無(wú)論是德國(guó)工業(yè)4.0、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、印度制造還是中國(guó)制造2025,聚焦點(diǎn)都是智能制造。智能制造深度融合新一代信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù),主要包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)機(jī)器人、3D 打印、知識(shí)工作自動(dòng)化、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能等核心技術(shù),貫穿于制造業(yè)的管理、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié),加速傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)方式及生產(chǎn)關(guān)系變革,重塑整個(gè)制造業(yè)體系,成為新一輪工業(yè)革命的核心。雖然我國(guó)具備發(fā)展智能制造的相對(duì)優(yōu)勢(shì)與環(huán)境,但當(dāng)前仍存在發(fā)展癥結(jié)。因此,我國(guó)仍需多維舉措強(qiáng)化改革韌勁,助力智能制造加速發(fā)展。
挖掘技術(shù)市場(chǎng)多方優(yōu)勢(shì),夯實(shí)智能制造發(fā)展基礎(chǔ)
智能制造最初起源于美國(guó),之后德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛將發(fā)展智能制造列入國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展計(jì)劃,均在技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)等方面取得一定發(fā)展優(yōu)勢(shì)。相比而言,雖然我國(guó)智能制造起步較晚,與發(fā)達(dá)國(guó)家在技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)等方面存在差距,但是在國(guó)家政策的大力推動(dòng)下,已取得了成績(jī)。諸如,我國(guó)已攻克了機(jī)器人技術(shù)、感知技術(shù)、控制技術(shù)、可靠性技術(shù)及智能信息處理技術(shù)等一批相關(guān)的基礎(chǔ)研究成果和智能制造技術(shù);初步形成以智能控制系統(tǒng)、自新型傳感器、動(dòng)化成套生產(chǎn)線等為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系;攻克盾構(gòu)機(jī)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、高端加工中心等涉及國(guó)家產(chǎn)業(yè)安全的核心高端裝備;打造了一批國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程技術(shù)研究中心、技術(shù)研發(fā)戰(zhàn)略聯(lián)盟等技術(shù)創(chuàng)新的基地與團(tuán)隊(duì)。
除技術(shù)、裝備、平臺(tái)等各方面有一定發(fā)展基礎(chǔ)外,我國(guó)智能制造發(fā)展已具有一定的市場(chǎng)規(guī)模支持。根據(jù)德勤中國(guó)與中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《2015年中國(guó)制造業(yè)企業(yè)信息化調(diào)查報(bào)告》結(jié)果顯示,我國(guó)2015年智能裝備制造業(yè)產(chǎn)值達(dá)到10000億元;根據(jù)全球市場(chǎng)研究公司IHS統(tǒng)計(jì),我國(guó)2015年工業(yè)機(jī)器人共有13億市場(chǎng)價(jià)值,年復(fù)合增長(zhǎng)率將保持20%;工業(yè)機(jī)器人銷售收入占全球13%;根據(jù)我國(guó)海關(guān)總署統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示結(jié)果,我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品出口額占比近10年來(lái)逐年提高,占總出口額的比例目前已達(dá)到60%左右。而且,相比國(guó)外而言,我國(guó)城鎮(zhèn)化率已超過(guò)50%且消費(fèi)結(jié)構(gòu)不斷升級(jí),因此我國(guó)智能制造擁有世界規(guī)模最大的消費(fèi)市場(chǎng),而我國(guó)智能制造企業(yè)更熟悉本國(guó)市場(chǎng),能夠更有針對(duì)性地研發(fā)國(guó)人所需的智能產(chǎn)品,保持自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),促進(jìn)智能制造從生產(chǎn)型制造轉(zhuǎn)向服務(wù)型制造,從產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈低端向中高端轉(zhuǎn)移。
