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中国制造业40年:智能化进程与展望

2019-02-22李廉水石喜爱

中国软科学 2019年1期
关键词:制造业智能化智能

李廉水,石喜爱,刘 军

(1.南京信息工程大学 中国制造业发展研究院,江苏 南京,210044;2. 东南大学经济管理学院,江苏 南京,211189)

一、引言

从改革开放至今,中国制造业40年取得了举世瞩目的成就,无论是制造业整体规模,还是技术含量,均实现了巨大跨越[1]。从发展战略上来看,中国制造业经历了从改革开放初期的来料加工,用市场换技术以满足国内需求,到成为全球第一制造和贸易大国,以科技创新支撑发展新型工业化,再到以发展智能制造谋求引领全球制造业变革,中国制造业在开放包容中实现规模扩张和质量提升。中国制造业通过提升产品品质和优化产业结构,逐步融入世界贸易体系,成为世界制造业生产和出口大国,制造业增加值逐年攀升(如图1),展现出强劲的发展动力。

中国制造业保持良好发展态势的同时,也面临着多重困境。一方面,中国劳动年龄人口数量自2012年起每年以百万之巨缩减,人口红利褪去和要素成本上升使得传统比较优势的日渐消失[2];另一方面,制造业的创新型人才匮乏与创新能力不足,导致产品附加值低,使得我们仍然处于价值链低端环节。与此同时,制造业企业税负过重、部分行业产能严重过剩等问题也制约着中国制造业的发展。中国制造业寻求转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的愿望愈加迫切。

如何突破诸多限制,对于中国制造业持续健康稳定发展而言至关重要。智能制造是中国制造业高质量发展和竞争力提升的关键。从实践进程来看,中国的智能制造确实已经呈现了良好的发展态势。以工业机器人为例,根据国际机器人联合会(The International Federation of Robotics,IFR)的统计数据[3],2017年中国的工业机器人出货量近14万套,而2006年仅出货5800套,年供货数量在十余年时间内翻了20倍,占世界工业机器人出货的比例不断提升。然而,从横向对比来看,中国每万人拥有工业机器人数量仅为68套,而位于世界第一的韩国则达到了631套,是中国的近10倍。统计结果显示,中国目前每万人拥有量尚未达到世界平均水平(世界平均水平为74套/万人),与韩日及欧美发达国家相比差距甚远。智能制造为中国制造业实现后发赶超和抢占未来制造业制高点提供了契机。十九大报告指出,深化供给侧结构性改革,必须把发展经济的着力点放在实体经济上,把提高供给体系质量作为主攻方向。《智能制造发展规划(2016-2020年)》(以下简称《规划》)指出发展智能制造对于推动中国制造业供给侧结构性改革,实现制造强国具有重要战略意义,要将发展智能制造作为长期坚持的战略任务。典型化事实和官方一系列重要文件均说明,制造业智能化是未来中国制造业发展的重要方向。

早在20世纪80年代末和90年代初,学者就已关注到制造业智能化的技术发端[4-5],同时也有学者对“智能制造”这一概念进行了理论拓展,并就其影响进行了探索性分析。Kusiak(1990)[6]认为智能制造是在制造过程中通过计算机来模拟人类脑力活动进行分析与决策,旨在替代或延伸人力的脑力与体力功能。Swinbanks 和 Anderson(1990)[7]则分析了智能制造所产生的技术推动作用及其引发的弊端与社会问题。随着工业互联网、大数据和云制造等新技术的出现,涌现了更多制造业智能化相关的概念研究。Davis等(2012)[8]认为智能制造是以优化产品生产与交易为目标,利用先进的信息和制造技术来提高制造过程的灵活性和柔性以应对动态变化的全球市场。周佳军和姚锡凡(2015)[9]则从技术的角度对智能制造进行了解读,提出智能制造技术是在新一代信息技术和人工智能等技术的基础上通过感知、人机交互等类人行为操作来实现产品设计、制造、管理与维护等一系列流程,是两化融合的集中体现。王喜文(2015)[10]从企业的边界与关联的角度将智能制造解读为工厂内实现“信息物理系统”, 工厂间实现“互联制造”,工厂外实现“数据制造”。韩江波(2017)[11]认为智能制造是智能技术对于制造业价值链的各环节的渗透,并“模糊化”不同阶段的界限,是制造业价值链创新的必要条件,其特征表现为体力劳动逐渐被资本智能化所取代。Thoben等(2017)[12]将智能制造描述为在车间及以上级别应用数据密集型信息技术,以实现智能高效和实时响应的操作系统。

