深圳应在我国智能制造的发展中有所作为

2016-02-12董建中

特区实践与理论 2016年4期

董建中

深圳应在我国智能制造的发展中有所作为

董建中

德国工业4.0战略的推出，标志着以智能制造为主导的第四次工业革命已经来临，智能制造已成为全球制造业未来发展的方向。为了加快实现我国从制造大国向制造强国的转变，《中国制造2025》也提出了，以智能制造作为两化深度融合的主攻方向，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。深圳作为我国制造业的先进城市，在培育和发展我国智能制造上应该有所作为，争取在培育智能制造产业发展基础、智能工厂、智能制造产业联盟、智能制造技术优势这四个方面，在全国起到引领作用。

智能制造；工业制造业；深圳制造业

自1980年至今，世界经济一直保持着明显的增长，特别是1980年的世界20大经济体，至今绝大多数都取得了较大增长，其中工业制造业新兴国家增长最快。尤其值得注意的是，世界20大经济体的构成也基本没变，仍以工业制造业发达国家为主。也就是说经济大国均为工业制造业大国或强国。这也充分证明，工业制造业既是经济发展的基石，也是国民经济的主体和主导产业，是立国之本、兴国之器、强国之基。尤其是在当今第四次工业革命来临之际，如何尽快提升我国工业制造业水平和竞争力，实现制造强国的建设目标，是我国未来发展的重中之重。

一、智能制造已成为全球制造业的发展方向

工业制造业既创造了大量物质财富，也是人类改造自然的能力不断增强、社会文明不断进步的重要推手。

（一）人类第四次工业革命的来临

在工业制造业领域，自1776年人类制造出第一台有实用价值的蒸汽机后，制造业递次经历了三个发展阶段。即机械制造阶段、电气化与自动化阶段、电子信息化阶段，也被人们称为工业1.0、2.0、3.0的不同时代。这三个发展阶段的每一次跃升，均归功于科技与工业生产技术的重大突破，人们称之为工业革命，其对人类经济社会的发展产生了重大影响。

一是极大地促进了社会生产力的发展，特别是工业全要素生产效率和创造物质财富的能力得到空前提高，并推动了工业生产和管理方式，以及社会经济结构和生活方式、国际经济格局的改变。而且以工业革命的发源地欧洲、北美为中心，造就了美、欧、日等数十个工业制造大国和强国。这些国家不仅创造了大量物质财富，拥有强大的经济实力，成为世界发达国家，并且拥有最先进的科技和工业生产技术，以及众多的工业制造跨国企业，占据了全球工业制造业的高端环节，控制着整个产业链的价值创造与分配。二是极大地促进了全球市场体系的形成，不仅使国际商品贸易在全球畅通无阻，而且实现了资本、技术和人才的国际流通，从而有力推动了经济全球化的进程。其结果，一方面为工业革命带来的巨大产能、剩余资本、技术和人才开辟了出路，一方面也促进了发达国家的制造业外移，成就了新兴制造业国家的发展，特别是中国也因此成为世界制造大国。三是极大地促进了新产业新技术的产生，尤其是第三次工业革命，不仅促进了各种“人——机控制系统”的形成，也催生出各种战略性新兴产业。特别是信息产业网络技术的发展，互联网、物联网、大数据、云计算、3D打印、人工智能等新一代信息技术层出不穷，促使人们开始重视信息技术与制造业的深度融合，构建新的制造业技术体系。

（二）工业4.0的核心是智能制造

2013年，德国首先提出了工业4.0概念，简单地说就是要形成物理设备、电脑网络、人脑智慧相互融合、三位一体的新型工业体系。其基本思路，是通过充分利用信息通信技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统（Cyber-Physical System，CPS）相结合的手段，将制造业向智能化转型。也就是说，通过嵌入式的处理器、存储器、传感器和通信模块，把设备、产品、原材料、软件联系在一起，使得产品和不同的生产设备能够互联互通并交换命令，达到在生产的任何层面上将实体与虚拟紧密结合，实体的行为可已通过虚拟系统监测，虚拟系统同样可以指导控制实体的行为。最终目标是建立一个高度灵活的，个性化和数字化的产品与服务的智能化制造体系。其主要内容：一是智能工厂，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。二是智能生产，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。三是智能物流，主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，提高物流效率。

德国工业4.0具有五大特点：一是互联，要把设备、生产、工厂、产品和客户紧密地联系在一起。二是数据，需要生产与经营的各种各类工业大数据支撑。三是集成，通过CPS形成的智能网络，实现企业内部的纵向集成、企业之间的横向集成、全社会的端到端集成。四是创新，制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新，将会层出不穷。五是转型，从大规模生产，转向个性化定制，整个生产的过程更加柔性化、个性化、定制化。可以说，整个“工业4.0”的主题都是围绕着“智能化”展开。就是在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现制造业的设计、生产、服务和制造装备的智能化。所以德国的学术界和产业界，把工业4.0看作是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。［1］

