本文将仅就生产技术升级问题，试图梳理制造企业的转型升级路线。目前制造技术升级的概念是，本质仍然离不开四个关键词语：自动化、信息化、数字化和智能化。然而，并非所有制造业都要通过这‘四化’实现技术升级；同一个企业的不同发展阶段也需要兼顾不同的升级策略；不同类型的制造业也需要考虑适合自身发展规律的升级路线。

本文系列力图回答这些问题，并为中国制造提供可选择的路径。1

1、自动化

首先需要考虑“自动”与“手动”。与“自动化生产”相对应的是“手工生产”。通常讲的自动化升级都是指用自动化设备和装置替代人工。因此，凡是人做不了或者不愿意做的工作都可以通过自动化进行升级，越是动作简单、重复、繁重的生产形式，越适合采用自动化升级策略，例如搬运、包装、喷涂等；而动作越复杂，对人手灵活性依赖越大的生产模式就不适合自动化升级，例如皮具制作、制衣等。

按照工业4.0的定义，1968年出现的莫迪康可编程控制站器Modicon PLC（后来被施耐德收购），被视为自动化的一个划时代意义的产品。

2、信息化管理

应该说“企业信息化”这个词是伴随着ERP的普及而流行的，而ERP的前身是MRP和MRPII，再往前推则是会计电算化软件、库存管理软件等。这类软件的流行基于数据库系统的成熟。

随着这类软件的普及，“MIS（管理信息系统）”应运而生，同时MIS市场迅速膨胀。也许是出于对会计制度与国际接轨的需要，当时MIS的主力是会计电算化软件，火爆的市场也成就了金蝶、用友这样的国产软件公司。

上世纪末期是跨国公司全球布局的黄金时期。外企进入中国不仅带来了先进的管理模式，也带来了对企业管理信息系统的市场需求。跨国公司要求中国本土供应商的管理系统与之对接，倒逼中国企业大干快上ERP项目。这个时期除了捧红SAP之外，还造就了不少ERP软件实施和信息系统咨询公司，诸如毕博和埃森哲。

2000年初的时候，业内对ERP的态度如同对当前的工业4.0，说法不一。

但普遍的共识是企业上ERP不是简单买个软件，更需要对管理流程进行梳理，破旧立新。随之而来就出现了一个流行词叫“企业流程再造BPR”，很大程度上也算是商家为了配合ERP项目搞的噱头。到目前为止，ERP通用功能已经非常成熟，而跟业务深水区的结合，正在面临全新的升级考验。

包括ERP在内，本段所提及的软件都是用MIS把企业管起来，本质上是企业商业和运营的信息化。与此同时，在产品设计、生产设备、质量管理等直接与制造相关的环节也在进行着信息化。

3、信息化制造与数字化制造

这里不得不提CIMS，计算机集成制造系统。CIMS要集成的对象是一个一个独立的计算机辅助软件（CAX），旨在消除信息孤岛。这个概念在中国的兴起要早于ERP。可以说ERP是面向商业的信息集成，而CIMS是面向制造业的信息集成，当时都是被当作信息化所理解的CIMS除了要集成CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助检测）、CAPP（计算机辅助工艺等系统模块）等，还明确提出了逻辑层次结构，并整合了敏捷制造、并行工程、虚拟制造等方法论范畴的理论概念。

然而，技术为它的早产付出了代价。

CIMS的失败就是因为它提出的时代太超前，相关技术和产品都还没成熟。而在它之后便迎来了工业软件市场的大整合时代：例如由对CAD产品数据管理发展而来的PDM（产品数据管理），通过对产品BOM的信息化管理实现了产品“数字化”。“数字化”这个概念尽管现在被滥用，但是它应该是脱胎于3D数模的。至少在商业语境里，“数字化”要与3D图形和动态仿真同时出现。例如“产品数字化”是指用3D数模构建产品模型，“工厂数字化”则需要面向工厂进行3D建模。

当今工业4.0所处的环境，已远远超越CIMS所处的年代。大量设计软件广泛使用，大量数字化资源和虚拟化产品，已经进入主流，类似Digital Thread（数字主线）、Digital Twin（数字孪生）被更广泛地应用。

4、数据采集

在过去30年中国企业现代化进程中，除信息化项目大干快上之外，还有一条自动化升级的主线：在流程制造行业（如石化、水泥、食品等），一大批分散控制系统DCS和仪表自动化项目迅速崛起，而国产的DCS如浙大中控、和利时，甚至被GE收购之前的新华控制系统，都得到了长足的发展；而在离散制造行业的是企业采购了大量数控和自动化物流设备。随之而来出现的问题就是如何获得这些现场数据，并把这些实时数据用起来。

当下火热的“云数据”，前身可以说是“远程抄表”。最早是油田、矿井等野外设备需要监控运行状态——早期用的是电报，后来短信。在智能手机尚未普及的时代，还用过手机网页客户端，而现在基本就是成熟的3G/4G网络，外加APP客户端。

10年前做方案时，往往会在示意图中用云彩和墙的图标两端分别画上服务器和笔记本电脑，笔记本和云彩图标之间画一个闪电符号，意为有防火墙的无线数据交换。现在的“云”方案只是在笔记本旁边加上了手机和pad图标。事物的发展，只是在增添要素而已。

说到数据采集就不得不提组态软件。这类产品最早是DCS或PLC厂家为方便客户开发界面而配备的开发套件，后来出现了许多独立的组态软件厂商，可以通过图形界面直观地看到数据的变化。由此产生了“人机界面（HMI）”，所以“图形化”往往指的是人机交互相关的产品或项目，比如工作站的面板和电子看板等。

现场数据采集SCADA，正是自动化与信息化的链接节点，是自动化设备和信息化管理软件的承上启下的层级，也是自动化与信息化相融合的过渡区域。

而这些早年软件留下的数据，正是当下的工业大数据“黑金”。它们深埋在设备、模块和系统之中，不见天日。工业大数据从业者，需要有非常的智慧，来解救这些黑金。

5、智能化

智能化定义众说纷纭，就没有统一标准了。现在许多复杂一点的控制系统，似乎都被叫做“智能控制”，好像更新一代的控制系统都可以叫做智能化。

严格意义上的智能化，必须要借助大量的建模和算法，以及一些必要的人工智能技术，包括启发式算法和机器学习。如果按照这个标准，目前不少先进的控制系统的控制算法已经可以算是智能化，但真正智能化的管理信息系统市面上还不存在。信息系统的智能化趋势应该说是很明确的，特别是人工智能AI项目开始受到大量资金关注后，那些原本只在学术期刊上出现的，服务于制造调度算法的复杂公式才开始有了一些用武之地。