一些权威著作、学术机构和政府部门也对智能制造进行了定义。《麦格劳-希尔科技术语辞典》认为智能制造是通过生产工艺及技术的使用,自动适应不断变化的环境和不同工艺要求,能在最少的操作人员的监督和协助下生产各种产品[13]。美国国立标准与技术学会将智能制造定义为实时响应以满足工厂/供应网络/客户要求中不断变化的需求与条件的全集成且能协同生产的系统。《规划》指出智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。

综上所述,无论是国际组织或主要国家的相关报告,还是学者们的研讨,焦点均将智能制造描述为一种新的制造方式,已有的文献主要从技术、战略或行业的视角对智能制造进行了解析,而较少从制造业智能化的角度进行解读,也很少研究制造业智能化的特征、内涵和机理。实则,智能化不仅是一种制造技术的普及,也代表着制造业技术不断进化演变的过程。那么,什么是制造业智能化?其内涵与外延又是什么?目前关于这些问题并没有得到清晰的界定,以往与智能制造的相关论述也难以适应当前发展要求,因而,有必要界定制造业智能化的深刻内涵和刻画制造业智能化的外延,并探讨未来发展方向。

二、制造业智能化发展历程

世界制造业智能化发展历程。世界智能制造发展历程可以概括为三个阶段:第一阶段为数字化制造阶段(1952-1966),1952年MIT采用真空管电路实现了三坐标铣床的数控化,标志着数字化制造的诞生,1955年实现了数控机床的批量制造,数字化制造技术实现商用。第二阶段为网络化制造阶段(1967-2012),1967年美国将多台数控机床连接成可调加工系统,成为了柔性制造系统的雏形。20世纪70年代和80年代CAD和CAM开始出现,在波音公司和通用公司的共同开发下实现了二者的融合,并与其他相关系统一起构建形成了计算机集成制造系统。从20世纪90年代CAD/CAM一体化三维软件大量出现,并应用到机械、航空航天等领域,形成了现代信息化制造技术体系。此时,智能制造系统概念刚提出不久,日本和加拿大先后实现了分布智能系统控制和机器人控制等技术,智能制造逐渐在世界兴起。第三阶段为智能制造阶段(2013-),2013年4月德国在汉诺威工业博览会正式推出“工业4.0”战略,旨在通过充分利用信息通信技术和信息-物理系统来引导制造业智能化转型。同年9月美国宣布重新成立“AMP指导委员会2.0”,并于2014年发布《振兴美国先进制造业》,旨在通过创新领先和发展工业互联网来引领美国制造业在全球的主导地位。而日本则在2015年初推出了《机器人新战略》,希望通过发展机器人技术来应对全球制造业变革。

中国制造业智能化发展历程。中国的智能制造发展历程也可以划分为三个阶段:第一阶段为工业化带动信息化阶段(1958-2006),尽管1958年中国成功研制第一台数控机床,但是直到改革开放以后制造业信息化才真正进入正常的发展轨道。从1979年开始,高新技术产业化走上了快车道,电子工业作为优先发展行业,并将电子技术应用到机床改造、工业炉窑控制等多个方面。1987年信息技术(智能计算机系统、光电子器件及其系统集成技术等)在863计划中被列为七大重点发展领域之一,80年代末期科技部提出建设“工业智能工程”,尝试探索智能制造。20世纪90年代至21世纪初,中国逐步开展先进制造技术的推广应用和互联网建设,重点科研院所和高校连接上国际互联网,诞生了众多互联网公司和软件服务企业,覆盖全国范围的信息网络逐渐成型。第二阶段为两化融合阶段(2007-2014),2007年党的十七大提出“大力推进信息化与工业化融合,促进工业由大变强,振兴装备制造业”,亦即是提出“两化融合”战略,标志着“两化融合”的开启。2010年,全国已基本实现信息化,信息产业成为国民经济的重要支撑部分。第三阶段为信息化引领工业化阶段(2015-),2015年《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》指出推动互联网与制造业融合,大力发展智能制造。同年《中国制造2025》将推进智能制造作为制造业发展的主攻方向。一系列重要文件预示着制造业智能化将成为中国制造业未来的发展方向,推动制造业生产方式的重大变革。制造业智能化发展历程如图2所示。

