中国智造与中国创造

路甬祥



·本 刊 专 论·

中国智造与中国创造

路甬祥

现代科技创新强国无一不是制造强国，实现中国智造与中国创造既是建设制造强国的必然要求，也是建设世界科技创新强国的必然要求。智能制造是全球制造业发展的方向，加快推进中国智造将有力支持中国创造。加快推进中国创造须加强基础前沿研究，提升科技原创力，突破基础核心技术；提升创意创造和创新设计引领自主集成创新的能力；建设支撑中国创造的科技与产业创新体系；建设中国先进制造文化和信誉等。

科技强国中国智造中国创造

制造业是实体经济的支柱，是引领推动供给侧结构性改革，实现经济转型升级、产业提质增效的关键，是提升国家竞争力和实现绿色化、可持续发展的基础及源头，是提升科技与产业创新能力的主战场，也是建设现代化强国的产业基石。现代科技创新强国无一不是制造强国。

党的十八大提出了“两个一百年”奋斗目标，确立了创新驱动发展战略。在全国科技创新大会和两院院士大会上，习近平总书记吹响了建设世界科技强国的进军号。《中国制造2025》明确提出，到建国一百周年时成为具有全球引领影响力的制造强国的第一个十年战略规划和发展路线图——主攻方向是两化融合、智能制造；根本目标是实现“中国制造向中国创造转变，中国速度向中国质量转变，中国产品向中国品牌转变”。因此，实现中国智造与中国创造是建设制造强国的必然要求。

一、智能制造是全球制造业发展的方向

(一)智能制造发展的历程

第一次工业革命实现了以蒸汽机为动力、机械化为特征的机器制造。第二次工业革命开启了电气化、流水线、大批量制造时代。自20世纪60年代后，计算机、数控机床、现场总线等技术将制造业推进到多品种、小批量、柔性制造(FMS)阶段。为适应市场需求快速变化和剧烈竞争环境，柔性制造需要具有更高的灵活性、敏捷性、精益性和智能性。1988年美国人赖特(P.K.Wright )和伯恩(D.A.Bourne)出版了首部《制造智能》专著，其内涵目标是通过集成知识工程、制造软件、机器视觉和控制，实行无人干预的智能制造。1990年，日本发起“智能制造系统(IMS)”国际合作研究计划，力图把日本的专业技术与欧盟的精密工程技术、美国的系统技术结合起来，开发可跨国合作的先进智能制造系统。美国、欧洲、加拿大、澳大利亚等工业国家及地区加入了该项计划。当时的互联网尚处于发展初期，智能化还仅局限于单台、数台设备或在一个屋顶下的一条或数条制造生产线，但就此开启了智能制造的先河。

1988年中国国家自然科学基金委提出“智能制造”研究，同年科技部将“智能模拟”列为国家科技规划重要课题，1993年设立“智能制造系统关键技术”基金重大项目，2010年“智能制造及装备”被列为战略性新兴产业重点培育领域。

进入21世纪以来，科技与产业创新日新月异，互联网、物联网、大数据、云技术等创造了万物互联的信息物理环境(CPS)，促进了全球知识信息资源的开源共创和近零成本分享，为重塑智能制造服务提供了新的技术环境和产业生态。生态环境友好材料、超级结构和功能材料、高端复合材料，以及3D打印等精准高效的增材减材工艺技术创新，为智能制造提供了新的物质和工艺技术基础。制造业正在形成数字化、网络化、智能化、绿色化、个性化、定制式的智造服务的新形态。

(二)世界主要发达国家积极推进智能制造

美国推出《工业互联网计划》，德国推进《工业4.0》，日本发表《制造业白皮书》提出重振制造业战略，法国发布《新工业法国》战略，韩国实施《制造业创新3.0战略》等等，这些战略规划的重点虽各有不同，但共同点是加大科技投入，提升科技与产业创新优势，适应知识网络环境，致力于发展以信息化、网络化、智能化为特征的智能制造服务，提升品质、效率和附加值，力图重振制造业竞争优势，重塑全球制造的新格局。可以肯定，21世纪前半叶，工业制造文明将进化为网络协同智造文明，中国制造业发展转型正迎来与新科技革命和全球制造服务转型交汇的新机遇、新挑战。