（三）世界制造强国已成为智能制造发展的领头羊

其实智能制造并不是德国首创，早在1989年日本就提出了智能制造系统的设想，美国也于1992年执行新技术政策，大力支持包括信息技术、新的制造工艺和智能制造技术在内的关键重大技术。日本1994年启动了先进制造国际合作研究项目，同年欧盟也启动了39项核心技术研发项目，其中信息技术、分子生物学和先进制造技术中均突出了智能制造技术的地位。［2］

特别是金融危机以来，美、德、英、法、日等制造强国都纷纷提出通过发展智能制造来重振制造业，积极培育和发展自己国家的智能制造体系，都想在新一轮的工业革命中抢得先机。可以说，这些世界制造强国已成为全球智能制造发展的领头羊。

美国自2009年起，相继推出《重振美国制造业框架》、《美国制造业促进法案》、《先进制造伙伴计划》、《先进制造业国家战略计划》、《制造创新国家网络》等多项法律政策。重点从信息技术与智能制造技术融合、高端制造与智能制造产业化、科技创新与智能制造产业支撑、中小企业与智能制造创新发展动力这四个方面，大力支持本国以智能制造为核心的先进制造业。［3］特别是近年来，美国的互联网以及ICT巨头企业与传统制造业厂商携手，建立了包括GE、思科、IBM、AT&T、英特尔等170多家企业的工业互联网联盟，正重新定义制造业的未来，并在技术、标准、产业化等方面做出一系列前瞻性布局，使工业互联网成为美国先进制造伙伴计划的重要任务之一。

在德国，“工业4.0”战略已经得到德国科研机构和产业界的广泛认同，一些产业协会已在其下属多个生产领域的研究所引入工业4.0概念，德国信息通信和新媒体协会发布的调查结果显示，40%的德国企业已经开始研究并参与“工业4.0”。

英国自2009年起，出台了《构筑英国的未来》、《英国工业2050战略》，大力发展数字经济和“高价值制造”的先进制造业，确保英国的世界领先地位。法国也于2013年出台了《新工业法国战略》，确定34个优先发展的工业项目，以期通过创新重塑工业实力，使法国处于全球工业竞争力第一梯队。甚至，韩国和印度也都出台相关产业政策和计划，不遗余力地加快推动本国智能制造技术的培育和发展。

二、我国制造业未来发展的突破点也在智能制造

智能制造作为新一轮产业革命的主导，不仅会影响未来全球制造业的竞争格局，也是我国制造业转型升级的发展方向。只有主动加快促进智能制造技术的突破，着力大规模培育和发展我国的智能制造产业，才能从根本上实现“制造大国”向“制造强国”的升级转变。

（一）培育和发展我国智能制造已刻不容缓

中国自1978年改革开放以来，凭借着制造成本低廉的传统比较优势，经过几十年的快速发展，不仅建立了门类齐全、独立完整的制造体系，成为支撑我国经济社会发展的重要基石和促进世界经济发展的重要力量，而且制造业规模在全球制造业产值份额中已上升至25%，稳居世界第一制造大国地位。但是，我国仍处于工业化的进程中，与世界制造强国相比，仅仅是制造大国而已。特别是近年来，随着全球制造业正在发生的重大变革，以及成本竞争力格局的改变，我国制造业的发展也面临着种种困境。

首先是以美、德、日为代表的世界主要工业大国和强国，凭借其难以超越的强大科技优势与高端制造的技术、产品和品牌优势，以及在全球网络空间的核心地位和主导地位，不仅继续保持先进制造业的世界领先地位，而且还将主导第四次工业革命——智能制造的发展进程。我国制造业要想赶超这些国家，势必困难重重。

其次是全球制造业的成本竞争力格局已经发生巨大变化。2015年，美国波士顿咨询集团从制造业薪金、劳动生产率、能源成本和外汇汇率等四个方面，对世界前25位的出口经济体进行了分析，中国被归为成本竞争力不断削弱的压力型经济体。而美国、墨西哥和印度、印尼、荷兰、英国，以及德国、日本、韩国、加拿大等经济体，其成本竞争力则相对改善或稳定，是全球制造业未来的竞争明星。

再次是我国制造业大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面，与世界制造强国差距明显。尤其是近年来，资源和环境约束不断强化，投资和出口增速明显放缓，以前主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放发展模式难以为继，调整结构、转型升级、提质增效已刻不容缓。

