1.2 信息技术对制造业的影响

1.2.1 信息技术及其社会作用

信息、物质（材料）和能源一起，构成当今社会赖以生存的三大要素。随着科学技术的发展，信息已渗透到社会的各个角落，起着越来越重要的作用。但是，信息技术由于发展的历史比较短，也由于其涉及的广泛性和复杂性，至今并没有一个统一的定义。就其提到的用词（如消息、情报、信号、数据、指令等）就各有不同的含义。例如：信息是客观存在的，还是经人收集后才产生的；信息是对人有用的，还是任何消息（包括有害的、中性的）都可称为信息；信息是以自然形态存在的，还是必须经加工成一定的形式后才形成的等。有些不同看法是由于各人所处的位置不同，看问题的角度不同而产生。从信息生产、信息流通过程和信息消费的不同角度出发，就会存在各种不同的看法。理论工作者和实际操作者也会有不同的见解。

从社会发展史的角度看，信息广泛存在于自然界中，自有人类以来，人与人之间就有了信息的交流，人们就已经开始采集和使用信息了。历史上曾有过辉煌的信息技术发明，如语言、文字的形成，印刷术的发明，为最基本的信息交流奠定了基础。烽火台、邮驿等为生产力低下时代的信息传递创造了当时最先进的方式。算盘成为信息处理的重要工具，在当时就促进了科学和社会经济的发展。到了近代，电报的发明使快速远距离传递信息成为现实，电话则提供了双向直接（实时）通信的可能，机械式计算器至机电计算机使人的计算能力大大提高，无线电的发明不但提供了全球性的通信手段，并且构成了快速的面向全社会的大众传播媒介——广播。这些发明大大缩短了人与人之间的距离，加快了社会各种活动的节奏，提高了人们工作、生产的效率，使信息的作用逐渐为人们所认识。

纵观世界范围内的科技、经济和社会发展可以看到，19世纪的工业革命延伸了人的手臂，即人的体力。人类通过开发机械工具推动社会生产力的发展。20世纪中叶以来，在材料科学技术和能量科学技术长足进步的基础上，以计算机、通信和微电子技术为标志的信息技术和理论相继问世，延伸了人的智力。自1946年出现第一台以真空管为基础的电子计算机以来，经历了飞速的发展，其功能从数值计算发展到数据处理，控制管理，并产生了大容量存储技术。新的通信传输和交换手段不断出现，同轴电缆和卫星通信使大容量全球通信成为可能，局用数字程控交换机的诞生则构成了快速大容量自动通信的核心，一个全球自动电话网形成了。这些都建立在当代计算机、通信和微电子技术基础之上。20世纪80年代以前普遍采用的大型主机和简易的哑终端被认为是第一代信息技术。从20世纪80年代中期到21世纪初，光电技术开始得到广泛应用，光纤通信已逐渐成为通信传输的主要手段，千百万甚至上亿人在一个通信网内同时通信，万亿次速度巨型计算机，千百万台个人计算机和通过互联网连接的分散的服务器被认为是第二代信息技术。近10年来，以（移动）互联网、大数据、人工智能、社交网络、物联网、云计算为特征的新一代信息技术蓬勃发展，人类社会开始通过开发智能工具来推动社会生产力的发展。信息技术的发展对人类经济发展和社会生活各个领域正产生着广泛而深远的影响，新一代信息技术革命推动的智能化浪潮正越来越迅猛地打破和重组世界经济的秩序与结构，并促使其快速转变。

根据国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(International Electro-technical Commission，IEC)的定义，信息技术是“针对信息的采集、描述、处理、保护、传输、交流、表示、管理、组织、储存和补救而采用的系统和工具的规范、设计及其开发”。

信息作为社会的一种基本资源，有着从产生到使用的过程。整个流程可以用图1-3表示。图中每两个环节之间都有传递。采集、加工等环节则可以根据广度和深度区分不同层次反复进行，在各个环节包括传递中可能需要短时的或长时的存储。在商品经济中，信息作为一种基础商品，从经济关系上看，同样有着生产、交换、分配和消费的过程。因此，在图1-3中，在生产与消费之间还存在交换、分配的关系，但这种关系和信息的自然形态上的交换（如电话交换）和分配（如有线电视的分配）是不同范畴的概念。

