導引篇
１．１智能制造，是制造還是思維
１．２何謂智能制造的核心
１．３從大數據到智能制造
１．４大數據推動智能制造的三個方向
１．５智能制造在發達國家的轉型
１．６未來智慧工廠的無憂慮制造
１．７從產品制造到全生命周期價值創造——給“蛋黃”配“蛋白”
１．８工業大數據的機遇與挑戰
案例分析篇
２．１利用大數據分析，實現從解決問題到避免問題
２．２利用大數據預測隱性問題，實現生產繫統的自省性
２．３利用知識產生可執行的設計和制造數據的反向工程
２．４基於大數據產品服務繫統解決方案
專家訪談篇
李傑教授采訪著名經濟學家馬光遠
李傑教授采訪航空發動機專家王安正
《福布斯》（中文版）總編康健采訪李傑教授
李傑教授采訪三一重工副總裁賀東東
李傑教授采訪ＮＩ 行業市場經理崔鵬
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參考文獻

      前言
      在西方國家有這樣一句話：Ｔｏ ｌｉｖｅ ｗｅｌｌ，ａ ｎａｔｉｏｎ ｍｕｓｔｐｒｏｄｕｃｅ ｗｅｌｌ，說明制造業是一個國家綜合國力重要的體現，也是決定民眾生活質量的重要條件。在經歷了互聯網泡沫和經濟危機之後，世界各國，尤其是發達國家開始重新意識到制造業的重要性，也在重新審視自身競爭力的優劣勢。第四次科技革命的到來為各個國家提供了發展和轉型的機遇，也使他們面臨競爭力格局變化的挑戰，智能制造成為世界各國競爭的新戰場。無論是德國提出的“工業４． ０ 國家戰略”，美國提出的“國家制造業創新網絡（ＮＮＭＩ）計劃”，或是日本的“工業價值鏈計劃（ＩＶＩ）”等，無不圍繞著制造業這個核心。中國改革開放三十多年來，綜合國力和人民生活水平的提升過程中，制造業的快速發展起到了決定性的作用，中國成為世界制造業的新中心，也連續幾年成為“世界制造力競爭指數”強的國家。在新一輪的制造業革命中，中國也感受到來自世界各國新技術戰略的壓力，相繼提出“中國制造２０２５”，“互聯網＋ ”和“供給側改革”等多項措施。
      每一次制造革命的進步，除了我們能夠可見的技術要素以外，更重要的是這背後的制造哲學的進步。現代制造業從第二次科技革命到現在，經歷了標準化、合理化＋ 規範化、自動化＋集成化、網絡化＋ 信息化四個階段。這背後的制造哲學可以概括為：以低成本生產高質量的產品；通過全流程改善降低浪費、次品和事故；通過產品全生命周期的數據管理，為用戶提供所需要的能力和服務。在以上幾個階段的基礎上，現在的制造繫統正處在向智能化＋ 客制化邁進的階段，目標是實現零故障和預測型的生產繫統，並在無憂的生產環境中以低成本快速實現用戶的客制化需求。
      那麼，如何實現智能制造？有些人說大數據是實現智能制造的核心技術，也有人說要靠互聯網、信息物理繫統技術（ＣＰＳ），或是人工智能和機器人等。如果大數據是智能制造的核心驅動力，那麼我們該怎麼去定義和使用大數據？關於這個問題，我在《工業大數據》這本書中曾表達過一個觀點：大數據並不是目的，而是看待問題的一種途徑和解決問題的一種手段。通過分析數據，可以預測需求、預測制造、解決和避免不可見問題的風險，和利用數據去整合產業鏈和價值鏈，這纔是大數據的核心目的。
      大數據與智能制造之間的關繫可以總結為：制造繫統中問題的發生和解決的過程中會產生大量數據，通過對這些數據的分析和挖掘可以了解問題產生的過程、造成的影響和解決的方式，這些信息被抽像化建模後轉化成知識，再利用知識去認識、解決和避免問題，核心是從以往依靠人的經驗（ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｂａｓｅｄ），轉向依靠挖掘數據中隱性的線索（ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｂａｓｅｄ），使得制造知識能夠被更加高效和自發地產生、利用和傳承。因此，問題和知識是目的，而數據則是一種手段。今天我們來談利用大數據實現智能制造，是因為大數據已經成為一個日益明顯的現像，而在制造繫統和商業環境變得日益復雜的今天，利用大數據去解決問題和積累知識或許是更加高效和便捷的方式。
