周宏仁-全套-信息化论讲义-第6章-信息化与工业化

信息化概论“十一五”国家级规划教材周宏仁著电子工业出版社第6章信息化与工业化6.1认识工业化6.2两化融合的战略重点6.3两化融合的关键技术6.4加快发展新兴产业6.5走工业化的信息化道路第6章信息化与工业化本章重点工业化的实质两化融合的战略重点两化融合必须关注国民经济发展中的重点和难点问题认识两化融合的核心技术，抓住两化融合的切入点发展信息化的核心技术和产业发展信息化的新兴产业，吸纳传统工业的剩余劳动力以工业化的观念、方法和企业规模推进信息化6.1认识工业化6.1.1什么是工业化？狭义的工业化定义（仅理解为发展第二产业）巴格奇：工业化是一个过程，基本特征包括：国民收入中制造业或第二产业所占比例提高，制造业或第二产业就业的劳动人口比例有增加的趋势；在以上两种比例增加的同时，整个人口的人均收入也随之增加广义的工业化定义（包括对农业和服务业的改造）张培刚：国民经济中一系列基本生产函数（或生产要素组合方式）连续发生由低级到高级的突破性变化的过程，既包括工业本身的机械化和现代化，也包括农业的机械化和现代化工业化的更准确的含义是产业化不仅工业（第二产业）要产业化，第一和第三产业也要产业化对中国的启示：只有农业、工业和服务业的协调发展和产业化，才能实现真正的工业化6.1认识工业化6.1.2工业化是一个不断发展的概念工业化是一个动态的、不断发展的过程第一代的工业化：机械化（蒸汽机的发明）第二代的工业化：电气化（发电机、电动机的发明）第三代的工业化：自动化（自动控制的应用）第四代的工业化：信息化的工业化，以数字化为基本特征，走向智能化和网络化的工业化（数字控制机床的出现）传统工业化意义上的机械化、电气化、自动化与信息化意义下的数字化、智能化和网络化，是一个相互渗透、相互融合的过程工业化所形成的产业优势是一种硬优势，信息化所形成的产业优势是一种软优势，在信息时代，两种优势缺一不可6.1认识工业化6.1.3传统的工业化道路传统工业化道路的内涵将工业化建立在资源和能源大量投入的基础上，导致对自然资源和能源的剧烈竞争粗放型增长方式新型工业化道路资源节约型的工业化道路，信息化与工业化融合发展的道路，充分发挥和利用现代信息技术的潜力，依靠信息和知识的力量资料阅读：认识我国新型工业化道路党的十六大报告指出，坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、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。①科技含量高：充分发挥科技作为第一生产力的作用，促进科技成果更好地转化为现实生产力，提高产品的质量和竞争力。

②经济效益好：实现经济增长方式从粗放型向集约型转变，即从主要依靠增加投入、铺新摊子、追求数量，转到以经济效益为中心的轨道上来，通过技术进步、加强科学管理、降低成本，提高劳动生产率。

③资源消耗低：充分考虑我国人均资源相对短缺的实际，实施可持续发展的战略，坚持资源开发和节约并举，把节约放在首位，努力提高资源利用效率，积极推进资源利用方式从粗放向节约的转变，转变生产方式和消费方式。

④环境污染少：高度重视生态环境问题，从宏观管理入手，注重从源头上防止环境污染和生态破坏，避免走旧工业化过程中的先污染后治理的老路。⑤人力资源优势得到充分发挥：从我国人口多、劳动力资源丰富实际出发，制定推进工业化的具体政策，处理好发展资金技术密集型产业与劳动密集型产业的关系，通过教育和培训加强劳动力资源的能力。资料阅读：什么是两化融合两化融合：信息化和工业化的高层次的深度结合，是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路；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。技术融合：指工业技术与信息技术的融合，产生新的技术，推动技术创新。例如，汽车制造技术和电子技术融合产生的汽车电子技术，工业和计算机控制技术融合产生的工业控制技术。