在现代通信中，采集和加工大多由计算机完成。当然，采集还需要有传感器等终端设施。传递则由通信系统完成，根据不同场合的不同需求，有各种不同的计算机和通信系统。存储有磁、电、光等各种存储设备。信息源可能是人产生的各种信号，如语音、文字、著作、绘画等，也可能是自然界或社会中各种设施和过程的一些物理量。使用可能是基于信息的建模、预测和决策，形成人脑的判断，也可能是对自然和社会设施的控制信号指令等。

因此，现代信息系统主要是由各种不同的传感网络、计算机和通信系统组成的，完成从信息源采集信息，加工和处理到需要的程度后，在需要的时间内传递到所需使用的地点，并加以使用。根据不同的信息内容和需求，信息系统可大可小，可以是一个单独的主机，也可以是一个全世界范围的复杂网络系统。

信息技术在当今社会中的作用是显而易见的。首先是促进传统产业的改造，包括一、二、三产业。各个产业的技术进步，包括生产流程的更为精确、自动化程度的提高、劳动生产率的提高、管理更为科学、某些产品使用性能的提高等大多都采用现代信息技术。在制造技术中，从数控机床到自动加工中心，柔性生产系统；连续过程生产（冶金、化工、电力等）中的自动控制；运输业中对运输工具的控制和运输系统的自动调度控制等。可以说，产业的改造、升级相当大程度上是其固有技术与信息技术的结合。其次是信息产业本身发展壮大，在国民经济中的所占比重越来越大。再次是信息产业带动其他产业的发展，如材料、装备等。

这里特别要提到信息技术对制造业的作用。首先是信息技术促使了制造业的进步。正如前文叙述的从第一台数控机床诞生开始后的几十年中，制造业在信息技术的推动下已经获得了长足的进步，制造业的自动化程度和生产效益大大提高。其次是信息技术对制造业的渗透、服务和支持作用，支持企业全面实现数字化。这种作用表现在四个方面：①先进的制造装备，如离散制造业的数控装备（NC）、加工中心（Manufacturing Center，MC）、柔性制造系统(FMS)、可编程序控制器(PLC)和测量机等，流程工业中的分布式控制系统(Distributed Control System，DCS)和各类计算机控制装置等；②先进的管理技术，如MRP、MRP-Ⅱ、精益生产(LP)、适时生产(JIT)、全面质量管理(Total Quality Management，TQM)、ERP、电子商务(E-Business)以及商务智能(Business Intelligence，BI)等；③计算机辅助技术CAx，如CAD（计算机辅助设计）、CAPP（计算机辅助工艺规划）、CAM（计算机辅助制造）、CAE（计算机辅助工程）、CAQ（计算机辅助质量）等；④计算机支撑技术，如数据库、工厂网络、集成平台以及各类信息标准等。最后，随着移动互联网、大数据、人工智能、物联网、云计算、4G/5G通信等新一代信息技术向制造业领域进一步渗透和融合，以大数据分析、预测与应用为基础，带动制造业在研发、生产、运营、产品和服务、企业价值链等几乎所有领域发生了以绿色、智能、网络化、服务化为特征的群体性技术革命[11]，逐渐促使制造企业改变传统制造模式，拥抱智能制造，并且打破企业“壁垒”，走向全球市场。

1.2.2 信息技术对制造业的挑战

随着通信及航空事业的发展，信息时代的到来大大加速了世界市场的形成和发展，从而使世界范围内的市场竞争变得越来越激烈。今天不论在哪一个国家，不管是什么社会制度，制造企业都不可能离开世界市场而独立发展。市场竞争推动整个社会进步，使技术得到发展。同时，市场竞争也给制造企业造成了严酷的生存环境。这就是说，信息时代已经对制造业提出了严峻的挑战。

1．世界市场竞争历史和准则

自20世纪中后期，由于以信息技术为代表的科学技术与工业技术的飞速发展，世界市场逐步形成，激烈的市场竞争也伴随市场经济的发展不断演变。这里先回顾一下世界制造业的发展历程（表1.2）。

从表1.2中可以看出，所谓市场，早在18世纪工业革命时就已经存在了。就全世界总体情况（经济发达国家为主）而言，以20世纪50年代为界，之前为卖方主宰市场，之后为买方主宰市场。而从20世纪开始，企业的技术密集特征日益明显，生产工具、劳动力、生产组织形式以及竞争的焦点等方面演变的时间间隔缩短，频率加快。这就意味着信息时代的制造业面临的市场经济不断加剧。不断激化的世界市场的竞争历史见表1.3。

