智能制造：全球趨勢與中國戰(zhàn)略

呂鐵　韓娜

【摘要】互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)成為智能制造發(fā)展的動力引擎，智能制造裝備也將呈現(xiàn)模塊化、開源化和個(gè)性化的發(fā)展趨勢。目前雖然我國智能制造取得了突出的進(jìn)展，但仍然存在關(guān)鍵零部件受制于人、高端市場面臨外資圍困、對軟件系統(tǒng)重視不足等諸多發(fā)展瓶頸。本文分析了全球智能制造技術(shù)的發(fā)展趨勢以及發(fā)達(dá)國家的政策動向，通過借鑒各國先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提出我國發(fā)展智能制造要把基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件的開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)的制定納入到頂層設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和自主品牌建設(shè)，大力培養(yǎng)技能工人和高端技術(shù)人才，完善落實(shí)相關(guān)配套政策，大力鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新，重塑我國制造業(yè)競爭優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】智能制造 制造業(yè) 再工業(yè)化 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 工業(yè)4.0

【中圖分類號】TP27 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

當(dāng)前，新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在興起，全球工業(yè)技術(shù)體系、發(fā)展模式和競爭格局迎來重大變革。發(fā)達(dá)國家紛紛出臺以先進(jìn)制造業(yè)為核心的“再工業(yè)化”國家戰(zhàn)略：美國大力推動以“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“新一代機(jī)器人”為特征的智能制造戰(zhàn)略布局；德國“工業(yè)4.0”計(jì)劃的提出旨在通過智能制造提振制造業(yè)競爭力；歐盟在“2020增長戰(zhàn)略”中提出重點(diǎn)發(fā)展以智能制造技術(shù)為核心的先進(jìn)制造；日本、韓國等制造強(qiáng)國也提出相應(yīng)的發(fā)展智能制造的戰(zhàn)略措施，可見，智能制造已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家制造業(yè)發(fā)展的重要方向，成為各國發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的制高點(diǎn)。我國在2015年推出的“中國制造2025”戰(zhàn)略中也強(qiáng)調(diào)了智能制造的重要性。在當(dāng)前以中高速、優(yōu)結(jié)構(gòu)、新動力、多挑戰(zhàn)為主要特征的新常態(tài)下，發(fā)展智能制造不僅是我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的突破口，也是重塑制造業(yè)競爭優(yōu)勢的新引擎，被理論與實(shí)踐各界普遍認(rèn)為代表了制造業(yè)的未來方向。

智能制造的本質(zhì)、發(fā)展趨勢和影響

國際金融危機(jī)爆發(fā)以來，各國紛紛加大科技創(chuàng)新投入，在全球范圍內(nèi)引發(fā)了以綠色、低碳、智能為特征的新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮。在新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革背景下，智能制造必將對全球制造業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

智能制造的本質(zhì)。智能制造（Intelligent Manufacturing， IM）是以新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，配合新能源、新材料、新工藝，貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個(gè)環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。虛擬網(wǎng)絡(luò)和實(shí)體生產(chǎn)的相互滲透是智能制造的本質(zhì)，一方面，信息網(wǎng)絡(luò)將徹底改變制造業(yè)的生產(chǎn)組織方式，大大提高制造效率；另一方面，生產(chǎn)制造將作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸和重要結(jié)點(diǎn)，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的范圍和效應(yīng)。以網(wǎng)絡(luò)互連為支撐，以智能工廠為載體，構(gòu)成了制造業(yè)的最新形態(tài)，即智能制造。這種模式可以有效縮短產(chǎn)品研制周期、降低運(yùn)營成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低資源能源消耗。從軟硬結(jié)合的角度看，智能制造即是一個(gè)“虛擬網(wǎng)絡(luò)+實(shí)體物理”的制造系統(tǒng)。美國的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、德國“工業(yè)4.0”以及我國的“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略都體現(xiàn)出虛擬網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體物理深度融合——即智能制造的特征。

智能制造的發(fā)展趨勢。20世紀(jì)80年代末，信息技術(shù)尚未對人類生產(chǎn)生活造成巨大影響之時(shí)，智能制造的概念就已經(jīng)在歐美日等發(fā)達(dá)國家被提出。進(jìn)入新世紀(jì)之后，實(shí)現(xiàn)智能制造的技術(shù)和成本條件成熟，并且，隨著資源環(huán)境壓力加大、勞動成本上升等制造業(yè)制約因素的增強(qiáng)，智能制造市場近年來在全球出現(xiàn)了爆發(fā)增長并呈現(xiàn)新的特征。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)智能化的動力引擎?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)等一系列技術(shù)構(gòu)成廣義的互聯(lián)網(wǎng)，只有借助互聯(lián)網(wǎng)這一動力引擎，才能實(shí)現(xiàn)傳感器設(shè)備的信息感知，通過寬帶網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進(jìn)行精確控制和遠(yuǎn)程協(xié)作，這些都是智能制造的關(guān)鍵基礎(chǔ)?；诨ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用才能打破組織邊界，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的融合。美國的先進(jìn)制造業(yè)戰(zhàn)略以及對下一代機(jī)器人的開發(fā)便是基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，谷歌公司進(jìn)軍智能制造業(yè)正是依托其背后強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)基因。

