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中國(guó)智能制造發(fā)展的國(guó)際背景與政策研究

2017-11-13 16:20趙光輝馮帆
中國(guó)市場(chǎng) 2017年31期
關(guān)鍵詞:發(fā)展進(jìn)程政策措施智能制造

趙光輝 馮帆

[摘要]文章在對(duì)世界智能制造發(fā)展做出評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,剖析了我國(guó)智能制造的發(fā)展進(jìn)程和瓶頸問(wèn)題,分析了我國(guó)智能制造的趨勢(shì)及影響,提出了未來(lái)我國(guó)智能制造的發(fā)展政策建議與對(duì)策措施,如將基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)制定納入頂層設(shè)計(jì),攻克關(guān)鍵核心技術(shù),打造自主機(jī)器人品牌,培養(yǎng)技能工人,利用全球人才資源,完善落實(shí)相關(guān)政策,鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新等。

[關(guān)鍵詞]智能制造;發(fā)展進(jìn)程;政策措施

[DOI]1013939/jcnkizgsc201731012

智能是以新一代信息通信技術(shù)為支撐,利用新技術(shù)推動(dòng)生產(chǎn)方式、商業(yè)模式等變革升級(jí)。互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息通信技術(shù)的發(fā)展成熟和廣泛應(yīng)用,在全球范圍內(nèi)掀起了新一輪的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)革命,逐漸顛覆重塑了國(guó)際產(chǎn)業(yè)分工格局。其中,依托先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)的智能制造成為各國(guó)發(fā)展布局的核心內(nèi)容,如美國(guó)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、德國(guó)的“工業(yè)40”等,都是以智能制造為主攻方向,希望借此增強(qiáng)本國(guó)在新一輪全球產(chǎn)業(yè)分工和價(jià)值鏈中的地位與話語(yǔ)權(quán)。我國(guó)發(fā)展智能制造是我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)、供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、從制造大國(guó)邁向制造強(qiáng)國(guó)、打造經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新引擎的必然路徑。我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的拐點(diǎn)期,面臨眾多痛點(diǎn)和復(fù)雜的發(fā)展環(huán)境。如果對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō),基于新一輪技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命的新經(jīng)濟(jì)本質(zhì)上是通過(guò)信息化實(shí)現(xiàn)“再工業(yè)化”,那么對(duì)我國(guó)而言,發(fā)展以智能制造為核心的新經(jīng)濟(jì)則是進(jìn)行“兩化融合”(工業(yè)化與信息化),是通過(guò)智能制造轉(zhuǎn)型為傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)注入新的發(fā)展活力,實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效、結(jié)構(gòu)調(diào)整、動(dòng)能轉(zhuǎn)換、由大變強(qiáng)的戰(zhàn)略目標(biāo)。

1世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家的智能制造發(fā)展概況

11美國(guó):以智能制造重塑競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)、不斷崛起的大數(shù)據(jù)新技術(shù)正在推動(dòng)智能制造不斷發(fā)展,其裝備也呈現(xiàn)出了模塊化、個(gè)性化、開(kāi)源化的趨勢(shì)。雖然目前我國(guó)在智能制造領(lǐng)域取得了突破性的成果,但仍面臨著很多發(fā)展困境,比如關(guān)鍵零部件依賴(lài)進(jìn)口、高端市場(chǎng)需應(yīng)對(duì)外資的挑戰(zhàn)、對(duì)系統(tǒng)軟件的重視程度較低,等等。新一代科技革命與產(chǎn)業(yè)革命正在興起,全球工業(yè)技術(shù)體系、競(jìng)爭(zhēng)格局、發(fā)展模式將被全面顛覆,發(fā)生重大變化。在這種形勢(shì)下,德國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛推出了“再工業(yè)化”戰(zhàn)略。

美國(guó)圍繞“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”與“新一代機(jī)器人”布局智能制造戰(zhàn)略;德國(guó)推出了“工業(yè)40”戰(zhàn)略,以期借智能制造提升制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力;歐盟推出了“2020增長(zhǎng)戰(zhàn)略”,聚焦先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展;日本、韓國(guó)也推出了與智能制造有關(guān)的戰(zhàn)略。由此可見(jiàn),在世界范圍內(nèi),智能制造已成為制造業(yè)發(fā)展的主方向,已成為先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)。面對(duì)全球制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型發(fā)展的趨勢(shì),我國(guó)也推出了“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略,提出要將智能制造基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)的制定納入頂層設(shè)計(jì),攻克關(guān)鍵核心技術(shù)難關(guān),創(chuàng)建自主品牌,做好高級(jí)技工與高端技術(shù)人才的培養(yǎng)工作,將相關(guān)配套政策落到實(shí)地,鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新,使我國(guó)制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力得以進(jìn)一步提升。我國(guó)制造業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出了四大特點(diǎn),分別是中高速發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)、挑戰(zhàn)逐漸增多、有了全新的動(dòng)力支持。在這種情況下,對(duì)于我國(guó)制造業(yè)來(lái)說(shuō),借助智能制造,產(chǎn)業(yè)不僅能成功地轉(zhuǎn)型升級(jí),還能重塑競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。所以,無(wú)論是從理論上來(lái)講,還是從實(shí)踐上來(lái)講,各界都普遍將智能制造視為未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展方向。

2008年國(guó)際金融危機(jī)結(jié)束之后,很多發(fā)達(dá)國(guó)家為了刺激本國(guó)經(jīng)濟(jì)快速回暖,重塑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,推出了一系列國(guó)家戰(zhàn)略,比如德國(guó)的“工業(yè)40”戰(zhàn)略,日本的“再興”戰(zhàn)略,韓國(guó)的“新增長(zhǎng)動(dòng)力”戰(zhàn)略等。雖然,這些戰(zhàn)略的側(cè)重點(diǎn)各有不同,但有一些共同點(diǎn),比如:都關(guān)注新興產(chǎn)業(yè);都針對(duì)新興產(chǎn)業(yè)制定了幫扶政策;都支持企業(yè)研發(fā)前沿技術(shù);都對(duì)中小企業(yè)采取了扶持措施;都關(guān)注競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的改善;都關(guān)注新產(chǎn)品市場(chǎng)的培育;都關(guān)注人才培育的改革;等等。另外,這些戰(zhàn)略還希望通過(guò)智能制造的發(fā)展實(shí)現(xiàn)對(duì)新要素、新市場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)。在2008年金融危機(jī)結(jié)束之后,為了刺激本國(guó)制造業(yè)再次發(fā)展,美國(guó)出臺(tái)了一系列政策文件,規(guī)劃了制造業(yè)未來(lái)的發(fā)展路徑,展現(xiàn)了美國(guó)希望在新一輪科技革命中搶占主導(dǎo)權(quán),以智能制造的發(fā)展重塑?chē)?guó)家競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的目的。

繼工業(yè)革命與互聯(lián)網(wǎng)革命之后,通用電氣公司(GE)提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命”。GE對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的解釋是一個(gè)開(kāi)放的、全球化的網(wǎng)絡(luò),能實(shí)現(xiàn)人、機(jī)器、數(shù)據(jù)的相互連接。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)倡導(dǎo)借助物聯(lián)網(wǎng)及被軟件定義的設(shè)備來(lái)對(duì)工業(yè)領(lǐng)域隱藏的巨大經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行充分挖掘。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在整合兩大革命性轉(zhuǎn)變方面有兩大優(yōu)勢(shì):第一,隨著工業(yè)革命的展開(kāi),無(wú)數(shù)機(jī)器、設(shè)備、機(jī)組、工作站都涌現(xiàn)了出來(lái);第二,在強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)革命的影響下,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、信息與通信系統(tǒng)產(chǎn)生并發(fā)展。在這種發(fā)展態(tài)勢(shì)下,三種元素逐漸融合,將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的精髓充分展現(xiàn)了出來(lái)。

據(jù)GE預(yù)測(cè),借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),美國(guó)工業(yè)的年生產(chǎn)率將提升1%~15%。未來(lái)20年,美國(guó)人的平均收入將因工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提升25%~40%。在此期間,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的作用下,全球GDP將增加10萬(wàn)億~15萬(wàn)億美元。截至目前,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面,通用電氣公司推出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品已多達(dá)24種,包括鐵路機(jī)車(chē)效率分析、石油天然氣平臺(tái)監(jiān)測(cè)管理,等等。美國(guó)較高的勞動(dòng)力成本一直制約著本國(guó)制造業(yè)的發(fā)展,智能制造能有效地解決這一問(wèn)題,引導(dǎo)高端制造業(yè)回歸。從2009年至今,美國(guó)先后發(fā)布了多項(xiàng)政策文件,比如《制造業(yè)促進(jìn)法案》《重振美國(guó)制造業(yè)框架》等,這些政策文件均明確表示,要降低制造成本,拉動(dòng)就業(yè),實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立,打造企業(yè)總部基地。

要想實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),就必須利用智能制造對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)進(jìn)行改造,重點(diǎn)發(fā)展新興領(lǐng)域,比如清潔能源、生物與納米技術(shù)、智能電網(wǎng)、新一代機(jī)器人、先進(jìn)汽車(chē)、先進(jìn)材料等。另外,借助智能制造,制造業(yè)的用工需求將大幅下降,企業(yè)在勞動(dòng)力方面的支出能得到有效控制,科技優(yōu)勢(shì)能順利地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于智能制造的實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō),下一代機(jī)器人是關(guān)鍵。美國(guó)政府在多個(gè)法案中都明確表示要發(fā)展先進(jìn)機(jī)器人技術(shù),并推出了下一代機(jī)器人研究計(jì)劃,該計(jì)劃預(yù)計(jì)耗資7000萬(wàn)美元。endprint