2．信息技术促使形成新的时空观

信息技术的快速进步不仅使得信息技术本身和信息技术应用的模式发生了巨大变化，巩固和拓展了信息资源在企业组织中的战略地位，而且已经上升到企业生存环境的高度，从而根本改变了对时间和空间的认识，建立起了新的时空观念。

在工业社会，时间和空间是影响企业业绩的关键，某种程度上把它们当作障碍因素；而现在，管理者将把它们视作资源。新的时间观念认为：①企业应按照消费者的时间，而不是按供应者的时间来满足消费需求；②与其他竞争者相比，以适时观念交付产品和提供服务的生产者将具有明显的优势；③适时经营意味着识别消费者需求到满足消费者需要之间无时间延迟。要实现这样的时间观念，首先要建立信息价值观。因为在从识别顾客需求到满足顾客需求这一过程中，信息的准确、及时、有效和全面是整个过程有效性的前提。要达到这样的信息处理要求，就依赖于先进的信息技术。新的空间观念是指信息技术的发展，把因地理上的原因和等级上的原因而分离的人们结合在一起已经成为可能；能够取代等级制的是通过综合运用信息技术而建立起来的网络制。

美国的戴维斯和戴维森将这种企业生存环境的信息化归纳为：

•信息化＝按顾客要求定制产品和服务＋快速反应；

•信息化＝在交货地点生产；

•信息化＝减少间接成本、库存和流动资本；

•信息化＋直接接受服务＝更高的服务标准；

•信息化＝形成组织之间的密切联系；

•信息化＋后勤系统＝全球化。

在信息化的深刻影响和推动下，世界经济进一步朝全球化方向发展。世界经济的全球化也同时极大地增加了信息对于企业的价值，并为面临新环境的企业创造了新的经营机遇。

目前，世界市场的竞争将遵循以下准则：用户选择准则；性能价格比；优胜劣汰，适者生存。

如果说科学技术是生产力的发展的源动力，那么市场竞争则是推动生产力发展的直接动力。

3．制造业市场竞争面临的严峻形势

面临当今世界市场的激烈竞争，如何按照世界市场竞争的准则去应对，以及如何适应信息时代和知识经济带来的冲击和挑战等问题不仅已成为世界企业界人士关注的热点，而且也已受到我国制造业人士乃至党和国家领导的高度重视。为了振兴制造业，必须先了解制造业，特别是中国制造业面临的新特点和严峻形势。

1）制造业市场竞争的新特点

•用户对产品的功能、性能、质量和服务的要求越来越高。

•产品批量变得更小，市场也变得越来越“零碎”。

•能参与全球竞争的企业日益增多。

•跨国公司的垄断性更加明显。

•企业的兼并重组更激烈、更动荡。

•一般水平的产品及制造能力严重过剩。

•独占性技术（知识）构成产品的主要价值，知识—技术—产品更新周期缩短。

•人口老龄化更严重。

•环保意识、绿色制造呼声更强。

2）严峻形势：从“中国制造2025”看我国制造业发展面临的形势和环境

当前和未来一个时期，我国仍将面对复杂多变的国际环境和艰巨繁重的国内改革发展任务，制造业发展的内外环境也呈现出不同于以往的重要变化。《中国制造2025》指出，全球制造业格局面临重大调整，国内经济发展环境发生重大变化，我国制造业发展必须紧紧抓住历史机遇，积极稳妥地应对内外部挑战。

（1）新一代信息技术与制造技术融合，将给世界范围内的制造业带来深刻变革。

科技创新始终是推动人类社会生产生活方式产生深刻变革的重要力量。当前，信息技术、新能源、新材料、生物技术等重要领域和前沿方向的革命性突破和交叉融合，正在引发新一轮产业变革，将对全球制造业产生颠覆性的影响，并改变全球制造业的发展格局。

特别是新一代信息技术与制造业的深度融合，将促进制造模式、生产组织方式和产业形态的深刻变革，智能化和服务化成为制造业发展新趋势。泛在连接和普适计算、虚拟化、3D打印、工业互联网、大数据等技术将重构制造业技术体系，如3D打印将新材料、数字技术和智能技术植入产品，使产品的功能极大丰富，性能发生质的变化；在互联网、物联网、云计算、大数据等泛在信息的强力支持下，制造商、生产服务商、用户在开放、共用的网络平台上互动，单件小批量定制化生产将逐步取代大批量流水线生产；基于信息物理系统的智能工厂将成为未来制造的主要形式，重复和一般技能劳动将不断被智能装备和生产方式所替代。随着产业价值链重心由生产端向研发设计和营销服务端转移，产业形态将从生产型制造向服务型制造转变。网络众包、异地协同设计、大规模个性化订制、精准供应链管理等正在构建企业新的竞争优势；全生命周期管理、总集成总承包、互联网金融、电子商务等加速重构产业价值链新体系。