智能制造系統(tǒng)將具備自適應(yīng)能力和人機(jī)交互功能。智能制造通過工況在線感知、智能決策和控制、裝備自律執(zhí)行的閉環(huán)過程，完成對周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。隨著人工智能、仿真等技術(shù)的發(fā)展，智能制造系統(tǒng)將生成自身的操作、故障解決方案，人和系統(tǒng)之間也將建立協(xié)同共事、相互“理解”的合作關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)廣泛的人機(jī)交互以及系統(tǒng)交互，從而使人從簡單重復(fù)的勞動中解脫出來，從事更加富有創(chuàng)造性、附加值更高的生產(chǎn)活動。

跨國公司持續(xù)加大智能制造投入。一方面，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開始投資實(shí)體經(jīng)濟(jì)，充分發(fā)揮自身信息技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢。例如，谷歌公司2013年收購了8家與機(jī)器人有關(guān)的公司，2014年又陸續(xù)收購人工智能公司DeepMind和智能家居公司Nest，智能制造成為谷歌新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。另一方面，傳統(tǒng)制造企業(yè)適應(yīng)環(huán)境變化也大力投資智能制造實(shí)現(xiàn)改造升級。例如，富士康啟動實(shí)施了“百萬機(jī)器人”計(jì)劃，其2015年規(guī)劃提出在未來3年內(nèi)由自動化設(shè)備、機(jī)器人取代7成左右的人力勞動。

以工業(yè)機(jī)器人為代表的智能制造裝備被廣泛應(yīng)用。根據(jù)世界機(jī)械聯(lián)合會的數(shù)據(jù)，2013年機(jī)器人銷售量同比增長12%，達(dá)到17.8萬臺，在2008年到2013年之間，機(jī)器人年均銷售增長為9.5%。同時(shí)，隨著人工智能技術(shù)、新材料技術(shù)以及信息存儲、傳輸和處理技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人逐漸呈現(xiàn)出智能化發(fā)展態(tài)勢。裝配傳感器和具備人工智能的機(jī)器人能夠自動識別環(huán)境的變化，從而減少對人的依賴。未來的無人工廠能夠根據(jù)訂單要求自動規(guī)劃生產(chǎn)流程和工藝，在無人參與的情況下完成生產(chǎn)。高速網(wǎng)絡(luò)和云存儲使得機(jī)器人成為物聯(lián)網(wǎng)的終端和結(jié)點(diǎn)。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人將更有效地接入網(wǎng)絡(luò)，組成更大的生產(chǎn)系統(tǒng)，多臺機(jī)器人協(xié)同實(shí)現(xiàn)一套生產(chǎn)解決方案成為可能。

中國成為全球最大的智能制造裝備市場。2008～2013年，我國工業(yè)機(jī)器人銷量年均復(fù)合增長率達(dá)到37.2%，持續(xù)高于全球增速。2013年我國機(jī)器人銷售規(guī)模高達(dá)36560萬臺，同比增長41%，占全球銷量的20.5%，超越日本成為全球最大機(jī)器人需求市場，2014年的需求增速更是達(dá)到54%。但我國工業(yè)機(jī)器人的密度仍然非常低，為30臺/萬人，德國的機(jī)器人密度是我國的10倍，日本是我國的11倍，因此可預(yù)測，我國將成為全球主要機(jī)器人制造廠紛紛瞄準(zhǔn)的智能裝備需求市場。

智能制造的影響。智能制造將推動制造業(yè)生產(chǎn)方式變革?；诨ヂ?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能制造裝備的智能制造具有更快和更準(zhǔn)確的感知、反饋和分析決策能力，更加能夠滿足個(gè)性化的市場需求，進(jìn)行柔性化的產(chǎn)品生產(chǎn)。與當(dāng)前全球制造業(yè)普遍采用的大規(guī)模訂單生產(chǎn)方式不同，智能制造使個(gè)性化產(chǎn)品的大規(guī)模定制成為可能，且這種方式即將成為現(xiàn)實(shí)。例如，大眾汽車已經(jīng)制定了一項(xiàng)全新的生產(chǎn)戰(zhàn)略——模塊化橫向矩陣，通過標(biāo)準(zhǔn)化部件參數(shù)，最終達(dá)到通過一條生產(chǎn)線生產(chǎn)出市場所需的任何款型汽車的目的。