从世界制造业智能化和中国制造业智能化的发展历程来看,世界制造业智能化发展的每个阶段跨越时间较长,并且以新兴技术的开发与应用作为发展的历程的拐点,长时间的技术积淀为下一个阶段的跃迁做好了充分准备。而中国制造业智能化的发展更多地是以国家政策文件引导作为开端,体现了中国社会主义市场经济下制造业发展的特点。另外,中国制造业智能化初始阶段的时间跨度较长,这主要是因为中国制造业基础薄弱,需要通过长时间的规模扩张、技术引进和模仿学习来实现技术创新[14]。同时,我们还可以发现中国制造业智能化各个阶段时间跨度差异较大,反映了中国制造业不断追赶发达国家制造业智能化发展的轨迹,并通过压缩中间跨越阶段的时间来尝试超越世界制造业发展进程。

三、制造业智能化内涵

制造业智能化不是凭空产生的社会进程,而是以前期技术积淀为支撑,以人工智能和新一代信息通信技术等先进技术作为产业变革的拐点。具体来看,制造业智能化是以数字化制造为发展起源的,中间经历了网络化制造阶段,逐步过渡至智能制造时代,如图3所示。

数字化制造是制造业智能化的初始阶段。数字化制造是以数字化技术为基础,伴随着数码控制技术与数控机床的发展,以产品的设计与生产制造环节为作用对象,强调生产流程的数字化。从设计环节来看,数字化制造相较于传统制造而言,主要是将传统的手工草图设计转换为计算机模拟设计,极大地提升了设计效率。从生产制造环节来看,数字化制造实现了部分制造程序的自动化,表现为将一些复杂且精密的加工程序用机器来完成。数字化制造的代表性技术有数控机床等。

网络化制造是制造业智能化的发展阶段。网络化制造是以网络化时代为背景,伴随着信息与通讯技术的发展,以企业间的协同生产运作为作用对象,强调企业合作与信息共享。从技术基础来看,网络化制造是以Internet技术作为支撑的,突破了地理空间对于企业生产经营的约束,企业间通过互联网进行信息沟通与协调。从制造目的来看,相较于数字化制造,网络化制造从聚焦于企业内部生产转移到聚焦于企业间协同生产,表现为以网络的方式实现资源的共享与集成。网络化制造的代表性技术有基于网络的分布式CAD系统和开放结构控制的加工中心等。

智能制造是制造业智能化的成熟阶段。智能制造是在数字化制造和网络化制造基础上发展而来的,数字制造与网络制造是智能制造的必要条件。智能制造是以产品制造全流程和全生命周期作为作用对象,强调运用新一代信息通信技术和人工智能,表现为将人工智能赋于生产运作系统,使其能够自感知、自决策和自执行。智能制造的核心在于“智能”。相较于数字化制造,智能制造不仅全面利用计算机来进行控制,利用增材制造等新型制造方式来实现特殊形状与结构的产品设计,极大地替代了人的脑力与体力,赋予了制造过程以分析、推理与执行能力。相较于网络化制造,智能制造通过工业互联网实现智能机器间的互联甚至人机互联,是互联网向工业的延伸与扩展,表现为通过大数据技术充分挖掘制造潜力,而不仅限于企业间的协同,从而实现人、机、网的高度融合。