2011年6月,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬宣布啟動(dòng)國(guó)家機(jī)器人技術(shù)計(jì)劃;2013年,美國(guó)機(jī)器人研發(fā)路線圖制定完畢,該路線圖涵蓋了制造機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)療保健機(jī)器人、國(guó)防機(jī)器人、空間機(jī)器人的研發(fā)制造,并從戰(zhàn)略意義、重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域、研究路線圖等方面,對(duì)這些機(jī)器人的研發(fā)進(jìn)行了剖析,以期借此推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)得以廣泛應(yīng)用,從而強(qiáng)化其在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。由此可見(jiàn),美國(guó)將下一代機(jī)器人視作了其在智能制造產(chǎn)業(yè)布局的重點(diǎn)領(lǐng)域,工業(yè)機(jī)器人的普及應(yīng)用彌補(bǔ)了美國(guó)勞動(dòng)力成本高的短板,緩解了其對(duì)制造業(yè)發(fā)展的限制,成功地重塑了制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

12德國(guó):基于工業(yè)40的智能生產(chǎn)

國(guó)際金融危機(jī)過(guò)后,在歐洲地區(qū),德國(guó)經(jīng)濟(jì)率先回暖,其中制造業(yè)出口為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出了2/3的貢獻(xiàn),是其經(jīng)濟(jì)回暖的主要驅(qū)動(dòng)力。一直以來(lái),德國(guó)都非常注重發(fā)展制造業(yè),注重對(duì)工業(yè)科技產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新,對(duì)復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程進(jìn)行管理。

2010年,德國(guó)推出了《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》,開(kāi)始聚焦未來(lái)科技與全球競(jìng)爭(zhēng),將“工業(yè)40”納入了十大未來(lái)項(xiàng)目之中。2013年,德國(guó)聯(lián)邦教研部聯(lián)合經(jīng)濟(jì)技術(shù)部發(fā)布了一個(gè)關(guān)于“工業(yè)40戰(zhàn)略”如何推行的文件,該文件在德國(guó)學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界引起了極大的震動(dòng),“工業(yè)40”戰(zhàn)略也因此升級(jí)為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略。在“工業(yè)40”戰(zhàn)略中,智能工廠成為未來(lái)的發(fā)展方向。智能工廠建立在信息物理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,利用社交網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng),將顛覆傳統(tǒng)工廠模式下人與機(jī)械之間操控與被操控的關(guān)系,使其得以重塑。

為了實(shí)現(xiàn)該目的,工廠要將智能終端廣泛地用在制造裝備、零部件、原材料、生產(chǎn)設(shè)施等方面,借助物聯(lián)網(wǎng)引導(dǎo)終端之間進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng),自動(dòng)交換信息,自動(dòng)觸發(fā)行動(dòng),進(jìn)行獨(dú)立控制,個(gè)性化管理整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。另外,借助遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),人還能對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控,使其工作與生活之間的關(guān)系變得更加和諧?!肮I(yè)40”戰(zhàn)略還將構(gòu)建嵌入式的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。工業(yè)生產(chǎn)構(gòu)建所需的要素有很多,不僅有土地、資本、勞動(dòng)、企業(yè)家等傳統(tǒng)要素,還有數(shù)據(jù)等新型要素,其中數(shù)據(jù)這種生產(chǎn)要素甚至能對(duì)全局產(chǎn)生影響。

以信息物理系統(tǒng)為基礎(chǔ),智能工廠生產(chǎn)出來(lái)的智能產(chǎn)品能實(shí)時(shí)生成數(shù)據(jù),形成大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、整理能形成智慧數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)智慧數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化、互動(dòng)式加工,將產(chǎn)品與工藝流程的實(shí)時(shí)優(yōu)化方案反饋到智能工廠能形成一個(gè)閉環(huán),推動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)朝智能化方向發(fā)展。要想將這些設(shè)想變成現(xiàn)實(shí),就要加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與應(yīng)用,比如云技術(shù)等。

智能工廠與智能產(chǎn)品聯(lián)合在一起就能構(gòu)成嵌入式制造系統(tǒng),其特點(diǎn)是:企業(yè)間的業(yè)務(wù)流程與企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)營(yíng)流程分別形成橫向價(jià)值鏈與縱向價(jià)值網(wǎng)絡(luò),終端到終端技術(shù)實(shí)現(xiàn)橫向與縱向整合。以智能工廠為基礎(chǔ),在物聯(lián)網(wǎng)與務(wù)(服務(wù))聯(lián)網(wǎng)的作用下,實(shí)現(xiàn)智能交通、智能建筑、智能電網(wǎng)、智能物流的連接,以新型工業(yè)化推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面智能化。

13英國(guó):新技術(shù)重構(gòu)制造業(yè)價(jià)值鏈

在國(guó)際金融危機(jī)爆發(fā)之前,英國(guó)一直在推行去工業(yè)化戰(zhàn)略,因此,在國(guó)際金融危機(jī)期間,英國(guó)的實(shí)體經(jīng)濟(jì)受到了極大的打擊,使得英國(guó)政府不得不重新探索制造業(yè)重振策略。為了讓本國(guó)的制造業(yè)吸引世界各地的制造商,英國(guó)政府積極建設(shè)制造基地,面向全球制造企業(yè)進(jìn)行招商。

2011年12月,英國(guó)政府發(fā)布了“先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈倡議”,支持飛機(jī)、汽車(chē)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)及可再生能源、低碳技術(shù)等新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展,并計(jì)劃投入135億英鎊,構(gòu)建一個(gè)先進(jìn)的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,以帶動(dòng)整個(gè)制造業(yè)再次振興。在新科學(xué)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)形態(tài)層出不窮的形勢(shì)下,傳統(tǒng)的制造模式被顛覆,全球產(chǎn)業(yè)格局得以重塑。2012年1月,英國(guó)政府推出了一項(xiàng)預(yù)測(cè)制造業(yè)未來(lái)的戰(zhàn)略研究項(xiàng)目,該項(xiàng)目以2050年英國(guó)制造業(yè)的發(fā)展為定位,通過(guò)對(duì)制造業(yè)面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)進(jìn)行研究,提出推動(dòng)制造業(yè)發(fā)展振興的相關(guān)政策。2013年10月,英國(guó)政府就未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展發(fā)布了一份報(bào)告,報(bào)告稱(chēng):制造業(yè)并不是人們通常認(rèn)為的制造產(chǎn)品、銷(xiāo)售產(chǎn)品,而是“服務(wù)+再制造”,并倡導(dǎo)企業(yè)在多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行布局,比如通信、綠色技術(shù)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、發(fā)光材料、增材制造等,以構(gòu)建智能制造格局。2014年,英國(guó)有關(guān)部門(mén)發(fā)布了《工業(yè)戰(zhàn)略:政府與工業(yè)之間的伙伴關(guān)系》,該文件的目的是:提升英國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,推動(dòng)其實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,減少未來(lái)發(fā)展的不確定性。

該文件對(duì)英國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)狀進(jìn)行了剖析,對(duì)政府重點(diǎn)扶持的領(lǐng)域與技術(shù)做出了明示(這些領(lǐng)域與技術(shù)包括大數(shù)據(jù)、衛(wèi)星、高效能計(jì)算、航天商業(yè)化、先進(jìn)制造業(yè)、機(jī)器人與自動(dòng)化等),提出要以平臺(tái)創(chuàng)新將創(chuàng)新研發(fā)與工業(yè)銜接在一起,完善技能培訓(xùn)體系,對(duì)有發(fā)展?jié)摿Φ男∑髽I(yè)扶持鼓勵(lì)其進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,鼓勵(lì)商業(yè)合作模式的創(chuàng)新,構(gòu)建公平、透明的政府采購(gòu)體系。

14日本:制定推行機(jī)器人大國(guó)戰(zhàn)略

日本在智能制造領(lǐng)域的研究開(kāi)始于1990年,當(dāng)時(shí),日本通產(chǎn)省提出了一個(gè)關(guān)于智能制造研究的十年計(jì)劃,并與歐共體委員會(huì)、美國(guó)商務(wù)部合作成立了智能制造系統(tǒng)國(guó)際委員會(huì)。1990—2000年,日本在智能制造系統(tǒng)研究方面共投入1500億日元。

1992年,日本、美國(guó)、歐共體提出要研發(fā)一種合作系統(tǒng),該系統(tǒng)能使人與智能設(shè)備擺脫生產(chǎn)操作與國(guó)界限制。1994年,先進(jìn)制造國(guó)際合作研究項(xiàng)目正式啟動(dòng),其內(nèi)容包括全球制造、分布智能系統(tǒng)控制、制造知識(shí)體系等。之后,機(jī)器人迅速在日本的制造工廠普及應(yīng)用,智能制造技術(shù)為八大汽車(chē)制造商采用,對(duì)自動(dòng)化、信息化與傳統(tǒng)制造業(yè)的融合給予了充分關(guān)注,借助計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù),自動(dòng)化制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有機(jī)集成。

在世界范圍內(nèi),日本的工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)數(shù)量最多,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力也非常大。為滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)變革需求,保住其“機(jī)器人大國(guó)”的地位,日本政府于2015年1月發(fā)布了《機(jī)器人新戰(zhàn)略》,制定了三個(gè)核心目標(biāo):

(1)讓日本成為世界機(jī)器人創(chuàng)新基地。通過(guò)產(chǎn)、學(xué)、官合作引導(dǎo)用戶(hù)與機(jī)器人制造廠商對(duì)接,刺激機(jī)器人創(chuàng)新。同時(shí),要做好人才培養(yǎng)工作,推進(jìn)下一代機(jī)器人技術(shù)的研發(fā),開(kāi)展國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化等,以進(jìn)一步強(qiáng)化其機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的培育能力。endprint