透過(guò)表象剖析深層問(wèn)題,循證智能制造發(fā)展癥結(jié)
智能制造是助力我國(guó)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的核心技術(shù)與主線,肩負(fù)著我國(guó)制造業(yè)“彎道超車”巨大重任。雖然,我國(guó)近年來(lái)不斷加大對(duì)智能制造支持力度,諸如2011-2014年連續(xù)四年實(shí)施“智能制造裝備創(chuàng)新發(fā)展專項(xiàng)”,并于2015年啟動(dòng)實(shí)施“智能制造試點(diǎn)示范專項(xiàng)行動(dòng)”,有利地加速智能制造技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,取得斐然成績(jī),但還是存在不少制約智能制造發(fā)展的問(wèn)題。
一是對(duì)智能制造認(rèn)知水平有限。由于我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)長(zhǎng)期依賴于勞動(dòng)力優(yōu)勢(shì)而過(guò)于注重勞動(dòng)密集型企業(yè)發(fā)展,加之很多制造業(yè)認(rèn)為信息成本較高且收益較慢,我國(guó)大多數(shù)制造業(yè)企業(yè)沒(méi)有擺脫“人口紅利”思想束縛,同時(shí)簡(jiǎn)單地將智能制造等同于技術(shù)創(chuàng)新、增加智能設(shè)備、機(jī)器換人或是“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”等,從而在一定程度上延緩智能制造發(fā)展速度。這主要是由于他們沒(méi)有真正認(rèn)識(shí)到,智能制造重在如何利用技術(shù)將生產(chǎn)串接起來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬生產(chǎn),即要依靠信息的傳送,用虛擬設(shè)備把上下游價(jià)值鏈中看得見(jiàn)的生產(chǎn)設(shè)備組織起來(lái),實(shí)現(xiàn)高度地靈活生產(chǎn),而并非單一地強(qiáng)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新、增加智能設(shè)備、機(jī)器換人等問(wèn)題,更深一層就是要利用技術(shù)如何將MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))與ERP(管理信息系統(tǒng))有機(jī)融合,實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)、生產(chǎn)服務(wù)化及跨界融合等,打造個(gè)性化“云工廠”商業(yè)模式。
二是缺乏強(qiáng)有力自主創(chuàng)新水平。雖然我國(guó)目前智能制造技術(shù)需求量較大,但制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)工藝的水平較差及數(shù)字化程度低等問(wèn)題,在一定程度上阻礙智能制造快速發(fā)展。這主要是由于我國(guó)智能制造技術(shù)原始創(chuàng)新匱乏,主要側(cè)重對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的追蹤與引進(jìn),特別是設(shè)計(jì)過(guò)程智能化技術(shù)、高速精密軸承、大功率變頻技術(shù)等關(guān)鍵鍵能制造技術(shù)主要依賴進(jìn)口,加之基礎(chǔ)研究能力薄弱及對(duì)國(guó)外技術(shù)有限地消化吸收,導(dǎo)致智能制造行業(yè)整體技術(shù)水平與先發(fā)國(guó)家有較大差距。諸如,我國(guó)當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人、集成電路芯片制造裝備及汽車制造關(guān)鍵設(shè)備對(duì)外依存度分別達(dá)到90%、80%及70%左右。因此,即使我國(guó)部分制造業(yè)企業(yè)已開(kāi)始諸如數(shù)字化車間,自動(dòng)化生產(chǎn)線及智能制造工廠試點(diǎn)等工作,但是由于智能生產(chǎn)所用的大量傳感器及高端智能生產(chǎn)裝備等還主要依賴進(jìn)口,導(dǎo)致生產(chǎn)成本高且投資回收周期較長(zhǎng),最終影響智能制造加速發(fā)展。