智能制造是制造业智能化的具体表现,学者、机构和政府部门从不同角度对智能制造进行阐述,本文更加认同《规划》对于智能制造的定义。智能制造从本身来讲,更加偏向于工程术语,强调对于制造这一过程和方式的理解。本文研究的制造业智能化是对智能制造概念的延伸与拓展,是从经济学的角度去认识制造业变迁。制造业智能化是指在实现智能制造过程中,制造业通过不断努力推进其生产方式实现智能的过程,表现为通过以人工智能和新一代信息通信技术等技术对制造全过程(设计、生产、管理、服务等)和生命周期进行改造,以适应不断变化的环境并产生社会效益和经济效益的过程。同时,制造业智能化也呈现出层级发展关系特点,基础层面的制造业企业为寻求转型升级而对各环节进行智能化投入,进而引发制造业企业之间的关联和产业结构发生转变,而国家则会从宏观层面通过政策激励和限制等手段对制造业进行引导和服务,以谋求制造业价值链攀升。

制造业智能化具有丰富的内涵。从制造业智能化的概念出发,我们可以得到几点基本认识:

一是基础要素投入是制造业智能化的基础。智能制造的目的是产品生产,人工智能等技术只是各个环节生产效率提升的手段,因而制造业智能化仍然需要落实到人力资源和生产资料等的基本要素投入。首先,人力资源投入是最重要的要素投入,所有生产活动一旦脱离人力就无法保持正常的运转。作为制造业智能化中的人力资源投入又与一般的劳动力投入有所区别,一般活动中的劳动力对于脑力投入需求较少,而制造业智能化则更多地需要脑力投入,需要运用技术、知识、经验等来保障智能制造的稳定运行和解决制造活动中的问题[15]。其次,智能设备投入是基本组成要素,智能化的设备是制造业智能化的集中体现,是人类智力转移的作用对象,智能设备能够替代人力处理生产活动中的各种问题。最后,制造业智能化背景下的企业存在由一体化科层结构走向网络化的趋势[11],那么,企业走向网络化生产就需要互联网基础设施的支撑,将互联网从消费领域向工业领域深入拓展,构建工业互联网体系,形成基于数据驱动的智能生产力,连接企业内外部数据链。

二是软件技术开发与应用是制造业智能化提升的关键。强调人工智能技术的应用与实现,要求以新一代信息通信技术和先进制造技术进行融合,而这又需要落实到软件应用的开发与使用,诸如自感知等类人思维与行为是软件技术应用的高级形式。实现制造业智能化转型升级关键在于智能软件的开发与应用[16],硬件智能化升级替代了体力劳动,而软件智能化升级则替代了脑力劳动。从成本角度来看,智能软件的开发与应用在一定程度上减少了劳动力的投入,减小了人为操作失误带来的风险损失;从价值角度来看,智能软件释放了更多的劳动生产力,同时将生产运营过程中产生的数据重新利用起来预防运营风险和开发新的价值。

三是经济效益与社会效益是制造业智能化发展的目的。制造业智能化的内涵绝不仅限于设备投入与技术应用,而是更加强调其所带来的经济效益与社会效益[17]。制造业智能化反映了制造业谋求劳动效率提升和智力替代的诉求,是从制造业企业内生发展向社会化的演变,从而必然会在市场经济中体现其发展价值。中国制造业的高质量发展应当以制造业智能化为契机,带动制造业新一轮的技术创新,将智能制造技术贯穿制造全流程,达到制造业智能化引领产业实现转型升级的目的。因而,反映经济效益和社会效益的市场实践层面也是制造业智能化内涵的重要方面。

四、中国制造业智能化特征

制造业智能化是当前制造业发展的重要趋势,与其他发展方向相比,制造业智能化存在独特的性质,本文从企业特征、产业特征和宏观(总体)特征三个方面进行阐述。

(一)企业特征

企业特征是制造业微观个体智能化的体现,包括产品智能化、装备智能化、生产方式智能化、管理智能化、服务智能化等。

(1)产品智能化。产品智能化是制造业智能化的动力源泉。改革开放初期,产品同质化和消费同质化是过去传统制造时代的主要特点。随着消费水平的提升,消费者的要求也进一步提高,智能化产品满足了其对于科技和个性化的追求。设计和生产智能化产品,客观上要求制造业的各个流程环节实现智能化,通过制造的智能化推动产品的智能化,赋予产品更多的科技含量从而实现其价值增值。