(2)成為世界第一的機(jī)器人應(yīng)用國(guó)家。讓機(jī)器人在制造、服務(wù)、醫(yī)療、自然災(zāi)害應(yīng)對(duì)、農(nóng)業(yè)、工程建設(shè)等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用,一方面推進(jìn)機(jī)器人開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,另一方面做好環(huán)境建設(shè),讓機(jī)器人隨處可見(jiàn)。

(3)邁向世界領(lǐng)先的機(jī)器人新時(shí)代。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及數(shù)據(jù)應(yīng)用水平的提升,借助互聯(lián)網(wǎng),所有物聯(lián)都能實(shí)現(xiàn)互聯(lián),人們的日常生活也將產(chǎn)生海量的大數(shù)據(jù)。所以,機(jī)器人數(shù)據(jù)交換與存儲(chǔ)也將通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行,在這種情況下,平臺(tái)安全與標(biāo)準(zhǔn)化就顯得尤為重要。

日本智能制造設(shè)計(jì)研發(fā)的一大特征就是技術(shù)嚴(yán)格保密。為了保證核心技術(shù)的安全,日本所有大中型制造企業(yè)都建設(shè)了智能制造“設(shè)計(jì)中心”,將研發(fā)出來(lái)的新技術(shù)固化在生產(chǎn)出來(lái)的智能制造裝備中。比如,發(fā)那科(日本機(jī)器人制造商)以“黑匣子”的形式壓縮控制軟件,將其交給客戶(hù),以保證該軟件的安全;天龍工場(chǎng)燃?xì)鈨x表制造公司的所有設(shè)備都是根據(jù)客戶(hù)需求定制的,都是自主研發(fā)、制造出來(lái)的??傊毡镜闹圃炱髽I(yè)通過(guò)對(duì)核心技術(shù)的加密與保護(hù),切實(shí)為其智能制造產(chǎn)品的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力提供了保障。

15中國(guó):智能制造的發(fā)展勢(shì)頭猛勁

隨著工業(yè)化進(jìn)入后期,中國(guó)的工業(yè)化表現(xiàn)出了一系列新的發(fā)展特征,為了更好地應(yīng)對(duì)新科技革命與產(chǎn)業(yè)革命帶來(lái)的挑戰(zhàn),我國(guó)政府與企業(yè)推出了一系列政策、措施來(lái)推動(dòng)智能制造迅速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)普及應(yīng)用。

(1)智能制造戰(zhàn)略框架逐漸完善。為了推動(dòng)智能制造更好地發(fā)展,我國(guó)政府出臺(tái)了一系列政策、措施,使得我國(guó)智能制造戰(zhàn)略的框架逐漸清晰、完善。2010年10月,國(guó)務(wù)院發(fā)布了一項(xiàng)關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)如何培育、如何發(fā)展的決定,明確提出要大力發(fā)展七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),包括節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)、新興信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)、高端裝備制造業(yè)、新材料,其中高端裝備制造業(yè)將智能制造裝備視作了重點(diǎn)發(fā)展方向。2012年5月,一項(xiàng)關(guān)于高端裝備制造業(yè)發(fā)展的“十二五”規(guī)劃問(wèn)世,該規(guī)劃明確了智能制造裝備領(lǐng)域四類(lèi)重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品,分別是智能儀器儀表與控制系統(tǒng)、高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、重大智能制造成套裝備。2012年4月,科技部發(fā)布了關(guān)于智能制造科技發(fā)展的“十二五”規(guī)劃,明確了智能制造科技發(fā)展的五大階段性重點(diǎn)任務(wù),分別是基層理論與技術(shù)研究、制造過(guò)程智能化成套技術(shù)與裝備、智能化裝備、系統(tǒng)集成與重大示范應(yīng)用、智能制造集成技術(shù)與部件。2011—2014年,國(guó)際發(fā)改委連同財(cái)政部與工業(yè)和信息化部全面落實(shí)了《智能制造裝備發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)》,對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)、伺服和執(zhí)行部件、工業(yè)機(jī)器人等智能裝備進(jìn)行重點(diǎn)突破,從金融財(cái)稅政策方面加大了對(duì)智能制造的支持。2015年3月,智能制造試點(diǎn)示范專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)正式啟動(dòng),對(duì)智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)進(jìn)行了全面部署。同年,“中國(guó)智造2025”升級(jí)為國(guó)家戰(zhàn)略,提出要推進(jìn)新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合,推動(dòng)智能制造迅速發(fā)展,增強(qiáng)我國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著一系列國(guó)家政策、國(guó)家戰(zhàn)略、國(guó)家規(guī)劃的出臺(tái)、落地,我國(guó)智能制造的重點(diǎn)發(fā)展方向與發(fā)展領(lǐng)域逐漸明確,智能制造戰(zhàn)略框架逐漸完善。

(2)中國(guó)國(guó)內(nèi)發(fā)達(dá)地區(qū)率先發(fā)展智能制造。自改革開(kāi)放以來(lái),歷經(jīng)三十多年的發(fā)展,東部發(fā)達(dá)地區(qū)制造業(yè)的要素供給發(fā)生了翻天覆地的變化,勞動(dòng)力制約、能源制約、土地制約相繼出現(xiàn),邁進(jìn)了一個(gè)全新的發(fā)展階段。在該階段,制造業(yè)要發(fā)展,必須以技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)變革為驅(qū)動(dòng)力,于是,對(duì)智能制造產(chǎn)生了迫切需求。受需求拉動(dòng),發(fā)達(dá)地區(qū)的地方政府率先制訂了關(guān)于推進(jìn)智能制造發(fā)展的計(jì)劃。比如,2012年,浙江省開(kāi)始推行“全面推進(jìn)機(jī)器換人”項(xiàng)目,并為這一項(xiàng)目注資5000億元,預(yù)計(jì)到2017年全面落實(shí)這一項(xiàng)目。自2014年始,廣東東莞每年投入2億元對(duì)企業(yè)的“機(jī)器換人”計(jì)劃進(jìn)行扶持,已有大量機(jī)器人在生產(chǎn)線中得到了應(yīng)用。另外,受政策扶持,機(jī)器人制造商越來(lái)越多,廣東、江蘇、上海等多個(gè)省市都成立了“工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)業(yè)聯(lián)盟”。中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟于2013年3月在北京成立,隨著這一聯(lián)盟的成立,我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)也邁進(jìn)了一個(gè)全新的發(fā)展階段。

(3)中國(guó)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先制造企業(yè)加速智能制造布局。2012年,海爾數(shù)字化互聯(lián)網(wǎng)工廠進(jìn)入了規(guī)劃建設(shè)階段,對(duì)智能制造模式的創(chuàng)新進(jìn)行了探索。截至目前,海爾已建成了兩大支撐平臺(tái)(眾創(chuàng)匯用戶(hù)交互平臺(tái)、海大源模塊商資源平臺(tái)),四大互聯(lián)工廠(沈陽(yáng)冰箱工廠、佛山洗衣機(jī)工廠、鄭州空調(diào)工廠、青島熱水器工廠),開(kāi)始推行大規(guī)模定制化生產(chǎn)模式,與工業(yè)40的智能制造之路相契合。在海爾的數(shù)字化互聯(lián)網(wǎng)工廠中,用戶(hù)可以從多個(gè)終端進(jìn)入工廠的交互平臺(tái),對(duì)大規(guī)模定制化生產(chǎn)的全過(guò)程(定制下單、訂單下線、訂單配送等過(guò)程)進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤。在這種生產(chǎn)方式下,用戶(hù)一改被動(dòng)接受的角色,轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)造者。而位于生產(chǎn)制造另一端的零部件供應(yīng)商則升級(jí)為模塊商,直接與用戶(hù)需求對(duì)接,和用戶(hù)一起設(shè)計(jì)產(chǎn)品,對(duì)產(chǎn)品的增值空間進(jìn)行拓展。總之,海爾的互聯(lián)工廠對(duì)家電業(yè)的制造模式進(jìn)行了創(chuàng)新,引領(lǐng)了全球家電制造業(yè)智能制造的發(fā)展。在汽車(chē)生產(chǎn)領(lǐng)域,奇瑞在汽車(chē)智能制造方面做出了成功示范。為了做好智能生產(chǎn),奇瑞建立了機(jī)器人公司,將自主研發(fā)的200臺(tái)機(jī)器人投入生產(chǎn),打造了一個(gè)初具規(guī)模的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地。在通信設(shè)備領(lǐng)域,中興、華為引領(lǐng)了智能制造,其中,中興建設(shè)了25條全自動(dòng)生產(chǎn)線用于生產(chǎn)智能手機(jī),并在多個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化生產(chǎn)。

16全球智能制造發(fā)展評(píng)價(jià)