产品融合：指电子信息技术或产品渗透到工业产品中，增加产品的技术含量。例如，普通机床加上数控系统之后就变成了数控机床，传统家电采用了智能化技术之后就成了智能家电，普通飞机模型增加控制芯片之后就成了遥控飞机。业务融合：指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。例如，计算机管理方式改变了传统手工台账，极大地提高了管理效率；信息技术应用提高了生产自动化、智能化程度，生产效率大大提高；网络营销成为一种新的市场营销方式，受众大量增加，营销成本大大降低。产业衍生：指两化融合可以催生出的新产业，形成一些新兴业态，如工业电子（机械电子、汽车电子、船舶电子、航空电子等）、工业软件（工业设计软件、工业控制软件等）、工业信息服务业（工业企业B2B电子商务、工业原材料或产成品大宗交易、工业企业信息化咨询等）。资料阅读：什么是两化融合6.2两化融合的战略重点6.2.1制造业与装备制造业对国民经济各行各业的生产设备在机械化、电气化、自动化的基础上进行数字化、智能化和网络化改造，是实现信息化和工业化融合，提升传统产业竞争力的关键制造业的信息化生产过程的信息化，包括生产工具的信息化和生产流程的信息化利用数字化和微处理技术改造各种零部件和整机的生产工具，使其具备自动化和智能化的特征（如各种数控机械制造设备）从产品设计、制造到测试等全生产流程的信息化（如CAD、CAE、CAM、CIMS等计算机辅助技术）生产管理的信息化，包括人、财、物管理的信息化，产品供、销、存管理的信息化，以及企业客户关系管理的信息化（如ERP、CRM、SCM、OA等软件）6.2两化融合的战略重点装备制造业的信息化难点在于生产工具（即生产装备）的信息化信息化的生产工具的研究、开发与生产，具有高技术、高成本、高投资、高风险的特点带有很大的行业色彩，专业性强（如汽车制造业和成衣制造业）信息化的生产工具是信息化的制造业的核心，也是实现信息化与工业化融合的焦点6.2两化融合的战略重点6.2.2需要关注的重点问题提高企业的劳动生产率和竞争力中国第二产业劳动生产率较低，美国的1/30、日本的1/18、法国的1/16、德国的1/12、韩国的1/7解决办法：提高企业特别是装备制造企业生产装备和生产过程的信息技术含量，同时，利用信息技术提高企业的管理水平节能降耗、减污减排中国单位产出的能耗和资源消耗水平明显偏高，尤其是钢铁行业中国废弃物排放水平大大高于发达国家，单位GDP的废水排放量比发达国家高4倍，单位工业产值产生的固体废弃物比发达国家高10倍6.2两化融合的战略重点6.2.2需要关注的重点问题发展现代物流中国社会物流总成本占GDP的比重较高（2004年为21.3％），远高于发达国家水平（10％）物流运作模式、物流设施装备落后（包装、仓储、运输时间占到制造业全部生产时间的90％，发达国家为40％左右）中国物流的效率大约不及发达国家的1/4提高中国物流水平，关键在于提高工业物流的现代化和信息化水平发展生产性服务业大企业对推进两化融合的战略咨询和战略管理有需求，中、小企业需要各种与两化融合相关的服务（如产品设计、企业信息化管理等）信息时代的生产性服务业是以计算机和网络技术为基础，以信息和知识的生产、传播和利用为内涵，面向各种生产活动的现代服务业资料阅读：认识生产性服务业生产性服务业：指为保持工业生产过程的连续性、促进工业技术进步、产业升级和提高生产效率提供保障服务的服务行业。与制造业直接相关的配套服务业，是从制造业内部生产服务部门而独立发展起来的新兴产业，本身并不向消费者提供直接的、独立的服务效用。依附于制造业企业而存在，贯穿于企业生产的上游、中游和下游诸环节中，以人力资本和知识资本作为主要投入品，把日益专业化的人力资本和知识资本引进制造业，是二、三产业加速融合的关键环节。资料阅读：认识生产性服务业1966年美国经济学家-H.Greenfield在研究服务业及其分类时，最早提出了生产性服务业（ProducerServices）的概念。