      大數據的目的並不是追求數據量大，而是通過繫統式地數據收集和分析手段，實現價值的化。所以推動智能制造的並不是大數據本身，而是大數據的分析技術。在新制造革命的轉型中，是否能夠更加有效地利用好大數據，決定了能否在競爭中脫穎而出。在現在的制造中，存在著許多無法被定量、無法被決策者掌握的不確定因素，這些不確定因素既存在於制造過程中，也存在於制造過程之外的使用過程中。前三次工業革命主要解決的都是可見的問題，例如避免產品缺陷、避免加工失效、提升設備效率和可靠性、避免設備故障和安全問題等。這些問題在工業生產中由於可見可測量，往往比較容易避免和解決。不可見的問題通常表現為設備的性能下降、健康衰退、零部件磨損、運行風險升高等。這些因素由於其很難通過測量被定量化，往往是工業生產中不可控的風險，大部分可見的問題都是這些不可見的因素積累到一定程度所造成的。
      因此，我、倪軍教授和王安正教授在本書中闡述了大數據推動智能制造的三個方向：個方向是利用數據來了解和解決可見的問題；第二個方向是利用數據來分析和預測不可見的問題，從僅僅明白解決問題的“ｋｎｏｗｈｏｗ”，進一步理解問題產生的原因，從而避免可見的問題；第三個方向則是從數據中挖掘新的知識，再利用知識去重新定義問題，使得可見或不可見的問題都可以在制造繫統中避免。在個方向上，許多國家已經有了比較成熟的積累，也形成了各自獨特的制造文化，本書中我們會為讀者詳細解讀這些國家的經驗和得失。在第二個和第三個方向上，我們也做了許多年的研究和應用，形成了一套較為完整的體繫和方法論，在本書中也會結合案例為讀者進行詳細介紹。借助本書，我們不僅要向讀者介紹大數據和智能制造的技術，更重要的是傳達一種思維方式，以及對智能制造的理解、解決問題的邏輯和重新定義制造的思考方式。
      我們相信中國會成為新制造革命的中心，因為大數據將成為中國繼人口紅利之後的又一大競爭優勢，中國既是制造大國，同時也是使用大國，大量的數據都在中國彙集，這無疑給了中國制造好的資源優勢。如果數據是新制造革命時代中價值創造的原材料，那麼中國將無疑是資源多的國家。
      數據本身不會說話，也並不會直接創造價值，真正為企業帶來價值的是數據分析之後產生的信息的意義和行動的價值，是數據經過實時分析後及時地流向決策鏈的各個環節，或是成為面向客戶創造價值服務的內容和依據。中國應該利用好使用數據的資源，不斷提升中國對制造的理解和知識積累的速度，纔能彌補中國在裝備制造和核心零部件等方面的弱勢，逐步彌補這些弱勢領域造成的短板，讓世界向中國學習在制造繫統中創智和創值的經驗。

      １．１智能制造，是制造還是思維
      ２０１３ 年，德國在漢諾威工業博覽會上推出“工業４． ０ 國家戰略”，這被認為是人類第四次工業革命的開端，也開啟了各個國家在新一輪產業革命中競爭的序幕。世界各主要經濟體紛紛從自身的現狀與優勢出發，制定了應對新一輪制造業革命的國家戰略。美國在２０１２ 年３ 月提出了“ 國家制造業創新網絡（ＮＮＭＩ）計劃”，在制造業的４ 個重點領域列出了９ 個創新中樞項目；日本在２０１５ 年６ 月公布了《２０１５ 年版制造業白皮書》，將３Ｄ 打印、人工智能和智能ＩＣＴ 作為轉型升級的軸心；韓國提出了《制造業創新３． ０ 戰略行動方案》，在３Ｄ 打印、大數據、物聯網、ＩＣＴ 服務等８ 項核心智能制造技術中發力； 法國提出了《工業新法國２． ０》，將智慧物流、新能源開發、智慧城市、未來交通等９ 個重點領域作為改革的重心。中國也在２０１５ 年３ 月正式出臺了《中國制造２０２５》，作為新一輪工業革命的指導綱要，將工業化與信息化“兩化”深度融合發展作為主線，力爭在１０ 個重點領域實現突破性發展。