(三)网络协同是智能制造的新特征

网络协同智能制造是在数字化、网络化、知识化的基础上，依托市场用户、制造过程、社会文化等知识信息大数据，计算、模拟专家的知识逻辑、分析判断、推理决策等智能行为，并依靠嵌入传感与机器视觉、数字仿真与虚拟现实、人工智能、数控装备与机器人等，实现信息知识管理、产品设计、生产规划、加工装配、质量保障、物流管理、经营服务等全流程协同智能制造与服务。网络协同智造需要开放合作、协同共创、绿色低碳、分享共赢的理念，创建全球互联互通、公平自由、互利合作、安全法治的信息物理环境与经济法律环境。

随着新一代信息技术的发展，网络协同智造已从局域终端编码智能发展到依托全球宽带、大数据和知识规则的终端/云端协同计算智能；从制造方主导转变为以用户和市场主导，由设计方、制造方、用户方乃至网络创客等协同共创、分享共赢的智造服务；将从制造过程的智能化拓展到设计制造、信息能源、经营服务等多领域跨界融合的智能化；从单个生产线、单个企业的智能制造拓展到全球网络协同智能制造与服务。从而可实现真正意义的零库存、零次品、零故障、零差错，更高品质和效率的绿色低碳、精益制造，实现少人、无人的个性化、定制式大批量智造与服务，为用户创造最佳体验和新的价值，大幅提升全球竞争力和可持续发展能力。

二、加快推进中国智造

(一)加快推进中国智能制造的必要性

建国以来，尤其是改革开放以来，中国制造业持续快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，有力推动了工业化和现代化进程。近年来中国制造增加值全球占比已超过20%，为国内外市场提供了大量高性价比商品和装备。载人航天、超级计算、北斗导航、海洋深钻、高铁核电等成就举世瞩目，中国已成为举世公认的制造大国。但与世界先进水平相比，中国制造仍大而不强。在资源能源利用效率，产业结构，质量效益，数字化、信息化、智能化水平，基础核心技术支撑能力，自主创新能力等方面，仍差距明显。据《世界经理人》《2015中国制造业信息化现状调研》结果显示：中国近九成制造企业信息化处于初、中级水平，信息化覆盖业务较窄，而且各系统信息处于割裂状态，集成度低。2015年，中国制造业关键工序的数控化率仅1/3，大中型制造企业也刚超过50%，而美国、德国、日本等国家制造业数控化率已达80%～90%。

数字化、信息化是实现智能制造的基础。《中国制造2025》的战略目标是加快两化融合，主攻智能制造；到2025年，数字化研发设计工具普及率从目前的58%提高到84%，关键工序数控化率从目前的33%提高到64%；实现“两提升、三降低”目标，即生产效率、资源综合利用率大幅提升，研制周期大幅缩短，运营成本、产品不良率大幅下降。

第一，加快推进智能制造，可实现复杂零件的高品质制造。在航空航天、船舶车辆等行业，许多结构复杂、加工质量要求高的零部件，采用在线检测、工况实时智能控制，可显著提升制造品质和效率。今天，智能手机、超级本、智能电视、机器人等金属部件已大都采用智能生产线实行高品质、大批量制造。

第二，加快推进智能制造，可促进绿色制造。中国制造业能耗约占一次能耗的63%，单位产品能耗高于国际水平20%～30%，2/3的二氧化碳排放来自工业。智能制造采用最佳工艺方案，能耗物耗和效率的智能优化，可实现材料节约循环利用、能源智能管理；将从源头促进绿色发展，支持实现2025年规模以上单位工业增加值能耗比2015年下降34%，单位工业增加值二氧化碳排放量下降40%。

第三，加快推进智能制造，可适应客户个性化、定制需求。可以按客户要求实现智能设计，依靠智能装备(智能生产线、机器人、3D 打印等)和软件实现大批量定制，缩短交货周期，大幅提升企业的赢利和竞争能力。例如：青岛红领集团运用数字化、人体和版型大数据、智能信息物流等技术，实现客户个性化精准定制，生产周期缩短至7天，定制业务年均收入和利润增长均超150%，成为服装业向智能制造转型的成功案例。

第四，加快推进智能制造，可促进向智能服务型制造转型。依托智造知识、信息和网络带动促进设计研发、咨询管理、网络监控、数据分析、软件计算等服务创新，向价值链“微笑曲线”的两端拓展，提升制造产业链的整体价值，促进转型升级。例如：通用电气(GE)利用嵌入传感和网络实现发动机状态在线监控，发展了“GE 航空发动机健康保障系统”，为客户提供精准服务。不但为航空公司创造了价值，还大幅提升了GE航空发动机的设计制造和服务能力。1991—2009年，通过实行“按小时支付”等商业服务模式，航空发动机业务年收入从69亿美元猛增到187亿美元，服务收入占60%以上。