1975年，Browning和Singelman在对服务业进行功能性分类时，也提出了生产性服务业(ProducerServices)概念，并认为生产性服务业包括金融、保险、法律工商服务、经纪等具有知识密集和为客户提供专门性服务的行业。Howells和Green（1986）认为生产性服务业包括保险、银行、金融和其他商业服务业，如广告和市场研究，以及职业和科学服务，如会计、法律服务、研究与开发等为其他公司提供的服务。香港贸易发展局认为生产者服务包括专业服务、信息和中介服务、金融保险服务以及与贸易相关的服务。我国政府在《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中将生产性服务业分为交通运输业、现代物流业、金融服务业、信息服务业和商务服务业。

6.3两化融合的关键技术6.3.1嵌入式系统IEEE对嵌入式系统的定义：“控制、监控或者协助各种装置、机器和设备运行的装置”嵌入式系统是计算机技术、微处理技术、电子技术（如传感器技术），以及各个行业专有技术相结合的产物嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统及专用应用程序等四个部分组成嵌入式系统的基本特征：专用性、实时性、随附性、精简性6.3两化融合的关键技术

嵌入式处理器的特点和分类嵌入式微处理器的特点很强的实时多任务支持能力，较短的中断响应时间，使内部代码和内核的执行时间减少到最低具有功能很强的存储区保护功能，避免软件模块之间出现错误的交叉作用，同时有利于软件诊断可扩展的微处理器结构功耗低6.3两化融合的关键技术嵌入式微处理器的种类嵌入式微处理器（MicroProcessorUnit-MPU），由通用CPU演变而来嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit-MCU），单片机，目前嵌入式系统工业的主流嵌入式数字信号处理器（EmbeddedDigitalSignalProcessor-EDSP），专门用于数字信号处理的微处理器，主要用于语音处理、图像处理等嵌入式系统芯片（SystemOnChip-SOC），高容量专用集成电路系统，作为系统的一个组成部分加入系统；使用通用的微处理器，并采用FPGA将通用CPU与系统程序合为一体6.3两化融合的关键技术嵌入式系统软件嵌入式操作系统将运行在个人电脑上的操作系统移植到嵌入式系统中，成为嵌入式操作系统，如WindowsCE，Sun公司的Java操作系统，嵌入式Linux等专门为嵌入式系统设计的操作系统支撑软件（嵌入式数据库和开发工具）应用软件6.3两化融合的关键技术6.3.2工业软件工业软件的概念在工业领域特别是在制造业领域内使用的计算机应用软件工业软件扮演的角色从产品研发、设计、生产、流通、管理等不同方面，实现生产和管理过程的数字化、智能化、网络化，在信息化与工业化融合中扮演着“融合剂”角色在产品研发阶段，可以为工业产品提供产品设计、工程分析、模拟仿真、编制工艺等功能，如CAD、CAPP、CAE、PDM等在产品生产制造过程中，服务于生产管理，如ERP、SCM、CRM、CAM等6.3两化融合的关键技术

计算机辅助设计（CAD）CAD是利用计算机系统，帮助设计人员进行产品及其生产制造过程设计的技术20世纪50年代在美国就诞生了第一台计算机绘图系统，出现具有简单绘图输出功能的计算机辅助设计技术三维CAD造型技术（三维建模技术），是CAD技术的核心，代表了CAD技术研究、发展和应用的方向6.3两化融合的关键技术计算机辅助工艺过程设计（CAPP）利用计算机技术帮助工艺人员制定零件加工过程，编制生产制造工业，把毛坯加工成图纸上所要求的零件通过向计算机输入被加工零件的设计信息（包括形状、尺寸等），以及工艺信息（如材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易优化等问题CAPP向上与CAD相接，向下与CAM相连，是连接设计与制造之间的桥梁6.3两化融合的关键技术