智能制造促進(jìn)全球供應(yīng)鏈管理創(chuàng)新。智能制造將人機(jī)互動、智能物流管理、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于整個(gè)生產(chǎn)過程，使得企業(yè)能夠在全球范圍配置和優(yōu)化資源。新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將催生虛擬產(chǎn)業(yè)集群，促使全球供應(yīng)鏈管理向網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化轉(zhuǎn)變。3D打?。ǘ逊e制造）的廣泛應(yīng)用可以使消費(fèi)者通過互聯(lián)網(wǎng)將其所需要的產(chǎn)品就地“打印”出來，由此可以預(yù)計(jì)，傳統(tǒng)的大型生產(chǎn)廠商將面臨數(shù)以萬計(jì)的小型社區(qū)生產(chǎn)者的挑戰(zhàn)。

智能制造引領(lǐng)制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型。智能制造貫穿產(chǎn)品制造的全過程，消費(fèi)者不僅能夠獲得個(gè)性化的定制產(chǎn)品，還可以從產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就參與其中，監(jiān)督和指揮加工制造、銷售物流環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)參與和決策自由配置各個(gè)功能組件。相應(yīng)地，制造企業(yè)也可以在線生產(chǎn)所需要的各種制造服務(wù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置。在這種情況下，智能制造生產(chǎn)商不僅提供產(chǎn)品或“產(chǎn)品+附加服務(wù)”，而且提供一攬子的“產(chǎn)品服務(wù)包”，角色由產(chǎn)品提供者轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)提供者。

智能制造加速制造企業(yè)成本再造。智能制造使得生產(chǎn)工藝和供應(yīng)鏈管理更具有效率，能源消耗程度明顯降低，通過系統(tǒng)的自我糾正還能夠降低產(chǎn)品的不合格率，產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到投入市場的周期也將縮短，快捷化、服務(wù)化的產(chǎn)品為企業(yè)創(chuàng)造更多的市場價(jià)值，這些都使制造企業(yè)的成本投入結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化。

主要發(fā)達(dá)國家智能制造發(fā)展概況

國際金融危機(jī)之后，為了刺激本國經(jīng)濟(jì)增長，重新塑造在實(shí)體經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的競爭力，許多發(fā)達(dá)國家都實(shí)施了一系列國家戰(zhàn)略，例如美國的“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃”、德國的“工業(yè)4.0”計(jì)劃、日本的“再興戰(zhàn)略”、韓國的“新增長動力戰(zhàn)略”、法國的“新工業(yè)法國”等。盡管這些戰(zhàn)略或計(jì)劃各有側(cè)重點(diǎn)，但都包括：對新興產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)貼和扶持；對前沿技術(shù)（未來技術(shù)）研發(fā)的扶持；對中小企業(yè)的扶持；對競爭環(huán)境的優(yōu)化；對新產(chǎn)品市場的培育；對人才培育的改革，等等。此外，通過發(fā)展智能制造適應(yīng)新的要素和市場環(huán)境也是這些戰(zhàn)略或計(jì)劃的重要內(nèi)容。

美國：以智能制造彌補(bǔ)勞動力成本劣勢。本輪金融危機(jī)以來，美國為重振本國制造業(yè)，密集出臺了多項(xiàng)政策文件，對未來的制造業(yè)發(fā)展進(jìn)行了重新規(guī)劃，體現(xiàn)了美國搶占新一輪技術(shù)革命領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，通過發(fā)展智能制造重塑國家競爭優(yōu)勢的戰(zhàn)略意圖。

智能制造能夠在一定程度上彌補(bǔ)美國勞動力成本高的比較劣勢，從而促進(jìn)高端制造業(yè)的回歸。2009年以來，美國先后發(fā)布了《重振美國制造業(yè)框架》、《制造業(yè)促進(jìn)法案》和《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃》，明確要降低制造業(yè)成本，促進(jìn)就業(yè)，實(shí)現(xiàn)美國能源獨(dú)立，并把美國打造為企業(yè)總部基地。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須以智能制造改造傳統(tǒng)制造業(yè)，并大力發(fā)展智能電網(wǎng)、清潔能源、先進(jìn)汽車、航空和太空技術(shù)、生物和納米技術(shù)、新一代機(jī)器人、先進(jìn)材料等新興領(lǐng)域。美國發(fā)展制造業(yè)的最大約束是高勞動力成本，通過發(fā)展智能制造，能夠大幅減少制造業(yè)的用工需求，使制造業(yè)勞動力成本支出維持在一個(gè)合理的比例內(nèi)，從而使得美國的科技優(yōu)勢能夠在本國轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。