第五，加快推进智能制造，是提升中国制造业劳动生产率的必由之路。根据联合国工业发展组织(UNIDO)的统计，2015年中国制造业人均劳动生产率约为美国的1/12、日本的1/6、德国的1/5，差距和提升空间巨大。通过推进生产线自动化改造、数字制造+互联网、智能制造+云平台/云服务等，将有力地支持实现“十三五”期间制造业全员劳动生产率增速7.5%左右，“十四五”期间增速6.5%左右。将在要素成本不断上升的环境下，有效应对发达国家依靠智能制造重塑竞争优势和发展中国家低成本制造的双重挑战。例如：海尔集团创建了1+7智慧平台，实现智能家电的客户个性化定制与服务，仅以其旗下的沈阳冰箱厂为例，单线产能提高80%，用工减少60%，库存减少80%，质量提高30%，为企业和用户创造了新的价值，成为中国家电智造的先行者。

(二)加快推进智能制造需要重视的几个问题

第一，必须以市场为导向、企业为主体，深化改革，政府引导促进产学研用协同创新，充分发挥各方面积极性、创造性。《中国制造2025》已对中国未来十年智能制造发展，提出了明确战略目标、基础核心技术、重点产业领域、相应的政策举措和发展路线图。地方政府应根据《中国制造2025》的规划，放眼国内外市场全局，做好本地区智能制造发展规划，选准重点领域，支持创新突破，形成特色优势；同时，要防止跟风趋同、盲目发展，造成新的重复建设和产能过剩。完善财政税收、金融保险、知识产权保护等政策法规环境。构建网络互联互通、数据共创分享、智慧物流、云服务等产业生态。为企业并购境外智造企业、“一带一路”合作共赢、跨国经营提供更好的信息法律咨询与服务。应当加大对智能制造基础共性技术的支持力度，提升对完善工业互联网、工业大数据、制造业云平台、电商物流、质量与标准、网络信息安全等的支持、服务及保障水平。支持先进制造企业创新发展面向智能产品、面向制造过程与装备、面向经营服务过程的智能技术，攻克基础核心技术。提升设计研发和集成创新能力，创造掌握自主知识产权，创新智造服务业态。引导扶持智能制造产业健康发展，培育良好的智能制造创新链、产业链，形成若干各具特色的智能制造企业集聚发展的示范区。充分发挥先进智造企业和智能制造示范区的带动作用。认知产业发展规律，总结成功经验，分析国外案例，传播推介可复制、可推广、可借鉴的好案例、好经验，加快推进实现中国制造向中国智造整体跨越。

第二，必须坚持以人为本。吸引培养数量宏大、结构合理、素质优良、适应智能制造发展需要的设计研发、制造工程、数据分析、工业软件、虚拟现实/人工智能(VR/AI)、计算服务等工程技术、经营管理和应用技能人材，加强以提升岗位职业素养和技能为目标的在职培训和继续教育。

第三，必须发挥信息网络优势。发展众创众筹，支持大众创业、万众创新，培育拓展智能制造创新基础和活力。

第四，必须培育先进智造文化和优良的产业生态。降低制造企业交易成本和经营风险。

三、加快向中国创造转变

智能制造将有力地支持中国制造转型升级、提质增效、提升全球竞争力以及绿色化、可持续发展能力，也将有力地支持中国创造。实施创新驱动发展战略，提升自主创新能力，是中国制造实现由跟踪模仿向并跑—超越—引领转变，由产业链、价值链低中端向中高端跨越，向中国创造转变的关键。其核心是科技与产业创新。

《中国制造2025》提出：到2025年，制造业素质大幅提升，创新能力显著增强，劳动生产率明显提高，两化融合迈上新台阶。在全球产业和价值链中地位明显提升。到2035年，制造业整体达到世界制造强国中等水平。创新能力大幅提升，重点领域取得重大突破，优势行业形成全球创新引领能力。到2050年，综合实力居世界制造强国前列。主要领域具有创新引领能力和竞争优势，建成全球领先的技术体系和产业体系，实现中国创造。