计算机辅助制造（CAM）CAM应用计算机于生产制造的过程或系统，核心技术是数控技术；而编制零件加工程序是数控技术应用的重要环节CAM输入的是零件的工艺路线和工序内容等信息，输出的是刀具加工时的运动轨迹和数控程序信息通常由硬件和软件两个方面组成硬件包括数控机床，加工中心，输送、装卸、存储、检测装置，计算机等软件则有数据库、CAD、CAPP、计算机辅助数控程序编制等6.3两化融合的关键技术计算机辅助工程（CAE）CAE是用计算机辅助求解复杂工程和产品力学性能（如强度、刚度、寿命等）的分析计算，以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法通过对产品未来使用和运行状态的模拟，及早发现设计中的缺陷，并证实工程和产品的功能和性能的可用性和可靠性CAE从60年代初在工程上开始应用到今天，已经成为工程和产品结构分析中必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续力学各类问题的一种重要手段6.3两化融合的关键技术6.3.3关于嵌入式系统与工业软件的讨论关于嵌入式系统的讨论嵌入式系统是现代信息技术应用的一个特殊的领域，一个“专用计算”的领域嵌入式系统将微处理器技术、计算机技术、网络通信技术、软件技术与应用对象所特有的技术（如传感器技术、控制技术等）等融为一体，以实现对象的数字化、智能化、网络化改造，达到提升对象性能或扩大对象功能目的嵌入式系统以信息技术，特别是微处理技术为基础，这再一次说明了微处理技术是现代信息技术中最为核心的技术6.3两化融合的关键技术关于工业软件的讨论工业软件是信息化与工业化的融合剂，是信息化在工业化的基础上为企业或企业的产品增加的一种软优势解决制造业的信息化问题需要依赖工业软件技术，面向产品的全生命周期，提供一个智能化、网络化、协同化、开放式的产品设计与制造平台工业软件不是一般意义的软件，而是科学研究和技术创新成果的软件表现，仅依靠软件人员是编写不出工业软件的工业软件开发的四个阶段：建模、求解、算法、编程工业软件的落后和匮乏极大地制约了中国“两化融合”和产业现代化的进程6.4加快发展新兴产业6.4.1发展信息化的核心技术和产业信息化的核心技术微电子技术与计算机技术、通信技术、软件技术信息化的核心产业——信息技术产业微电子产业、计算机产业、通信产业（通信设备制造业）、软件产业微电子技术和产业是核心中的核心6.4加快发展新兴产业6.4.2发展信息内容产业与知识产业内容产业和知识产业是带有信息社会特征的劳动力密集行业内容数字化产业的内涵极为丰富，如教育与科学技术的内容数字化，中国历史、文化的数字化，法律、规章、公文、地图、档案、标准、专利等信息资源的数字化信息内容数字化产业可以解决中国数百万人的就业问题，能够带动一大批产业的发展，如中国政务、典藏和出版三大领域的初步数字化需投入46万人内容数字化产业将加快中国信息化和步入信息社会的进程6.4加快发展新兴产业6.4.3信息化催生新兴产业以信息化作为覆盖现代化全局的战略举措，催生一系列的新兴产业，如电子政务、电子商务、电子金融、电子物流、电子教育、电子医疗、电子社区、电子娱乐等大力推进制造业信息化与发展现代服务业的对接，是两化融合的重要策略之一形成一批嵌入式系统和工业软件的开发、应用和培训的服务商，一批现代制造服务企业，促进装备制造业向专业化和精细分工的方向发展促进现代服制造服务企业的发展，加快装备制造企业的结构调整，形成以本企业核心制造技术为主、以业务外包为辅的现代企业运行模式既有利于装备制造业整体效益和效率的提高，也有利于装备制造业竞争力的提升6.5走工业化的信息化道路6.5.1以工业化的方法推进信息化工业化的一个重要特征是大规模生产和规模经济大规模生产的方法：制造标准的、可互换的零件；利用传送带和装配线，实现专业分工工业化方法的核心是规范化和标准化规范化和标准化是信息化成功的关键因素之一要实现信息化的标准化，关键在于业务流的规范化及数据模型的标准化，如人事信息管理系统6.5走工业化的