三是凸顯出高端軟件供給失衡。企業(yè)要真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的智能制造,就必須破解信息實(shí)時(shí)自動(dòng)化識(shí)別處理、信息物理融合系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)安全等問(wèn)題,而這就必然涉及到智能制造的關(guān)鍵技術(shù)。智能制造關(guān)鍵技術(shù)是信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的有機(jī)融合,然而我國(guó)智能制造“兩化融合”水平相對(duì)較低,主要是低端CAD軟件和企業(yè)管理軟件得到廣泛推廣應(yīng)用,而智能化高端軟件產(chǎn)品卻相對(duì)較為缺失,存在諸如實(shí)時(shí)定位傳感系統(tǒng)欠穩(wěn)定、精度低及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)缺乏更多的頻率資源、實(shí)時(shí)傳輸性能差等問(wèn)題,特別是精密工作母機(jī)設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)技術(shù)、大型石化的設(shè)計(jì)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)均未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,且智能化高端軟件產(chǎn)品對(duì)外依存度較高。諸如,我國(guó)目前智能制造業(yè)所涉及的高端自動(dòng)控制系統(tǒng)與高檔數(shù)控系統(tǒng)的對(duì)外依存度均達(dá)到95%左右。
多維舉措強(qiáng)化改革韌勁,助力智能制造加速發(fā)展
面對(duì)全球制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整所帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn),美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都積極采取以下措施促進(jìn)智能制造發(fā)展:通過(guò)制定嚴(yán)謹(jǐn)政策方式規(guī)劃智能制造發(fā)展思路;通過(guò)建立與完善融資政策方式扶持智能制造企業(yè)發(fā)展;通過(guò)借助各方力量方式協(xié)同發(fā)展智能制造;通過(guò)加大技術(shù)研發(fā)力度方式促進(jìn)智能制造創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展。基于此,我國(guó)當(dāng)前智能制造提質(zhì)增效除企業(yè)自身升級(jí)改造外,也需要針對(duì)智能制造發(fā)展所存在的癥結(jié),積極動(dòng)員各級(jí)政府與社會(huì)資源,通過(guò)錨定智能制造發(fā)展重點(diǎn)、加強(qiáng)政策資金多維引導(dǎo)、強(qiáng)化高端人才引進(jìn)培養(yǎng)等多維舉措,形成上下聯(lián)動(dòng)格局,促使優(yōu)勢(shì)資源集聚發(fā)展,加快智能制造發(fā)展步伐。
一是錨定智能制造發(fā)展重點(diǎn),分層有序推進(jìn)智能化?;谖覈?guó)發(fā)展現(xiàn)狀,關(guān)鍵智能基礎(chǔ)共性技術(shù)、核心智能測(cè)控裝置與部件、重大智能制造成套裝備、基礎(chǔ)工業(yè)軟件及重點(diǎn)應(yīng)用示范推廣領(lǐng)域等成為智能制造發(fā)展重點(diǎn)。其中,關(guān)鍵智能基礎(chǔ)共性技術(shù)要重點(diǎn)突破新型傳感原理和工藝、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)安全、高可靠智能控制等共性與基礎(chǔ)關(guān)鍵智能技術(shù);核心智能測(cè)控裝置與部件要積極開(kāi)發(fā)感知系統(tǒng)、智能儀表、機(jī)器人等,并促進(jìn)研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化;重大智能制造成套裝備要組建“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),通過(guò)協(xié)同創(chuàng)新,重點(diǎn)開(kāi)發(fā)一批冶金、機(jī)械加工、食品加工等標(biāo)志性的重大智能制造成套裝備,加速制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、柔性化、智能化的步伐;基礎(chǔ)工業(yè)軟件要推動(dòng)骨干企業(yè)、科研院所、行業(yè)協(xié)會(huì)等組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,開(kāi)展工業(yè)軟件行業(yè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)研究及技術(shù)攻關(guān)工作等;重點(diǎn)應(yīng)用示范推廣領(lǐng)域要基于我國(guó)智能制造發(fā)展水平,立足制造業(yè)現(xiàn)狀,分層有序地在節(jié)能環(huán)保、農(nóng)業(yè)、國(guó)防軍工等重點(diǎn)領(lǐng)域推廣應(yīng)用研發(fā)成果。