(一)创造国家引领世界

18世纪，英国因为发明创造了蒸汽机、纺织机、机床、火车、轮船、钢铁冶金技术等，崛起为工业强国，成为机械制造的引领者。19世纪，德国、美国因为发明创造了内燃机、汽车、飞机、电机电器、电力系统、制造流水线、高分子合成材料等，引领了以电气化、流水线为特征的制造业变革。20世纪中叶以来，美国因发明创造了半导体、计算机、集成电路、数控机床等，引领了向柔性制造方式转变。中国在载人航天、北斗导航、高铁、核电等领域，依靠自主创新、开放合作、举国协同，突破关键核心技术、实现系统集成创新，成功进入全球先进行列。

(二)创新企业引领市场

波音、空客依靠美国和欧洲的先进材料、航空发动机、航空电子等基础核心技术和基于知识的飞机创新设计制造能力，主宰垄断全球大型客机市场近半个世纪。比尔·盖茨领导微软公司创造开发了用户友好的操作系统、办公软件和浏览器，崛起成为全球最大的个人电脑(PC)软件服务商，引领推动了PC制造产业的发展。华为公司确立全球战略目标，坚持高强度研发投入，自主研发新核心芯片、先进算法与软件，自主设计研发面向客户需求的整体解决方案，并依靠独特的企业文化和强大的创新执行能力，成为领先全球的信息与通信技术(ICT)系统供应商，成为中国创造的典范。深圳大疆公司依靠突破摄像平台稳定技术、飞控软件、创新设计制造和网络销售服务等快速崛起，赢得了全球消费类无人机市场的70%。历史证明，只有创新创造的企业和国家，才能赢得未来竞争优势，主导市场竞争格局，赢得超额利润和价值，成为产业的引领者。

(三)加快推进中国创造的几点建议

因为历史的原因，中国失去了前几次制造业变革的历史机遇。今天的中国已成为全球制造大国，已确立了建设制造强国目标，必须抓住制造业变革的新机遇，在主攻智能制造的同时，加快推进向中国创造转变。

第一，必须加强基础前沿研究，提升科技原创能力，突破基础核心技术。基础核心技术缺失、科学知识创新与前沿技术创新储备薄弱，是制约中国制造技术与产业自主创新的瓶颈和基础。必须加强对物理、化学、数学等基础科学的投入，着力支持信息、材料、微纳、生物、能源等前沿科技的研究，为高端制造原创提供知识与技术支持。必须发挥中国工业网络和大数据优势，应对知识网络时代产业创新的挑战，在网络、数据和信息安全等领域加大前瞻部署，力争在网络结构、数据算法、安全理论与技术等方面取得原创突破。为适应多样化、个性化需求及交叉融合创新，应积极支持物质生命、经济社会、生态环境、人文心理、哲学伦理等跨界交叉融合研究，为技术、管理与业态创新储备新知识、孕育新创意、凝聚新团队。应支持以制造业创新前沿问题和战略方向为导向的定向先导研究，为中国创造发展储备前沿知识基础和战略技术。

第二，必须着力提升创意创造和创新设计能力。中国制造业走过了一条跟踪模仿，引进消化吸收再创新，跟跑并跑，快速发展的成功之路。但也带来了创意创造的自信心不足和创新设计的意识与能力薄弱，设计理论和方法、设计工具和仿真软件多依赖进口，缺乏自主创新引领世界的设计创造。任何创新创造必须先有创意和设计，创意设想常常是自主原创的起点，创新设计往往决定了制造的价值、竞争力和绿色化水平。创新设计可集成引领制造服务的系统创新，可以创造新的应用需求，甚至改变市场格局。创新设计是向中国创造转变的关键环节。乔布斯领导苹果公司推出的智能移动终端系列产品，正是依靠创意创新设计，集成芯片、软件、全球先进材料与制造工艺，引领了智能移动终端产业，创造了全新的市场需求，赢得同行业70%的利润，改变了人们的生活方式。我们必须着力提升创意创造和创新设计能力，创造引领世界的产品和平台、工艺技术和装备、经营服务新业态。

