓中国一跳,也会吓世界一跳。三是启动内需的基本面稳健。有些对电子商务根本没有研究的人,对191亿的成绩信口开河,认为只不过是偶然现象。但深入分析数据可以发现,抛开节日特殊性不说,一天191亿对于全年1万亿来说,并不算个特别异常的结果。加上考虑中国电子商务总量会在2016年超过美国这一大势,可见双十一的爆发不仅不是偶然的,而且可以说有一定的必然性。基本面到了这个份上,想不出现这种爆发也难。就象过去人们只有春节才看晚会,现在差不多天天都可以看晚会一样,将来国人可以期待天天都象过节一样,一天一个191亿。这样下来,全年不过7万亿左右。占全国社会消费品零售总额不过三分之一,启动这个规模的内需,对五年后的电子商务来说,是可以期待的。
2、产消逆转的内在走向
我们再看互联网内需化的内在动力。互联网这么强劲的启动内需,其实跟国家的号召并没有什么关系,是互联网自身发展的内在要求。国家不提启动内需,也挡不住它非要这么做。我们分析一下其中的内因。
首先是“产消逆转”趋势。野村综合研究所在预测IT大趋势时,首先提出“随着WEB2.0而扩大的‘产消逆转’”。产消逆转是从自媒体现象中总结出来的:“以往,通常是企业通过大众媒体产品信息,而今天,很多产品信息却是来自于消费者,这被称作‘消费者自主媒体’(Consumer Generated Media,CGM)。” 野村综合研究所认为产消逆转现象会在多样化终端、传感网及海量数据的网络环境下实现,通过获取消费者位置信息,实时加工数据,及时向顾客提供推荐服务。企业将从以自我为中心,转向推进面向消费者及企业的IT。
其次是电子商务的C2B化。阿里巴巴指出未来的电子商务将从B2C向C2B转变,将产消逆转的理念,从技术服务领域扩展到商业服务领域。在实践中,我们看到电子商务出现着以拿单为起点,以生产为终点的经济倒置过程(以前是以生产为起点,以实现订单为终点)。据梁春晓介绍,现在每一个店主,身后都围着十几位服务者。店主只管拿单,其他服务者帮助他完成从管理外包、广告、品牌、代运营、配货、物流,甚至一直到生产的全部工作。在沙集,农民通过拿单,让工厂根据订单来安排生产。这些都是现实中的产消逆转。
第三是商业模式转向“情境定价”(Contextual Pricing)。情境定价是Rob Docters等人在今年的《情境定价:价目表之死与新现实》(Contextual Pricing:The Death Of List Price And The New Reality)一书中提出的新理念。作者指出:“情境(语境、语用)之所以重要在于它代表着买家估价的方式。”产消逆转将导致电子商务模式的根本性转变,从现在京东商城这种以打价格战为主的流通版中国制造模式,转变为一物一价的个性化定价模式。情境定价主要不是指一物多价——同一个商品有多种价格;而是指每个商品彼此都不同,因此具有不同的价格。这个价格完全由消费者来确定。定价的依据是消费者的上下文语境,因此正如书中一章的标题所说的:“关键的语境数据不在你公司的数据库中”。它只存在于消费者的本地数据库(如手机)之中。
正是由于有技术应用、产业衍生、商业模式作为基础,电子商务启动内需,才会有现实的可能性。可以预见到,互联网将在启动内需方面,对整个中国经济发展,发挥人们意想不到的战略作用,它本身也会因此而得到经济基本面的托举而持续放大。
二、智慧化:智慧城市带动数据化发展
第二个因中国经济大势托举而更举足轻重的互联网走向,是智慧化。城镇化将成为经济发展的又一大动力。城镇化就其经济规模来说,相当于建出七个欧洲。这对互联网的支撑作用,不亚于把工业革命规模的鸡血连打七遍。在这个方向上的具体热点,将包括大数据产业化、数据业务主营化、车联网形成规模,特别是智慧城市成为信息化的重心。
18大提出工业化、信息化、城镇化和农业现代化。对这四化两两之间的关系,均有描述,唯有信息化与城镇化之间的关系例外。这一点是杨冰之发现的。他对二者关系有一个重要阐释:信息化与城镇化的结合点在智慧城市。这一点,我希望它成为真的。城镇化,不应走工业时代城市化的老路,需要借大数据的东风,智慧地建设,建设成智慧的。如果是这样,我们可以把智慧化名目下的各种趋势当作子集,都放在这个更大的“势”之下。
1、大数据产业化。大数据技术将得到大发展,这不需要五年,现在就可以看得到。大数据产业化不是指这个,它是指现有大数据业务,将从业务发展为产业,从一个产业发展成多个产业。主要包括,大数据采集业(相当于工业化时的采煤业),如SNS、支付、LBS和文档等以收集数据为主的数据原料业;数据加工业(包括定量加工业如数据统计服务业、定性加工业如数据咨询服务业,以及数据中心的转型升级);数据体验业。在城镇化中,理想的产业结构是以数据业为主导,以网民在家办公经商为主要就业形式,形成新的硅谷、班加罗尔那种从农业区直接变为信息区的现代化跃升。仅仅把东部制造业平移到中西部,走大集中、高污染、低效益的传统工业化建设老路,虽然轻车熟路,但并不是最优的选择。产业结构的智慧化,决定着城镇化“智商”的高低。
2、数据业务主营化。数据业务目前在各行各业中,只是副业或辅业务。随着大数据应用的深化,互联网与各行各业的结合,将以数据业务变为行业主营业务的形式,出人意料地发展。例如我们在现在就可以看到,在网上支付中,数据业务已经成为主营业务,出现将金融业务免费化、边缘化的动向。再比如,在流通业中,数据分析已成为主业,而单纯的柜台服务日益边缘化。各行各业的转型,也带来城镇化的新机遇,一些城镇由于产业结构调整领先而兴起,一些城镇由于产业结构调整滞后而衰落。信息生产力会象长腿一样,跑到善待它的地方落脚,而背离看漏它的地方。
3、智慧城市。在城镇化背景下,智慧城市将成为互联网发展的一个主要空间。首先,以智能宽带为代表的基础设施建设,将成为未来五年互联网发展的热点;其次,智慧政府建设,会成为智慧城市建设的一个关键,随着平台型政府的建设,包括网络公共服务、社区网络等将得到快速发育;第三,物联网是智慧化的一个重要方面,随着汽车的大普及,车联网与城镇化的共同发展,相互促进,将是智慧城市的一个新增长点。
三、平台化:
云计算将引发产业组织和制度创新
云计算最主要的特征是“云(集中)+端(分散)”。在网络深化中,云计算的影响逐渐从技术、产业,扩展到产业组织和制度。云计算技术、业务、产业,将向云计算2.0的方向发展,也就是从定位IT服务,重心逐渐转向定位商务服务。例如,放在云上的,不光是托管的主机、存储这样的IT数据服务,而扩展到象CRM、管理分析这样的商务数据服务。云服务将在IaaS、PaaS、SaaS基础上,向AaaS的方向深化。在这一些一般动态之外,我们特别看中以下更重要的连锁反应:
1、商业生态系统开花结果,小前端、大平台、富生态的新业态蔚然成风。“小前端、大平台、富生态”是阿里巴巴梁春晓首先总结出的电子商务生态系统特征。它反映了互联网在打破企业与产业界限之后,形成的新业态。小前端在企业甚至个人层面,承担边际投入(例如创意、销售、DIY制造);大平台在产业层面,承担固定成本,并分享给小前端;富生态则是二者关系构成复杂系统,打破传统机械系统的结构。五年后,小前端、大平台、富生态将不仅成为电子商务的典型业态,也将成为许多行业的典型业态。例如制造业将形成被称为“第三次工业革命”的创客+制造平台(如DIY+3D打印)的新生态系统,象海啸一样同时冲击中美两国的制造业。
2、新竞争战略改变企业竞争力的基本面。竞争力与竞争战略的关系,是孙悟空与如来佛掌心的关系。受云计算模式影响,竞争战略这个如来佛掌心将发生变化,也就是说企业竞争战略将发生创新性的变化,形成介于成本领先战略与差异化战略之间的低成本差异化战略,从而改变企业核心竞争力实现的外部环境和条件。低成本差异化其中的低成本主要来自大平台的作用,差异化主要来自小前端的作用。以大规模定制为代表的低成本差异化战略,将构成互联网企业新核心竞争力的基本面。以免费、长尾为代表的新商业模式,在“格斗术”层面集中反映了这种新竞争战略的内在特征。
3、新市场结构首先在互联网业形成。原有市场结构主要有完全竞争、垄断竞争与完全垄断三种。但是在云计算(IaaS、PaaS、SaaS)作用下,由于平台(包括具有I、P、S特征的互联网业务平台,如基础技术支撑平台、基础业务支撑平台、应用支撑平台)与增值业务分离,首先在互联网业形成“新垄断竞争”这样一种前所未见的新市场结构,其特征是“平台自然垄断+应用完全竞争”。反垄断法和竞争法都将面临调整,以适应信息生产力和信息生产方式的发展。
4、一场工业革命以来从未见识过的产权制度革命将意外降临,“按使用收费”将成为新产权规则。在云计算技术(云+端)、云计算模式(基础平台+应用服务)作用下,将发生所有权的核裂变,形成支配权与使用权的再次分离(上一次分离在《罗马法》中)。SaaS中的软件免费(支配权免费)、服务收费(按使用收费),将演化为互联网产权的典型结构。形成网络企业产权的普遍基础,而有别于企业组织(科层结构)或市场组织(扁平结构)。形成类似“以租代买”的互联网资产的新产权规则(典型如苹果商店模式三七分成中,APP开发者从收入中上交的30%,相当于分享store和开发工具的“租”金)。这是一种既不同于公有制(因为按使用付费),也不同于私有制(因为生产资料分享)的新产权革命。
四、对等化:
语义网应用酝酿互联网改朝换代
未来五年,与平台化并行的,还有一个相反的方向,这就是对等化的发展。对等化在技术上最初起源于P2P,WEB(语义网)使之成形,典型发展在HTML5,即时通信,WEB应用,SNS这个方向上。其共性特征是形成节点对节点的新网络结构。未来五年,只是这股新潮流的孕育期,一旦成熟,将对苹果、微软、谷歌代表的现有秩序,构成颠覆性的、改朝换代。典型赢家将在腾讯、FACEBOOK、百度这条路径的方向上。新的末知的赢家将在这个方向冒出。
1、HTML5的走向。HTML5目前在商业上还不成熟,但它一旦成熟,就会引起移动互联网的改朝换代。改朝换代的目标,直指颠覆苹果iOS、微软WP、谷歌安卓的统治,附带摧毁建筑在这些平台上的客户端、中间件(如WIDGET)等“土围子”,最终导致本地应用被WEB应用的潮流取代。近期这个方向上争夺的集点在网页OS,腾讯、百度、UCWEB纷纷加入争夺;从中期看,微软由于采取混合策略(在银光与HTML5之间走中间路线),吸引了中间派(如三星),但随着HTML5商业成熟将失去势头;五年后基于应用感应的P2P型业务将强势兴起,唯一不确定的是激进的完全P2P型应用成为主流,还是有中心云服务的P2P型应用占上风。总的感觉这股潮流对中国互联网非常有利,应该也可以抓住。
2、即时通信等2.0、3.0应用渐成互联网主脉。一是视频化的微信将继QQ之后的成下一代主导业务。即时通信由于天然踩在P2P的龙脉上,因此当iOS、WP、安卓退潮后,它的活力仍会越来越强,渐渐成为互联网中的互联网(“骨干网”)。下一步即时通信的进化,主要表现在视频化(而且向实时流媒体方向发展)。由于未来五年是广电交学费的时期,因此互联网企业、电信运营商会通过视频服务取得三网融合的实际主导权。二是WEB2.0应用,如微博、社会化媒体、精准广告等,由于语义网环境的逐渐成熟,而向WEB3.0的方向(智能化方向)演进。SNS与搜索引擎在语义网驱动下,会从数据采集业的定位,向数据加工业的定位转向和深化。
五、个性化:
ME时代到来
以企业为中心的.COM时代,在未来五年将向以个人为中心的.ME时代迁移。代表性的趋势包括移动互联网的个性化、以创客、众包、专业余革命为代表的草根化,游戏为代表的娱乐化,将使人们一步步走向个性自由的时代。
1、个性化。目前的移动互联网还不是个性化的,手机主要还只是作为通信工具发展。随着智能手机的普及,移动互联网会充分借助号码唯一,定位到人的天然优势,导向一对一精准营销的个性化发展方向上来。智能手机将成为个性化平台,实现号码(身份信息)的一对一锁定,空间的一对一锁定(LBS平台)、时间的一对一锁定(“时间轴”)、资金流的一对一锁定(支付数据平台)。以这些平台为基础发展智能化的APP,将真正通向以情境定价为标志的个性化商业时代。
1.教学理念需要改变。高校重视教学工作,需要新的教学理念。目前我校的教学方式依然是“接受型”的课堂教学模式,不利于人才培养。这就需要教师树立新的教学理念,要由“以教师为主体”向“以学生为主体”进行转变,实现新型的教与学的关系。高等教育的教学过程本身就是一个知识创新的过程,同时也是育人创新的过程,在这个过程中应更加强调育人创新,使学生建立新思维、新理论,培养学生的问题意识和批判精神。
