國外智能制造發(fā)展戰(zhàn)略與經(jīng)驗(yàn)啟示

陳德金+包則慶

【摘 要】新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，全球創(chuàng)新競爭進(jìn)一步加劇，各國普遍加大科技創(chuàng)新和智能制造發(fā)展力度。梳理比較各國智能制造規(guī)劃，探討其運(yùn)作機(jī)理，對我國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】智能制造；發(fā)展戰(zhàn)略；經(jīng)驗(yàn)啟示

[Abstract] A new generation of information technology and manufacturing make global innovation competition intensified depth fusion， universal strengthen scientific and technological innovation and intelligent manufacturing development. It will be of great importance for our country to carry out the strategy of manufacturing powerhouse in combing compare countries intelligent manufacturing planning， and discusses its operation mechanism.

[Key words] intelligent manufacturing； development strategy； experience and inspiration

新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，技術(shù)更新和成果轉(zhuǎn)化不斷加快，形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，正在引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革。尤其制造業(yè)已成為一個國家經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)，是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基，為此世界上主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家（區(qū)域）都加大科技創(chuàng)新力度，推動3D打印、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、新能源、新材料等領(lǐng)域取得新突破，著力實(shí)施智能制造戰(zhàn)略。在我國大力實(shí)施“中國制造2025”背景下，研究國外智能制造發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃，探討其運(yùn)作機(jī)理、政策體系與經(jīng)驗(yàn)啟示，對我國發(fā)展成為制造業(yè)強(qiáng)國具有重要意義。

1 智能制造有關(guān)研究

智能制造在國際上尚無權(quán)威界定，1988年首次由美國Wright與Bourne教授提出：通過集成知識工程、制造軟件系統(tǒng)、機(jī)器人視覺和機(jī)器控制對制造技工的技能和專家知識進(jìn)行建模，以使智能機(jī)器人在沒有人工干預(yù)的情況下進(jìn)行小批量生產(chǎn)。林漢川等認(rèn)為智能制造由最初的制造自動化擴(kuò)展到生產(chǎn)的柔性化、智能化和高度集成化，范疇包括智能制造前端的工業(yè)設(shè)計(jì)、工業(yè)制造設(shè)計(jì)的智能產(chǎn)品、智能制造方式方法的應(yīng)用等五個領(lǐng)域。左世權(quán)認(rèn)為智能制造由新一代信息技術(shù)構(gòu)成的物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)貫穿于生產(chǎn)過程，是信息技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展和集成創(chuàng)新的新型業(yè)態(tài)?？傮w來說，在現(xiàn)代傳感、網(wǎng)絡(luò)、自動化、擬人化智能等先進(jìn)技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上，智能制造貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各環(huán)節(jié)，進(jìn)行分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等，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。

2 國外智能制造戰(zhàn)略規(guī)劃

大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)正在發(fā)生新的變革，世界新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢待發(fā)，智能制造成為世界各國競爭的焦點(diǎn)，美、德、日等紛紛制定以重振制造業(yè)為核心的戰(zhàn)略，依靠能源革命、智能制造等，夯實(shí)制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展基礎(chǔ)，構(gòu)建制造強(qiáng)國新優(yōu)勢。

2.1 美國智能制造戰(zhàn)略規(guī)劃

1992年美國執(zhí)行新技術(shù)政策，美國政府希望借助此舉改造傳統(tǒng)工業(yè)并啟動新產(chǎn)業(yè)。2009年初美國開始調(diào)整經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，同年12月公布《重振美國制造業(yè)框架》；2011年6月和2012年2月相繼啟動《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃》和《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃》，并通過積極的工業(yè)政策，鼓勵制造企業(yè)重返美國。為此，美國著力打造智能制造戰(zhàn)略支撐平臺，創(chuàng)建全國制造業(yè)創(chuàng)新研究網(wǎng)絡(luò)，由聯(lián)邦政府出資10億美元，自2012年起10年內(nèi)創(chuàng)建15個制造業(yè)創(chuàng)新研究所，著重研發(fā)和推廣3D打印技術(shù)，進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)、工程和制造等過程的技術(shù)和流程研發(fā)與應(yīng)用。同時(shí)構(gòu)建完善的配套政策體系，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新政策，促進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新、研發(fā)和勞動力技術(shù)提升；改善投資經(jīng)營環(huán)境，提供新稅收優(yōu)惠政策，改革投資美國的審批制度；為美國制造業(yè)創(chuàng)造公平競爭和開拓海外市場的條件；改革教育、簽證制度，確保美國制造業(yè)獲得所需人才通道暢通等。