(1)智能制造是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新渠道。智能制造部不僅僅是技術(shù)問(wèn)題,而且成為經(jīng)濟(jì)學(xué)研究問(wèn)題。在2008年金融危機(jī)結(jié)束之后,為了探尋經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新渠道,很多國(guó)家開(kāi)始將目光重新放到了制造業(yè)領(lǐng)域。德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家相繼推出了制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略,聚焦七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),包括新一代互聯(lián)網(wǎng)、新能源、生物技術(shù)、高端制備等,新一輪增長(zhǎng)競(jìng)賽拉開(kāi)序幕,各國(guó)都火力全開(kāi)以期在新一輪經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中占據(jù)戰(zhàn)略制高點(diǎn)。自此之后,美國(guó)、韓國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家紛紛制定了諸多政策、措施,以鼓勵(lì)、支持本國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。比如,美國(guó)先后頒發(fā)了《先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃》《出口倍增計(jì)劃》《美國(guó)創(chuàng)新戰(zhàn)略:推動(dòng)可持續(xù)增長(zhǎng)和高質(zhì)量就業(yè)》等法案,鼓勵(lì)高技術(shù)清潔能源產(chǎn)業(yè)、新一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、汽車(chē)工業(yè)更好地發(fā)展。德國(guó)政府圍繞智能工廠制定了“工業(yè)40戰(zhàn)略”,鼓勵(lì)工業(yè)領(lǐng)域研發(fā)、創(chuàng)新技術(shù)以推進(jìn)新一代制造業(yè)革命的開(kāi)展。日本提出了新增長(zhǎng)戰(zhàn)略,將環(huán)保型汽車(chē)、太陽(yáng)能發(fā)電、電力汽車(chē)等列為了重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。韓國(guó)制定了“新增長(zhǎng)動(dòng)力規(guī)劃與發(fā)展戰(zhàn)略”,規(guī)定了未來(lái)制造業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的6大產(chǎn)業(yè)及22個(gè)重點(diǎn)方向,其中6大產(chǎn)業(yè)有能源與環(huán)境產(chǎn)業(yè)、新興信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)等,22個(gè)重點(diǎn)方向包括太陽(yáng)能電池、綠色汽車(chē)、海洋生物燃料等方向。歐盟早在2010年就提出了“歐洲2020戰(zhàn)略”,該戰(zhàn)略規(guī)定了三大發(fā)展重點(diǎn),其中再工業(yè)化的重點(diǎn)內(nèi)容就在智能增長(zhǎng)中有所體現(xiàn)。之后,歐盟又于2012年10月發(fā)布了《指向增長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的更強(qiáng)大的歐洲工業(yè)》,對(duì)“再工業(yè)化”戰(zhàn)略的目標(biāo)做出了進(jìn)一步明確,其目標(biāo)為:到2020年,工業(yè)在歐盟生產(chǎn)總值中的占比要提升到20%。歐盟的成員國(guó)也為“再工業(yè)化”戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)紛紛制定了自己的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略。比如,2011年,英國(guó)在《強(qiáng)勁、可持續(xù)和平衡增長(zhǎng)之路》報(bào)告中規(guī)定了六種優(yōu)先發(fā)展的行業(yè);2011年,西班牙提出了“再工業(yè)化援助計(jì)劃”,從政府手中融資46億歐元為國(guó)內(nèi)再工業(yè)化項(xiàng)目的發(fā)展提供支持;2012年,法國(guó)成立了生產(chǎn)振興部支持法國(guó)工業(yè)振興發(fā)展。日本政府在2009—2012年提出了5輪經(jīng)濟(jì)振興對(duì)策,其中心內(nèi)容是增強(qiáng)日本工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。安倍政府不僅擴(kuò)張貨幣與財(cái)政,也十分關(guān)注高技術(shù)制造業(yè)的發(fā)展,并于2013年6月提出“日本再興戰(zhàn)略”,提出了三大重點(diǎn)戰(zhàn)略,其中之一就是產(chǎn)業(yè)再興戰(zhàn)略。同時(shí),安倍政府還提出了產(chǎn)業(yè)再興的6項(xiàng)具體措施,分別是緊急結(jié)構(gòu)改革、推進(jìn)科技創(chuàng)新、提升地區(qū)競(jìng)爭(zhēng)力、鼓勵(lì)中小企業(yè)發(fā)展、改革雇用制度、構(gòu)建世界領(lǐng)先的IT社會(huì)。endprint

(2)智能制造呈現(xiàn)服務(wù)化趨勢(shì)。制造業(yè)服務(wù)化是在經(jīng)濟(jì)全球化快速推進(jìn)、客戶(hù)需求越發(fā)個(gè)性化、現(xiàn)代科技與信息化快速發(fā)展的形勢(shì)下產(chǎn)生的一種新型的商業(yè)模式與生產(chǎn)組織方式,其典型表現(xiàn)就是制造與服務(wù)相融合。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前,全球500強(qiáng)企業(yè)涉及的行業(yè)多達(dá)51種,其中服務(wù)業(yè)有28個(gè);全球500強(qiáng)企業(yè)從事服務(wù)業(yè)的企業(yè)占比56%,并且在西方發(fā)達(dá)國(guó)家,服務(wù)業(yè)增加值在GDP中占比70%,制造服務(wù)業(yè)在整個(gè)服務(wù)業(yè)中的占比也是70%??鐕?guó)制造企業(yè)都在積極為制造服務(wù)化轉(zhuǎn)型提供助力,吹響了制造業(yè)服務(wù)化時(shí)代到來(lái)的號(hào)角。服務(wù)化已成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要推動(dòng)力,同時(shí),也標(biāo)志著制造業(yè)已走向高級(jí)化。實(shí)現(xiàn)服務(wù)化之后,制造業(yè)生產(chǎn)將由傳統(tǒng)的產(chǎn)品制造轉(zhuǎn)向提供集產(chǎn)品與服務(wù)于一體的解決方案,產(chǎn)品生產(chǎn)、制造、設(shè)計(jì)、研發(fā)、售后的邊界將日漸模糊。據(jù)研究,在美國(guó),34%的制造業(yè)從業(yè)者在從事服務(wù)類(lèi)工作,并且在整個(gè)制造業(yè)產(chǎn)出中,其在生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)方面的投入占比達(dá)到了20%~25%。中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)對(duì)我國(guó)198家裝備制造企業(yè)進(jìn)行了調(diào)查,調(diào)查結(jié)果顯示:企業(yè)服務(wù)收入在總營(yíng)收中占比小于10%的企業(yè)占78%,在總營(yíng)收中占比超過(guò)20%的企業(yè)占6%。在利潤(rùn)方面,企業(yè)服務(wù)凈利潤(rùn)貢獻(xiàn)率在10%以下的企業(yè)占81%,剩余企業(yè)的服務(wù)凈利潤(rùn)貢獻(xiàn)率都在10%~20%。

(3)各國(guó)智能制造競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn)。世界范圍內(nèi)所有的競(jìng)爭(zhēng)都會(huì)圍繞規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)。隨著時(shí)間的推移,全球制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)方式有了很大的改變,在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中,技術(shù)專(zhuān)利與標(biāo)準(zhǔn)控制已成為兩個(gè)最重要的工具。在這種情況下,發(fā)達(dá)國(guó)家意識(shí)到,要想進(jìn)一步掌控科技與產(chǎn)業(yè),就必須掌握標(biāo)準(zhǔn),尤其是與安全、健康、環(huán)保等有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。比如新能源汽車(chē),美國(guó)、德國(guó)8家汽車(chē)生產(chǎn)廠家宣布未來(lái)的新能源汽車(chē)將使用統(tǒng)一的充電接口標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)將在美國(guó)、歐洲國(guó)家推廣使用。對(duì)此,歐洲汽車(chē)制造商協(xié)會(huì)也做出了規(guī)定,自2017年,凡是在歐洲市場(chǎng)上出現(xiàn)的新電動(dòng)汽車(chē)都要使用這個(gè)新的接口標(biāo)準(zhǔn)。德國(guó)、美國(guó)8家汽車(chē)生產(chǎn)廠家制定充電接口標(biāo)準(zhǔn)的主要目的是借聯(lián)盟之力在全球市場(chǎng)推廣標(biāo)準(zhǔn),在全球新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中占據(jù)制高點(diǎn),主導(dǎo)、控制未來(lái)新能源汽車(chē)的發(fā)展,而不只是做好本土市場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)。

2我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)的特征、趨勢(shì)、對(duì)全球制造業(yè)的影響與主要問(wèn)題

21智能制造產(chǎn)業(yè)的主要特征

智能制造有四大特征:一是生產(chǎn)系統(tǒng)縱向整合及網(wǎng)絡(luò)化;二是價(jià)值鏈橫向整合;三是全生命周期數(shù)字化;四是技術(shù)應(yīng)用指數(shù)式增長(zhǎng)。借助這四大特征,制造企業(yè)有機(jī)會(huì)利用各種制造新技術(shù)取得革命性突破。

(1)生產(chǎn)系統(tǒng)縱向整合及網(wǎng)絡(luò)化。生產(chǎn)系統(tǒng)縱向整合與網(wǎng)絡(luò)化是智能制造的首要特點(diǎn)。面對(duì)不斷變更的訂單需求、庫(kù)存水平及各種突發(fā)故障,借助信息物理系統(tǒng)(CPPSs),網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)系統(tǒng)能對(duì)其做出快速響應(yīng)。智慧工廠能實(shí)現(xiàn)自我管理及定制化生產(chǎn)與個(gè)性化生產(chǎn)。前提是,數(shù)據(jù)要充分整合在一起,依靠智能傳感技術(shù)與自動(dòng)化系統(tǒng)幫助。生產(chǎn)資源與產(chǎn)品通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起,原料與部件能根據(jù)需要在任意時(shí)間被送往任意地點(diǎn)。在整個(gè)生產(chǎn)流程中,系統(tǒng)能對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié),每個(gè)差錯(cuò)進(jìn)行記錄,以幫助工廠對(duì)訂單變化、質(zhì)量波動(dòng)、設(shè)備停機(jī)等問(wèn)題進(jìn)行快速處理,提高生產(chǎn)效率,減少生產(chǎn)浪費(fèi)。對(duì)資源,尤其是生產(chǎn)資源、能源、人力資源進(jìn)行優(yōu)化利用是信息物理系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然,要將信息物理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái),相關(guān)員工還要擁有相關(guān)的技術(shù)與能力。