下一代機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵。美國在《重振美國制造業(yè)框架》中明確提出要發(fā)展先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)，在《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃》中也提出要推出一項(xiàng)耗資7000萬美元的下一代機(jī)器人研究計(jì)劃。2011年6月奧巴馬總統(tǒng)宣布啟動國家機(jī)器人技術(shù)計(jì)劃，并于2013年制定了《從互聯(lián)網(wǎng)到機(jī)器人——美國機(jī)器人路線圖》，從戰(zhàn)略意義、研究路線圖、重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域等方面分析了美國制造機(jī)器人、醫(yī)療保健機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、空間機(jī)器人、國防機(jī)器人的發(fā)展路線圖，推動機(jī)器人技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，加強(qiáng)美國在機(jī)器人技術(shù)方面的領(lǐng)先地位?？梢?，下一代機(jī)器人是美國在智能制造產(chǎn)業(yè)布局的重點(diǎn)領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人的普及和升級對緩解美國高勞動力成本的發(fā)展約束也起到積極作用。

德國：工業(yè)4.0構(gòu)建智能生產(chǎn)系統(tǒng)。國際金融危機(jī)之后，德國經(jīng)濟(jì)在2010年率先歐洲其他發(fā)達(dá)國家回升，其制造業(yè)出口貢獻(xiàn)了國家經(jīng)濟(jì)增長的2/3，是德國經(jīng)濟(jì)恢復(fù)的重要力量。德國始終重視制造業(yè)發(fā)展，并且專注于工業(yè)科技產(chǎn)品的創(chuàng)新和對復(fù)雜工業(yè)過程的管理。2010年，德國發(fā)布《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》，著眼于未來科技和全球競爭，并將工業(yè)4.0戰(zhàn)略作為十大未來項(xiàng)目之一。2013年，德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)手正式發(fā)布了《保障德國制造業(yè)的未來：關(guān)于實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的建議》，并得到了德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的響應(yīng)和推動，從而上升為國家級戰(zhàn)略。

智能工廠成為發(fā)展方向。在工業(yè)4.0階段，新型的智能工廠基于信息物理系統(tǒng)并借助社交網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)自然的人機(jī)互動，這將重塑傳統(tǒng)制造工廠模式下人與生產(chǎn)設(shè)備之間操控與被動反應(yīng)的機(jī)械關(guān)系。為達(dá)此目的，需要在制造裝備、原材料、零部件及生產(chǎn)設(shè)施上廣泛植入智能終端，借助物聯(lián)網(wǎng)不僅可實(shí)現(xiàn)終端之間的實(shí)時(shí)互動，自動信息交換，自動觸發(fā)行動，而且可實(shí)施獨(dú)立控制，對生產(chǎn)進(jìn)行個(gè)性化管理。人還可以通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，對生產(chǎn)系統(tǒng)加以調(diào)控，可使從業(yè)人員的工作與家庭生活之間的關(guān)系更為協(xié)調(diào)。

構(gòu)建嵌入式制造“智能生產(chǎn)”系統(tǒng)。在構(gòu)建工業(yè)生產(chǎn)的各種要素中，除了傳統(tǒng)的土地、勞動、資本、企業(yè)家等要素之外，數(shù)據(jù)將成為一種重要的甚至是影響全局的生產(chǎn)要素。依托于信息物理系統(tǒng)，智能工廠生產(chǎn)出可實(shí)時(shí)生成數(shù)據(jù)的“智能產(chǎn)品”，形成大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)經(jīng)過實(shí)時(shí)分析與歸總后，形成“智能數(shù)據(jù)”，經(jīng)過可視化和互動式加工，向智能工廠反饋產(chǎn)品和工藝流程的實(shí)時(shí)優(yōu)化方案，從而形成“智能工廠—智能產(chǎn)品—智能數(shù)據(jù)”閉環(huán)，驅(qū)動生產(chǎn)系統(tǒng)走向智能化。而這一切的實(shí)現(xiàn)，依賴于云技術(shù)等互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和應(yīng)用。智能工廠和智能產(chǎn)品構(gòu)成嵌入式制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特點(diǎn)是：企業(yè)間的業(yè)務(wù)流程構(gòu)成橫向價(jià)值鏈，企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)營流程構(gòu)成縱向價(jià)值網(wǎng)絡(luò)，終端到終端技術(shù)實(shí)現(xiàn)橫向和縱向的整合。在智能工廠的基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)聯(lián)網(wǎng)，將智能交通、智能物流、智能建筑、智能產(chǎn)品和智能電網(wǎng)等相互連接，以新型工業(yè)化實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)的全面智能化。