2.教师备课的要求。教师在备课时要求“备学生”,课程教学中的应用研究要求教师在上课之前要充分了解所授课班级学生的情况,充分了解学生对于本门课程的知识需求,关注学生的学习兴趣。教师要善于创建有利于自主学习的师生关系。要求教师要遵从约翰·杜威的民主交往理论,使自己成为“民主交往型”的教师。“民主交往型”教师,能够充分信任并尊重学生,同学生一起探讨研究问题。对学生的学习要及时给予积极客观的评价,鼓励学生,善于创设自主学习氛围,调动学生参与教学的热情,在不知不觉中培养了学生的自主学习能力。
3.创设自主学习情境。作为一门新兴的综合性学科,物流管理涉及的内容极为丰富,其课程的许多内容比较枯燥难懂。这就要求教师在教学过程中能够围绕培养目标,结合物流学科本身的特点,坚持以“教师为主导,学生为主体”的教学理念,灵活运用各种教学方法,采取多种方式培养学生的学习兴趣,引导他们自觉学习并掌握物流管理知识。首先,教师要根据物流管理专业学科特点、专业要求,为学生设置课程目标。其次,教师应为每个教学单元及每节课设定学习目标,让学生明确知道在这一单元或这一节课必须掌握的知识点。这些知识点的设立即要富有挑战性,也要符合学生的认知水平。而且要求教师在设立知识点时应与现实生活相结合,维持学生对于学习内容的兴趣,提高学生参与教学的积极性,变“我要学生学”为“学生自己要学”。
4.传授适宜的学习方法给学生。约翰·杜威曾说“:学校中的求知的目的,不在于知识本身,而在于使学生自己获得知识的方法。”中国有句古语:“授人鱼不如授人以渔。”教师在教学过程中,必须结合教学内容和自己的学习经验,传授给学生适用的学习方法。大学教育中一个主要的任务就是培养学生自主学习的能力,学生学习有法可循,自然会提高自主学习的兴趣。
二、《物流管理概论》自主学习课堂教学模式的构建
1.建立《物流管理概论》课程教学研究小组。物流管理专业系室建立《物流管理概论》课程群教学研究小组。小组的主要任务有:一是在对本课程的课程体系、教学内容、教学设施的建设和改革进行充分研讨的基础上,修订课程教学大纲,学要求与课堂教学、实验教学及其考核等环节的具体安排;二是开展教学法研究活动,包括交流国内外同类课程的课程建设、教学改革的经验和成果,探讨具有特色和创新性的教学模式,研究本课程的建设目标和实施方案,研讨如何构建自主学习的课堂教学模式。
2.适应物流管理专业特点,把教学内容进行三分。把《物流管理概论》教学内容分为三个部分,即教师精讲部分、学生参与部分和学生自学部分三个方面。对于教师精讲内容,是由教师进行详细的讲授,而且这部分的知识应是本门课程所要求掌握的基本知识。对于参与部分,在学生参与情况下完成这部分的教学任务,对于学生自学部分,是根据教师设立的知识目标,让学生自主进行学习。如在第一章物流概述中,教师精讲的部分为物流的概念及其含义、特点等,这部分教师可花一至两个学时进行详细的讲解,而这部分的内容应完全由教师传授给学生;对于物流的相关理论则是学生参与的部分,这部分由教师用十到二十分钟的时间进行简单的介绍,提出相应的问题,由学生思考,并同教师一起在探讨中进行学习。对于物流的产生与发展则是学生自学的部分,通过小组的学习,由学生汇报自己学习的成果,并在课堂上进行展示。
3.在教学互动中探索。在课堂教学中,教师与学生要互动,教师要扮演多重角色,使学生处于“教与学”的博弈之中,教师不仅是知识的传授者,组织者和指导者,同时也是与学生共同探索的伙伴,师生间应具有更加密切和深度的交流,在互动中,一方面要强调学生的主观能动行为,另一方面也要通过教师的提示或引导,促使学生发现真理、发现问题和提出问题,并共同寻求解决问题的途径和方法。通过学生的自主学习,使得每个学生于自主求索的场景之中,最大程度的发挥学习的积极性,在相关的知识领域中施展自己的智慧和才能,有所发现,有所提高。教师可在课堂教学中根据学生对物流管理知识的需求情况为学生提供选题建议。如通过目前我国的物流企业运营的状况,分析物流与经济的关系,查找相关的数据分析物流费用与GDP之间的关系,通过实战掌握知识。这样,既保证了学生对必须掌握的专业知识的学习,又培养了学生的学习兴趣,提高了学生的学习积极性和主动性。
4.适当运用案例教学法。在《物流管理概论》自主学习课堂中应适当运用案例教学法。案例教学法以学生讨论为中心,采用学生喜闻乐见的物流案例,激发学生的学习兴趣,提高其学习积极性和主动性,通过学生的独立思考或集体协作,提高其分析和解决具体问题的能力,培养其分析判断能力,提高他们的表达讨论技能。在案例教学中,教师不仅是教师而且也是学生。一方面,教师是整个教学的主导者,掌握着教学进程,引导学生思考、组织讨论研究,进行总结、归纳。另一方面,在教学中通过共同研讨,不但可以发现自己的弱点,而且可以从学生那里了解到大量感性材料。教师与学生共同探讨问题,由于调动集体的智慧和力量,容易开阔思路,使学生通过问题解决来学习,可以激发学生的思维活动,培养学生学习的独立性和自主性,有利于加深学生对知识的理解,收到良好的教学效果。
5.教师对于学生自主学习成果进行评价。著名教育评价专家斯塔佛尔姆强调:评价“不在于证明,而在于改进。”课堂教学中,教师应对学生的自主学习活动的表现如学习方式、情感、态度、结果等进行及时的肯定、鼓励和表扬,使学生明确学习方向,正确控制自己的学习行为,积极实践尝试、创新学习方法。进行学习评价时做到正面激励多而负面激励少,努力实现定量与定性相结合,主要是帮助学生建立积极的心态,建立对自己潜能开发的强烈自信心。让学生充分体验到自主探究活动的乐趣,感受到学习的主体角色。在学习的过程中学生更希望得到教师的赏识,教师要学会赏识学生,在自主学习课堂中这是树立学生自信心和个性发展的重要保证。
三、小结
【关键词】达尔文;进化论;意义;演变;生物
进化生物学是生物学中最基本的理论之一,它是由大家都熟悉的达尔文提出的生物进化论构成的。即指出关于生物由低级到高级,由简单到复杂逐步演变过程的学说。随着进化论的发展,产生了现代综合进化论,而当今演化学绝大部分就是以查尔斯·罗伯特·达尔文的演化论为指导。除此之外,埃尔温·薛定谔的《生命是什么》为主体方向,进化论已为当代生物学的核心思想之一。其进化论有三大经典证据:比较解剖学、古生物学和胚胎发育重演律。进化论除了作为生物学的重要分支得到重视和发展外,其思想和原理在其它学术领域也得到广泛的应用,并形成许多新兴交叉学科,如演化金融学、演化证券学、演化经济学等。
“物竞天择,适者生存”是进化论的基本含义,也就是说进化论里生命的演进是以自然选择和适应自然的能力为标准的。达尔文的进化论也曾遭受过质疑,曾有一个学说叫做:智能设计假说(又称“智慧设计假说”),这一种思想认为,“宇宙和生物的某些特性用智能原因可以更好地解释,而不是来自无方向的自然选择。”这一假说的主要支持者包括发现研究院等基督教智囊团体,他们认为,智能设计假说是同等重要的科学理论,甚至比现有的科学理论对生命起源问题的解释更加合理。
但是智能设计并没有进化论的能力,相反的,智能设计本来就是悖论。如果智能先于设计存在,那么智能必定有个存在的“环境”——请问没有被智能设计的环境产生之前,智能存在于什么样的环境中?那么这个环境又是谁设计的?如果说根本没有环境,那么智能设计者也可以说根本不存在,因为没有背景环境,何来本体。
另外,智能设计是从开始到现在一直在设计吗?如果是,它既然是“智能设计”且超越一切被设计物,应当同时设计出所有的被设计者,而不必待被设计者自行设计后来物;或者说,对它而言,开始到现在一直都是“开始”,为什么我们不是从开始到未来永生的?
如果不是,那么它开始设计和终止设计都分别在什么时候?它又是否知道它设计出的物中一部分有自行设计的能力?如果承认被设计物有设计能力,只不过这种自行设计的能力就是它赋予的,那么智能设计只能解释“第一因”或者“第一至第N个因”,却不能适用于全部物。而如果是这样,它怎么能算得上“智能全知全能”?
因此到目前为止,达尔文提出的进化论到目前为止即使受到过质疑,依然被承认和认可。生物的进化沿着怎样的规律,探讨这个问题有助于对物种灭绝和各种生物的进化演变提供理论依据
那么生物进化论在现实生活中有哪些意义呢,这就主要从物种方面开始讨论:
(1)物种形成是生物对不同生存环境适应的结果生物生存的环境具有变化性和异质性。环境随时间的变化导致生物的适应进化,环境在空间上的异质性导致生物的分异(性状分歧),分歧的结果是不同类型的生物,即物种的形成。不同的物种适应不同的局部环境,不能设想有能够适应各种不同环境的一种生物。各种生物在进化过程中不断分化,歧异产生更多的物种意味着也能够占领更多的生存环境,生物的不连续性是生物对环境的不连续性(异质性)的适应对策。
(2)物种间的生殖隔离保证了生物类型的稳定性物种在种间生殖隔离的存在下能保持物种相对稳定的基因库,没有种间的生殖隔离就会使已获得的适应因杂交而溶化丢失。所以物种的存在使得生物及保持遗传的相对稳定,又使进化不致停滞,保持进化的不可逆性,成为进化的基本途径。
(3)物种是生物进化的基本单位。
物种具有可变化性以适应环境的变化,但这只是相对的,一个物种不能永远适应变化着的环境。当环境变化的速度范围超出原有物种的适应能力,灭绝就会发生,这时新的环境也有待新的物种去占领。生态系统也要适应环境的变化,物种的更替(种形成和灭绝)和种间生态关系的改变可以使生态系统适应变化的环境,生物与环境之间从不平衡又达到新的平衡,从而推动整个生物界的进化。在这种宏观大进化的过程中每一步都是由物种进化所推动,物种是小进化的终点,同时又是大进化的起点,所以说物种是生物进化的基本单位。
(4)物种是生态系统中的功能单位不同的物种因其不同的适应特征而在生态系统中占有不同的生态位。因此,物种是生态系统中物质与能量转移和转换的环节,是维持生态系统能流、物流和信息流的关键。 [科]
【参考文献】
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关键词:“一带一路”;物流金融;法律规制;国际物流
基金项目:广东省江门市2015年社会科学规划课题:“江门融入一带一路国际运输大通道对策研究”研究成果之一(项目编号:JM2015B37)
中图分类号:D9 文献标识码:A
收录日期:2017年1月4日
江门市是珠三角经济较为发达的城市,近年来外向型经济推动了物流产业的快速发展。在国家“一带一路”的战略背景下,江门市融入国际海上运输大通道,具有得天独厚的地理位置优势。物流是商品流通的关键,随着对外贸易的开展,物流活动逐步国际化,物流更离不开金融业的支持。江门市应该大力发展物流金融产业,建构物流金融发展的法律环境。
一、现代物流金融的概念
经济全球化和区域经济一体化是当今世界经济发展的两股潮流。在此背景下,国际贸易、国际金融自由化的潮流突飞猛进地发展,物流活动与金融服务的结合产生了物流金融。物流金融服务是伴随着现代物流而产生的,是现代物流服务的创新产品,也是金融产品的创新。国外的物流金融发展已初具规模,有较为成熟的物流金融发展模式,还有法律制度作为保障,而国内的物流金融起步较晚,各种制度也不够完善。
墓α吹慕嵌壤纯矗物流金融是实现物流增值的融资活动,它有效地整合了物流、资金流和信息流,既解决了企业资金短缺,又提高了金融资本的使用率。在操作层面上,银行部门通过开发金融产品,解决了物流企业资金需求问题。银行除了开展传统的存款与贷款业务外,还提供抵押、贴现、保险等服务,促进物流金融产业的供需平衡。
WTO框架下的《服务贸易总协定》以列举的方式规范了服务业的12类部门,其中有商业、通讯、建筑、教育、金融、卫生、旅游与运输等。在这12类部门下面又具体分为160多个分部门,它们基本涵盖了服务业的全部领域。根据WTO《服务贸易总协定》,物流金融是一种服务产业,它是专门针对物流领域开展的金融服务。
二、江门市物流金融对法律规制的需求
近年来,江门市对外贸易发展很快。根据海关的统计,2015年江门市外贸总产值超过了1,230亿元,贸易顺差677多亿元。对外贸易的高速增长、跨境电子商务的繁荣,推动了区域物流以及国际物流的迅速发展。受到先进制造业和现代服务业的双重驱动,物流业成为支撑“广东制造”转型升级的重要力量。然而,这些外贸企业规模小、实力弱,产品缺乏创新,市场竞争力和抗风险能力都较弱,市场渠道还不够宽。要继续扩大出口,提高产品竞争力,降低物流成本,就必须积极创新,解决外贸企业融资难的问题。
