讲堂名师简介：宁振波老师

本科学历，研究员。毕业于西北工业大学计算机应用专业，1974年参加工作。先后任西安第一飞机设计研究所工程师、高级工程师、研究员，北京航空信息中心(航空301所)副总经理、首席顾问、副总工程师。

曾在各型飞机首飞、定型、改型中荣立各级别的一、二、三等功十余次；荣获国家科技进步二等奖等多个奖项；是航天、兵器、船舶、电子、核工业等多个行业、多个企事业单位的外聘专家，工信部首批两化融合23个专家之一，国家复杂产品智能制造重点实验室学术委员会委员。2017年12月，宁老师在人民大会堂获得光华基金中国设计贡献奖金质奖章。

专著荐读：《智能制造的本质》宁振波老师是我国智能制造领域的专家，对国家工业体系、复杂产品智能制造、数字化转型、工业互联网、工业软件等领域，有深刻的理解。《三体智能革命》、《铸魂：软件定义制造》、《智能制造的本质》等专著，吸引了众多粉丝和追随者。

在《智能制造的本质》中，宁老师对智能制造的定义进行了分级解读。制造是工业体系，隶属于自然科学领域；智能是人类的特有属性，隶属于社会科学领域。理解智能制造的本质，首先要剖析这四个字。“造”仅仅是生产的概念；“制”则含有系统的思想，也是制度、标准、规范、方法。

“制造”包含了产品策划、概念设计、方案设计、产品设计、试制试验、批生产、产品交付及交付后的运营、维护维修以及管理和决策等重要环节和复杂管理体系。因此，机器人换人、黑灯工厂都只是在执行“造”的部分，不能称之为“制造”，更不是“智能制造”。

智能制造顾名思义就是为传统的制造赋予智能，这里的智能是指“人工智能”。通俗地讲，人工智能就是将人类的知识、经验、方法等验证无误的内容编译成软件，将原来由人执行的任务转为由计算机来执行的过程。也就是说把人的知识转化成计算机的知识，计算机支持软件运行，生成模型，完成工业产品的研发设计、工艺设计、生产过程管理、批生产交付、运行维护、大修维修以及复杂的管理体系等。

《智能制造的本质》一书，关注软件化的工业技术、软件定义的生产体系、生产关系的优化和重构......是我们全面深入了解智能制造的必读书目，得到了十二位业界大咖的联袂推荐。

跟我们一起阅读本书的大咖分别是：李培根院士、陈润生院士、刘永才院士、中国工程院制造业研究室屈贤明、董景辰、清华大学软件学院王建民院长、哈工程党委副书记夏桂华、中国船舶总经理杨金成、一汽解放董事长胡汉杰、中国航空研究院科技委主任孙侠生、华为公司董事兼首席信息官陶景文、联讯动力总经理林雪萍。

讲座内容：数字化企业必备的四大能力

宁振波老师多次被国家级的各类大会组委会邀请，作为重磅嘉宾分享观点，今天我们给大家带来宁老师的讲座《数字化企业必须具备的四大能力》。在正式进入讲座之前，我们先来听听宁老师在CIO年会上的讲座片段。

以下是宁老师的分享，让我们一起来碰撞思想：

数字化企业必须具备的四大能力

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在今天所有的不确定性当中，可以说，数字化转型是确定的。拥有数字化能力已成为企业的基本功，数字化一定会全面改造所有行业，企业一定要利用数字化转型的机会来提升企业的管理、改造自己的组织、优化自己的产品。“或者数字化，或者灭亡”绝非危言耸听，是我们的必然选择。因为“数字化”不仅仅是一种技术，也是一种思维方式，涉及新型商业模式和消费模式，为企业进行组织、生产、贸易和创新提供了新的途径，驱动企业生产方式、组织架构和商业模式发生深刻变革。

工业经济下，企业能力体现在规模上；数字经济下，规模已不再是优势所在，更重要的是思维方式的转型甚至颠覆，以及利用数字化工具来放大员工的能力的程度，并善于从“数字化”角度来分析和挖掘企业发展的新模式、新价值、新商机，从而驱动效率提升、产品增值、流程再造和生态构建等。

在我最新出版的著作《智能制造的本质》一书中，明确提出智能制造的本质就是高水平数字化技术的大规模应用，其核心是：

产品本身的智能化

产品系统结构定义的数字化

产品研制生产过程的数字化

以及庞大的零部件供应链的网络化

随着产品复杂度的提高、多专业的协同，企业必须用先进的数字化技术来统筹解决产品的研发、生产和多企业之间的协同问题。同时，企业应用数字化技术的重要基础和核心支撑是工业软件，工业软件是工业化的顶级产物，它封装了工业知识、建立了数据自动流动的规则体系。