英國：重構(gòu)制造業(yè)價(jià)值鏈。2008年的國際金融危機(jī)中，曾一度推行去工業(yè)化戰(zhàn)略的英國實(shí)體經(jīng)濟(jì)遭受沉重打擊，迫使英國政府重新摸索重振制造業(yè)的方法。為增強(qiáng)英國制造業(yè)對全球的吸引力，英國政府積極推進(jìn)制造基地建設(shè)，面向境外企業(yè)進(jìn)行招商。2011年12月，英國政府提出“先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈倡議”，支持范圍不僅包括汽車、飛機(jī)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還包括在全球領(lǐng)先的可再生能源和低碳技術(shù)等領(lǐng)域，政府計(jì)劃投資1.25億英鎊，打造先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，從而帶動制造業(yè)競爭力的恢復(fù)。

隨著新科學(xué)技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)形態(tài)的不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)制造模式和全球產(chǎn)業(yè)格局都發(fā)生深刻的變化，英國政府于2012年1月啟動了對未來制造業(yè)進(jìn)行預(yù)測的戰(zhàn)略研究項(xiàng)目。該項(xiàng)目是定位于2050年英國制造業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)長期戰(zhàn)略研究，通過分析制造業(yè)面臨的問題和挑戰(zhàn)，提出英國制造業(yè)發(fā)展與復(fù)蘇的政策。2013年10月，英國政府科技辦公室發(fā)布報(bào)告《未來制造業(yè)：一個(gè)新時(shí)代給英國帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)》。報(bào)告認(rèn)為制造業(yè)并不是傳統(tǒng)意義上“制造之后進(jìn)行銷售”，而是“服務(wù)+再制造（以生產(chǎn)為中心的價(jià)值鏈）”，并在通信、傳感器、發(fā)光材料、生物技術(shù)、綠色技術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、增材制造、移動網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域開展布局，從而形成智能制造的格局。

2014年，英國商業(yè)、創(chuàng)新和技能部發(fā)布了《工業(yè)戰(zhàn)略：政府與工業(yè)之間的伙伴關(guān)系》，旨在增強(qiáng)英國制造業(yè)的競爭性，促使其可持續(xù)發(fā)展，并減少未來的不確定性。報(bào)告分析了當(dāng)前產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，明確了重點(diǎn)扶持領(lǐng)域以及前沿技術(shù)，提出通過創(chuàng)新平臺，加強(qiáng)創(chuàng)新研發(fā)與工業(yè)的銜接，并且提出完善技能培訓(xùn)體系，支持高成長性的小企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，激勵(lì)商業(yè)合作創(chuàng)新，建立公平、透明的政府采購體系等多項(xiàng)政策措施，重點(diǎn)支持大數(shù)據(jù)、高能效計(jì)算，衛(wèi)星以及航天商業(yè)化，機(jī)器人與自動化，先進(jìn)制造業(yè)等多個(gè)重大前沿產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

日本：鞏固“機(jī)器人”大國地位。早在1990年6月，日本通產(chǎn)省就提出了智能制造研究的十年計(jì)劃，并聯(lián)合歐洲共同體委員會、美國商務(wù)部協(xié)商共同成立IMS（智能制造系統(tǒng)）國際委員會。在隨后的10年，日本共投資1500億日元進(jìn)行智能制造系統(tǒng)的研究和實(shí)驗(yàn)。1992年，日、美、歐三方共同提出研發(fā)能使人和智能設(shè)備不受生產(chǎn)操作和國界限制的合作系統(tǒng)，并于1994年啟動了先進(jìn)制造國際合作研究項(xiàng)目，其中包括全球制造、制造知識體系、分布智能系統(tǒng)控制等。日本機(jī)器人在制造業(yè)工廠迅速普及，八大汽車制造商都廣泛采取智能制造技術(shù)，注重自動化、信息化與傳統(tǒng)制造業(yè)的融合發(fā)展，通過計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)將自動化制造系統(tǒng)有機(jī)集成起來。

日本是全球工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)數(shù)量最多的國家，其機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也極具競爭力。為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)變革的需求和維持其“機(jī)器人大國”的地位，2015年1月，日本政府發(fā)布了《機(jī)器人新戰(zhàn)略》，并提出三大核心目標(biāo)：一是成為“世界機(jī)器人創(chuàng)新基地”，通過增加產(chǎn)、學(xué)、官合作，增加用戶與廠商的對接機(jī)會，誘發(fā)創(chuàng)新，同時(shí)推進(jìn)人才培養(yǎng)、下一代技術(shù)研發(fā)、開展國際標(biāo)準(zhǔn)化等工作，徹底鞏固機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的培育能力；二是成為“世界第一的機(jī)器人應(yīng)用國家”，在制造、服務(wù)、醫(yī)療護(hù)理、基礎(chǔ)設(shè)施、自然災(zāi)害應(yīng)對、工程建設(shè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域廣泛使用機(jī)器人，在戰(zhàn)略性推進(jìn)機(jī)器人開發(fā)與應(yīng)用的同時(shí)，打造應(yīng)用機(jī)器人所需的環(huán)境，使機(jī)器人隨處可見；三是“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)展和數(shù)據(jù)的高級應(yīng)用，所有物體都將通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，日常生活中將產(chǎn)生無數(shù)的大數(shù)據(jù)，因此，未來機(jī)器人也將通過互聯(lián)網(wǎng)交換和存儲數(shù)據(jù)，平臺安全以及標(biāo)準(zhǔn)化也會不可或缺。