与此同时,随着经济全球化的发展,物流的内涵也悄然发生变化,原来的第三方物流模式已不能适应市场的需要,结合现代信息技术的高端物流、智慧物流、金融物流等服务方式将成为未来的主导形式。纵观国内市场,物流金融还处于起步的初级阶段,相关的法律规制分散且不健全,商业银行、物流企业等还没有形成较为成熟的物流金融观念,物流金融的开展方式还在摸索阶段。因此,要促进外贸产业、物流服务与金融业的发展,就应该健全物流金融的法律规制。
三、物流金融法律规制建构的条件
物流金融是在WTO促进全球贸易自由化、金融自由化与国际投资自由化背景下产生的,是在世界经济一体化背景下产生的,全球市场形成以后,贸易自由化、物流国际化、金融自由化以及日新月异的金融创新是其产生的背景原因。
(一)贸易自由化。WTO大幅度降低或取消了关税,取消了配额等限制措施,极大地促进了贸易的全球化。跨国公司在全球范围内开展广泛的对外投资,直接推动了全球化时代的到来。物流金融依靠现代物流活动,在开展国际货物运输过程中提升服务形态。因此,WTO的贸易自由化措施,是物流金融得以产生的前提。
(二)金融全球化提供了便利条件。经济全球化包括贸易领域、国际金融以及国际投资的全球化。金融全球化是经济全球化的重要组成部分,它从国际金融方面推动经济全球化,经济全球化也加快金融全球化进程。从金融发展进程来看,推动金融全球化的主要动因是20世纪80年代起源于欧美国家的金融自由化、信息技术的应用以及金融创新的发展。金融全球化作为经济全球化的重要组成部分,但它同时又相对独立于经济的全球化进程。在金融全球化过程中,各国经济与金融的相互依赖关系进一步加深,而且金融跨国界流动变得日益频繁。
(三)金融创新的推动。金融创新是指通过改变现有的金融体制和增加新的金融工具,创造新的金融产品或服务的过程。现代金融的活的灵魂是不断进行创新,在现代金融发展史上,大额可转让存单、信用卡等都是金融创新的结果。熊彼特认为创新就是指生产出新的产品、应用新技术或新的生产方法、实行新的生产组织方式等。一般认为,宏观上的金融创新与金融变革具有相同的含义,它强调整个金融业的发展史都离不开不断的创新。在微观层面,金融创新仅指金融工具的创新。它包括金融管理制度的创新、开拓金融市场方式的创新、金融机构的创新以及金融产品的创新等。
四、物流金融法律体系建构路径
(一)完善立法体系。立法机关要制定物流金融方面的法律法规,形成系统的法律体系,实现有法可依。目前,各地的政府都制定了促进物流产业发展的行政法规,而且物流协会也制定了这方面的行业规范,但是物流金融涉及到金融部门、合同等各方面问题,立法必须形成体系,必须统一相关的法律规范。完整的法律体系由上位法、下位法构成,我国目前没有制定国家层面的《物流法》,统一立法的缺失在一定程度上不利于物流金融的发展。法理学认为,当经济发展到一定规模的时候,应该有相应的法律制度作为规范。在此情况下,各地可以发挥地方立法的积极性,制定适合本地区需要的地方法律法规,填补统一立法的不足。从目前来看,《广东省供给侧结构性改革降成本行动计划》(2016-2018年)和2009年《江门市关于加快现代物流业发展的工作意见》,都对降低物流成本做出了明确规定,对发展物流金融具有指导意义。
(二)建立仲裁机制。仲裁是一种由第三方裁决的纠纷解决机制,与诉讼相比较它具有公正性、灵活性、高效率等特点,是国际经济领域最主要的纠纷解决方式之一。为了满足国际物流对金融业务日益增长的需要,物流金融的仲裁制度是必不可少的。国际商事仲裁制度有机构仲裁和临时仲裁两种模式,而我国目前只有机构仲裁制度。尽管我国在加入《承认及执行外国仲裁裁决公约》时,认可了条约中关于临时仲裁的约定,但在现行制度中并没有具体的体现。因此,江门市要结合区域物流行业的特点,及时完善仲裁制度。
(三)建构法律关系。物流金融作为供应链发展的结果,是现代物流的一项服务创新。物流金融的法律关系建构,由银行、融资企业和物流公司三方组成。商业银行在物流金融中作为资金提供者,为了降低风险,需要融资方提品质押。在国际物流中,支付工具以商业汇票为主,也需要银行发挥作用。要解决质押物的储存、监管等,则需要物流公司的合作。物流公司除了提供运输、装卸搬运和集装箱等服务,还可以提供仓储场所用于质押物的储存、物品监管等。融资企业大多以中小企业为主,是物流金融的需求者。它们受到自身实力的限制,抗风险能力差,对物流金融有迫切需求。目前,江门市政府已经看到了物流发展的瓶颈所在,从政策层面上支持物流金融的发展。银行、企业与物流公司应当积极行悠鹄矗在合作中明确各自的权利与义务,从物流金融中寻找更多的机遇。
(四)加强风险防范。物流金融领域的风险包括宏观和微观两个层面的。宏观层面上的风险主要是金融风险、外汇风险等,它们来自宏观经济领域。金融风险能波及所有行业,外汇风险通过外贸行业影响到进出口企业与国际物流业。在微观层面上,风险来自物流金融的具体业务,如仓单抵押风险、信用担保风险等。此外,由于法律不健全、法律适用冲突等,也可以引起法律风险。要确保物流金融健康发展,就需要健全法律制度,完善法律法规,减少法律冲突。
五、物流金融法律规制应遵循的原则
(一)权利与义务平等原则。该原则也称贸易自由化原则。根据WTO相关规定,成员国要履行WTO相关义务。如开展国际贸易要遵守WTO基本规则、履行承诺的减让义务、制定贸易政策要确保统一性和透明度等。与此同时,WTO成员国也享有一系列WTO所规定的权利。在物流金融活动中,物流公司、金融机构以及融资企业有时都位于一国之内,有时则是跨越国界的,因此物流金融就具有国际性因素。不管属于哪一种,建立在契约平等基础上的各方主体,它们的权利与义务则是平等的。
(二)服务贸易自由化原则。服务贸易自由化,是指一国政府在开展对外贸易时,通过国内法律和签订国际条约,对现在服务业和与服务有关的人、资本、物质等的国际间流动,逐渐减少政府的限制措施,提供国民待遇等政策,放松对外贸易管制,为服务业发展提供一个宽松的环境。服务贸易在国际间的自由化,与货物贸易的全球自由化一样,通过实现资源合理、优化配置,以提升服务质量和追求经济效益最大化为目标。服务贸易自由化,要求降低服务贸易的壁垒,促进服务业的创新。物流和金融都是服务业,因此物流金融在本质上也是服务业。在欧美各国,服务业占GDP的比重越来越大,它们都高度重视物流金融活动,纷纷从立法、行政上采取多种措施大力发展物流金融。随着全球化的进一步发展,物流金融一定会更加发达。
(三)国民待遇原则。国民待遇原则是WTO的基本法律原则之一,是指在民事权利方面一个国家给予在其国境内的外国公民和法人与其国内公民、法人同等待遇。它作为最惠国待遇原则的重要补充,在实现WTO成员平等待遇基础上,促进商品或服务进入另一成员领土后,也应享受与该国的商品或服务相同的待遇。在物流金融过程中,给予外资银行或国外物流企业国民待遇,是WTO成员国的一项义务。
(四)市场准入制度。市场准入,一般是指货物、劳务或资本进入一国市场程度的许可,它包括广义的市场准入和狭义的市场准入。在法律上,市场准入是政府或相关部门规定公民和法人进入市场从事生产经营必须具备的条件和必须遵守的法律规范的总称,是国家为保护公共利益而对市场进行监管的基本制度。加入WTO以后,我国逐步开放服务市场,国外的服务型企业相继进入我国市场。我国的服务市场准入制度,在维护市场秩序、促进公平竞争、防止市场垄断等方面起到积极的作用。
主要参考文献:
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关键词:先进制造技术;新工业革命;制造模式;新一代信息技术;
作者简介:周佳军(1989-),男,湖北黄冈人,博士研究生,研究方向:计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机集成制造系统等
0引言
制造业是中国经济增长的主体和支柱,是综合国力的重要体现。当前我国制造业的总体情况依然落后,从资源与环境的角度看,我国制造业对能源和资源消耗巨大,环境污染严重;从技术与创新水平的角度看,我国制造产业的技术创新能力薄弱,科技含量低,技术水平落后,有自主知识产权的产品少,产品的附加值较低[1];从产业内部价值链的角度看,我国传统制造业处在价值链上(研发、制造、营销)价值创造能力最低的环节,在研发和营销领域,科技创新能力弱、品牌建设不足;从市场环境的角度看,知识经济时代的市场竞争日趋激烈,消费更加个性化,传统的以追求生产效率为目的而进行的品种单一、大批量以及标准化的产品制造模式,很难适应现代市场中客户的个性化和多样化需求。
先进制造技术(AdvancedManufacturingTechnology,AMT)注重经济效益和技术的融合性,通过柔性生产、灵活生产、产品差异化、注重效率和质量等方式增强企业对市场的反应能力、提高自主创新能力,为客户提供更加人性化的服务,具有产品质量精良、技术含量高、资源消耗低、环境污染少、经济效益好等特性,通过发展AMT和战略性新兴产业改造提升传统的资源密集型和劳动密集型工业,以开辟一条科技含量高、资源消耗低和环境污染少的新型工业化道路,已成为提高我国高新技术发展、推动经济发展和满足人民日益增长需求的主要技术支撑。
2012年以来,新工业革命成为各国讨论的热点,以物联网(Internetofthings)和大数据(bigdata)为代表的信息技术、以绿色能源为代表的新能源技术、以3D打印技术为代表的数字化智能制造等技术系统协同创新,将柔性化、智能化、敏捷化、精益化、全球化和人性化融为一体,将改变制造业的生产模式和全球经济系统,引领人们的生活走向智能化时代。工业西方发达国家纷纷提出“再工业化战略”,试图实现从“产业空心化”到“再工业化”的回归,提出的再工业化战略并不是恢复传统制造业的生产能力,而是通过加快突破和应用AMT抢占新一轮科技和产业竞争的制高点,占领产业链的高端。为了保证我国制造业的持续发展,必须尽快完成制造业的转型升级,实现由制造大国向制造强国的转变。
1先进制造技术
AMT自20世纪80年代提出以来,世界各国都十分重视其理论和应用实践研究。AMT既包括先进加工技术(AdvancedProcessingTechnology,APT)(主要指材料加工工艺及方法),又包括对先进装备、人的智慧等有机构成的现代集成制造系统的智能控制和组织管理的先进制造模式(AdvancedManufacturingMode,AMM),主要指制造模式及系统。美国联邦科学、工程和技术协调委员会(FederalCoordinatingCouncilorScienceEngineeringandTechnology,FCCSET)下属的工业和技术委员会AMT工作组提出其主要包括三个技术群[2]:主体技术群(AMT的关键支撑,如计算机辅助设计、加工工艺规划、增材制造技术、并行工程,以及材料生产工艺、加工工艺、加工和测试技术等)、支撑技术群(如计算机技术、自动化技术、检测与转换技术、标准和框架等)和管理技术群(如质量管理、基础设施、人员培训、全局监督等)。虽然先进制造模式和AMT密不可分,实践中也常将二者混为一谈,但是它们是两个不同的概念。AMT注重制造单元功能效用的发挥(偏重技术),AMM注重组织方式,强调的是人、组织结构和技术三者的协同。两者的关系如图1所示。
从社会技术系统的观点看,任何制造系统都有两个尺度,即技术系统和伴随技术系统的社会系统,社会技术系统强调系统中技术系统与社会系统两类因素的相互作用,技术影响社会系统投入的种类、转换过程的性质和系统的产出。然而,社会系统决定着技术利用的有效性和效率,如果孤立地试图使其中一个系统最优化,则可能使系统的总效能降低。AMT是各个单项技术在先进制造哲理下的有机集成,从最初关注技术和工程科学等自然科学的集成,慢慢过渡为重视在AMT应用过程中科学技术、组织结构以及人的智慧等的深度融合,尤其注重自然科学与社会科学的集成、系统体系观念和整体全局优化,最终目的是使整个制造系统能对外部市场环境的变化产生及时、高效、敏捷的反应。
1.1先进制造技术的概念、内涵及主要内容
制造指对原材料进行加工或再加工,以及对零部件装配过程的总称。AMT的概念起源于美国[3],早期其定义是以计算机和信息技术为基础的制造技术群,主要包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助工程、机器人及柔性制造技术、自动控制系统、数控技术及装备等[4-5],从研究的角度看,先进制造技术在不同时代具有不同的含义,当前各种新出现的、先进的机械加工技术(纳米加工、激光切割、增材制造等)、精益生产、并行工程、柔性制造、虚拟制造、敏捷制造和现代集成制造模式等,都属于AMT的研究之列。