2.2 德國智能制造戰(zhàn)略規(guī)劃

德國高度重視制造產(chǎn)業(yè)的智能化，早在上世紀(jì)90年代初制定了“生產(chǎn)2000”產(chǎn)業(yè)計(jì)劃，2011 年漢諾威工業(yè)博覽會上，德國相關(guān)協(xié)會提出工業(yè) 4.0 的初步概念，2013年正式實(shí)施以智能制造為主體的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，并納入《高技術(shù)戰(zhàn)略 2020》中，正式成為一項(xiàng)國家戰(zhàn)略，以確保德國制造業(yè)的未來?！肮I(yè)4.0”旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)相結(jié)合，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型，項(xiàng)目涉及智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程的智能工廠，以及生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的智能生產(chǎn)。憑借在工業(yè)過程中廣泛應(yīng)用的信息和通信技術(shù)、強(qiáng)大的機(jī)械和裝備制造業(yè)、在嵌入式系統(tǒng)和自動化工程方面的高技術(shù)水平和全球市場的領(lǐng)導(dǎo)地位，德國通過“工業(yè)4.0”計(jì)劃的實(shí)施正在進(jìn)一步鞏固其作為全球領(lǐng)先生產(chǎn)制造基地、生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商和IT業(yè)務(wù)解決方案供應(yīng)商地位。

2.3 日本智能制造戰(zhàn)略規(guī)劃

日本1989年提出智能制造系統(tǒng)，1994年啟動先進(jìn)制造國際合作研究項(xiàng)目，包括公司集成和全球制造、制造知識體系、分布智能系統(tǒng)控制、快速產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的分布智能系統(tǒng)技術(shù)等。近年來提出《技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略》、《科技發(fā)展基本計(jì)劃》政策文件，出臺信息技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，促進(jìn)IT技術(shù)在醫(yī)療、行政等領(lǐng)域的應(yīng)用，打造制造業(yè)的領(lǐng)先地位。2014年，日本把3D打印技術(shù)作為重點(diǎn)發(fā)展的智能制造技術(shù)之一，列為優(yōu)先政策扶持對象，計(jì)劃開發(fā)世界最高水平的金屬粉末激光成形3D打印機(jī)。2015年，日本策劃實(shí)施機(jī)器人新策略，將機(jī)器人與IT技術(shù)、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、人工智能等深度融合，極大地促進(jìn)了全智能化生產(chǎn)的發(fā)展。以機(jī)器人為例，日本工業(yè)機(jī)器人量為31 萬臺，占據(jù)全球1/3，擁有量世界第一，為世界上最大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)和應(yīng)用國、最大的生產(chǎn)和出口國。其工業(yè)機(jī)器人工業(yè)的發(fā)展，離不開政府在市場培育、融資環(huán)境、技術(shù)研發(fā)等方面的支持政策，對行業(yè)發(fā)展起到巨大的推動作用。

2.4 其他國家（區(qū)域）智能制造戰(zhàn)略規(guī)劃

歐盟將發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)作為重要的戰(zhàn)略，在2010年制定了第七框架計(jì)劃（FP7）的制造云項(xiàng)目，并在2014年實(shí)施歐盟“2020地平線”計(jì)劃，將智能型先進(jìn)制造系統(tǒng)作為創(chuàng)新研發(fā)的優(yōu)先項(xiàng)目。加拿大制定的1994-1998年發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃，將具體研究項(xiàng)目選擇為智能計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面、機(jī)械傳感器、機(jī)器人控制、新裝置、動態(tài)環(huán)境下系統(tǒng)集成。

3 國外智能制造發(fā)展啟示

一是高度重視制造業(yè)的發(fā)展積極加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)。從美國看來，盡管其制造業(yè)整體走下坡路，但政府、企業(yè)及學(xué)術(shù)等各界均十分重視制造業(yè)發(fā)展、轉(zhuǎn)型和升級，特別是當(dāng)下美國把發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)當(dāng)作首要任務(wù)，不僅是為了在新一輪產(chǎn)業(yè)革命的競爭中要“贏得未來”，更重要的是維護(hù)美國制造業(yè)強(qiáng)國的地位，繼續(xù)發(fā)揮制造業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、擴(kuò)大出口、科技創(chuàng)新、節(jié)能環(huán)保和國家安全等方面的關(guān)鍵作用。雖然中國已成為世界制造業(yè)大國，但離制造強(qiáng)國還存在一定的距離，自主創(chuàng)新能力弱，關(guān)鍵核心技術(shù)與高端裝備對外依存度高，尤其是目前勞動力成本等外部因素影響下，一些傳統(tǒng)制造業(yè)開始往國外轉(zhuǎn)移，“中國制造2025”戰(zhàn)略的推出，正是基于新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合、全球制造業(yè)格局面臨調(diào)整、我國經(jīng)濟(jì)運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜的背景，充分認(rèn)識到制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的支柱作用，是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設(shè)世界強(qiáng)國的必由之路。