實(shí)施嚴(yán)格技術(shù)保密是日本智能制造設(shè)計(jì)研發(fā)的重要特征。為確保核心技術(shù)不被泄露和盜版，所有的大中型制造企業(yè)一般都設(shè)立了相應(yīng)的智能制造“設(shè)計(jì)中心”，其主要職能是將研發(fā)中心產(chǎn)生的新工藝技術(shù)固化在所生產(chǎn)的智能制造裝備之中。如日本機(jī)器人制造商發(fā)那科（FANUC）利用“黑匣子”的形式將控制軟件濃縮然后再交付客戶，以保證核心機(jī)密不被泄露和盜版；日本阿斯莫微電機(jī)有限公司的智能制造設(shè)計(jì)中心統(tǒng)攬了70%左右研發(fā)中心的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行自行制造；日本天龍工場（YAZAKI）燃?xì)鈨x表制造公司的所有設(shè)備都是工廠遵循“以需定制”的原則，根據(jù)客戶的實(shí)際需求進(jìn)行自主研發(fā)和制造。通過加大對智能裝備硬件核心技術(shù)和智能軟件核心技術(shù)的加密和保護(hù)，保障了智能制造產(chǎn)品的長期競爭力。

我國推動智能制造的進(jìn)展、主要瓶頸及對策建議

我國推動智能制造的進(jìn)展。為適應(yīng)工業(yè)化進(jìn)入后期階段的發(fā)展特征，應(yīng)對新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)，近年來，我國中央政府、地方政府和企業(yè)都制定、實(shí)施了一系列促進(jìn)智能制造和智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略、政策和具體措施，以推動智能制造的發(fā)展和普及。

中央政府連續(xù)出臺政策力推智能制造，國家層面智能制造戰(zhàn)略框架逐漸清晰完善。2010年10月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，明確提出要加大培育和發(fā)展高端裝備制造產(chǎn)業(yè)等七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，并將智能制造裝備列為高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向之一。2012年5月，工業(yè)和信息化部發(fā)布《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，指出在智能制造裝備領(lǐng)域?qū)⒅攸c(diǎn)發(fā)展智能儀器儀表與控制系統(tǒng)、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備、重大智能制造成套裝備等四大類產(chǎn)品。2012年4月，科技部發(fā)布《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》，布局了基礎(chǔ)理論與技術(shù)研究、智能化裝備、制造過程智能化成套技術(shù)與裝備、智能制造基礎(chǔ)技術(shù)與部件、系統(tǒng)集成與重大示范應(yīng)用等五項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。從2011年到2014年連續(xù)四年，國家發(fā)展和改革委員會同財(cái)政部、工業(yè)和信息化部共同實(shí)施《智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)》，重點(diǎn)突破以自動控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、伺服和執(zhí)行部件為代表的智能裝置，加大對智能制造的金融財(cái)稅政策支持力度。2015年3月，工業(yè)和信息化部啟動智能制造試點(diǎn)示范專項(xiàng)行動，并且部署了智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)。2015年，“中國制造2025”成為國家戰(zhàn)略，提出以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合為主線，以推動智能制造為主攻方向，重塑我國制造業(yè)的競爭優(yōu)勢。隨著這一系列國家層面的戰(zhàn)略、規(guī)劃、政策的頒布和實(shí)施，我國智能制造發(fā)展的重點(diǎn)和方向逐漸清晰，支持智能制造發(fā)展的政策框架也基本完成。

發(fā)達(dá)地區(qū)率先推動智能制造發(fā)展。經(jīng)過改革開放以來三十余年的高速發(fā)展，東部發(fā)達(dá)地區(qū)制造業(yè)要素供給發(fā)生巨大變化，勞動力、土地、資源、能源約束都相繼出現(xiàn)，已經(jīng)進(jìn)入必須依靠技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)變革實(shí)現(xiàn)發(fā)展的新階段，對發(fā)展具有要素集約效應(yīng)的智能制造有迫切的要求。在這種情況下，發(fā)達(dá)地區(qū)地方政府在全國率先制定相關(guān)發(fā)展計(jì)劃，促進(jìn)智能制造發(fā)展。例如，浙江省2012年開始部署“全面推進(jìn)機(jī)器換人”，提出五年實(shí)施5000億元機(jī)器換人項(xiàng)目。廣東東莞自2014年起每年支出2億元財(cái)政資金扶持企業(yè)“機(jī)器換人”，目前大量的機(jī)器人已運(yùn)用到生產(chǎn)線中。在國家和地方政策的扶持下，機(jī)器人制造商不斷涌現(xiàn)，江蘇、上海、廣東、河南洛陽等省市紛紛成立了工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟。2013年3月，中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟在北京成立，標(biāo)志著我國機(jī)器人等智能制造產(chǎn)業(yè)躍升到一個(gè)新的發(fā)展階段。