(2)装备智能化。装备智能化是制造业智能化的基本要求。中国制造装备经历了机床-柔性生产系统-CIMS-智能生产车间的大致进程,而其生产的产品也相应地经历了从粗放到精细再到智能的转变,显然,只有装备的智能化才能有效支撑产品的智能化。装备智能化需要高端智能装备产业的支撑,而在这些产业领域目前中国对于国外技术依赖程度较高,《中国制造2025》要求到2025年要实现具有自主知识产权的高端智能装备市场占有率的大幅提升,以确保实现核心技术对外依存度的明显下降。

(3)生产方式智能化。生产方式智能化是制造业智能化的重要体现。从需求来看,在物质贫乏时期,大规模生产标准化产品符合时代的需求,但随着大规模个性化的消费需求逐渐成为市场主流,以智能化生产方式为代表的非标准生产方式更加符合社会消费潮流。从技术变迁来看,制造业生产方式也经历了数字化制造到网络化制造再到智能制造的变迁,生产方式的变迁蕴含着生产技术的变迁和装备的变迁,表现为生产技术到生产方式实现质变的过程。因而,制造业智能化集中体现在于生产方式由数字化/网络化制造到智能制造的变化。

(4)管理智能化。管理智能化是制造业智能化的关键环节。传统的管理方式耗时耗力,维护保养和运行费用较高,并且容易带来管理风险,且难以与智能化的生产进行有效对接。智能化的生产系统离不开科学高效的管理体系,将智能技术应用于管理,建立基于智能技术的全面管理体系,通过人工智能和大数据分析技术对管理数据进行挖掘,可以更为准确地发现和寻找管理漏洞,从而提高工作效率,减少运行成本。

(5)服务智能化。服务智能化是制造业智能化的必然选择。智能化服务是以智能技术为支撑,通过历史数据积累并应用智能分析手段为客户或企业提供按需或主动获取的服务。一方面,在资源和环境双重约束下,制造业呈现出服务化趋势,企业由原来的生产环节向研发和营销等方向延伸,以智能化支撑业务发展方向。另一方面,消费互联网向产业互联网扩张,建立人与设备和服务的联系,有效实现了从消费者参与研发到售前和售后的服务全生命周期的管理。

(二)产业特征

产业特征体现了制造业行业在推进智能化进程中所呈现的发展特点,包括以下三点:

(1)以人工智能等新技术作为技术支撑。制造业智能化的关键在于“智能”,而“智能”是依托人工智能技术来实现的,因而人工智能技术是制造业智能化的支撑技术[18]。以离散型制造为例,离散型制造具有设备分散、工序不连续等特点,推动离散型制造智能化就需要通过智能传感器来收集基础数据,通过智能机床、工业机器人以及智能仓库系统来实现柔性生产运作、赋予产品智能实现价值增值。这一系列过程均是以人工智能技术作为基础,通过对各个制造流程进行智能化改造而最终得以达到的。

(2)以工业互联网作为连接方式。企业智能化不代表产业智能化,由企业智能化走向产业智能化需要将所有企业连接起来,因而工业互联网是制造业智能化的连接方式。工业互联网的作用在于将生产制造中涉及的机器、设备、网络和工作人员通过互联网的方式建立起关联,实现人机物的充分互联,基于多种智能预测算法来量化制造活动和环节,构建起庞大的工业互联网,并以工业互联网作为制造业企业协同发展的纽带,不断推进制造业智能化进程。

(3)以构建新型制造体系作为发展目标。制造业智能化的推进不仅需要制造业企业实现智能化,还需要依赖其他相关行业的发展,也就是说要以构建新型制造体系作为产业智能化的发展目标。以制造业企业智能化作为主要发展方向,发挥相关产业(如信息服务业)对制造业企业配套支撑作用,鼓励不同产业领域企业信息互联跨界融合,立足于高端智能装备国产化,完善工业互联网基础设施建设,从而达到构建中国新型制造体系的目的。