(2)價(jià)值鏈橫向整合。全球價(jià)值鏈橫向整合是智能制造的第二大特點(diǎn)。價(jià)值鏈橫向整合形成的新價(jià)值鏈?zhǔn)且粋€(gè)能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)優(yōu)化的價(jià)值鏈網(wǎng)絡(luò),能讓價(jià)值鏈更加靈活、透明,以更迅速地對(duì)各種問(wèn)題、故障做出響應(yīng)。全球或本地的價(jià)值鏈與生產(chǎn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化非常相似,能借信息物理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接,其內(nèi)容涵蓋了物流、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、銷(xiāo)售、下游服務(wù)等多個(gè)環(huán)節(jié)。在該系統(tǒng)下,與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、信息都能保存下來(lái),任何產(chǎn)品數(shù)據(jù)與產(chǎn)品運(yùn)行軌跡都可查詢(xún)。這樣一來(lái),就形成了一個(gè)覆蓋采購(gòu)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié),容納供應(yīng)商、企業(yè)、客戶(hù)等主體的透明的價(jià)值鏈。在這個(gè)價(jià)值鏈環(huán)境下,不僅生產(chǎn)環(huán)節(jié)能實(shí)現(xiàn)定制,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、組裝、配送等環(huán)節(jié)也都可以實(shí)現(xiàn)定制。價(jià)值鏈的橫向整合將衍生出一種新的商業(yè)模式與合作模式,與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)相關(guān)的責(zé)任與法律問(wèn)題將變得越來(lái)越重要。

(3)全生命周期數(shù)字化。全生命周期數(shù)字化指的是數(shù)字化制造要用于整個(gè)產(chǎn)品生命周期,要在整個(gè)價(jià)值鏈中體現(xiàn)出來(lái)。對(duì)于智能制造來(lái)說(shuō),全生命周期數(shù)字化就是其第三個(gè)特點(diǎn)。

新產(chǎn)品經(jīng)常需要配備新的生產(chǎn)系統(tǒng)或者調(diào)整后的生產(chǎn)系統(tǒng)。全生命周期數(shù)字化將促使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接,讓產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)系統(tǒng)相適應(yīng)、相協(xié)調(diào)。在這個(gè)過(guò)程中,企業(yè)可以獲取各個(gè)階段的數(shù)據(jù),來(lái)打造更加柔性化的生產(chǎn)流程。

(4)技術(shù)應(yīng)用的指數(shù)式增長(zhǎng)。技術(shù)應(yīng)用的指數(shù)式增長(zhǎng)是智能制造的第四個(gè)特點(diǎn),它能推動(dòng)個(gè)性化方案、柔性化生產(chǎn)、成本節(jié)約盡快實(shí)現(xiàn)。智能制造對(duì)系統(tǒng)的要求較高,要求系統(tǒng)具有高度自控能力與認(rèn)知能力。借助人工智能、傳感技術(shù)、機(jī)器人技術(shù),系統(tǒng)的自動(dòng)化能力將大幅提升,大規(guī)模定制化將加速實(shí)現(xiàn)。其中,借助人工智能,工廠與倉(cāng)庫(kù)能實(shí)現(xiàn)靈活、高效的無(wú)人傳送,供應(yīng)鏈管理成本能得以節(jié)約,數(shù)據(jù)分析與生產(chǎn)將更加可靠。另外,利用人工智能,企業(yè)還能探尋到與設(shè)計(jì)、建造有關(guān)的新方案,增強(qiáng)人機(jī)服務(wù)的協(xié)同作用。利用納米材料與傳感器,生產(chǎn)質(zhì)量能得以更有效的控制,同時(shí)也為能與人并肩協(xié)作的機(jī)器人的生產(chǎn)帶來(lái)了可能。技術(shù)應(yīng)用指數(shù)式增長(zhǎng)的典型代表就是3D打印或增材制造的應(yīng)用。借助3D打印或增材制造,工業(yè)能更迅速地朝智能制造轉(zhuǎn)型發(fā)展。另外,在3D打印的作用下還產(chǎn)生了新的生產(chǎn)解決方案、新的供應(yīng)鏈解決方案與新的商業(yè)模式。

22全球智能制造的主要發(fā)展趨勢(shì)

在2008年金融危機(jī)結(jié)束之后,世界各國(guó)都加大了在科技創(chuàng)新領(lǐng)域的投入,引發(fā)了一場(chǎng)全球性的技術(shù)革命,這場(chǎng)革命有三大特征——綠色、低碳、智能。在這種背景下,智能制造一定會(huì)為全球制造業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是先進(jìn)制造過(guò)程、制造系統(tǒng)與制造模式的總稱(chēng),它以新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ),對(duì)新能源、新工藝、新材料進(jìn)行整合,全面深入制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié),具有精準(zhǔn)控制自執(zhí)行、信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策等功能。從本質(zhì)上來(lái)看,智能制造就是虛擬網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體生產(chǎn)的相互滲透。一方面,在信息網(wǎng)絡(luò)的作用下,制造業(yè)的生產(chǎn)組織方式將得以徹底改變,制造效率將得以大幅提升;另一方面,作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸與重要節(jié)點(diǎn),生產(chǎn)制造將使網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的范圍與效應(yīng)得以進(jìn)一步擴(kuò)大。智能制造就是一種最新的制造業(yè)模式,該模式以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為依托,以智能工廠為載體,能有效縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本,提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率,保證產(chǎn)品質(zhì)量,減少產(chǎn)品生產(chǎn)的能源消耗。從軟件與硬件結(jié)合的角度來(lái)看,智能制造就是一個(gè)將虛擬網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體物理結(jié)合在一起的制造系統(tǒng)。虛擬網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體物理相結(jié)合是智能制造的顯著特征,德國(guó)的“工業(yè)40”、美國(guó)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等都體現(xiàn)了這一特征。智能制造這一概念被提出的時(shí)間非常早,早在20世紀(jì)80年代末信息技術(shù)還未在人類(lèi)生產(chǎn)生活中發(fā)揮出巨大威力時(shí),歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)提出了智能制造的概念。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),以及互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的發(fā)展,隨著資本不斷積累,在制造業(yè)面對(duì)的制約因素(資源環(huán)境壓力、勞動(dòng)力成本增加等)越來(lái)越多的情況下,智能制造市場(chǎng)呈現(xiàn)出增長(zhǎng)之勢(shì),并顯現(xiàn)出一些全新的特征。endprint

(1)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)制造業(yè)智能化實(shí)現(xiàn)。廣義的互聯(lián)網(wǎng)包含了一系列新技術(shù),如互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等。只有依托于互聯(lián)網(wǎng),傳感器設(shè)備才能對(duì)信息做到實(shí)時(shí)感知;只有依托于寬帶網(wǎng)絡(luò),才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的精確控制及遠(yuǎn)程協(xié)作;只有依托于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的邊界才能被打破,才能實(shí)現(xiàn)深度融合。只有以這些技術(shù)為基礎(chǔ),智能制造才有可能成為現(xiàn)實(shí)。美國(guó)就是以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)推行先進(jìn)制造業(yè)戰(zhàn)略,對(duì)下一代機(jī)器人進(jìn)行開(kāi)發(fā)的;谷歌公司也是以互聯(lián)網(wǎng)基因?yàn)橐劳邪l(fā)展智能制造業(yè)的。由此可見(jiàn),互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能制造實(shí)現(xiàn)的主要推動(dòng)力。

(2)系統(tǒng)將具備自適應(yīng)能力與人機(jī)交互功能。借助工況在線感知、裝備自律執(zhí)行、智能決策與控制,智能制造能增強(qiáng)自適應(yīng)能力,自動(dòng)適應(yīng)周?chē)沫h(huán)境。借助于不斷發(fā)展的人工智能與仿真等技術(shù),面對(duì)操作問(wèn)題與故障,智能制造系統(tǒng)將自動(dòng)生成解決方案,人與系統(tǒng)將形成協(xié)同的合作關(guān)系,最終讓人機(jī)交互、系統(tǒng)交互成為現(xiàn)實(shí),讓人脫離簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng),從事更具創(chuàng)造性、擁有更高附加值的生產(chǎn)活動(dòng)。

(3)跨國(guó)公司將持續(xù)加大在智能制造方面的投入。一方面,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將繼續(xù)在實(shí)體經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域投資,將自身信息技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。比如,谷歌收購(gòu)機(jī)器人研發(fā)生產(chǎn)公司,收購(gòu)人工智能公司與智能家居公司,將智能制造開(kāi)拓成自己新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。另一方面,順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì),傳統(tǒng)制造企業(yè)也將在智能制造領(lǐng)域注入大量資金,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。比如,富士康推出“百萬(wàn)機(jī)器人”計(jì)劃,要在2018年實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備與機(jī)器人取代70%左右的人力勞動(dòng)。

(4)智能制造裝備將實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。世界機(jī)械聯(lián)合會(huì)提供的數(shù)據(jù)顯示,2015年,全球工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量達(dá)到了248萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)12%,亞洲市場(chǎng)增速最快,其中中國(guó)市場(chǎng)機(jī)器人銷(xiāo)量同比增長(zhǎng)了17%,日本增長(zhǎng)了20%,韓國(guó)增長(zhǎng)了50%。并且,隨著人工智能技術(shù),新材料技術(shù),信息傳輸、存儲(chǔ)、處理技術(shù)的迅猛發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人正在朝智能化方向發(fā)展。首先,機(jī)器人被裝配了傳感器,具備了人工智能能力,能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別,逐漸擺脫對(duì)人的依賴(lài);其次,借助智能工業(yè)機(jī)器人,無(wú)人工廠能根據(jù)訂單要求對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)流程及工藝進(jìn)行自動(dòng)規(guī)劃,自動(dòng)完成生產(chǎn)任務(wù)。最后,借助高速網(wǎng)絡(luò)與云存儲(chǔ),機(jī)器人能成為物聯(lián)網(wǎng)的終端與節(jié)點(diǎn)。待信息技術(shù)發(fā)展到一定程度之后,工業(yè)機(jī)器人將以更好的方式接入互聯(lián)網(wǎng),構(gòu)建一個(gè)規(guī)模更大的生產(chǎn)系統(tǒng),屆時(shí),多臺(tái)機(jī)器人相互協(xié)作共同完成一項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)將成為現(xiàn)實(shí)。