我国学者在对国外学者有关AMT定义的归纳和研究中,更为系统地对AMT进行了定义,认为AMT是一个多学科体系,包括从市场需求、产品设计、工艺规划到制造过程与市场反馈的人—机—物系统工程[6-7]。AMT本质上是自然科学(自动控制技术、工艺规划技术等)和社会科学(组织管理和经济学等)的有机融合体,是通过生产方式的智能化和柔性化来提高企业的核心竞争力和对市场环境的反应能力。
从制造系统的观点看,AMT是一个三层次的技术群,如图2所示:第一个层次(内层)为基础制造技术,主要指优质、高效、低耗、清洁的通用共性技术,对应AMT中的支撑技术(如图1);第二层(中层)是新型制造单元技术,由制造技术与信息技术、新型材料加工技术、清洁能源、环境科学等结合而成,涉及多学科交叉、集成与融合,对应于先进制造技术中的主体技术和管理技术;第三层(外层)为先进制造模式/系统(集成技术),是由先进制造单元技术和组织管理等融合而成的现代集成制造模式,强调技术系统和社会系统的协同与融合,对应于图1的先进制造模式,是人、技术、组织和管理等要素的集成,也是人机物协同制造系统。
1.1.1基础制造技术
优质、高效、低耗、清洁的基础制造技术,主要指传统的制造工艺技术(如毛坯测量下料、铸造/塑性成形、锻压、焊接、热处理、材料强韧化、表面保护、机械加工、优质高效连接技术、功能性防护涂层及各种与设计制造等)经过优化和改进后形成的基础制造工艺,是先进制造技术的核心组成部分。
1.1.2新型制造单元技术
新型制造单元技术由制造技术与互联网信息技术、人工智能、新型材料加工技术、清洁能源、环境科学等结合而成,涉及多学科交叉、集成与融合,主要包括以下内容:
(1)新型材料、纳米技术和激光加工传统材料的研制过程通过基本材料的组合反复试验配制获得,整个过程非常缓慢。2011年6月,美国先进制造业伙伴关系(AdvancedManufacturingPartnership,AMP)计划之一的“材料基因组计划”[8],从分子结构的角度分析材料,通过原子排列找出相—显微组织—性能—环境参数—使用寿命的关系,建立了原子、分子的结构与材料性能的关系,极大地提高了研发、生产和应用先进材料的速度。纳米技术和激光加工引发了机械技术与电子技术在毫微米水平上的融合。
(2)增材制造与精密成型技术增材制造(如3D打印[9])是材料技术、粘结技术和打印技术的融合创新,由原材料直接制造成精密工件的材料近净成型技术(Near-netShapeForming,NSF)制作的零件不需要加工或少量加工即可投入使用,极大地改造了传统的毛坯成型技术[10]。
(3)机器人、自动化及智能化技术工业机器人在生产加工中可以完成某些过程复杂、费时耗力的标准化生产流程[11];自动化促使机器或生产过程从自动控制发展到自学习、自组织、自维护和自修复等;智能化技术综合了信息技术、模糊算法、神经网络控制等智能优化算法,使机器在没有人工干预的情况下进行生产,具有人机一体化、自律能力强、自组织与超柔性、自学习与自我维护等特点。
(4)先进电子技术装备先进电子装备,如平板电脑、智能手机、穿戴设备等普适人机交互设备和移动终端会越来越普及,使人与物理世界的交互方式更加普适化、虚拟化、智能化和个性化,实现任何地点、任何时间、任何人都能访问任何信息的交互,传感器和嵌入式设备将会感知和采集各种环境和监测对象信息,并对这些信息进行处理,用户能够利用自然普适智能的方式无缝地实现资源共享和服务的获取。
(5)分子生物学和生物制造通过学习生物系统的结构、功能及其控制机制,解决制造过程中的一系列难题。强调生命科学的应用,方法包括基因算法、进化算法、强化学习和神经网络等。
(6)供应链管理制造过程是物质流、信息流在控制流的协调下实现从原料到产品的转换,供应链管理以整体效益最优化为目标,以系统化的观点综合考虑对人、技术、管理、设备、物料、信息等系统构成要素的优化组合,实现产品生命全周期经济效益、社会效益和生态效益的协调统一。
(7)清洁生产技术、绿色可持续制造清洁生产和绿色制造主要表现在以下几个方面:1绿色设计,设计阶段就充分考虑对资源和环境的影响;2绿色选材,将环境因素融入材料的选择过程中;3绿色制造,采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的制造方法;4回收和循环再制造,实现资源―产品―废弃物―再生资源或再生产品的反馈式循环模式[12]。
(8)物联网、大数据、云计算(cloudcomputing)等新一代信息技术IBM公司基于新一代信息技术提出的智慧地球(smartplanet)掀起了物联网研究的,引起了国内外学者和政府的广泛关注[13]。物联网是利用无线射频识别(RadioFrequencyIDentification,RFID)、嵌入式系统、传感器等技术获取现实世界信息,使物体与物体之间通过网络相互连接并进行信息交互,以实现智能化识别、跟踪、监控和管理的一种网络[14]。物联网技术融入产品的全生命周期及制造过程的各个阶段,将形成新的制造模式———制造物联。随着物联网时代的到来,社交网络、电子商务、信息物理系统、移动终端等迅速发展,数据量尤其是半结构化、非结构化数据呈爆发式增长,据著名咨询公司IDC的研究报告,2011年网络大数据总量为1.8ZB,预计到2020年,总量将达到35ZB,大数据时代正在来临[15]。一般意义上,大数据指无法在一定时间内用常规机器和软硬件工具对其进行感知、获取、管理、处理和服务的数据集合[16],具有大量、高速、多样、价值密度低的特点。对于制造业而言,数据积累和数据的广度还不够,数据应用大多针对传统企业内的结构化数据,有效整合大数据,包括微博、论坛、网站等数据源,分析发掘这些数据蕴藏的潜在价值,有助于快速预测市场趋势和客户的个性化需求,细分客户并提供量身定制的合适服务,及时了解整个供应链的供需变化等。此外,制造系统中包括大量的物料、人员、生产设备状态及加工过程等数据,研究制造系统中产生的大量不同来源的数据的动态演变过程,搜索、比较、聚类、分析、处理与融合制造过程的数据,可以支持制造过程的优化决策,优化生产流程和改进产品质量,有效提升制造企业的经营管理效率和市场竞争力。大数据分析需要高效的数据处理平台,目前制造业已经进入大数据时代,而大数据具有数据体量巨大、数据类型繁多、查询分析复杂等特点,超越了现有企业的IT架构和基础设施的承载能力,因此需要高性能的计算机和网络基础设施,必须依托云计算的分布式架构、分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术等。云计算[17]是能够提供动态资源池、虚拟化和高可用性的下一代计算平台,通过按需使用的方式为用户提供可配置的资源(包括网络、服务器、存储、IT基础设施、软件、服务等)。云计算融合物联网、面向服务、高性能计算和智能科学等技术形成云制造[18],将各类制造资源或能力虚拟化、服务化,通过网络和云平台为用户提供可高效便捷、按需使用、优质廉价的制造全生命周期服务。
1.1.3先进制造模式/系统
制造模式是制造业为了提高产品质量、市场竞争力、生产规模和生产速度,以完成特定的生产任务而采取的一种有效的生产方式和一定的生产组织形式。先进制造模式是以计算机信息技术和智能技术为代表的高新技术为支撑技术,在先进制造思想的指导下,用扁平化、网络化组织结构方式组织制造活动,追求社会整体效益、顾客体验和企业盈利,是最优化的柔性、智能化生产系统。按照历史唯物主义的观点,社会存在决定社会意识,从制造业的发展进程来看,不同社会发展时期决定了不同的制造思想、生产组织方式和管理理念,它们相互作用、共同决定了特定时期的制造模式。如图3所示,按照制造技术的发展水平、生产组织方式和管理理念,将制造模式的发展历程归纳为手工作坊式生产、机器生产、批量生产、低成本大批量生产、高质量生产、网络化制造、面向服务的制造、智能制造8个阶段。
工业革命以前,产品主要以手工作坊式和单件小批量模式生产为主,产品质量主要依赖手工匠的技艺,其成本较高、生产批量小,零部件的质量可控性和兼容性比较差,供不应求成为制造业进一步发展必须解决的问题。产业革命后,新的生产技术和管理思想大量涌现,这一阶段的早期,制造技术的改进重点是规模化大批量生产和提高生产效率,流水线式生产方式使得专业分工和标准化规模生产从技术方法上成为可能,科学组织管理理念等又从组织、结构和方式上保障了流水线式生产的实现,使得大规模制造成为可能。然而,大规模、批量化生产方式的精细化分工和高度标准化形成了一种刚性的资源配置系统,在买方市场下,市场环境瞬息万变,这种生产模式会给企业带来巨大损失,20世纪90年代,随着先进制造理念、先进生产技术以及先进管理方式的不断成熟与发展,各种新的制造理念、先进制造新模式得到了迅猛发展,理论界相继出现了高质量生产、网络化制造、面向服务的制造、智能制造等一系列新概念,各种先进制造模式之间的关系如图4所示。
(1)高质量生产
并行工程、柔性制造、精益生产[19-20]这三类制造模式是基础的生产管理方法,是虚拟制造、敏捷制造、现代集成制造的基础技术;虚拟制造[21]是实现敏捷制造[22-23]的重要手段;生物制造[24]和绿色制造[25-26]是考虑环境影响和资源利用率的制造模式,相关文献已有介绍,不再赘述。
(2)网络化制造
网络化制造是指在产品全生命周期制造活动中,以信息技术和网络技术等为基础,实现快速响应市场需求和提高企业竞争力的制造技术/系统的总称。比较典型的应用模式有制造网格(MGrid)[27]、应用服务提供商(ApplicationServiceProvider,ASP)[28]。制造网格是运用网格技术对制造资源进行服务化封装和集成,屏蔽资源的异构性和地理上的分布性,以透明的方式为用户提供服务,从而实现面向产品全生命周期的资源共享、集成和协同工作;ASP是企业将其部分或全部流程业务委托给服务提供商进行管理的一种外包式服务,以优化资源配置、提高生产和管理效率。企业用户可以直接租用ASP平台提供的各类软件进行自己的业务管理,如产品生命周期管理(ProductLifecycleManagement,PLM)、企业资源规划(EnterpriseResourcePlanning,ERP)等,不必购买整个软件和在本地机器上安装该软件,从而节省了IT产品技术的购买和运行费用,降低了客户企业的应用成本,特别适用于中小型企业。
(3)面向服务的制造
制造的价值链正不断延伸和拓展,制造和服务逐渐融合,制造企业更加倾向于为顾客提品服务及其应用解决方案。面向服务的制造是为实现制造价值链的增值,通过产品和服务融合、客户全程参与、提供生产型服务或服务型生产,实现分散的制造资源整合和各自核心竞争力的高效协同,达到高效创新的一种制造模式[29]。面向服务的制造的典型应用有众包生产(CrowdSourcing,C-Sourcing)、工业产品服务系统(IndustrialProductServiceSystem,IPSS)等。众包生产源于众包,众包一词最早出现在2006年,由美国《连线》杂志一位名叫杰夫·豪的记者首次提出[30]。众包是一种分布式的问题解决和生产模式,它将工作任务通过互联网以公开、自由自愿的方式分发给非特定的大众。众包生产就是网络化社会生产,让更多产品和服务用户参与到产品的创新活动中来,打破企业创新来源的界限,聚集大众智慧,增加公众的参与度,并通过“用户创造内容”的形式生产出符合消费者需求的个性化产品[31]。众包生产对构建创新型制造企业非常重要,它具有开放式生产、组织构成的动态性、物理范围的分布性、参与者的主动性等特点,能够突破传统生产模式,通过外部资源的整合实现产品开发任务;另外,它还可以通过激励机制代替合约机制,以极低的成本聚集外部的零散个体用户和群体资源,为客户提品及其应用解决方案。面对多样化的个性需求和不断变化的市场环境,众包生产能够灵活、高效、低成本地进行资源的重新分配和整合,有效降低产品制造成本,减少企业风险,提高适应个性化需求的灵活性,它的出现给企业的研发、生产、销售、管理和售后服务带来了巨大影响。产品服务系统(ProductServiceSystem,PSS)通过系统地集成产品和服务,为用户提品功能而不是产品本身来满足用户需求,从而实现产品全生命周期内的价值增值和生产与消费的可持续性[32]。IPSS[33]是在PSS的基础上提出的。IPSS是工业产品及其相关服务的集成,它将产品与服务作为一个集成化的整体提供给用户,这里的产品既可以是用户所有,也可以是IPSS的提供者所有,不但关注产品本身质量而且考虑顾客体验,通过用户的参与来提高产品服务创新能力;服务则是覆盖整个产品全生命周期内的所有活动(设计、制造、运输、销售、使用、维护、售后服务等),通过专业的服务共享降低用户的成本投入,从而集中更多的精力关注其核心竞争力。IPSS的核心是提供工业产品的工作能力,这依赖于提供者的知识水平和经验丰富程度,因此它具有知识服务和生产型服务的特点。