信息化道路6.5.2以工业化的观念推进信息化工业化的观念专业分工和对外协作的观念与专业分工相联系的工业化观念：“外包”以工业化的观念来推动信息化的发展是一个必然的趋势政府的政策应该鼓励和引导信息化过程中专业分工和对外协作的形成政府和企业的信息中心是信息化的组织者和管理者，或者根据需要购买软件或应用系统，或者将本单位的信息化各项工程分包、外协出去，以实现本单位信息化目标为原则6.5走工业化的信息化道路6.5.3以工业化的企业规模推进信息化工业化需要规模经济和规模企业信息化需要数量众多、相当规模的信息化企业来推动，也必须在信息化的过程中形成一大批相当规模的信息化企业从政策角度，必须鼓励和有利于形成有规模的信息化企业包括信息化设备制造企业、软件企业和系统集成企业鼓励企业的互相兼并或互相联合，形成龙头企业资料阅读：重庆市两化融合发展规划重大工程（一）“数字化企业”应用示范工程（二）支柱行业“两化”融合示范工程（三）新兴产业培育工程（四）中小企业信息化综合支持平台建设与服务工程（五）信息化促进节能减排应用示范工程（六）“两化”融合技术人才支撑工程（一）“数字化企业”应用示范工程每年选择10个以上信息技术应用较好、有行业示范作用的企业，在产品研发设计、生产过程控制、经营管理、市场营销、综合集成应用等环节，实施“数字化企业”应用示范工程，提高企业信息化水平和管理水平。创新产品研发设计，增加产品技术含量，提高产品智能化、信息化水平促进企业精益化生产，提高企业能源资源利用效率和清洁生产水平推动企业资源管理（ERP）、管理信息系统（MIS）、供应链管理（SCM）、客户关系管理（CRM）等管理软件的应用普及，促进企业信息资源开发利用，发展企业电子商务，提升企业管理效率和管理水平（二）支柱行业“两化”融合示范工程围绕汽车摩托车、装备制造、材料加工、石油天然气化工、电子信息、轻纺及劳动密集型产业等6+1支柱产业，以高新技术产业化重大项目和企业技术改造项目为抓手，以骨干企业为重点，建立一批行业性的信息服务平台、电子商务平台和技术研发服务中心，深化行业的信息技术应用，推进行业信息共享和业务协同，探索建立分行业的“两化”融合评价评估体系。汽车摩托车产业：重点推进产品网络化协同设计、协同商务和供应链信息化应用，建立龙头企业牵头的产品网络化协同设计开发平台和协同商务平台，推动企业供应链信息化试点示范装备制造业：重点推进装备产品数字化，对现有工业装备特别是一些重点关键装备进行改造和新装备的上档升级天然气石油化工和能源工业：重点推进信息化促进节能减排应用示范，改造优化传统工艺和生产流程电子信息业：重点推进各类与工业产品配套的嵌入式芯片和系统开发，推动基于第三代移动通信和新一代宽带无线通信技术的业务应用和信息服务轻纺及劳动密集型产业：重点推进生产过程状态监视、质量控制、快速检测等信息技术应用，提高企业生产效率和产品质量（三）新兴产业培育工程重点围绕物联网应用、工业软件、电子商务、物流等领域，培育发展面向工业的生产性服务业。主要内容包括：一是建设物联网应用关键技术研发基地，加强物联网元件、芯片、传感器等关键应用技术的攻关，探索RFID技术在工业领域的应用模式二是大力发展以工业软件、嵌入式软件和行业解决方案为重点的软件产业，建设国家级嵌入式软件基地，加快发展汽车电子、机床电子等领域的工业软件，积极开展效果明显、具有行业特色的典型工业软件和行业解决方案的应用推广三是加快推进国家级移动电子商务示范区建设，开拓大宗生产资料电子商务市场，扶持一批电子交易平台研发和服务企业，推广电子识别、商业智能、电子支付等手段在各类服务业态中的应用四是充分利用国家级保税港区的政策优势，建成长江上游地区的物流信息平台，加快面向行业的第三方物流平台和现代物流服务业发展（四）中小企业信息化综合支持平台建设与服务工程依托技术力量较强的区域性或专业性的信息化技术支持和服务机构，以及骨干或龙头企业信息化部门剥离后建立的信息化公共服务企业，建立一批面向中小企业的公共信息服务平台，为中小企业提供产品设计、电子商务、进销存、财务管理、客户关系管理