第三，必须造就一批受世界尊敬的跨国制造企业、一大批世界“隐形冠军”和全球著名制造服务品牌。中国创造需要一批在先进材料、清洁能源、信息网络、高端制造、航空航天、海洋工程与船舶、新能源汽车与轨道交通、农业环保与工程机械、医药与大健康、消费电子、文化创意、国防军工等重要战略领域，创新赢利能力、引领全球同行的高端制造支柱大企业或企业集团。制造业创新需要多学科、多领域协同共创，需要先进的产业创新生态，需要着力培育先进材料、专用工艺与工具、高端元器件、应用软件等领域从事专精特优产品和技术服务的一大批世界“隐形冠军”。还需要支持培育引领世界、服务全球制造的智慧网络、智慧物流、智慧软件、人工智能、大数据、云计算/云服务平台和软件企业。需要培育造就一大批全球著名、受用户信赖与尊敬的制造服务品牌。

第四，必须建设支持中国创造的科技与产业创新体系。中国大中型制造企业研发投入占主营业务收入比重不到1%；创新资源重复、分散、浪费现象严重，创新链“分割、断裂”；科技创新对制造业的支撑不足，产学研用协同创新不接力，科技成果转化率不足10%；有效运用知识产权和技术标准提升市场竞争的能力薄弱等等。加快向中国创造转变，必须激励支持企业加大研发创新投入，构建以市场为导向、以制造服务企业为主体、政产学研用紧密协同的创新体系，依照创新制造产业链布局创新链，整合集成创新资源，完善规范灵活的利益分享机制，从体制机制上提升协同创新能力。着力构建面向制造业，尤其是中小企业的科技产业创新中心、制造业大数据、云平台，为制造业企业提供基础、共性、前沿技术支持与数据信息服务。小微企业是创新创造的重要来源。应完善支持小微制造企业创新发展的财税优惠政策，优化中小企业发展专项资金使用重点和方式。发挥财政资金杠杆作用，吸引社会资本，设立国家中小制造企业创新发展基金。

第五，必须改革创新工程与职业教育体系。实现中国创造，创新创业人才是关键，立德树人是根本。培育爱国敬业精神，树立科学发展理念，增强诚信合作、共创分享意识，培育创新创业的自信心、想象力和创造力，比传授知识和教授经营策略更重要。实现中国创造，不仅需要富于创新创业精神的领军人才，还需要规模宏大、结构合理、素质优良、勤奋敬业、创新开拓的软硬件工程师，金融财会、律师中介、数据分析计算、经营管理人才，也需要数以千万计经受良好职业教育，接受职业岗位培训、继续教育，不断更新知识技能、技术精湛的技师和技术工人。必须认知科技、制造技术和产业创新的规律与方法，积极跨界拓展融合知识技能基础，全社会协同培育，倡导科学精神、工匠精神、创新与创业精神。

第六，必须建设中国先进制造文化和信誉。制造服务作为人类的一项重要社会产业创新实践活动，需要遵循伦理法律和先进理念的指引。尊重自然、尊重生命，尊重人民生存发展、创新创业的平等权利，是科技与产业创新的伦理基础。尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造、尊重创业，始终是激励科技与产业创新的先进社会文化。共创分享全球知识信息资源，市场公平自由有序竞争，依法保护知识产权，保护公共和私人财产权，始终是激励科技与产业创新最重要的基石。守法、诚信、唯实、求真，依然是知识网络时代CPS环境中，科技与产业创新最基本的行为准则。“创新、协调、绿色、开放、共享”发展新理念，是对科学创新发展、开放合作、共赢共享、绿色低碳可持续发展的新概括，在向中国创造转变进程中应自觉遵循、全面贯彻。制造文化反映一个国家制造业的特质和价值取向。在两百余年工业化竞争合作、创新发展历史进程中，各国形成了各具特色的制造文化。如美国制造文化追求创新引领，德国制造文化的标志是质量诚信，日本制造文化是精致实用，法国、意大利的设计制造展现艺术时尚等。21世纪前半叶，人类社会将发展进化为知识网络文明时代，“绿色低碳、网络智能、融合创新、共创分享”成为制造技术与产业创新的新特征。面向用户的定制式、大批量网络协同智造服务将成为新业态，将更重视为用户和社会创造更好的经济社会、生态环境、人文艺术综合价值。我们应当将传承弘扬中华优秀文化、全面贯彻发展新理念与借鉴吸纳各国多样优秀的制造文化结合起来，培育建设创新创造、精益求精、诚实守信、公平竞争、开放合作、共创共赢的，具有中国特色、符合时代要求、受世界尊重的中国先进制造文化和信誉。

责任编辑：艾冰

路甬祥，中国科学院院士、中国工程院院士、全国人大常委会原副委员长。