工业软件可以分为三大类：

第一类是嵌入式软件，计算机软硬件构成的嵌入式系统，塑造了机器的大脑和灵魂，让机器变得聪明，功能可以随时定义和调整；

第二类是产品研发类软件，从产品的设计、工艺、试制、试验、批生产到产品交付后的维护、维修保障，都需要大量的研发软件；

第三类是管理和协同软件，负责复杂工业体系及复杂产品研制过程中多企业之间的相互联通、管理和协同。由此，可以分解出未来企业必须具备的四大数字化能力。

首先是产品的智能化能力。计算机软硬件嵌入产品形成的智能产品，已经是产品发展的必然趋势。将软件程序写入芯片，嵌入到产品或设备中，让软件成为其中的软零件、软装备，以“软件定义数据自动流动规则”的方式，根据工作场景自主决策，以精准的动作指令操控物理设备，就是现在我们用的各类智能化的产品。

以我们常用的手机为例，智能手机是软件定义的，有了基础的硬件如摄像头、麦克风之后，我们就可以用APP软件来定义手机的功能和性能：把手机定义为录音机，用的就是麦克风和相关软硬件；把手机定义为相机，用的就是摄像头和相关的软硬件。

因此，软件定义产品就可以实现产品智能化，把常规的产品变成智能化的产品，使用简单，可以精准获取产品的运行状态，靠大量的传感器采集运行数据实现状态感知，根据这些数据进行分析和决策，反过来可以精准控制和管控，这就是数字化转型的能力之一。

例如在F-22/F-35驾驶舱中用一块大液晶屏替代了过去数百个分离的仪表、开关和显示灯，以交互性良好的动态折叠菜单替代了成百上千个物理按键。每一架F-35 战斗机都搭载使用高速网络连接的几十台超级计算机，内有数千万行软件代码，是典型的“飞行计算机”。

数字化企业必须具备的第二大能力是产品数字化定义的能力。何谓数字化定义能力？我们把产品分解开来，可以发现复杂产品有很多机械结构零件，也有很多电气、电子系统，还有光学、声学系统等，每个零件的设计都采用数字化的方法，定义出数字化的三维模型，有了模型，可以分析它的静力、动力、强度等特性，把这些虚拟的模型装配在一起，就形成了数字化的产品模型，也就是数字样机，英文就是DMU（Digital Mock-Up），这就是产品的数字化定义能力。

产品的数字化定义是一个设计过程，每个零件和元器件都采用三维数字化定义后，我们就能够根据零件、部件、组件以及整机的三维数字化定义的模型进行工艺设计，然后指导生产和试验，从而指导整个研制过程，这就是数字化企业必须具备的第三大能力：产品研制过程数字化的能力。

有了CAD/CAE/CAM/CAPP等工业软件，我们的产品研制过程就可以数字化、网络化，进而实现智能化，既加快研制进度，也降低成本，同时提高质量。产品的数字化定义能力是产品的源头，有了数字模型之后，把数字模型一直沿用到整个产品的研制过程，设计、工艺、试制、试验、批生产和维修，这就是产品研制过程的数字化。

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上述讲到的数字化模型是虚拟模型，虚拟模型可以在网上流转、传递。由多个企业协同研制的复杂产品，企业就需要具备第四个数字化能力：管理和网络协同能力。

多企业的管理和协同需要大量的管理和协同软件，企业之间的协同还需要有高速的通讯网络，以前的网络是有线的，现在随着无线通讯水平的快速提升，5G的应用会越来越广泛。因此未来企业的数字化能力，实际上基础架构是网络管理和协同能力。

波音公司在20世纪90年代初，在波音777产品研制中就采用了大协作生产组织模式，以降低成本和缩短研制周期为目标，建立了一个完整的基于产品数字化定义的制造工程系统，使波音777的13250个零部件能由分布在北美洲、欧洲、亚洲和大洋洲的13个国家的545个工厂生产，并能很好地装配起来，使波音777按时飞上蓝天，投入到航空市场。

波音777共装有1800多套计算机系统，包括集成的飞机信息管理系统、先进的三轴电传飞行控制系统、首次装备的增强型地面碰撞（临近）警告系统、地面机动照相系统等；

在波音777产品的研制过程中采用的技术有：三维数字化建模，全面采用三维数字化技术、100%三维数字化产品定义、并将300万个零部件的信息存入数据库。

数字化预装配，目的是为了大幅减少飞机研制过程中的设计错误、更改和返工，在产品数据集发放之前，尽量做好产品数字化模型的计算机装配仿真模拟工作，确保各构件之间有着良好的配合。

波音777数字化研制技术的直接效益包括：3000个以上的装配界面取消了实物样件；减少了90%的工程更改（由6000处减少到600处）；工程更改的周期缩短了一半；物料的返工减少了90%；机身的装配精度提高了50倍。

03

综上，数字化企业必须具备的四大能力：

1. 产品的智能化能力，把计算机软硬件配合在一起，嵌入到产品内，提升传统产品的水平和能力，这是产品本身内部的能力；

2. 产品的数字化定义能力，即产品数字化设计能力；

3. 有了数字化设计的模型，将模型延伸到产品的研制过程，就形成了第三大能力，产品研制过程数字化的能力；

4.最后，为了能够实现产品的数字化定义能力和产品研制过程数字化的能力，就必须掌握管理协同和网络协同能力。

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