      在過去三年中，關於工業４． ０ 的定義和對世界各國戰略的解讀已有很多，也有許多專家學者和政府機構提出了一繫列的實施路徑和方案，我們看到政府相繼提出了機器換人、智慧工廠、大數據、互聯網＋ 和工匠精神等一繫列改革舉措。然而，有不少人都表達過這樣一種感受： 我們越深入分析各個國家的政策，越是去嘗試不同的轉型路徑，反而愈發地感覺迷茫和浮躁。
      我認為之所以會有這樣的感受，是因為大家把智能制造當成了一個技術問題來看待，因此在分析其他國家行動的時候也隻是停留在表面的方法和技術上，卻忽略了這些行動背後的思維和邏輯。於是當德國有“工業４． ０”，我們就有了“中國制造２０２５”；美國提出“工業互聯網”，我們也提出了“互聯網＋ ”；日本精益制造做得好，我們就要大力提倡工匠精神。事實上，智能制造並不僅僅是一個技術體繫或文化，更重要的是背後對智慧的理解、解決問題的邏輯和重新定義制造的思維。

      采訪著名經濟學家馬光遠老師：
      李教授：能否請馬老師以戰略的思維分析中國經濟發展、制造業發展和競爭力三者之間平衡的關繫？
      馬老師：２０ 世紀中葉，西蒙•庫茨涅茨提出了“現代經濟增長”的概念，他認為，在工業革命之前，歐洲的年均經濟增長率一般都低於０． １％ ，即如果物質財富增長一倍的話，大約要經歷７００年的時間；在工業革命開始之後的１００ 年，歐洲的年均經濟增長率猛增至１％ 或更高，這樣大約隻要經歷７０ 年的時間。也就是說，人類進入現代經濟增長是始於工業革命，人類現代文明的發源也是從工業文明開始的。從近現代的歷史看，國家經濟實力的興衰和工業化程度有著很大的關繫。英國取代中國成為經濟大國，美國取代英國成為經濟大國，以及東亞日本的興起，根本原因都是因為制造業的崛起，大國經濟權力的交接是以制造業地位的變遷為基礎的。
      改革開放３０ 多年來，中國之所以獲得奇跡般的增長，根本原因仍然是中國確立了一個適合國情的、比較成功的制造業戰略。正是因為中國制造業在全球範圍內參與了國際分工和崛起，從而使得中國的整體國力和經濟的競爭力提升。中國制造業先後在２００６ 年和２００９ 年突破１ 和２ ，在１９９３ 年超過法國、英國，２００６ 年超過日本成為僅次於美國的第二制造業大國，２００８ 年超過美國成為全球制造業大國。兩年之後，中國的經濟總量也超過日本成為全球第二經濟大國。目前，中國的制造業規模穩居全球，結束了美國從１８９５ 年以來一直保持的制造業生產規模的歷史。
      我們必須清醒地意識到，過去３０ 多年中國經濟的成功，是建立在工業化和制造業在國際上競爭力的提升，如果沒有制造業，中國不會成為全球貿易大國、出口大國和第二經濟規模大國，中國目前的國際競爭力和中國的制造業休戚相關。未來中國在國際上的地位如何，仍然取決於中國制造業能否從大到強。正如亞歷山大•漢密爾頓所指出的：“與制造業繁榮休戚相關的不僅僅是一個國家的財富，甚至還有這個國家的獨立。每一個為實現其偉大目標的國家，都應該擁有滿足本國需求的所有基本市場要素。”這幾年，在美國產業結構問題上，中國人犯的的錯誤就是認為美國現在不搞制造業，就搞服務業了，這是一個極大的誤解，不要忘記，我們隻是在２００８ 年纔剛剛在制造業規模上超過了美國，就規模而言，美國仍然是全球第二大制造業大國。制造業過去是，現在是，而且未來仍然是美國強大經濟的基礎。沒有其他產業可以取代它在美國國民經濟中的地位。在２００５ 年之前，制造業一直都在美國的ＧＤＰ 中占有的百分比，隻是在２００５ 年到２００８ 年，房地產纔超過了制造業成為產業，但２００９ 年，制造業又成為美國大產業。一個沒有制造能力的國家，就不可能有創新能力，也不可能有產業的國際競爭力。美國如果沒有制造業的支撐，金融業早就不知道崩潰多少次了。