可以说，我国制造业已处于发达国家和其他发展中国家“双向挤压”的严峻局面，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。要突出重围，唯有抓住新一轮工业革命的机遇，着力培育和发展我国智能制造，而且刻不容缓。

（二）我国智能制造发展的现状

我国对智能制造的研究始于20世纪80年代末，至今在机器人技术、感知技术、工业通信网络技术、控制技术、可靠性技术、机械制造工艺技术、数控技术与数字化复杂制造系统、智能信息处理技术等方面，已取得了一批相关的基础研究成果。此外还建设了一批相关的国家重点实验室、国家工程技术研究中心、国家级企业技术中心等研发基地，培养了一大批长期从事相关技术研究开发工作的高技术人才。

自2009年以来，国家对智能制造装备产业的政策支持力度不断加大，出台了《智能制造装备产业“十二五”发展规划》，明确提出到2020年将我国智能制造装备产业培育成为具有国际竞争力的先导产业。科学技术部也发布了《智能制造科技发展“十二五”专项规划》。2015年工业和信息化部又设立了《智能制造装备发展专项》，首选46个项目，覆盖了38个行业，分布在21个省，涉及流程制造、离散制造、智能装备和产品、智能制造新业态新模式、智能化管理、智能服务等六个类别，初步形成了我国智能制造装备产业体系。

但我国智能制造仍处于初级发展阶段，大部分发展项目还处于研发阶段。据中投顾问咨询服务公司发表的调研报告，目前我国仅有16%的企业进入了智能制造应用阶段。从智能制造的经济效益来看，52%的企业其智能制造收入贡献率低于10%，60%的企业其智能制造利润贡献低于10%。［4］

就存在的突出问题主要有四个方面：一是智能制造基础理论和技术体系建设滞后；二是智能制造中长期发展战略缺失；三是高端制造装备对外依存度高；四是关键智能制造技术及核心基础部件主要依赖进口。

（三）《中国制造2025》主攻智能制造

为了加快我国从制造大国向制造强国的转变，化挑战为机遇，抢占制造业新一轮竞争制高点。2015年5月我国发布了实施制造强国战略的第一个十年行动纲领——《中国制造2025》，明确提出了9项战略任务，10个要大力推动突破的重点领域，计划通过“三步走”实现我国制造强国建设的战略目标。

《中国制造2025》还特别提出了，加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，并以智能制造作为两化深度融合的主攻方向，着力发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化，培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。

一是编制智能制造发展规划，明确发展目标、重点任务和重大布局。加快制定智能制造技术标准，建立完善智能制造和两化融合管理标准体系。强化应用牵引，建立智能制造产业联盟，协同推动智能装备和产品研发、系统集成创新与产业化。

二是组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线，突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统、伺服电机及驱动器和减速器等智能核心装置，推进工程化和产业化。

三是推进制造过程智能化。在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间，加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理、增材制造等技术和装备在生产过程中的应用，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制。

四是发展基于互联网的个性化定制、众包设计、云制造等新型制造模式，推动形成基于消费需求动态感知的研发、制造和产业组织方式。实施工业云及工业大数据创新应用试点，建设一批高质量的工业云服务和工业大数据平台，推动软件与服务、设计与制造资源、关键技术与标准的开放共享。

三、深圳应在培育和发展我国智能制造中发挥重要作用

以《中国制造2025》为总纲，全国多个省市也相继推出了智能制造发展规划，其中就有《广东省智能制造发展规划（2015-2025）》。深圳市作为广东省乃至全国先进制造业的领先城市，当然也要在发展智能制造中发挥重要作用。

（一）应积极承担培育和发展我国智能制造的重任

深圳市政府也于2016年1月正式发布了《中国制造2025》深圳行动计划。计划提出力争通过“两步走”，到2025年成为国内智能制造、绿色制造、高端制造的排头兵，跻身国际制造业强市之列。

计划提出，要顺应信息经济发展趋势，发挥深圳在互联网、大数据、云计算等信息技术领域的优势，加快推动制造业创新链、生产链、价值链和管理链重构，积极抢占制造业新一轮竞争制高点。并将聚焦11个重点领域，实施11项重大工程，培育一批具有发展潜力和一定规模的重点产业，形成一批具有较强国际竞争力的跨国公司和产业集群。