(5)中國(guó)將成為最大的智能制造裝備市場(chǎng)。中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提供的數(shù)據(jù)顯示,2015年,我國(guó)工業(yè)機(jī)器人售出68萬(wàn)臺(tái),增速為18%;預(yù)計(jì)2017年,我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量將超過(guò)10萬(wàn)臺(tái),增速將保持在15%以上。從全球來(lái)看,從2009年到現(xiàn)在,全球機(jī)器人市場(chǎng)在以超過(guò)20%的速度增長(zhǎng);而從2013年到現(xiàn)在,我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度卻超過(guò)了50%,甚至在2014年達(dá)到了54%,遠(yuǎn)超日本,成為世界最大的機(jī)器人需求市場(chǎng)。雖然我國(guó)對(duì)機(jī)器人的需求非常大,但是我國(guó)機(jī)器人的密度卻非常低,僅為30臺(tái)/萬(wàn)人,與德國(guó)、日本等國(guó)家的差距非常大。由此可知,世界各國(guó)的機(jī)器人制造商都將聚焦我國(guó)的智能裝備需求市場(chǎng),我國(guó)將成為全球最大的智能制造裝備市場(chǎng)。

23智能制造對(duì)全球制造業(yè)的影響

(1)推動(dòng)制造業(yè)生產(chǎn)方式變革。建立在互聯(lián)網(wǎng)、智能制造裝備、大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的智能制造能對(duì)事物做出更快、更準(zhǔn)確的感知、反饋、分析與決策,能使顧客的個(gè)性化需求得到極大的滿(mǎn)足,能開(kāi)展柔性生產(chǎn)。這種產(chǎn)品生產(chǎn)方式與大規(guī)模訂單生產(chǎn)方式有很大的區(qū)別,智能制造為大規(guī)模定制化生產(chǎn)帶來(lái)了可能。并且,隨著互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的發(fā)展,這種生產(chǎn)方式將在不久的未來(lái)成為現(xiàn)實(shí)。比如,大眾汽車(chē)推出的“模塊化橫向矩陣”生產(chǎn)戰(zhàn)略,借助標(biāo)準(zhǔn)化部件參數(shù),讓一條生產(chǎn)線根據(jù)市場(chǎng)需求生產(chǎn)出款型各異的汽車(chē),滿(mǎn)足客戶(hù)的個(gè)性化需求。

(2)創(chuàng)新全球供應(yīng)鏈管理。在智能制造這種生產(chǎn)方式下,整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程融入了人機(jī)互動(dòng)、3D打印、智能物流管理等先進(jìn)技術(shù),為企業(yè)在世界范圍內(nèi)對(duì)資源進(jìn)行優(yōu)化配置提供了可能。以新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),一個(gè)虛擬的產(chǎn)業(yè)集群即將誕生,全球供應(yīng)鏈管理即將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化。另外,借助3D打印技術(shù),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng),消費(fèi)者能將自己需要的產(chǎn)品“打印”出來(lái),屆時(shí),傳統(tǒng)的大型工廠就要想方設(shè)法地應(yīng)對(duì)海量小型社區(qū)生產(chǎn)者的挑戰(zhàn)。

(3)推動(dòng)制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型。智能制造將貫穿產(chǎn)品制造的各個(gè)環(huán)節(jié),屆時(shí),消費(fèi)者不但能定制產(chǎn)品,還能參與到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)等環(huán)節(jié)中來(lái),對(duì)產(chǎn)品加工制造、物流銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督,隨時(shí)參與、決策,對(duì)各功能組件進(jìn)行自由調(diào)配。同時(shí),制造企業(yè)也能生產(chǎn)各種契合需求的制造服務(wù),對(duì)生產(chǎn)要素進(jìn)行優(yōu)化配置。也就是說(shuō),在智能生產(chǎn)模式下,制造商不僅能為用戶(hù)提供產(chǎn)品或附加服務(wù),還能為用戶(hù)提供一個(gè)“產(chǎn)品服務(wù)包”,從產(chǎn)品提供者朝服務(wù)提供者轉(zhuǎn)變。

(4)加速制造企業(yè)成本再造。智能制造將進(jìn)一步提升生產(chǎn)工藝與供應(yīng)鏈管理效率,減少能源消耗,通過(guò)系統(tǒng)的自我完善進(jìn)一步保證產(chǎn)品質(zhì)量,提升產(chǎn)品的合格率,縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)周期,打造快捷化、服務(wù)化的產(chǎn)品,為企業(yè)帶來(lái)更多市場(chǎng)價(jià)值。這些都將進(jìn)一步改變企業(yè)的成本投入結(jié)構(gòu),使其發(fā)生顯著變化。

24我國(guó)智能制造發(fā)展的主要問(wèn)題

我國(guó)工業(yè)制造業(yè)起步晚、自主創(chuàng)新能力弱、缺乏核心技術(shù)積累、信息化水平較低,在向智能制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中面臨著諸多挑戰(zhàn)。

(1)我國(guó)“兩化”融合的整體水平有待進(jìn)一步提升。完善的信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是發(fā)展智能制造的基礎(chǔ)支撐。然而,我國(guó)的信息化發(fā)展在不同區(qū)域、不同行業(yè)、不同企業(yè)間呈現(xiàn)出極不平衡的狀態(tài),一些地區(qū)、行業(yè)和企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始探索工業(yè)40的智能制造路徑,而更多行業(yè)或企業(yè)卻仍處于30階段的電氣化甚至20階段的機(jī)械化、半機(jī)械化水平。

根據(jù)《中國(guó)企業(yè)兩化融合發(fā)展報(bào)告2015》的數(shù)據(jù),到2015年國(guó)內(nèi)企業(yè)中實(shí)現(xiàn)較高水平信息化應(yīng)用的比例只有146%,基于信息技術(shù)綜合集成應(yīng)用實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)同和模式創(chuàng)新的比例僅為3%,而沒(méi)有啟動(dòng)信息化建設(shè)的企業(yè)占比卻高達(dá)40%。endprint

因此,發(fā)展智能制造需要首先加快推進(jìn)“兩化融合”,進(jìn)一步完善互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提高社會(huì)整體信息化水平,為制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型提供有力支撐。

(2)我國(guó)智能制造的基礎(chǔ)研發(fā)能力相對(duì)較弱。我國(guó)尚未建立起企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研有機(jī)結(jié)合的研發(fā)創(chuàng)新機(jī)制,自主創(chuàng)新能力弱,缺乏核心技術(shù),在高端傳感器、操作系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件等智能制造所需的軟硬件方面受制于人,從而在很大程度上影響了制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

(3)我國(guó)智能制造生產(chǎn)模式尚處于起步階段。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)企業(yè)更喜歡利用低廉的勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì)在國(guó)內(nèi)外制造市場(chǎng)中打“價(jià)格戰(zhàn)”,多數(shù)企業(yè)并沒(méi)有利用智能設(shè)備取代人工勞作的意愿和動(dòng)力,即便有些企業(yè)引入了智能制造設(shè)備,也多停留在最淺層的應(yīng)用階段。這導(dǎo)致我國(guó)制造業(yè)始終處于全球產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的低端,缺乏核心價(jià)值。

因此,發(fā)展智能制造,不只是簡(jiǎn)單地引入智能設(shè)備和技術(shù),更重要的是培養(yǎng)企業(yè)構(gòu)建智能制造系統(tǒng)的戰(zhàn)略思維,發(fā)揮智能制造在價(jià)值鏈整合與商業(yè)模式創(chuàng)新方面的巨大功能,推動(dòng)智能制造模式在更多企業(yè)中的廣泛深度應(yīng)用。

(4)我國(guó)智能制造標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)軟件、網(wǎng)絡(luò)信息安全基礎(chǔ)薄弱。在制造產(chǎn)業(yè)尤其是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)強(qiáng)國(guó)、巨頭企業(yè)爭(zhēng)搶的重要內(nèi)容,誰(shuí)能在產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則制定中占據(jù)主導(dǎo)地位,誰(shuí)就可以在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和價(jià)值分配中擁有更大話語(yǔ)權(quán)。比如,首先提出“工業(yè)40”概念的德國(guó),不僅在國(guó)內(nèi)和歐盟積極進(jìn)行工業(yè)40的標(biāo)準(zhǔn)化工作,還在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織中專(zhuān)門(mén)成立了工業(yè)40咨詢(xún)小組,希望通過(guò)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)則的制定,在未來(lái)的全球工業(yè)制造市場(chǎng)中擁有更大的影響力和話語(yǔ)權(quán)。

就我國(guó)而言,雖然制造業(yè)規(guī)模位居世界第一,但在全球產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中其實(shí)是處于低端位置,不論是主導(dǎo)制定的制造業(yè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量還是國(guó)際市場(chǎng)對(duì)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可度,都無(wú)法與德國(guó)等工業(yè)強(qiáng)國(guó)媲美,因此在全球工業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域中話語(yǔ)權(quán)和影響力稍弱。