國內(nèi)領(lǐng)軍制造企業(yè)加快布局智能制造。2012年，海爾開始謀劃建設(shè)數(shù)字化互聯(lián)網(wǎng)工廠，探索智能制造的模式創(chuàng)新。目前，海爾已建成兩大支撐平臺——眾創(chuàng)匯用戶交互定制平臺和海達(dá)源模塊商資源平臺，四大互聯(lián)工廠——沈陽冰箱、鄭州空調(diào)、佛山洗衣機(jī)和青島熱水器，開啟定制化大規(guī)模生產(chǎn)模式，很好地契合了工業(yè)4.0的智能制造之路。用戶通過多種終端登陸交互平臺，實(shí)時(shí)跟蹤由定制內(nèi)容、定制下單、訂單下線到訂單配送等10個(gè)關(guān)節(jié)性節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的生產(chǎn)全過程。從此，用戶不再是產(chǎn)品的被動接受者，而是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)造者。在生產(chǎn)制造的另一端，零部件供應(yīng)商紛紛升級為模塊商，直接對接用戶需求，與用戶共同參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品增值空間。海爾互聯(lián)工廠顛覆了傳統(tǒng)家電業(yè)的制造模式，在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)行業(yè)引領(lǐng)。在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域，奇瑞專門成立了機(jī)器人公司，并于2012年宣布將自己研發(fā)的200臺機(jī)器人投入應(yīng)用，將在3年內(nèi)打造初具規(guī)模的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地。在通訊設(shè)備領(lǐng)域，中興、華為都開啟了智能制造，中興位于西安的智能手機(jī)生產(chǎn)基地建設(shè)了25條全自動生產(chǎn)線，在多數(shù)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全自動化生產(chǎn)。

我國智能制造發(fā)展面臨的主要瓶頸。我國工業(yè)化起步晚，技術(shù)積累相對落后，先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化能力也與發(fā)達(dá)國家存在顯著差距，致使國產(chǎn)智能制造產(chǎn)品和系統(tǒng)的發(fā)展同時(shí)面臨技術(shù)和市場的瓶頸。

關(guān)鍵零部件受制于人，導(dǎo)致國產(chǎn)智能制造裝備價(jià)格倒掛，缺乏競爭力。以智能制造最核心的裝備——工業(yè)機(jī)器人為例，目前我國精密減速機(jī)、控制器、伺服系統(tǒng)以及高性能驅(qū)動器等機(jī)器人核心零部件大部分依賴進(jìn)口，而這些零部件占到整體生產(chǎn)成本70%以上。其中，精密減速器75%的份額被日本壟斷，國內(nèi)高價(jià)購買占到生產(chǎn)成本的45%，而在日本僅為25%，我國采購核心零部件的成本就已經(jīng)高于國外同款機(jī)器人的整體售價(jià)，在高端機(jī)器人市場上根本無法與國外品牌競爭。絕大多數(shù)國內(nèi)機(jī)械零部件企業(yè)都只能生產(chǎn)低端產(chǎn)品，不能夠滿足高端智能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，而這些產(chǎn)業(yè)的升級遠(yuǎn)比組裝裝配環(huán)節(jié)的制造業(yè)要困難得多，需要的時(shí)間也更漫長。短期內(nèi)，我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然需要采購國外零部件，但必須降低進(jìn)口部件采購成本，實(shí)現(xiàn)采購渠道的穩(wěn)定和多元化。

軟件系統(tǒng)發(fā)展滯后造成智能化水平難以提高。相對于硬件方面的技術(shù)差距，軟件技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家的差距更顯著。長期以來，我國重硬件制造、輕軟件開發(fā)的思維十分普遍，智能制造裝備生產(chǎn)企業(yè)的軟件技術(shù)積累嚴(yán)重不足。近年來，雖然制造企業(yè)和軟件企業(yè)的系統(tǒng)集成能力有所增強(qiáng)，但鮮有企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行智能制造基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)的開發(fā)，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等高端產(chǎn)品還大量使用國外軟件系統(tǒng)，國內(nèi)軟件企業(yè)的研發(fā)也主要針對消費(fèi)產(chǎn)品市場。在跨國公司布局智能制造裝備模塊化生產(chǎn)和操作系統(tǒng)研發(fā)時(shí)，我國的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)將面臨基礎(chǔ)操作系統(tǒng)缺失的風(fēng)險(xiǎn)。