(4)智能制造
基于新一代信息技术和IBM智慧地球的研究框架,制造系统的集成协同越来越关注人的发展和周围环境的融合,研究的关注点从之前侧重信息技术和工程科学的集成,逐步转变为技术体系、组织结构、人及环境的深度融合与无缝集成,实现优势互补与可持续制造。此类制造包括云制造、制造物联、基于信息物理系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)的智能制造乃至智慧制造。德国政府于2013年4月举办的汉诺威工业博览会上正式推出了工业4.0战略,在该战略下提出的智能制造是面向产品全生命周期,实现泛在感知条件下的信息化制造。智能制造技术是在新一代信息技术、云计算、大数据、物联网技术、纳米技术、传感技术和人工智能等基础上,通过感知、人机交互、决策、执行和反馈,实现产品设计、制造、物流、管理、维护和服务的智能化,是信息技术与制造技术的集成协同与深度融合。在产品加工过程中,智能制造将传感器及智能诊断和决策软件集成到装备,由程序控制的装备上升到智能控制,能自适应反馈被加工工件在过程中的状况[34]。例如,基于CPS的智能制造生产过程与传统的数控加工技术相比,能感知温度、环境、加工材料的属性变化,并作出相应调整,不会死板地执行预定程序,能够保证加工出的产品精度。基于云计算、物联网、面向服务和智能科学等技术的云制造也是一种智能化的制造模式[35],它利用网络和云制造服务平台,按需组织网上制造资源(制造云),为用户提供可随时获取的、动态的、敏捷的制造全生命周期服务[36-38]。云制造能促进制造资源/能力的物联化、虚拟化、服务化、协同化和智能化。与传统的网络化制造相比,云制造具有更好的资源动态性、敏捷性以及产品和服务解决方案的灵活性,同时能更好地解决ASP模式的客户端智能性和数据安全性的不足问题,以实现更大范围的推广和应用;与制造网格相比,云制造在“分散资源集中使用”思想的基础上,还体现了“集中资源分散服务”的思想。制造物联[39]是基于互联网、嵌入式系统、RFID、传感网、智能技术等构建的现代制造物联网络,是以中间件、海量信息融合和系统集成技术为基础,基于物联网系统开发服务平台和应用系统,解决产品设计、制造、维护、管理、服务等过程中的信息感知、可靠传输与智能处理,增加制造的服务化与智能化水平的制造新模式。制造物联在制造系统中的应用能够有效地管理制造资源、监控制造过程、匹配制造需求等,将传统的产品制造从市场调研、研发设计、供应链、生产过程、销售、物流运输与售后服务融为一体,协同制造过程中物料流、能量流、信息流、价值流的优化运行,以支持产品智能化、生产过程自动化、供应链与物流的准时化和精益化、企业经营管理辅助决策等应用,极大地提高了制造企业的核心竞争力。
基于语义Web、务联网(InternetofService,IoS)、社会性网络服务(SocialNetworkService,SNS)等,智能制造/云制造的进一步发展将会诞生智慧制造(WisdomManufacturing,WM)[40-41]。WM将机器智能、普适智能和人的经验、知识与智慧结合在一起,形成以客户需求为中心、以人为本、面向服务、基于知识运用、人机物协同的制造模式。
综上所述,先进制造模式是以所追求的目标和生产开展方式的转变为基础而产生及发展的,体现的是消费者的个性化需求、科学技术发展水平和市场竞争形势,是由先进制造哲理、先进组织管理方式、先进制造技术及人的相互融合发展、相互协同作用的产物。这是一个系统灵活性不断增大、组织结构和过程不断优化的进程,将形成人机物协同制造系统,使制造资源得到最佳利用、生产效率得到极大提高,能够对市场变化和内部变化作出迅速响应。
1.2先进制造技术对产品生产活动的影响
从生产流程来看,AMT与传统制造技术对制造过程的影响如图5所示。传统制造是利用制造资源将原材料转换为产品的过程,仅为生产过程的一部分,一般包括产品的加工和装配两大内容,制造商自行生产或者从供应商购买零件,将其组装成产品并检验以符合要求。制造过程中输入的是原材料、能量、信息、人力资源等,输出的是符合要求的产品。传统的制造系统设计、制造与销售各部分之间信息的传递与反馈不畅,各部门按功能分解任务,容易只考虑本部门的利益,对系统的优化考虑较少,造成设计与制造部门间难以协调、矛盾突出。
AMT主要从材料设计、制造流程改造、产品服务融合的集成解决方案和循环利用四个方面拓展传统制造技术的内容:
(1)材料设计新型材料的成型和加工技术愈发重要,对材料分子层或原子层的定向改造极大地提高了产品性能,超硬材料、功能梯度复合材料的某些新的成形、加工技术将不断涌现,如超导材料成形加工等。
(2)制造流程改造传统制造是面向批处理、时间上和空间上分离的分布式加工,先进制造超效能加工和自动化技术能够促使连续流制造,减少零件库存。
(3)产品服务融合先进制造强调涵盖从产品研发直至客户应用的全过程,提品、软件和服务于一体的产品解决方案和端对端的服务。知识资本、人力资本和技术资本的高度聚合,使制造活动摆脱了传统制造低技术含量、低附加值的模式,通过产品设计、管理咨询等活动,技术和知识在生产过程中被实际运用,将技术进步转化为生产能力和竞争力,为企业产生更高的附加价值。
(4)循环利用[42]先进制造注重材料的回收利用,不但对环境友好而且节约原材料成本。传统的产品制造模式是一个开环系统,即原料工业生产产品使用报废弃入环境,是以大量消耗资源和破坏环境为代价的制造方式;而循环生产是一个闭环系统,整个生命周期考虑生态环境和资源效率,从单纯的产品功能设计扩展到生命周期设计,强调所有资源应该实现在经济体系内的循环利用。
基础制造技术、新型制造单元技术和现代先进集成制造技术对制造业的发展产生了重要影响。基础制造技术通过改进、整合形成新型制造单元技术,进而影响整个制造过程。诸如网络化制造、面向服务制造和智能制造等先进集成制造技术已在前文说明,这里着重探讨新型制造单元技术对制造过程的影响。具体来讲,新型制造单元技术(图2中第二层)对传统制造流程的改造如图6所示,增材/精准制造用于对加工阶段的改造;机器人/自动化技术用于组装和生产流程的自动化;先进电子技术用于产品和服务的融合以及加工过程的控制;供应链设计以整体效益最优化为目标,以系统化的观点综合考虑人、技术、管理、设备、物料、信息等系统构成要素的优化组合,在满足产品或服务供给要求的同时,达到成本最低;清洁生产技术主要用于材料的循环利用、回收等环节;分子生物学和生物制造用于材料设计及制造流程的改进;纳米材料技术用于合成与加工功能梯度材料、复合材料等;物联网、云计算和大数据用于对产品全生命周期制造过程进行全方位跟踪、分析、优化和控制,实现多维度、透明化的泛在感知,确保制造过程的高效、敏捷、可持续和智能化。
需要指出的是,AMT对传统制造流程的改造,不但使原有制造和装配工艺等制造中期阶段产生了质的变化,而且涵盖了市场信息分析、产品决策、产品设计、生产准备等生产前阶段,以及质量监测、销售使用、售前售后服务、产品报废的处理和回收再生产等后阶段,覆盖了产品生命周期的制造全过程,可提供集产品、软件和服务于一体的整体解决方案,实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产。
1.3各国先进制造技术发展情况和研究进展
近年来,美国、日本、德国等发达国家先后针对AMT的研发提出了国家层面的发展战略计划。美国在2009年12月颁布了《AFrameworkforRevitalizingAmericanManufacturing》(重振美国制造业框架)[43];2011年6月宣布了《TheAdvancedManufacturingPartnership》(先进制造伙伴计划)[44];2012年2月了《ANationalStrategicPlanForAdvancedManufacturing》(先进制造业国家战略)[45],提出通过加强研究和试验税收减免、扩大和优化政府投资、建设智能制造技术平台,以加快智能制造的技术创新。
日本在1989年就发起“智能制造系统”计划,推动本国AMT的研究和发展;2010年5月公布了《产业结构蓝图》,同年6月通过《新增长战略》法案,规划了日本经济2011年~2020年的十年发展战略,其中包括对先进制造业的支持策略,通过大力调整制造业结构,加快发展机器人、无人化工厂、3D打印技术等尖端领域,提升制造业的国际竞争力[46]。
德国作为工业强国,为保持其制造业的竞争优势,采取积极有效的行动,将大量人力和物力投入到AMT中,推动AMT的发展,并制订了相关的计划[47],特别是2010年7月制订了《高技术战略2020》,以支持制造领域新型革命性技术的研究与创新。其中“工业4.0”项目[48]是《高技术战略2020》确定的十大未来技术项目之一,用以支持工业技术领域新一代关键技术的研发和创新,该项目成为2013年汉诺威自动化展最热门的话题。工业4.0旨在通过互联网、物联网、CPS、IoS等技术提升制造系统的智能化水平,它包括两大主题:1智能工厂,重点研究智能化生产系统和过程,以及网络化分布式生产设施的实现;2智能生产,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。欧盟于1998年~2007年相继公布了第五框架计划(1998~2002)、第六框架计划(2002~2006)和第七框架计划(2007~2013),于2009年颁布了《欧盟共同关键使能技术发展战略》,次年3月颁布了《欧洲2020战略》[49]。发达国家希望以高新技术为依托大力发展节能环保产品、清洁能源、新材料等新兴产业,构筑新的优势,消除不利因素,创造有利环境及符合自身优势的新兴市场,规避在传统制造领域与中国等发展中国家相比的竞争劣势,以树立其AMT的持续竞争优势,提高其先进制造业的竞争力。
我国也十分重视AMT的发展,国家863计划在清华大学建立了CIMS工程研究中心。先进制造技术作为一个主题在国家科技部领导下取得重大进展,如数字化制造与工业工程[50]、网络协同设计[51]、网络制造、仿生制造[52]、绿色制造与区域网络制造[53]、供应链、网络化制造、大批量定制和仿生制造[54-55]等。特别是国家“十二五”制造业信息化科技工程规划中,明确提出了大力发展新一代集成协同技术、制造服务技术和制造物联技术,该规划的实施将促进互联网、云计算、物联网等新一代信息技术与制造技术相融合,为加速制造业结构调整和转型升级、发展高端制造业等战略性新兴产业发挥极其重要的作用。制造业信息化工程的实施使我国在AMT领域取得了大批具有先进水平的研究成果,促进了制造业向精益化、全球化、协同化、服务化、绿色化、智能化的方向发展,为传统产业的升级改造和高技术产业的发展做出了贡献。
2新工业革命
工业革命是生产技术的变革,同时也是一场深刻的社会关系变革。新科技群的协同效应和深度融合将导致生产组织方式和制造模式发生重大变化,从而引发新的工业革命。目前正在出现一种新工业革命,但仍是一个十分模糊的概念,不同研究者对新工业革命的概念有各自的理解,主要有5种不同的观点:
(1)杰里米·里夫金[56]认为,历史上重要的工业革命都是在新通讯方式和新能源结合之际产生的,当前正由互联网和新能源结合引发新的经济和社会变革,即包括五大支柱的新工业革命,如图7所示,其中:1能源转型,向可再生能源转型,利用风和阳光等,不再消耗石化产品;2分散式生产,互联网信息技术等基础设施的建设大大减小了时间、空间对人们的经济活动交流的制约,基于知识的共享、创新和发展的扁平式、分散化、合作性的生产组织结构更加符合现代商业的需求;3存储,充分利用社会基础设施存储间歇式可再生能源;4构建能源互联网,利用互联网技术将电网转变为能源共享网,通过一种网格式的智能分布式电力系统和他人共享;5交通工具转变,将汽车、卡车、火车等运输工具转向插电式或者燃料电池等以可再生能源为动力的交通工具,电动车需要的电可在充电站购买。这五大支柱协同发展实现了1+1+1+1+1>5的整合效应,树立起一个新经济发展范例,带领世界进入新纪元。