同時(shí),我國(guó)發(fā)展智能制造還面臨著工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、網(wǎng)絡(luò)信息安全基礎(chǔ)薄弱等痛點(diǎn)。如國(guó)際工業(yè)制造業(yè)中較為常用的幾個(gè)產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件是德國(guó)西門(mén)子、美國(guó)PTC或法國(guó)達(dá)索公司研發(fā)的。

(5)我國(guó)智能制造高素質(zhì)復(fù)合型人才匱乏。高素質(zhì)復(fù)合型人才的匱乏,也是傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)型智能制造的一個(gè)重要瓶頸。主要表現(xiàn)在:經(jīng)營(yíng)管理層面,既缺少具有長(zhǎng)遠(yuǎn)視野和前瞻思維的行業(yè)領(lǐng)軍人物,也缺少高水平研發(fā)、市場(chǎng)開(kāi)拓、財(cái)務(wù)管理等專(zhuān)業(yè)性人才;制造企業(yè)員工組成上,初級(jí)技工多、高級(jí)技工少,傳統(tǒng)型技工多、現(xiàn)代型技工少,單一技能的技工多、復(fù)合型技工少;國(guó)家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略層面,缺少能制定智能制造標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)行國(guó)際談判和相關(guān)法律法規(guī)建設(shè)的高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才。

3促進(jìn)我國(guó)智能制造發(fā)展的政策建議

隨著新科技革命的到來(lái),我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了一次重大的發(fā)展機(jī)遇。我國(guó)智能制造企業(yè)要把握這一機(jī)遇,吸收、借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),從智能制造切入,推動(dòng)我國(guó)產(chǎn)業(yè)技術(shù)不斷升級(jí),引導(dǎo)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)從傳統(tǒng)要素優(yōu)勢(shì)朝技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變。

(1)將基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)制定納入頂層設(shè)計(jì)。智能制造將以軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)為核心實(shí)現(xiàn)發(fā)展,比如,德國(guó)智能工廠以信息物理系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行建設(shè);西門(mén)子、GE等企業(yè)朝服務(wù)化轉(zhuǎn)型,從為用戶(hù)提供產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)闉橛脩?hù)提供解決方案;谷歌在機(jī)器人操作系統(tǒng)研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面投入了諸多人力、物力。

我國(guó)智能制造核心零部件、高端設(shè)備、成套生產(chǎn)線依賴(lài)進(jìn)口的主要原因是:我國(guó)沒(méi)有自主工藝數(shù)據(jù)庫(kù)與專(zhuān)家系統(tǒng),使得我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展深受制約。所以,我國(guó)智能制造企業(yè)必須做好基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作,制定標(biāo)準(zhǔn),形成自主研發(fā)系統(tǒng),打破國(guó)外操作系統(tǒng)對(duì)我國(guó)硬件制造的制約。

(2)攻克關(guān)鍵核心技術(shù),打造自主機(jī)器人品牌。我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展時(shí)間較晚,受發(fā)展階段、發(fā)展條件、發(fā)展目標(biāo)差異的影響,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)難以再沿循“市場(chǎng)換技術(shù)”的舊路發(fā)展。所以,我國(guó)機(jī)器人制造企業(yè)必須攻克關(guān)鍵技術(shù),加大對(duì)技術(shù)研發(fā)成果的保護(hù)力度。同時(shí),還要培育一批具有世界影響力的大型企業(yè),發(fā)展一批具有超強(qiáng)創(chuàng)新力的中小型企業(yè),增強(qiáng)我國(guó)機(jī)器人品牌的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

(3)培養(yǎng)智能制造技能工人和在全球范圍內(nèi)選用人才。美國(guó)為智能制造發(fā)展頒布的一系列法規(guī)、文件都將提升勞動(dòng)者素質(zhì)作為主要內(nèi)容,借助培訓(xùn)提升其勞動(dòng)技能,以滿(mǎn)足智能制造等先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的需要。借鑒美國(guó)的做法,我國(guó)也要大力發(fā)展與智能制造相關(guān)的職業(yè)技能教育,對(duì)相關(guān)從業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn),以不斷滿(mǎn)足制造業(yè)變革發(fā)展對(duì)人才的需求。同時(shí),我國(guó)還要在世界范圍內(nèi)廣泛地吸收人才,尤其是高級(jí)人才,以全球的人才資源助力我國(guó)智能制造的發(fā)展。

(4)與時(shí)俱進(jìn)完善技術(shù)創(chuàng)新相關(guān)配套政策。美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)家的智能制造都得到了政府的大力支持,政府在智能制造研發(fā)創(chuàng)新領(lǐng)域投入了大量資金。比如,2006—2010年,日本政府每年投入1000萬(wàn)美元用于攻克服務(wù)機(jī)器人的核心技術(shù);美國(guó)政府對(duì)每個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新研究資助7000萬(wàn)~12億美元。

為了刺激智能制造的發(fā)展,我國(guó)也要完善相關(guān)政策并將其落到實(shí)處,比如在財(cái)政、稅收方面加大對(duì)智能制造產(chǎn)業(yè)的扶持,為智能機(jī)器人研發(fā)設(shè)立風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)備金,激發(fā)相關(guān)企業(yè)的創(chuàng)新活力;政府要加大對(duì)國(guó)產(chǎn)智能制造裝備的采購(gòu),給予一定的保護(hù)期;選擇一些優(yōu)勢(shì)地區(qū)與行業(yè)開(kāi)展試點(diǎn),對(duì)新模式、新方法進(jìn)行探索,逐漸實(shí)現(xiàn)普及應(yīng)用,等等。

(5)抓住我國(guó)智能制造的關(guān)鍵問(wèn)題。在組織統(tǒng)籌與發(fā)展策略方面,要對(duì)國(guó)家、企業(yè)、地方的分工定位、工作任務(wù)做出進(jìn)一步明確,具體來(lái)說(shuō)就是,國(guó)家主導(dǎo),地方組織,企業(yè)實(shí)施;在國(guó)家層面,要以各項(xiàng)與智能制造有關(guān)的法規(guī)、文件為依據(jù),做好宏觀指導(dǎo),制訂年度發(fā)展計(jì)劃,對(duì)智能制造發(fā)展過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行研判,為我國(guó)智能制造的發(fā)展導(dǎo)航;在地方層面,要綜合考慮對(duì)省市的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展劣勢(shì),制訂具體的行動(dòng)計(jì)劃來(lái)指導(dǎo)智能制造發(fā)展,創(chuàng)造良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境,將國(guó)家頒布的與智能制造有關(guān)的方針政策落到實(shí)地,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù);在企業(yè)層面,要以實(shí)際需求為依據(jù),明確智能制造發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),突破制約智能制造發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題,鼓勵(lì)企業(yè)一方面解決智能制造的發(fā)展問(wèn)題;另一方面樹(shù)立標(biāo)桿、完善標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)智能制造在行業(yè)、地區(qū)快速發(fā)展。具體來(lái)看,智能制造的發(fā)展要做到以下五點(diǎn):endprint

(1)組建專(zhuān)門(mén)的工作小組負(fù)責(zé)智能制造的實(shí)施,構(gòu)建一個(gè)龍頭企業(yè)、科研院所、行業(yè)協(xié)會(huì)等主體參與的組織體系,負(fù)責(zé)統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)智能制造在全國(guó)各行各業(yè)實(shí)施、應(yīng)用,以少數(shù)企業(yè)為試點(diǎn),根據(jù)不同的行業(yè)有針對(duì)性地對(duì)智能制造的發(fā)展路徑進(jìn)行規(guī)劃。根據(jù)我國(guó)制造業(yè)發(fā)展實(shí)際,尊重客觀規(guī)律對(duì)智能制造進(jìn)行規(guī)劃,推動(dòng)試點(diǎn)示范工作有序開(kāi)展。智能制造的落地推行是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程,政府要加強(qiáng)引導(dǎo),不要炒作概念,不要盲從,以免出現(xiàn)“高端產(chǎn)業(yè)低端化、低端產(chǎn)能過(guò)?!钡葐?wèn)題。

(2)重點(diǎn)關(guān)注智能成套裝備的發(fā)展,做好系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì),以鏈條的形式制定解決方案,系統(tǒng)化地組織方案實(shí)施。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的智能化改造,智能制造的落地實(shí)施,其基礎(chǔ)就是智能制造技術(shù)裝備,由此可見(jiàn),智能高端裝備擁有巨大的市場(chǎng)?!吨袊?guó)制造2025》就提出了很多關(guān)于自主創(chuàng)新、核心裝備自主可控的措施,但這些措施遭到了歐美等國(guó)家的反對(duì)與批評(píng),其根源在于,歐美等國(guó)家希望限制中國(guó)在高端裝備、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展,不希望失去其在這方面的優(yōu)勢(shì)與競(jìng)爭(zhēng)力。

(3)在關(guān)鍵技術(shù)方面,企業(yè)負(fù)責(zé)出題,國(guó)家負(fù)責(zé)整合優(yōu)勢(shì)科研資源,聽(tīng)從總體協(xié)調(diào)推進(jìn)工作組的指令,集中力量取得突破性進(jìn)展。企業(yè)負(fù)責(zé)出題的根本原因在于,關(guān)鍵技術(shù)需求是從生產(chǎn)制造的過(guò)程中產(chǎn)生的,這一安排體現(xiàn)了問(wèn)題導(dǎo)向。在具體實(shí)踐方面,可以邀請(qǐng)專(zhuān)家進(jìn)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研,召開(kāi)行業(yè)座談會(huì)邀請(qǐng)企業(yè)家參與,鼓勵(lì)企業(yè)提出與關(guān)鍵技術(shù)有關(guān)的需求,等等。比如,在總體協(xié)調(diào)推進(jìn)工作組中給企業(yè)留出一定的席位,搭建一個(gè)平臺(tái)為企業(yè)出題提供方便。