二是特別重視改進(jìn)引資環(huán)境著力構(gòu)建良好的產(chǎn)業(yè)政策體系。各國都出臺系列政策舉措，營造良好的產(chǎn)業(yè)政策體系與環(huán)境以吸引制造業(yè)回流或扶持智能制造發(fā)展。美國通過出臺“選擇美國”計(jì)劃、改革稅制、簡化引資審批手續(xù)、改革簽證制度等重要舉措，大量吸引先進(jìn)制造業(yè)“回流”和其他國家的高新技術(shù)企業(yè)赴美投資。而實(shí)現(xiàn)制造業(yè)高端化和智能化需要進(jìn)一步開放，特別是進(jìn)一步改進(jìn)引資的環(huán)境。我國制造業(yè)一直離不開對外開放和吸引外資，“中國制造2025”戰(zhàn)略目標(biāo)也要在深化改革開放下進(jìn)行，要繼續(xù)吸引各國新技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，保持對高端產(chǎn)業(yè)引進(jìn)與對外產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的雙向開放，在開放中進(jìn)一步優(yōu)化、提升和做強(qiáng)我國制造業(yè)。

三是打造智能制造支撐平臺完善產(chǎn)業(yè)布局。借鑒美國建立全國制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)驗(yàn)，推進(jìn)我國區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)建設(shè)和新興產(chǎn)業(yè)的合理區(qū)域布局。美國建立45個制造業(yè)創(chuàng)新研究所（中心），基本上是分別設(shè)在45個不同的州，根據(jù)各州的資源稟賦和產(chǎn)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢來安排的，從創(chuàng)新中心來看，各州的產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域不同且針對性很強(qiáng)。德國有大量的基礎(chǔ)研究機(jī)構(gòu)為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新提供基礎(chǔ)支撐，這些機(jī)構(gòu)包括綜合、理工類大學(xué)及霍茲聯(lián)合會、萊布尼茲協(xié)會等國家級研究中心，研究內(nèi)容遍及能源、航空、醫(yī)療科學(xué)、新材料等方面，相關(guān)研究不僅為工業(yè)新技術(shù)的研發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)也為政府的補(bǔ)助政策提供前瞻參考。近年來，我國各地積極謀劃智能制造發(fā)展，成立工業(yè)4.0或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等與智能制造相關(guān)的聯(lián)盟，或出臺具體產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。在我國推進(jìn)“中國制造2025”過程中，宜借鑒美國經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)政府對制造業(yè)發(fā)展和全國區(qū)域布局的引領(lǐng)作用，強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)合理安排創(chuàng)新系統(tǒng)建設(shè)和新興產(chǎn)業(yè)布局，充分發(fā)揮各地資源稟賦，在全國各地形成智能制造支撐平臺。

四是注重政府與各方的協(xié)調(diào)合作推動科技成果產(chǎn)業(yè)化。西方國家崇尚自由市場經(jīng)濟(jì)，并且由聯(lián)邦政府主導(dǎo)建立了制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，政府提供初始資金，在競爭環(huán)境下由企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)等合作，建立創(chuàng)新制造研究所。德國非常重視技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，擁有弗勞恩霍夫研究所等應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)，及時(shí)為企業(yè)提供相應(yīng)的研究成果并推動商業(yè)化。借鑒有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，我國需加強(qiáng)官產(chǎn)學(xué)研的協(xié)調(diào)合作，通過政府初始基金撬動更多社會資金，使其投入到制造業(yè)新技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化這一中間環(huán)節(jié)。加大對應(yīng)用研究的資金支持，打造一批商業(yè)轉(zhuǎn)化和技術(shù)應(yīng)用能力較強(qiáng)的科研機(jī)構(gòu)，引導(dǎo)社會成本參與和支持應(yīng)用研究，鼓勵企業(yè)與應(yīng)用機(jī)構(gòu)的合作，共同促進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)的成果應(yīng)用。完善我國政府和社會資本合作模式，并通過稅收、投融資等扶持政策，培育良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境，使產(chǎn)學(xué)研在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用等重要環(huán)節(jié)唱主角。同時(shí)，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，提高職業(yè)教育水平，加大高端制造領(lǐng)域人才培養(yǎng)力度。

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*基金項(xiàng)目：福建省軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目“福建省智能制造發(fā)展方向與思路研究”（2015R0093）、“福建省產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級及眾創(chuàng)空間發(fā)展研究”（2015R0094）