(2)克里斯·安德森[57]认为,新型材料的应用和增材制造技术等数字化制造方式将引发新工业革命,采用新型材料、3D打印技术和基于网络的协同制造服务等智能化与数字化制造方法,能够迅速和精准地将计算机中的虚拟设计模型转化为真实物体,甚至直接打印出零件或模具,基于网络的新型数字化设计及制造的创新提供给网络用户以创造真实物体的能力,将制造延伸至范围更广的生产人群中,这些制造过程蕴藏着由普通人完成的无限可能,众多个人制造联合推动全面创造,将直接加快向新型工业化趋势发展的步伐,从而引领新工业革命。
(3)英国彼得·马什[58]在《新工业革命:消费者、全球化以及大规模生产的终结》一书中,将工业革命划分为五次,如表1所示,而将始于2005年的第五次工业革命称为新工业革命。
(4)保罗·麦基利的三次革命说[49,59]认为,以制造业数字化为核心的第三次工业革命(新工业革命)即将到来,互联网、智能软件、新能源、新材料、机器人、新的制造方法和以网络为基础的商业服务模式将使技术要素和市场配置要素发生革命性变革,产生改变社会发展历程的巨大能量。而制造业的数字化进程正从智能计算机软件、新材料、更灵巧的机器人、基于网络的制造业服务化、新的制造方法5个方面向前推进。
(5)德国政府于2013年4月举办的汉诺威工业博览会上,正式推出了工业4.0第四次工业革命[48]项目,目的是支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。工业4.0强调在工业生产过程中,以信息物理融合系统为核心,将众多智能体聚集在信息平台上,形成一种高度协同的互联互通关系,从而构建智能化的新型生产模式与产业结构。工业4.0正引领新一轮的工业革命,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域、商业模式和合作形式,将导致工业结构、经济结构和社会结构从垂直向扁平转变,从集中向分散转变。
这些研究预言了新的工业革命即将来临,勾勒出了先进制造业的影响,描绘了未来制造业的走向。从上述观点可以看出,工业革命的实质是制造方式与模式的革命:保罗·麦基利认为生产工具发生很大变化将导致新工业革命;杰里米·里夫金认为生产动力的变革将引发新工业革命;彼得·马什认为新工业革命主要集中在材料、动力、加工工艺、制造模式等方面的变革;克里斯·安德森的新工业革命观点主要体现在生产方式的革新;德国工业4.0体现在在工业生产过程中,基于CPS建立了一种高度协同的产品与服务的生产模式。其实,任何一项单一的技术都不足以引发新一轮工业革命,判断工业革命的依据关键为是否有新科技群协同效应以及是否带来人类生产、生活方式的重大变革。因此,新工业革命是基于新能源、智能制造、数字化制造、机器人技术、新一代信息网络技术等先进技术综合系统协同创新及突破性的发展,融合信息、计算机、数字化、互联网技术创新变革,使工业生产方式与制造模式发生巨大变化,从而使交易方式与人们的生活方式发生重大变化。传统的自上而下、集中规模化的生产模式将逐步被新工业革命的分散、扁平和协作的模式取代,定制化、个性化、智能化、分散化和合作化是新工业革命的主要特征。
3先进制造技术与新工业革命之间关系
从主导技术和新兴产业的角度来看,以生产方式变革为主线的AMT的群体涌现、协同融合将导致新的工业革命,各种技术之间产生的耦合效应推动了工业革命的进程。新工业革命不是依赖单一学科或某几类技术,而应该是全方位的多学科、多技术层次、宽领域的协同效应和深度融合。人类制造模式的演变从原始手工生产模式到现代先进制造模式的演变过程中,经历了3次大的革命性变革。图8所示为由市场变化与技术发展推动的先进制造模式的变革。
图中:第一次工业革命中,由于蒸汽机、电气技术、内燃机的发明与改进,机器取代手工成为主导生产方式,制造业进入机械化制造时代,成为近代工业化大生产时代的开端。第二次工业革命中,大规模制造成为主导生产方式,20世纪20年代,随着电子技术、信息技术的发展,以流水线为典型代表的大规模制造模式在组织结构上追求纵向一体化与大规模,内部分工仔细,专业化程度高,简单熟练的操作提高了生产效率,使制造成本随规模递减,同时质量的稳定性也得到提高,制造模式进入批量大规模制造阶段。新工业革命是现代先进制造模式集成协同创新的结果,进入20世纪90年代后期,随着网络信息技术、智能控制技术研究的深入和以知识为基础的经济时代的到来,制造业的市场环境与技术变革发生了根本性的改变。大规模制造系统的刚性与市场的个性化需求以及环境快速变化所要求的响应速度之间的矛盾日益尖锐,正是在此背景下,各种新制造模式研究探索与试验如雨后春笋般迅速兴起,现代AMT融合自然科学和社会科学的最新进展,以绿色、低碳、可持续为发展理念,带来了产业组织模式的转变,对转变经济增长方式、政府管理模式和社会组织形态都有巨大的推动作用,使全球技术要素和市场要素配置方式发生了革命性变化。
AMT的发展将在新工业革命中发挥重要作用。如前所述,工业革命的实质是制造业生产方式与制造模式发生重大变化,它必然也是始于制造技术突破性的发展。AMT是制造业产生变革的根本力量,新一代信息技术(云计算、大数据、物联网、务联网、云平台等)、新能源(再生能源、清洁能源等)、新材料(复合材料、纳米材料等)技术等将为新工业革命创造强大的新基础设施;分散式制造(网络化制造、制造物联、云制造、智能制造)、众包生产、集群效应、利基思维等使生产方式产生变革,将整个工业生产体系提升到一个新的水平,工业生产、经济体系和社会结构将从垂直转向扁平、从集中转向分散;以智能制造为代表的新一代先进制造模式,必将使商业模式、管理模式、服务模式、企业组织结构和人才资源需求发生巨大变化,给工业领域、生产价值链、业务模式乃至生活方式带来根本性变革,进而推进和实现新的工业革命。
制造模式的演进与新工业革命的出现由市场发展、社会变革、技术突破、管理创新多种动因的综合作用决定。对新工业革命的内涵的理解必须通过与社会科学(如经济学和管理学)等跨学科的对话和交流,适当突破自然科学和工程技术学科的理论范畴。工业发展历程表明,新的生产模式的出现均为与特定的社会制度、组织结构和经济因素等相互作用的产物,而新的制造模式又会对既有社会制度和管理方式提出新的要求,从而推进企业管理模式、社会制度环境的变革[60]。综上所述,在市场、技术、社会经济环境变化与全球一体化趋势的推动下,制造业正在经历着一场革命,一场以实施先进制造技术和经营方式彻底变革为主要内容的先进制造模式的革命,涉及制造理念、制造战略、制造技术、制造组织与管理各个领域的全面变革。
4新一代先进制造技术的应用案例
产品制造的智能化变革绝不仅是优化现有的制造业,而是将制造延伸至范围更广的生产人群中———既有现存的制造商又有正成为创业者的普通民众。随着社会化网络的发展,通过充分开发大众的智慧、力量和资源,以用户创造内容(Usergeneratedcontent)为代表的社会化生产模式更能形成突破性创新,彰显出巨大的能量和商业价值。以思科(Cisco)为例[31],2007年秋,思科借助Brightidea公司的创意网络平台,为其一个十亿美元的新业务寻找创意,通过征集创意—进行筛选—提炼创意三个阶段,最后从104个国家的2500多名参与者提交的约1200个创意中,成功筛选出最佳创意;再如美国越野赛车LocalMotors公司通过社会化生产方式,将越野赛车的个性化设计与制造分包给不同的社区,在社区内的微型工厂实现了快速小批量设计与生产;波音公司联合全球40多个国家和地区企业,通过网络协同和制造服务外包的形式协同研发制造了波音787,将研发周期缩短至原来的30%,成本也减少了50%[18]。如此一来,创意新阶层得以进入生产领域,将自己的设计产品模型转变成产品,却无需自行建立工厂或公司,制造变成了另外一种可由网络浏览器获取的云服务,实现了低成本的高技术,保持了小型化与全球化并存的能力。借助物联网、云服务、大数据等技术,用户参与不再局限于创意征集阶段,而向设计研发、制造、实验、检测、营销等纵深发展,向产品全生命周期拓展,这些生产方式将为开发出成功的产品、降低生产成本、提高效率作出巨大贡献。
以大数据、物联网/CPS、云计算等新一代信息技术为基础的先进制造技术将促进制造系统向服务化、智慧化、个性化、社会化的方向发展,智慧制造应运而生[40-41]。智慧制造将制造系统分为社会系统、信息系统和物理系统三个子系统,其中社会系统强调群体智慧和人的主观能动性,尤其是人及其隐性知识的集成,是基于人际网(Internetofpeople)所形成的社会化网络,注重客户参与的互动性、个性化和创新性;物理系统通过物联网实现物理实体的互联互通,利用RFID、嵌入在资源或产品内的感知器等获得资源状态和环境的数据信息;信息系统通过大数据技术对业务对象的属性、位置和状态等信息进行整合,从海量数据中抽取出所需的信息、知识和智慧,为需求分析、设计、生产、营销和回收等制造全生命周期过程提供知识支持。物联网获取的数据与知识的价值是通过服务的形式来体现的,通过云计算和“一切皆为服务”的理念,为用户提供按需即取的服务方式,将服务资源延伸到物理世界,最终得以在物理系统中实现产品生产。
新工业革命将促进社会制造/智慧制造理念的实现。社会制造将使传统的企业转变为能够主动感知并响应客户大规模个性化定制需求的智慧型企业,其核心就是主动、实时地将社会需求与社会制造能力有机地结合起来,从而高效、实时动态地满足客户需求。Shapeways公司就是一个典型的例子[61],该公司于2007年创立于荷兰,后将总部移至美国曼哈顿,是一家利用3D打印技术为客户定制各种产品和服务的公司,至今已获数千万美元的风险投资支持,截止2012年6月20日,其生产产品已经超过100万款,产量超过60亿件。2012年10月19日,该公司位于纽约皇后区的“未来工厂”正式投入运营。该工厂占地2.5×104m2,可以容纳50台工业打印机,每年可按照消费者的需求生产上千万件产品。Shapeways的市场运营模式如下:通过Facebook和Twitter等社会媒体接受客户关于各种产品的3D设计方案,将顾客的需求发送给Shapeways工厂,由工作人员确定是否可行,评估并制定方案,并在数天内完成产品的打印生产,然后寄送给客户。同时,该公司还为商家和设计者设立平台,使他们可以利用公司的3D打印机生产并销售自己设计或收集的产品,用户提交他们的产品创意,如果有足够多的人喜欢(如通过Twitter,Facebook等独特社区),则产品开发团队将制作产品原型,用户可在线对其进行投票、评分、提意见或建议,参与产品的设计开发、改进、预售和营销等,即通过聚集大众智慧的方式,让社区参与产品开发的整个过程。如果产品获得预期成功,则发明者和其他协作者可分享一定的产品销售收入。在过去的2014年,其月均订单已超过18.1万件,成为目前全球第一的在线3D打印社区。该案例成功地利用社会性网络、群体智慧和3D打印等技术实现了个性化产品的生产,涉及社会系统、信息系统及物理系统的各个层次,大批3D打印机形成制造网络,并与互联网、物联网、务联网和人际网(社会性网络)无缝连接,形成复杂的社会制造网络系统,从而将社会需求、虚拟设计与实物制造有机地衔接起来,在一定程度上为智慧制造/社会制造提供了例证。
5我国制造业发展的思考
新工业革命将对全球产业结构、生产资料、劳动者素质等生产力要素和人类生产生活方式、思想观念产生巨大影响,企业组织结构、管理方式、社会制度政策环境等因素决定了先进制造技术在制造业领域应用的广度和深度。我国应基于国情把握好新工业革命的发展机遇,高度重视AMT的发展动态,大力发展战略新兴产业,为新工业革命创造良好的环境条件,从而促进我国经济社会快速发展[62]。自2009年以来,我国密集部署未来新兴产业的重点发展方向和主要任务,提出积极发展新能源、新一代信息技术、新材料等七大战略性新兴产业,努力抓住“新工业革命”这一难得的发展机遇,发展知识技术密集、资源消耗小、成长潜力巨大、综合效益好的产业,增强自主发展能力。我国先进制造业目前主要由两大部分构成(如图9):1由融合先进制造技术的传统制造业改造而成的先进制造业,如数控机床、海洋工程设备、航空航天装备等;2科技重大突破创新的成果落地应用后形成的新产业,如增量制造(3D打印)、生物制造、微纳制造等。