新一轮科技革命与产业变革也给我国的制造业发展带来重要机遇。当今，我国在一些领域与世界前沿科技的差距都处于历史最小时期，已经有能力并行跟进这一轮科技革命和产业变革，实现制造业的转型升级和创新发展。

（2）全球产业格局重大调整，我国制造业发展面临严峻的外部形势。

发达国家高端制造回流与中低收入国家争夺中低端制造转移同时发生，对我国形成“双向挤压”的严峻挑战。一方面，高端制造领域出现向发达国家“逆转移”的态势。制造业重新成为全球经济竞争的制高点，各国纷纷制定以重振制造业为核心的再工业化战略。美国发布“先进制造业伙伴计划”“制造业创新网络计划”和“工业互联网”，德国发布“工业4.0”，日本在“2014制造业白皮书”中重点发展机器人产业，英国发布“英国制造2050”等。目前，发达国家产业发展的新态势已经开始吸引部分高端制造企业回流。据波士顿咨询集团2011年的调查，总部设在美国、收入超过100亿美元的跨国公司中，有48%表示愿意“回流”美国。另一方面，越南、印度等一些东南亚国家依靠资源、劳动力等优势，也开始在中低端制造业上发力，以更低的成本承接劳动密集型制造业的转移。一些跨国资本直接到新兴国家投资设厂，有的则考虑将中国工厂迁至其他新兴国家。例如，微软计划关停诺基亚东莞工厂，部分设备转移到越南河内；通用电器、耐克、优衣库、三星、船井电机、富士康等知名企业纷纷在东南亚和印度开设新厂。总的来看，我国制造业正面临着发达国家“高端回流”和发展中国家“中低端分流”的双向挤压。

（3）我国经济发展进入新常态，资源环境和要素成本约束日益趋紧，经济发展环境发生重大变化。

我国的经济发展已不再是总量扩张的过程，而主要是结构升级转型的过程，增速下降可能带来某些难以预料的挑战，这对我国制造业发展方式转变提出了紧迫要求。

当前，我国制造业发展的资源能源、生态环境、要素成本等都在发生动态变化。从资源能源看，我国资源相对不足、环境承载能力较弱，人均淡水、耕地、森林资源占有量仅为世界平均水平的28%、40%和25%，石油、铁矿石、铜等重要矿产资源的人均可采储量分别为世界人均水平的7.7%、17%、17%。从环境压力看，长期积累的环境矛盾正集中显现，目前全国有70%左右的城市不能达到新的环境空气质量标准，17个省（区、市）的600 000 000左右人口受雾霾天气影响，水体污染较为突出，土壤污染日益凸显，重大环境事件时有发生。从要素成本看，随着人口红利消失和要素成本的全面上升，我国制造业原有的比较优势正在逐渐消失。如2014年我国劳动年龄人口从2011年的顶点下降了560万，劳动力供给呈缩减趋势，并直接导致用工成本上升。目前我国制造业工资普遍达到3000~4000元，远高于东南亚等国。据波士顿报告，中国制造业对美国的成本优势已经由2004年的14%下降到2014年的4%，表明在美国生产只比在中国生产贵4%。

我国制造业传统竞争优势赖以保持的多种要素约束日益趋紧，已经使粗放式的发展道路越走越窄。经济发展新常态下，在原有比较优势逐步削弱、新的竞争优势尚未形成的新旧交替期，我国制造业必须加快转型升级步伐。

总的来看，未来10年我国制造业发展面临的挑战巨大，机遇也前所未有，但机遇大于挑战。必须牢牢把握新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇的战略机遇期，审慎应对、前瞻部署，坚定不移推进结构调整和转型升级，努力形成新的经济增长点，塑造国际竞争新优势，抢占制造业的未来发展先机。

综上所述，信息时代中的世界市场竞争日趋激烈，信息技术，尤其新一代信息技术促使形成的新时空观极大地提升了信息对于企业的价值，制造企业必须正视面临的企业新生存环境，以积极参与激烈的国际竞争，在竞争中求得生存和发展作为企业追求的目标。