(三)宏观(总体)特征

宏观(总体)特征反映了国家在服务和引导制造业发展方向所表现出来的特点,包括以下三点:

(1)以吸收和培养人才来构建核心竞争力。制造业智能技术开发、创新和应用是人才驱动的结果。智能制造的技术开发与创新依赖于高端技术人才,而智能制造技术应用对于从业人员也提出了更高的要求。中国制造业在与欧美发达国家之间的竞争,不仅是市场的竞争,同时也是人才的竞争,只有人才驱动制造业的创新发展才能带来产业竞争力持续提升。因而,适应未来智能制造发展需要吸收国内外高端人才,培养基础应用人才,需要构建完善的人才体系,从而为制造业智能化发挥基础性人才保障作用。

(2)以统筹兼顾和全面推进来摆脱发展短板。全面推进有利于中国智能制造的综合竞争力提升。制造业智能化涉及到多学科多领域的专业知识和技能,推进制造业智能化过程中需要大量相关学科和领域的产学研协同创新,从知识和技术层面保障智能化进程。德国智能制造在于通过传感器构建智能生产系统,以智能工厂作为发展目标。美国智能制造的重点在于利用工业互联网从上至下地来重塑制造业。中国应借鉴美国和德国等发达国家成功做法,结合中国制造业现状,通过鼓励产学研合作创新,加强智能制造发展的顶层设计和全产业链及相关产业的智能化协同,鼓励各产业集成创新,从而全方位推进制造业智能化进程。

(3)以重点突破来引领智能化全方位发展。重点突破有利于中国制造业形成发展特色和占领智能制造关键技术领域。中国制造业智能化发展应当聚焦新一代信息技术和工业机器人等关键领域,重点突破是智能化的基础性环节,如关键共性技术、智能制造标准体系和工业互联网等,通过对这些关键环节的重点突破,优化智能制造的顶层设计,从点到线到面发挥拉动作用,引领中国制造业迈入智能化发展的新时代。

五、中国制造业智能化展望

通过系统性梳理中国制造业智能化的历程,依据制造业智能化的内涵、特征及现状,我们认为,中国制造业智能化未来发展趋势大致如下。

(一)掌握相关核心技术并普及智能制造

这主要体现在两方面:(1)基本掌握智能制造核心技术与装备制造。目前,中国智能制造核心技术稍显薄弱,高精尖零部件进口依赖度很大,但是《规划》正逐步实施,系统性技术创新、重点领域技术突破以及创新人才队伍建设已经在全面加速,全面掌握和达到较高的核心技术及装备自给率的日子即将到来。根据2014年统计数据,中国自主品牌工业机器人销量达到1.7万台,比2013年增长78%,预计到2025年中国自主品牌工业机器人销售数量将达到600万台。(2)人工智能技术成为中国制造业生产过程的支撑技术。根据德勤《2015年中国制造业企业信息化调查》发现,中国制造业企业信息化正在由单向业务覆盖向综合集成阶段过渡,2015年制造业企业智能设备使用率已经由2013年的51%提高到59%。我们认为,按照目前的发展趋势,到2025年以高端数控机床、工业机器人等人工智能技术将全面渗透到制造业的各个环节,成为制造业发展的主要支撑技术。

(二)大规模个性化定制成为主要生产方式

大规模个性化定制已经成为当下市场需求潮流。改革开放以后,中国制造业企业开始向欧美发达国家学习包括大批量生产方式在内的生产技术。在过去卖方主导市场的时代背景下,大批量生产方式迅速成为提升企业生产力的动力源泉。随着物质生活的丰富和生产规划能力的增强,企业通过差异化生产针对特定群体提供商品服务逐步成为增加附加值的重要方式。如今,消费者需求越来越多元化和个性化,传统的大批量生产方式只能为企业降低生产成本,而不能为其带来竞争优势,以维意定制、青岛红领等一系列定制厂商的实践表明,通过智能化改造升级,打造数字化驱动的智能工厂,可以有效支撑产品快速迭代和推向市场,融合消费大数据和工业大数据来对消费者需求进行预测,从而推动大批量生产向大规模个性化定制转变。