(1)信息化和工业化深度融合
新工业革命的兴起为我国探索资源消耗低、环境污染少的工业新类型和生产新方法带来了契机,新一代智能化技术、新能源、新材料等新科技正快速形成产业规模市场,该市场有利于发展循环生产和循环经济,实现经济效益与环境效益、社会效益的均衡发展。新工业革命以智能化微制造科技为关键科技支撑体系、以深层次循环式生产为主导,促使生产力和生产方式向更深层次和更广范围拓展。我国未来的现代产业体系应该更多地建立在新的工业生产方式、新的生产组织方式和新的生产制造模式基础上。
(2)发展战略新兴产业
战略性新兴产业[63]以重大科学技术突破性发展为基础,对社会发展具有重大引导带动作用,而且知识密集、资源消耗小、发展潜力巨大并且综合效益好,能增强我国的自主创新和可持续发展能力,更深入地参与国际竞争。发展战略新兴产业目前面临知识科技创新、组织管理创新、体制政策创新三大重要创新任务。我国十分重视战略新兴产业,2010年10月18日颁布了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,准备用20年左右时间,使节能环保能源产业、新一代电子信息技术、高端装备制造业等七大战略性新兴产业的创新能力和发展水平达到世界领先;在《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中提出了七大战略性新兴产业的发展方向和任务,以重大技术突破和重大发展需求为基础,将知识技术密集型、引领作用强、发展潜力好和综合效益大的新兴产业作为发展重点,建立战略性新兴产业重点领域产业联盟,大力发展可再生新能源、生物技术、智慧物联网、云计算、普适人机交互等新技术,并且注重智力资源的开发、新能源和互联网的应用,将创新放在关键的位置。
(3)为新工业革命创造环境条件
新工业革命创造环境条件包括至关重要的制度改革、政策环境和商业模式等,新工业革命带来的不是个别政策的微量调整,而是系统化大规模变革问题。首先建立创新激励机制和知识产权保护,集聚大量的高端创新人才,将技术和管理、软科学和硬科学结合在一起协同创新,增强市场化导向和创新激励机制;其次加强政策引导企业技术创新及技术改造,鼓励企业和科研院所建立各种模式的创新联盟,促进产业集聚和资源整合;最后通过法律强制、财政资金支持、税收优惠等措施引导和支持企业突破核心关键技术,支持新技术新产品的推广应用。与新的制造技术相适应的企业管理方式和社会制度基础决定了其在制造业领域应用的广度和深度,同时也在一定程度上决定了AMT能在多大程度上转化为制造业的产业竞争力。
(4)培育知识创新能力与人力资本
【关键词】物联网技术;消防安全管理;应用
1引言
作为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮,物联网在世界范围内发展起来,并逐渐渗透进人们生产生活的各个领域。例如,物流配送、智能交通、智能家居、公共安全、生态环境、智慧城市等[1]。而在消防安全管理领域中引入物联网技术,能够从整体上优化消防安全管理的水平,能够有效解决消防安全隐患难以发现等问题,以最大限度地保证人民群众的人身财产安全[2]。
2物联网概述
2.1物联网的含义
物联网(InternetofThings,简称IoT)是一种按照约定协议,利用射频识别技术(RFID)、GPS、激光扫描器等传感设备进行物网连接,具有全面感知、传输可靠、智能处理、智能控制等功能特征的网络。简单来说,物联网就是在互联网的基础上拓展而来的万物互联的网络。可以说,物联网的核心是物物相联,灵魂是传感和识别,骨架是网络通信,核心是计算。2.2物联网的特点首先,物联网具有异构设备互联化的特点。物联网环境下,不同型号、不同类别的RFID标签、传感器、手机等各种异构设备,能够利用无线通信模块、标准通信协议形成自组织网络。且这些异构网络在运行不同协议时,可通过网关进行联结,从而实现不同网络间的信息共享。其次,物联网具有管理及处理智能化的特点。物联网能够将海量数据可靠且高效地组织在一起,这就为行业应用提供了智能支撑平台。最后,物联网具有应用服务链条化的特点。物联网能够覆盖企业运行的所有步骤,能够带动整个企业甚至行业的整体信息化进程。
2.3物联网体系架构
物联网主要分为感知层、网络层、应用层三个层面。首先,感知层由各种传感器、传感网节点、短距离组网设备等构成,主要负责数据采集和数据处理,涉及传感器技术、射频识别技术(RFID)、GPS技术、嵌入式系统、传感器组网技术、协同信息处理技术等。其次,网络层主要负责传输感知层获取的数据,还要满足不同设备能够自由接入不同网络,涉及互联网技术、移动通信技术、短距离无线通信技术等。最后,应用层由各种管理设备和显示设备构成,构建满足人们各种需求的系统平台,主要负责与用户连接,涉及云计算、人工智能、中间件等技术。
2.4物联网关键技术
2.4.1自动识别技术自动识别技术(AutomaticIdentificationandDataCapture)是目前普遍使用的、发展相对较快且相对主流的识别技术,是一种能让物品“开口说话”的技术,即通过一定识别装置对各类物体信息进行自动识别,并传输给计算机处理系统进行一系列智能处理。自动识别技术可分为条码识别技术、生物识别技术、图像识别技术、磁卡识别技术、IC卡识别技术、光学字符识别技术、射频识别技术等。其中,射频识别技术(RadioFrequencyIdentification,简称RFID)被认为是21世纪最有发展潜力的信息技术之一,是应用领域最为广泛且最为重要的识别技术之一。因此,本文主要探讨射频识别技术(RFID)。首先,与其他自动识别技术相比,其有着以下优点:采用电子技术,借助芯片,且芯片功耗较低、读写较为准确;标签体积小,更易嵌入其他材料或物体之中;射频技术透过外部材料即可读取数据,且能够对高速运动中的物体进行识别、读取;可在同一时间识别多个标签,且这些标签信息之间独立互不影响;数据存储量更大,且稳定性好等。其次,射频识别系统主要由射频标签、射频接收基站、应用系统三部分构成。射频标签嵌入被识别物体,向外界收发射频信号,一般分为主动式标签(有源电子标签)和被动式标签(无源电子标签)。射频接收基站一般分为固定式和移动式两种模式,主要负责向射频标签发送无线信号,并接收射频标签发回的无线信号,在将接收的无线信号解码处理之后将数据传输至上层应用系统。位于系统顶层的应用系统主要负责接收射频接收基站的数据,并控制基站的工作状态;管理接收的数据,并经过计算处理将其储存至后台;接收外界终端的指令信息,并将转换后的信息发送至基站执行,以此来实现人机交互。
2.4.2传感器组网技术如何能让区域中的传感器构成网络组,实现高效协调运转是传感技术应用的关键。为更好地解决这一问题,传感器网络也在不断发展完善,其中无线传感器网络技术以其低功耗、低成本、低复杂度、低数据速率的特征得到了人们的普遍青睐。无线传感器网络一般采用星状网、树状网、网状网三种组网方式,借助工作于ISM频段和FSK调制方式的射频芯片,以及微控制器、少数外围器件组成专用或适用强的无线通信模块。其中的数据传输协议通常是简单透明的,就算是加密协议也是较为简单的,这就使得人们只要遵循一定规则进行操作即可傻瓜式地实现无线数据传输。无线传感器网络体系可分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层,若再应用中间件思维,则可使网络更具层次化、模块化。
2.4.3无线通信技术随着信息技术的不断发展,卫星通信、以太网、现场总线、GPRS、GSM等通信技术层出不穷。而受工业现场环境的制约,短距离无线通信技术受到人们的普遍青睐。其具有信息传输快捷、灵活、安全等特征,在物联网中有着极为广泛有效的运用。短距离无线通信技术主要有以下几种。一是蓝牙技术(Bluetooth)。其主要采用2.4GHzISM频段和1600MHz快速跳频技术,具有全球开放性、通信简单、传播速度快、抗干扰能力强、使用简单等特点,但仅限于在小于十米内的距离范围内具有良好的通信质量和效果。二是ZigBee技术。其具有良好的网络拓扑能力,每个ZigBee节点都可进行独立监控,支持距离扩展,拥有低成本(协议没有专利费)、低功耗(传输速率低,发射功率小,拥有休眠模式)、低时延(休眠到激活时间短)、网络容量大(可连接200多个设备和100多个网络)、组网灵活、传输可靠(在数据传输之后会等待接收方确认信息,并采取碰撞避免策略来避免数据发送冲突)、信息安全(采用特别加密法进行数据循环冗余校验)等特点。三是Wi-Fi技术。其支持多种网络协议的加密传输,传输距离可达100m,传输速度可达54Mbps,但传输的安全性和传输质量还有待提升。四是IrDA技术。其依靠红外线进行点对点的数据传输,具有体积小、功耗低、连接方便、保密性强、安全性强等特点,但由于存在视距限制,在运用时要先保证位置的确定性才能实现灵活传输。
3物联网技术在消防安全管理中的应用
3.1在消防安全管理服务平台构建中的应用
消防安全管理服务平台旨在横向覆盖消防监督、纵向贯通各级消防部门,对消防信息进行实时采集和实时发送,对威胁消防安全的不稳定或不安全因素进行提前预警,以进一步提升消防工作效率和质量。该平台综合运用物联网技术、互联网技术、数据融合技术等新一代信息技术,实现数据采集、存储、展现、分析等消防管理环节。可采用分布式广域网结构,并将系统的整体结构分为物联智能感知层、网络传输层、数据管理层、应用层(Web平台)。其中,物联智能感知层将通过传感设备、射频识别技术(RFID)等采集消防信息;网络传输层将采用基于TCP/IP的网络结构,利用有线、无线等接入方式进行组网,利用TCP/IP或电话线进行有线传输、GPRS或CDMA进行无线传输等;数据管理层将融合采集到的信息,并进行计算和处理;应用层则负责提供不同的消防服务。就消防数据采集系统设计来说,硬件设计可采用ZigBee技术支撑的基本框架,具体包括路由器、采样终端设施、网络协调器等组成的无线传感网络和采集终端。由ZigBee协议处理和上传终端采样传感器收集到的信息,这些信息由路由器接收、处理之后被传送至ZigBee协调器,再由协调器将接收的信息上传至Web网络,经过一系列汇总处理之后信息将被传输至系统平台,以此来完成数据采集为后期决策、分析提供相应依据。软件设计则包括操作系统和应用软件,整体采用嵌入式系统,主要涉及板极支持包(BSP)、RS232通信软件、DM9000网卡通信软件、ZigBee协议栈等。就平台Web层系统设计来说,主要包括平台通知公告管理功能、平台审阅通知功能、平台短信通知功能、信息管理功能、日常检查功能、监督抽查功能等模块,其中涉及数据信息的存储和处理可采用数据库等技术。
3.2在其他消防安全管理工作中的应用
第一,就消防资源的动态管理而言,可采用射频识别技术(RFID)、GPS技术、无线传感器网络技术、计算机处理技术、移动通信技术、云计算技术等构建基于B/S架构的消防装备管理系统。首先,可通过射频识别技术(RFID)采集消防车辆和消防装备信息,并采用“一装一标”的方式来绑定RFID标签,在信息采集完成之后需要上传至消防指挥调度系统,以便实现装备出入库、电子验证、报警处理等智能化管理。其次,可采用消防指挥调度专线网络进行通信;采用数据库服务器、Web服务器等进行数据的存储和处理等;采用TCP/IP数据传输协议、HTTP协议等进行传输。通过物联网技术,消防资源得以实现动态的智能化统筹管理,并有效提升消防部队的战斗能力。第二,就消防远程监测管理而言,可借助互联网技术、无线通信技术、云计算技术、大数据技术等构建基于物联网技术的消防安全管理监测平台,并开发手机终端APP、建立B/S架构模式的云平台,便于对消防对象、环境、人员等的状态进行感知、传输和处理。具体来说,可利用用户信息传输装置及协议解析与转换、数据接口监测等方式,对不同型号和不同厂家的有源类消防设施(火灾报警控制器、自动喷淋灭火系统、疏散指示系统等)的反馈信息进行采集识别,一旦接到故障信号或者报警信号,监管人员则可借助用户信息传输装置将信息传送至消防安全管理监测平台;利用压力传感器、NB-IoT技术实时监测消防管网的水压,利用射频识别技术(RFID)、ZigBee技术、GPS技术、GIS技术等实时监测室内外可移动的消防设施和器材(灭火器、水带等)的在位状态和位置信息,利用人脸识别技术、图像处理技术等监督消防控制室值班人员的在岗情况,利用视频监控系统、数字图像形态学方法识别消防管阀的启闭状态;利用IoT/LoRa无线数据传输模块实时远程监测独立烟感故障、火灾报警等信息。如此,基于物联网技术的消防安全管理监测平台的构建能够评估火灾风险,协助做好防火巡查工作,提高相关部门的防火工作管理能力。最后,就消防应急救援管理而言,可借助物联网技术构建智慧消防战斗指挥体系。例如,在灭火救援中,可利用各种感知设备、视频采集设备、应急通信系统等获取现场的音视频数据,实时掌握火情发展态势,便于指挥人员依据火场动态进行救援力量、装备等方面的部署和精确指挥,同时也便于战斗在一线的消防人员进行精准救援。