(4)構(gòu)建國(guó)家智能制造數(shù)據(jù)中心,完善國(guó)家大數(shù)據(jù)庫(kù),為智能制造的發(fā)展提供支撐,根據(jù)行業(yè)有針對(duì)性地建設(shè)智能制造標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。智能制造的發(fā)展需要依賴(lài)三大基礎(chǔ)——標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與核心支撐軟件。目前,這三大基礎(chǔ)已獲得普遍認(rèn)同,但數(shù)據(jù)的作用卻尚未得到關(guān)注。智能制造的感知、處理、反饋、決策等都與數(shù)據(jù)密切相關(guān),對(duì)于智能制造來(lái)說(shuō),大數(shù)據(jù)就是核心。智能制造產(chǎn)業(yè)的大數(shù)據(jù)需要積累、總結(jié),所以要提前準(zhǔn)備、布局。首先,要建設(shè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心,打破信息孤島,推動(dòng)信息流通與數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享;其次,要建立具有權(quán)威性的語(yǔ)義化描述與數(shù)據(jù)字典標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步強(qiáng)化基礎(chǔ)支撐,使大數(shù)據(jù)得以有效的處理、利用。

(5)借企業(yè)智能制造試點(diǎn)為行業(yè)推廣奠定基礎(chǔ),在試驗(yàn)的過(guò)程中形成標(biāo)準(zhǔn)體系。企業(yè)是創(chuàng)新的主體,也是智能制造試點(diǎn)的主體。凡是承擔(dān)智能制造試點(diǎn)項(xiàng)目的企業(yè)都是各細(xì)分行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),從行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)角度出發(fā),這些企業(yè)不會(huì)主動(dòng)在行業(yè)內(nèi)推廣使用關(guān)鍵共性技術(shù),但可以引導(dǎo)符合標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)參與到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)中來(lái)。作為一個(gè)公共產(chǎn)品,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是科研成果的固化,能引導(dǎo)科研成果完成產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化。通過(guò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定、宣傳與貫徹落實(shí),智能制造試點(diǎn)示范成果能得以進(jìn)一步推廣、應(yīng)用。

4研究結(jié)論

(1)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展積累,我國(guó)已建立了完整的工業(yè)制造體系,制造業(yè)規(guī)模躍居世界第一,但“大而不強(qiáng)”的特征明顯;另外,2008年全球金融危機(jī)后,美、德、日、法等發(fā)達(dá)國(guó)家將目光重新聚焦到了工業(yè)制造業(yè)等實(shí)體經(jīng)濟(jì)層面,紛紛出臺(tái)了以智能制造為核心的再工業(yè)化戰(zhàn)略。這一背景下,我國(guó)政府在2015年公布了《中國(guó)制造2025》行動(dòng)綱要,通過(guò)發(fā)展以智能制造為核心的新經(jīng)濟(jì),應(yīng)對(duì)新一輪技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命的挑戰(zhàn),實(shí)現(xiàn)“彎道超車(chē)”和經(jīng)濟(jì)社會(huì)現(xiàn)代化目標(biāo)。工業(yè)制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支撐,是“立國(guó)之本、強(qiáng)國(guó)之基、興國(guó)之器”。從這一角度來(lái)看,《中國(guó)制造2025》并不只是對(duì)工業(yè)制造業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的方向引導(dǎo)和戰(zhàn)略規(guī)劃,更是關(guān)系到我國(guó)總體經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型升級(jí),影響著未來(lái)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展能力?!吨袊?guó)制造2025》綱要明確提出要加快新一代互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)的深度融合,通過(guò)智能制造轉(zhuǎn)型,增強(qiáng)工業(yè)制造業(yè)的基礎(chǔ)能力,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和動(dòng)能轉(zhuǎn)換,從而完成從制造大國(guó)到制造強(qiáng)國(guó)的跨越??梢?jiàn),在以最新的互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的新經(jīng)濟(jì)動(dòng)力藍(lán)圖中,智能制造是核心內(nèi)容和主攻方向。智能制造,簡(jiǎn)單地講就是通過(guò)人工智能等先進(jìn)信息化技術(shù)與工業(yè)制造的深度融合,更好滿(mǎn)足優(yōu)化目標(biāo)的先進(jìn)制造系統(tǒng)或模式。隨著新技術(shù)的發(fā)展、新制造模式涌現(xiàn),智能制造也從最初相對(duì)狹義具體的內(nèi)容和優(yōu)化目標(biāo)逐步廣義化。

(2)智能制造被認(rèn)為是依托大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等最新信息技術(shù),在產(chǎn)業(yè)運(yùn)作中自主識(shí)別和適應(yīng)快速變化的制造環(huán)境,通過(guò)對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈流程的優(yōu)化再造,構(gòu)建高效化、優(yōu)質(zhì)化、綠色化、網(wǎng)絡(luò)化、敏捷化、個(gè)性化的先進(jìn)制造系統(tǒng),覆蓋智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能服務(wù)、智能回收等諸多內(nèi)容。智能制造的內(nèi)涵拓展體現(xiàn)在以下方面:技術(shù)基礎(chǔ)上,從最初單一的人工智能技術(shù)到備受關(guān)注的物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新型信息通信技術(shù);制造過(guò)程上,從生產(chǎn)制造端延伸到產(chǎn)品的全生命周期;制造系統(tǒng)層次上,從獨(dú)立的制造裝備單元到覆蓋車(chē)間、企業(yè)、供應(yīng)鏈等所有環(huán)節(jié)的整個(gè)制造生態(tài)系統(tǒng);優(yōu)化目標(biāo)上,從自動(dòng)化小批量生產(chǎn)到個(gè)性化柔性制造、靈活生產(chǎn)、優(yōu)化決策、提質(zhì)增效、綠色環(huán)保等更多目標(biāo)。

(3)智能制造被普遍認(rèn)可的智能制造技術(shù)基礎(chǔ)是CPS(信息物理系統(tǒng)或虛擬實(shí)體系統(tǒng)),即在機(jī)器、物料、工藝、人等工業(yè)制造的實(shí)體世界中嵌入智能裝置或系統(tǒng),通過(guò)虛擬與實(shí)體的有效深度連接對(duì)各種工業(yè)制造數(shù)據(jù)進(jìn)行全面感知、實(shí)時(shí)采集傳輸和建模分析,然后基于工業(yè)大數(shù)據(jù)分析形成客戶(hù)與產(chǎn)品洞察、智能決策和控制等,提高產(chǎn)業(yè)全流程的智能化水平。這種深度融合工業(yè)實(shí)體世界與虛擬網(wǎng)絡(luò)空間的智能制造系統(tǒng),在美國(guó)主要體現(xiàn)為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。即以互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施為支撐,將長(zhǎng)期積累的大量高新技術(shù)紅利廣泛應(yīng)用到工業(yè)制造業(yè)的所有領(lǐng)域和整個(gè)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中,提高制造企業(yè)的信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平,實(shí)現(xiàn)制造流程的智能化組織、協(xié)調(diào)與決策,自主、動(dòng)態(tài)適應(yīng)環(huán)境變化,完成高效高質(zhì)、綠色環(huán)保、多品種、個(gè)性化等一系列優(yōu)化目標(biāo),推動(dòng)本國(guó)工業(yè)制造業(yè)的快速發(fā)展。根據(jù)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)學(xué)研究,制造復(fù)雜產(chǎn)品的能力是影響一國(guó)經(jīng)濟(jì)整體競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展能力的關(guān)鍵,而依托最新互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)的智能制造則是未來(lái)制造業(yè)發(fā)展以及總體經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)升級(jí)的必然方向,直接決定著一國(guó)制造復(fù)雜產(chǎn)品的能力與水平。

(4)智能制造已成為新一輪科技與產(chǎn)業(yè)革命浪潮下各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)布局的主要內(nèi)容與方向:發(fā)達(dá)國(guó)家希望通過(guò)智能制造實(shí)現(xiàn)“再工業(yè)化”,繼續(xù)保持和增強(qiáng)本國(guó)工業(yè)制造業(yè)的全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);后發(fā)國(guó)家則希望借助智能制造轉(zhuǎn)型全面完成工業(yè)化、現(xiàn)代化目標(biāo),甚至實(shí)現(xiàn)“彎道超車(chē)”,改變?cè)趪?guó)際產(chǎn)業(yè)分工中的弱勢(shì)地位。因此,《中國(guó)制造2025》的主攻方向也是智能制造。我國(guó)發(fā)展智能制造面臨著比美、德等制造強(qiáng)國(guó)更加復(fù)雜的環(huán)境和更多的壓力與挑戰(zhàn)。不過(guò),智能制造是涉及工藝、產(chǎn)品、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈等各個(gè)方面和環(huán)節(jié)的先進(jìn)的制造系統(tǒng)和商業(yè)模式,因此可以通過(guò)科學(xué)合理的戰(zhàn)略規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)到線、從線到面、從面到體的逐步切入與突破,最終完成一系列優(yōu)化目標(biāo),建設(shè)成為制造強(qiáng)國(guó)。

參考文獻(xiàn):

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本人感謝世界經(jīng)濟(jì)論壇先進(jìn)制造全球議事委員會(huì)副主席倪軍教授。

[作者簡(jiǎn)介]趙光輝(1976—),男,漢族,湖北漢川人,貴州財(cái)經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院教授,中國(guó)社會(huì)科學(xué)院農(nóng)村發(fā)展研究所博士后,研究方向:公共管理及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì);馮帆(1997 —),男,漢族,廣西玉林人,廣西大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院,研究方向:制造業(yè)經(jīng)濟(jì)政策及金融數(shù)學(xué)。endprint

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