(三)形成不断完善较为完整的智能制造标准体系

标准化是促进科技进步和提升企业协同效率的重要途径。智能制造标准体系的制定,一方面为企业发展提供指引作用,另一方面,有利于中国制造业企业以标准作为技术载体,积极参与国际竞争。工业和信息化部和国家标准化管理委员会在2015年底联合发布了《国家智能制造标准体系建设指南(2015版)》,构建了智能制造标准体系参考模型,提出了智能制造标准体系框架以及关键技术标准。为了进一步加强顶层设计和规范市场,2018年1月两部门又形成了《国家智能制造标准体系建设指南(2018年版)》(征求意见稿),给出了具体修订计划,要求到2019年修订300项以上智能制造标准,全面覆盖基础共性标准和关键技术标准,通过在制造业领域的推广应用以及标准的细化不断完善智能制造标准体系。因而,可以预计在未来10年,中国将形成较为完整的智能制造标准体系,并不断完善改进,最终成为智能制造发展的全球先进的标准体系。

(四)形成智能制造生态体系和新型制造体系

智能制造的持续发展不仅需要技术标准体系支撑,更需要产业协同创新,形成智能制造生态系统,最终发展成为新型制造体系。智能制造涉及到硬件生产、软件开发、信息技术等行业领域,关系到政府、企业、科研院所、高等院校等部门,打造智能制造生态体系需要依靠各产业协作和各部门协同,共同打造智能制造产业链,形成以智能制造系统集成商为核心企业,各部门和行业联合推进和深度参与、相互支持和维系发展的智能制造生态体系。根据《工业和信息化部办公厅关于开展2017年智能制造试点示范项目推荐的通知》,试点项目名单中包括97家制造业核心企业,覆盖全国14个省级地区,涵盖医疗、汽车、机器人、光电和食品等多个工业领域。我们认为,通过打造智能制造试点不断完善智能制造生态体系,推动两化融合,利用工业互联网逐步实现智能制造全产业链覆盖,不断完善智能制造产业链和生态圈,一定会构建出中国特色的智能化新型制造体系。

(五)中国将成为世界智能制造的重要领导者

庞大的市场空间和巨大的创新潜能将助推中国成为智能制造的领导者。第一,随着信息化和智能化的推进,云计算和大数据技术发展迅速,智能制造相关核心技术将全面创新突破,目前在通讯集成制造、轨道交通设备和石油化工设备等众多技术领域已实现世界先进程度的智能化,工业机器人由依靠进口转变为大批出口,相比国外,中国的智能制造成本投入更低,易于普及智能制造。第二,通过各种人才计划引进大量高科技人才,极大地提升了人工智能技术水平,有力地带动智能制造的高质量发展。第三,中国拥有世界上最完整的工业制造体系,立足通过掌握核心技术、转变生产方式、构建标准体系来全方位、立体系统地推进中国智能制造进程,必将成为世界智能制造领域的标准制定者和主要领导者之一。

六、研究结论

首先,本文回顾了世界和中国制造业智能化的发展历程,以技术发展史为背景,刻画了中国智能制造的发展轨迹,并抽象出制造业智能化的内涵;其次,本文从企业层面、产业层面和宏观(总体)层面分析了制造业智能化的特征;最后,本文展望了中国制造业的发展方向,推出中国将成为世界智能制造的主要领导者之一的结论。简言之,中国制造业的40年,是从扩张式发展向内涵式发展转变的40年,是两化融合迈向深度智能化的40年;中国制造业智能化在继承、创新和发展已有技术基础上,已经走在面向于全球制造业市场,贯穿于制造业企业、产业和区域各个层级的发展轨道上,创新引领发展前景光明,必将崛起为世界制造业智能化发展的主导力量。

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