4结语
一、精益成本管理的思想体系
(一)精益成本管理和传统的成本管理的差异
精益成本管理是由日本丰田公司的大野耐一和丰田英二所首创的一种从杜绝浪费开始的新型的成本管理模式它与传统的成本管理相比,虽然都提出并追求成本降低和增加利润,但是在思想体系和具体做法上有着明显的差异,精益成本管理的成本=售价-利润,售价决定成本,一般是通过降低成本来确保利润;而传统成本管理的售价=成本+利润,成本决定售价,一般是通过提高售价来确保利润的传统成本管理模式利润是固定因素,是不变的,成本的多少决定了价格的高低,不管成本有多高,都要把超出来的那一部分费用转嫁给用户。这只有在卖方市场即产品供不应求的情况下才能实现企业如果因成本过高而导致价格昂贵,用户就不会买你的产品,这样就不能得到期望的利润,反而会降低产品的竞争能力,造成产品积压,导致企业经济效益低下,甚至出现亏掼而精益成本管理模式产品售价是由市场行情决定的,当售价作为常量或者需要降价时,若要取得预期利润,就必须从降低成本上找出路,这是利润的真正源泉。
从“成本加法公式”到“售价减法公式”的转化,要求企业在确定企业方针目标时必须放弃单纯依靠提高产品售价转嫁费用负担来增加企业利润的做法,把工作重点放在最大限度地挖掘企业内部潜力以达到降低成本的做法上这就要求企业必须在以下两个方面下功夫:(1)在成本控制上,从生产环节的老产品制造成本延伸到开发环节的新产品目标成本,从源头上控制成本;(2)在管理组织上,从单纯依靠少数成本管理人员参加的专业成本管理活动扩大到全体员工都参加的全员成本管理,从而深层次控制成本。概括起来讲,就是要求企业全体员工参与的降低成本活动贯穿于产品寿命周期全过程,这是精益成本管理的本质要求。
(二)精益成本管理的基本思想现代企业面对瞬息万变的市场环境,既要长期生存,更要长期发展因此,成本管理目标必须定位在“客户满意”这一基点上这种立足于“为客户创造价值”的目标观已经远远超越了传统的“为企业创造利润”的目标观,从而具有企业竞争优势而现代企业的竞争,不仅仅是产品或服务的竞争,已扩展到企业的整个供应链之间的较量。企业供应链中的有关各方如供应商、制造工厂、分销商、客户等各环节的资源合理安排和有效利用,能使整个供应链成本低于相互竞争的其他供应链;反过来,处于供应链上各节点的成本也会随着供应链成本的优化而降低。这种互动作用的供应链具有较强的竞争能力,从而使企业的竞争力得到加强。
精益成本管理思想的精髓就在于追求最小供应链成本。在供应链的各个环节中不断地消除不为客户增值的作业,从而达到降低供应链成本,提高供应链效率,最大限度地满足客户特殊化、多样化的需求,使企业的竞争力不断增强。
(三)精益成本管理的结构体系精益成本管理以为客户创造价值为前提,以降低供应链成本为目标,组织实施对整个企业的供应链成本管理它涉及如下两个概念范畴:供应链成本和供应链成本管理
供应链成本是为保证供应链正常运作而支付的各种成本和费用的总和,而供应链成本管理则是对供应链上各环节分别实施成本管理。因此,只有把供应链成本的思想与供应链成本管理的方法有机组合起来,构成一个完整的成本管理系统,才能达到系统的最终目标一一质量是好的、成本是低的.品种是多的、时间是快的。所以,精益成本管理就是融合精益采购、精益设计、精益生产、精益物流、精益服务,把精益管理思想与成本管理思想相结合,形成了全新的成本管理理念。它从采购、设计、生产和服务上全方位控制企业供应链成本,以达到企业供应链成本最优,从而使企业获得较强的竞争优势图1比较完整地表达出精益成本管理体系结构,体现了以供应链作为整个成本管理的连接纽带,用ERP来集成供应链上各方的信息,达成精益成本的管理目标v[2]供应链成本的各个方面,则依据供应链成本的划分,
二精益成本管理的作业内容
精益成本管理可包括以下内容:
(一)精益采购成本
由于精益成本管理的主要对象为企业供应链上国外资料显示:采购费用相当销售收入的40%6(%时,则采购成本就在企业供应链成本中占有很大的比重这样,降低采购成本就成为降低供应链成本的关键所以,精益采购成本管理正是以采购为切入点,通过规范企业的采购行为,实施科学决策和有效控制,以质量、价格、技术和服务为依据,按需要的数量来采购物资的采购成本管理模式
由于,精益采购成本管理模式依托于精益采购来实现,因而要求企业建立健全采购体系,使采购工作实现规范化、制度化和科学化在制定采购计划时要求以公正、公开、透明的原则按照质量技木服务、价格多方面的竞争能力来选择供应商,并与之建立长期、稳定、互惠的供应渠道,且实施适时采购,以达到缩短提前期降低再定货点、减少安全存量。在实施采购时要求建立决策透明机制,实行必要的招标采购,防止暗箱操作,使隐蔽的信息公开化,以达到在保证质量的前提下使采购价格降到最低所以,精益采购使采购的每一环节、每一过程的成本实现了精益化控制的目标,从而使精益成本管理思想得到了充分体现
(二)精益设计成本管理
国外资料表明:在成本起因上80%的产品是在产品设计阶段形成的因此,精益成本管理的重点应放在产品开发阶段,并将其看成是企业竞争成败的关键且贯穿产品开发的全过程精益设计成本管理工作大体要遵循以下程序:(1)目标利润采用销售减法公式来确定(2)目标成本按照产品结构分解落实到产品和零件上(3)产品开发的每个阶段对目标成本的实际水平进行预测和分柝(4)运用价值工程的功能与价值分析方法来研究降低成本措施。
新产品目标成本在产品设计任务书中与主要性能指标及质量指标一样,对指导产品开发工作具有刚性指令作用,它直接关系到一个产品能不能投入市场以及投入市场的命运问题当开发出来的新产品达不到目标成本而又无法改进时,也就锁定了开发出来的新产品的命运因此,对于新产品目标成本控制工作来说,新产品开发人员的业务素质至关重要。它要求设计人员既要精通产品设计开发技术,又要掌握必要的成本业务知识;而成本控制人员也应当是既懂技术经济分析,又懂产品设计制造的复合型人才。[3]
精益生产成本管理是在生产制造领域直接进行的降低成本的成本改善活动,他是通过排除生产制造过程中各种浪费以达到降低成本的成本改善活动对于精益生产成本的改善活动主要有下列几种方法:
1.改善制造技术以降低成本制造产品有两种技术:一种是生产技术,又称固有技术;另一种制造技术是指能够熟练地掌握使用现有设备、人员、材料和零件的技术,又称之为管理技术精益成本管理方式之所以能够超越传统的成本管理方式,在很大程度上依赖于管理技术的成功运用。
2.开展价值工程以降低成本运用产品功能与价值分析方法,把技术分析和经济分析结合起来考虑,才能在确保产品必要功能的前提下求得最低制造成本。
3.进行精益生产以降低成本依赖消除生产过程的一切浪费来降低生产成本是精益生产的本质。作为一项革命性的生产变革,它不仅要求生产技术自动化生产管理现代化,而且要求员工的意识自觉化-员工的素质现代化因此,没有全体员工的现代化与自觉化,精益生产是不可能实现的,这是精益生产方式很重要的特征这样,精益生产的实现对员工的素质就有以下要求:思想观念新,要求员工树立适应精益生产方式的市场观念、精益思想、团队精神和自主意识;业务技术精,要求员工一专多能,不仅能一人多工位操作,而且有能力参与管理和技术工作;团队协作好,要求员工发挥团队精神,依靠集体智慧去解决生产中的难题;自主意识强,要求员工把精益思想付诸于行动,消除一切无效劳动和浪费,不断改进和不断完善。
4.采用作业成本管理以降低成本作业成本管理是一种以作业为基础的成本管理方法,它将管理重心放在作业上,并以提高客户价值为目标作业成本管理是20世纪80年代后期使美国企业获得再生的管理方法在作业成本管理模式下,通过作业对资源的消耗过程产品对作业和资源的消耗过程的成本动因分析,判别作业和产品对资源的耗费效率,识别有效作业和无效作业,增值作业和不增值作业,使成本控制从产品级精细到作业级,在一定意义上真正体现了精益成本管理思想。
物流成本在企业供应链成本中占有较高的比重,在制造业或零售业中更为突出物流成本主要包括运输成本存货成本、仓储成本和管理费用等。在保证客户价值需求的情况下,追求物流成本最小,这是精益物流成本管理的根本目标。
精益物流成本管理融合在精益物流之中,实现了物流的准时、准确、快速高效和低耗,以达到了物流成本管理的精益化精益物流成本管理可以通过精益物流来加以实现精益物流要求以客户需求为中心,从客户的立场来确定什么创造价值,什么不创造价值,并对供应链中的采购设计、制造和分销等每一个环节进行分析,找出不能提供增值的浪费所在,且根据不间断、不迂回、不等待和不出废品的原则制定创造价值流的行动方案;一旦发现有造成浪费的环节就及时消除,努力追求完美。
(五)精益服务成本管理
服务成本是企业的支出,旨在通过服务从而增加客户价值,在价格相同的情况下,吸引更多的客户。服务成本与消费者购买消费品成正比,企业支出的服务成本越大,为客户提供的各种服务项目就越多,方便和满足客户程度就越大为了增强竞争力,现代企业越来越重视对客户的服务,服务成本已成为企业供应链成本的重要组成部分。
虽然服务成本的增加,可以增加客户价值,提高客户满意度,促进产品的销售,但并不意味着越大越好。服务成本的增加形成企业总成本的增加,过高的服务,超出了客户预测的满意水平,造成了资源的浪费,不符合成本效益的原则。而精益服务成本则是指在满足客户一定价值需求情况下的最小服务成本这样,精益服务成本管理就是要将服务成本控制在一定的客户价值需求的基础上,保证客户满意的最小值,使它既满足客户需求,又不造成任何服务成本的浪费。
三、精益成本管理理念对我国企业成本管理的有益启示
随着我国社会主义市场经济体制的逐步建立和完善,企业成为市场的主体,服务客户的观念和成本竞争的意识已深入企业日常管理活动中,使我国企此,国外精益成本管理思想显然很值得我国企业界深入学习和实践。
然而,精益成本管理对企业的信息交流渠道与组织管理机构要求的条件较高,目前在我国实施还有一定的困难;但是,对于我国企业树立“在市场需要的时候,按市场需要的数量,生产出市场需要的产品”的市场观念,并能从现有的生产方式和管理理念存在的弊端出发,寻求改善成本管理的基础工作,且做出相应的调整对策来说仍有以下启示[4]:
1.建立目标成本管理制度。企业要做到整体盈利,必须保证在生产经营的各个环节中消除浪费、降低成本为此企业应按照外部市场价格倒推出内部各个生产环节的目标成本,并将它分配到各种原材料、半成品、产成品等上,且把目标成本指标同质量指标一起与职工工资、奖励挂起钩来
2.完善责任成本体系。企业要按照分权管理原则划分责任中心,组织责任成本核算,制定合理的内部结算价格,建立有效的责任考核机制。在此基础上再把目标成本指标分解落实到人,实现责任成本体系与目标成本管理制度的创新结合,最大限度地降低各环节各种形式的浪费。
3.培养全员化管理意识企业要充分发挥集体协作精神,努力做到:(1)充分调动职工的积极性和创造性,严格实行以生产工人自检、自分、自记为主、班组长巡查为辅的原则,以便在整个企业范围内开展全员管理活动。如主动发现问题,查明问题的原因,积极改善、防止隐患、严格按照标准生产、严格控制数量等。(2)充分发挥团队作用,解决生产中碰到的各种问题要使各生产人员或内部单位明确,不仅要对生产任务的完成、产品质量物流、设备的负责,还要对工艺流程的协调完善和工作环境的改善负责(3)充分体现在重大决策过程中的民主集中制,增强职工主人翁责任感提倡企业最高管理层最大限度地将职权和责任下放到基层团体,以减少管理层次,提高管理效率,激发企业的组织活力
4.尝试适时化生产作业随着世界范围内的企业竞争不断加剧,尽快了解市场需求的变化,快速做出反应,才能使企业在激烈的竞争中立于不败之地因此,在千变万化的市场需求面前,企业应尝试一种由后向前拉动式的生产系统,根据定货的品种、数量终满足客户需求出发,以销定产,取消中间库,在协作企业、生产车间之间均衡化生产的前提下,积极施行适时化生产,以便在必要的时间内生产所需数量的必要产品。