二是加強(qiáng)政策資金多維引導(dǎo),促進(jìn)企業(yè)智能化改造。立足全球制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀,政府要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),深入剖析智能制造發(fā)展,從而架構(gòu)切實(shí)可行的智能制造總體發(fā)展框架及清晰的戰(zhàn)略發(fā)展路徑;實(shí)施促進(jìn)“兩化融合”的財(cái)稅、金融及產(chǎn)學(xué)用有機(jī)結(jié)合等特殊政策,加速實(shí)現(xiàn)制造業(yè)智能化;建立與完善智能制造財(cái)稅政策,設(shè)立智能制造專項(xiàng)引導(dǎo)基金,加強(qiáng)國(guó)內(nèi)智庫(kù)對(duì)智能制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略及政策等領(lǐng)域的跟蹤研究,提高對(duì)高端技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)能力,同時(shí)促使企業(yè)及科研院所等及時(shí)跟蹤、掌握國(guó)內(nèi)外智能制造技術(shù)發(fā)展的最新動(dòng)向,構(gòu)建國(guó)內(nèi)外協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)機(jī)制,開(kāi)展相關(guān)技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新的戰(zhàn)略研究;加大金融機(jī)構(gòu)創(chuàng)新金融服務(wù)力度,通過(guò)貼息、擔(dān)保等方式,增加對(duì)智能制造領(lǐng)域的金融支持,拓寬投融資渠道,打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等服務(wù)支撐平臺(tái),為智能制造企業(yè)提供技術(shù)資源、方案設(shè)計(jì)、流程改造等專業(yè)化服務(wù);通過(guò)PPP模式等,積極將社會(huì)資本引入智能制造領(lǐng)域,提高企業(yè)進(jìn)行智能制造關(guān)鍵技術(shù)及零部件等方面的研發(fā)投入力度,增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力,加快生產(chǎn)智能化進(jìn)程。
三是強(qiáng)化高端人才引進(jìn)培養(yǎng),為智能制造注入動(dòng)力。基于國(guó)家相關(guān)人才工程等措施,通過(guò)打造智能制造創(chuàng)新型人才基地,重點(diǎn)培養(yǎng)高端數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等重點(diǎn)領(lǐng)域緊缺高端專業(yè)人才及統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)管理的復(fù)合性高端人才;通過(guò)實(shí)施提高待遇、技術(shù)入股等更加靈活的人才引進(jìn)政策措施,大力提高數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等海外高層次人才引進(jìn)力度,為智能制造可持續(xù)健康發(fā)展儲(chǔ)備雄厚的后備力量;優(yōu)化人才培養(yǎng)機(jī)制,加大科研院所及企業(yè)對(duì)機(jī)械、自動(dòng)化、信息計(jì)劃等復(fù)合人才培養(yǎng)投入力度,通過(guò)技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、共性研發(fā)、人才定制等方式,聯(lián)合培養(yǎng)面向智能制造重點(diǎn)領(lǐng)域的高端實(shí)戰(zhàn)型工程技術(shù)人才,特別要培養(yǎng)出一批具有國(guó)際領(lǐng)先水平的智能制造專家和應(yīng)用型人才,強(qiáng)有力提高我國(guó)智能制造自主創(chuàng)新能力,減少對(duì)國(guó)外關(guān)鍵智能化技術(shù)的依賴。
在政府引導(dǎo)、市場(chǎng)運(yùn)作的發(fā)展背景下,我國(guó)智能制造定能破解重重發(fā)展困境,實(shí)現(xiàn)人工智能到機(jī)器智能再到系統(tǒng)智能的跨越,即運(yùn)用傳感系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取企業(yè)、車間及設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)信息和數(shù)據(jù),再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸、存儲(chǔ)和結(jié)構(gòu)化處理收集到的數(shù)據(jù)與信息,之后再基于分析結(jié)果,按既定的規(guī)則作出判斷和決策,并將處理結(jié)果反饋到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整執(zhí)行狀態(tài),凸顯智能制造“狀態(tài)感知-實(shí)時(shí)分析-自主決策-精準(zhǔn)執(zhí)行”的獨(dú)有特征,助力我國(guó)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。