跨國公司壟斷勢力擠壓國內(nèi)企業(yè)發(fā)展空間。當(dāng)前，全球智能制造產(chǎn)業(yè)的壟斷勢力已基本形成，對后發(fā)國家智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成了掣肘作用。雖然我國成為全球最大的智能制造裝備的需求市場，但70%以上的市場份額被ABB、FANUC、YASKAWA等幾家國際巨頭所占據(jù)，高端市場的90%依賴進(jìn)口，國內(nèi)還沒有一家具有全球影響力的智能制造企業(yè)。近年來，隨著我國工業(yè)機(jī)器人等智能裝備市場的增長提速，跨國公司加快了在國內(nèi)的戰(zhàn)略布局，以合資或獨(dú)資形式在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)建設(shè)工廠，雖然對帶動我國智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步起到一定的作用，但同時(shí)也進(jìn)一步擠壓國內(nèi)自主品牌企業(yè)的市場空間。

促進(jìn)我國智能制造發(fā)展的對策建議。新科技革命為我國發(fā)展智能制造及相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來重大機(jī)遇，我國應(yīng)把握“機(jī)會窗口期”，積極總結(jié)和借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，以智能制造為突破口，推動我國產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)競爭優(yōu)勢由傳統(tǒng)要素優(yōu)勢向技術(shù)優(yōu)勢的轉(zhuǎn)型。

將基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件的開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)的制定納入到頂層設(shè)計(jì)中。未來智能制造的發(fā)展將圍繞軟件系統(tǒng)展開，例如，德國智能工廠建設(shè)就基于信息物理系統(tǒng)，GE、西門子等都由傳統(tǒng)制造向服務(wù)化轉(zhuǎn)型，為用戶提供一整套的系統(tǒng)解決方案。作為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的谷歌將研發(fā)目標(biāo)瞄準(zhǔn)機(jī)器人的操作系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。我國之所以要從國外進(jìn)口高端裝備和成套生產(chǎn)線，一個(gè)重要原因就是缺乏自主工藝數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)，這是我國發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)的短板。因此，必須重視基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，形成自主的智能制造產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，避免在硬件制造中再次受制于國外操作系統(tǒng)。

加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，打造國產(chǎn)機(jī)器人自主品牌。我國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)起步較晚，由于發(fā)展階段、條件和目標(biāo)不同，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)很難也不能再走傳統(tǒng)“市場換技術(shù)”的老路。將來應(yīng)大力推動核心關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)項(xiàng)目，加強(qiáng)對技術(shù)研發(fā)成果的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作。同時(shí)，培育具有國際影響力的機(jī)器人骨干企業(yè)，發(fā)展一批創(chuàng)新力強(qiáng)的中小型企業(yè)，提升國產(chǎn)自主品牌的國際競爭力。

大力培養(yǎng)技能工人，注重利用全球人才資源。從美國的《重振美國制造業(yè)框架》到《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃》，再到《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃》，都把提高勞動者素質(zhì)作為重要的政策內(nèi)容，通過對工人進(jìn)行培訓(xùn)提高其勞動技能，以適應(yīng)先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的需要。我國也要大力發(fā)展?jié)M足智能制造要求的職業(yè)技能教育和培訓(xùn)，以不斷適應(yīng)制造業(yè)變革所需要的技能要求，同時(shí)還要吸引全球制造業(yè)人才，尤其是高層次人才，利用全球人才資源發(fā)展中國智能制造。

完善落實(shí)相關(guān)配套政策，大力鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新。美日歐等發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)制造業(yè)都獲得了政府的大力扶持，財(cái)政資金也大量向研發(fā)創(chuàng)新傾斜。例如，日本在2006～2010年間為了攻克關(guān)鍵的服務(wù)機(jī)器人技術(shù)每年投入1000萬美元，美國聯(lián)邦政府當(dāng)前對每個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新研究資助7000萬美元至1.2億美元。為扶持智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國也應(yīng)從多個(gè)方面完善落實(shí)相關(guān)配套政策：加大財(cái)政和稅收方面的扶持力度，建立智能機(jī)器人研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)備金，激發(fā)制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新活力；加大對國產(chǎn)智能制造裝備的政府采購，給予這個(gè)幼稚產(chǎn)業(yè)一定的保護(hù)期；在部分地區(qū)、部分行業(yè)開展智能制造試點(diǎn)示范，探索新模式、新方法，并逐步推廣普及。

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責(zé) 編/楊昀贇