但是，纵观整个计划，对于智能制造，所确定的11个重点领域，虽然有些与智能制造相关，但与形成智能制造能力的要求还相距甚远。很显然，作为响应《中国制造2025》的深圳行动计划，还没有把培育和发展深圳智能制造，或者说制造业智能化，作为深圳制造业未来发展的主导。虽然深圳行动计划是立足于深圳的产业基础，坚持“有所为，有所不为”，但制造业的发展不同于其他产业，它关系着国家的未来，是政府的重大责任。尤其是像深圳这样的制造业先进城市，更要在我国制造业的发展中承担重任。因此深圳制造业的发展，既要着眼于深圳的实际，也要着眼于国家发展的需要，着眼于全球制造业的发展趋势，着眼于中国制造业全球竞争力的提升，着眼于抢占新一轮工业革命的先机，把培育和发展中国智能制造作为未来发展的根本性方向和主导。

培育和发展深圳的智能制造工业体系，不仅能为我国制造业的发展做出贡献，也会让深圳制造业抢占未来的发展先机，为深圳的各类智能制造企业和供应商，开辟全国乃至全球市场。

（二）应争取在四个方面起到引领作用

就国内范围来说，深圳在信息技术、新兴产业、先进制造、科技研发、创新环境，以及智能产品和智能制造装备等方面，目前都具有一定优势，因此，在培育和发展我国智能制造上，应争取在四个方面起到引领作用。

培育智能制造产业发展基础。一是培育智能制造技术供应与服务商，包括工业物联网、工业网络安全、工业大数据、云计算平台、MES系统、虚拟现实、人工智能、知识工作自动化等。二是培育智能制造核心装置供应商，包括工业机器人、传感器、3D打印、智能物流（AGV）、可编程逻辑控制器（PLC）、数据采集器、工业交换机等。三是培育解决方案供应商，为制造企业提供智能工厂顶层设计、转型路径图、软硬件一体化实施的智能化解决方案。

培育智能制造企业。选择有条件的制造企业先行试点，第一步先进行数字化、信息化和网络化升级改造，建立企业信息物理网络系统（CPS）；第二步应用物联网技术和信息监控管理技术，实现纵向、横向和端对端的互联集成，形成生产与物流管理的智能网络；第三步建立企业智能化设计、生产、物流和服务过程控制系统，最终成为智能制造企业。

建立深圳智能制造产业联盟。由政府发起，以深圳互联网、信息通讯、计算机、先进制造、物流等行业的龙头企业为骨干，深圳各类相关企业，特别是中小型创新型企业为主体，国内外智能制造科技研发机构及相关企业，特别是美、德智能制造领先企业为盟友，建立深圳智能制造产业联盟。

培育深圳智能制造技术优势。一方面要在智能制造的基础技术与核心技术方面形成优势，特别是工业物联网、工业云计算、工业大数据、人工智能这四大技术，要争取在国内形成权威优势。另一方面，要在深圳技术领先领域尽快取得更大的技术优势，特别是第五代移动通信（5G）技术、数字化网络技术、工业机器人核心技术、智能装备关键技术等，不仅要率先取得更多更大的突破，还要全面形成系统性技术优势。

（三）应努力创造培育和发展智能制造的有利条件

智能制造的培育和发展，不仅需要政府引导和支持产业界做出努力，还要创造有利于其发展的条件。

明确的产业发展规划组织。在《中国制造2025》深圳行动计划框架内，制定明确的深圳智能制造产业专项培育和发展规划，有目标有步骤地组织规划落实。

先进的产业发展基础支撑。建设深圳工业云计算和大数据服务平台，以及工业互联网和物联网的共性技术服务平台，并选择相关企业实施创新应用试点及推广服务。

完善的产业发展创新机制。构建开放型、协作型、跨界型等合作创新的新机制，促进产业融合创新、企业间协作创新、产业体系协同创新、国际合作创新。

多方的产业发展资源集聚。加大产业政策支持力度，激发智能制造发展动力，组织深圳智能制造重点培育和发展项目，鼓励深圳企业入选国家智能制造试点示范项目，营造智能制造产业中心效应，引导社会各方资源聚焦深圳智能制造。

有力的产业发展服务措施。改进政府服务方式，开展培育和发展深圳智能制造的专项服务，着力提高企业融资服务、公共科技平台服务、关键技术攻关服务，人才引进与培育服务、对外合作服务、市场建设与拓展服务的能力。

［1］五分钟让你理解何为德国工业4.0［EB/OL］.［2015-03-02］.工控网，gongkong.ofweek.com.

［2］全球智能制造发展现状及趋势分析［EB/OL］.［2014-05-20］.中研网，chinairn.com.

［3］林汉川，汤临佳.新一轮产业革命的全局战略分析——各国智能制造发展动向概览［J］.人民论坛·学术前沿，2015，（11）.

［4］2016-2020年中国智能制造行业深度调研及投资前景预测报告［EB/OL］.［2016-05-21］.工控网，gongkong.ofweek.com.

责任编辑：李彦