我国智能制造政策研究

郧彦辉

当前，新一轮科技革命和产业变革加速发展，新一代信息技术正在与制造业深入融合，数字化、网络化、智能化已经成为全球制造业发展的重要方向。智能制造是产业变革的重要驱动力量，对于促进制造强国建设、实现高质量发展具有重要意义。我国应抓住智能制造发展机遇，积极推动制造业转型升级。本文首先对智能制造的内涵进行了分析，并对我国智能制造的政策体系及其特点进行了研究，最后提出推进我国智能制造发展的对策建议。

智能制造的内涵

智能制造是制造业未来发展方向。智能制造推动生产方式、组织形式发生系统性、整体性变革，为产业转型升级和持续发展提供支撑，是推动制造业高质量发展的有效途径。

智能制造的定义

1988年，美国的赖特（P.K.Wright）和伯恩（D.A.Bourne）在《智能制造》一书中首次提出智能制造概念。该书认为智能制造的定义为“通过集成知识工程、制造软件系统和机器人控制来对制造技工们的技能和专家知识进行建模，以使智能机器可自主地进行小批量生产”。

然而迄今为止，智能制造尚未形成一个统一的概念。我国发布的《智能制造发展规划（2016—2020年）》将智能制造定义为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。

智能制造是制造技术和信息技术的创新集成，可以促使企业实现生产智能化、管理智能化、服务智能化和产品智能化，打造核心竞争优势。

智能制造的特征

智能制造集自动化、柔性化、集成化和智能化于一体，可以实时感知、优化决策、动态执行，具体来看，其特征主要表现为以下几个方面。

自组织能力。智能制造中的各组成单元能够根据工作任务需要，结合成一种超柔性最佳结构，完成特定的工作。运行方式具有柔性，结构组成也具有柔性。

自律能力。自律能力的基础是强大的知识库和基于知识的模型。智能制造系统可以对环境信息和自身信息进行理解并分析，能够监测环境和自身作业状况并对信息进行处理，根据处理结果自行调整控制策略，以采取最佳方案运行，使整个制造系统具有自适应能力，不被干扰、容错纠错。

自学习能力。智能制造系统在实践中不断学习，更新和充实原有的专业知识库，删除不合适的知识，使知识库更加完善合理化。在运行过程中，对系统故障进行诊断、排除和自我修复，系统可以进行自我优化调整并适应复杂环境。

智能集成。智能制造系统的各个子系统不仅实现智能化，而且各个子系统整合为一体，形成整个制造环境的智能集成，实现系统整体的智能化。

人机一体化。智能制造系统不仅包括智能机器，还包括人。在人机一体化过程中，人在制造环境中处于核心地位，在智能机器的运行过程中，人机之间各自发挥作用，并可以相互协作，相辅相成。

虚拟现实。虚拟制造技术是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上仿真和模拟从产品设计、加工、装配到检验等的全部流程。

通过虚拟制造技术，企业能够在设计阶段就对产品制造的全过程进行虚拟集成，预测、检测、评价产品性能和制造可行性，达到产品的开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化以及生产效率的最大化。

智能制造技术的发展

18世纪后期，蒸汽机的发明使得人类进入了蒸汽时代，历史上发生了第一次工业革命，工厂机械化代替了人类的手工劳动。19世纪后半期至20世纪初，世界进入电气时代，人类进入第二次工业革命时期，大规模分工合作模式开启，零部件的生产和产品装配分离，产品实现批量生产，石化等工业实现了大发展。20世纪50年代后，电子技术、空間技术、生物工程等领域取得重大突破，电子和信息技术广泛应用开辟了信息时代，人类开启了第三次工业革命，制造的自动化程度不断提升。第四次工业革命以信息物理系统（Cyber—PhysicalSystem，简称CPS）为基础，石墨烯、量子技术、生物技术等实现巨大突破，生产实现由集中转变为分散。

制造业经历了机械化、电气化、自动化三次技术革命后，智能制造的诞生拉开了第四次工业革命的帷幕。同时，我们发现制造技术的生产方式沿着“手工—机械化—单机自动化—刚性流水自动化—柔性自动化—集成敏捷虚拟自动化—数字网络绿色智能化”方向发展。

智能制造技术发展经历了三个阶段，数字化制造、网络化制造、智能化制造。首先是数字化制造，数字化技术不断普及，在制造业中深入应用，企业大量采用计算机辅助设计、计算机辅助制造等数字化建模，计算机集成制造系统得以应用，企业产品质量有较大提升。

其次是数字化网络化制造，即“互联网+制造”，在数字化制造的基础上实现了网络化，制造业和互联网融合发展。通过网络将人、流程、数据等实现连接。企业内部、企业之间的供应链实现连接，数据流、信息流实现共享。企业和用户之间的互动提升，大规模个性化定制、网络协同制造等新模式不断兴起。

最后，制造将实现数字化网络化智能化制造。大数据、云计算、物联网等新一代信息技术快速发展，人工智能技术不断实现突破，推动形成新一代智能制造，数字化网络化智能化制造。制造系统具有“认知学习”能力，随着增强学习、迁移学习等技术的深入应用，智能制造结构体系不断完善，形成真正的智能制造。

智能制造的几种模式

一般而言，智能制造包括离散型智能制造、大规模个性化定制、网络协同制造、流程型智能制造、远程运维服务等模式。

如，在离散型制造中，产品被分解为多个任务来完成。离散型智能制造模式具有以下要素，拥有工厂布局、产品工艺的数字化模型，建立了产品数据管理系统，生产线的数控化率较高，关键设备之间实现信息互通互联，建立生产过程的数据采集、管理系统，建立车间制造执行系统和企业资源计划系统，建立信息安全防护系统。

大规模个性化定制模式中，产品实行模块化设计，通过个性化定制服务平台，企业与用户之间进行信息交流，建立产品数据库，对用户需求进行挖掘，企业的数字化制造系统实现集成。

当前，随着新一代信息技术的深入应用，推动新兴制造模式不断涌现，出现了社会化企业、云制造、制造物联等新模式。如，云制造是将云思想应用于制造的全生命周期之中。

我国智能制造政策体系

我国智能制造推进体系已形成了央地协同、产学研用联合创新，各方面共同推进的格局。在国家层面，我国已经出台不少政策，地方政府纷纷响应，根据本地区特点制定相关政策。

国家层面政策

近年来，我国先后出台了《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》《智能制造发展规划（2016—2020年）》《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》等政策文件，为智能制造发展提供有力的政策保障体系。其中部分主要政策如下：

《智能制造发展规划（2016—2020年）》提出2025年前，推进智能制造发展实施“两步走”战略：第一步，到2020年，智能制造发展基础和支撑能力明显增强，传统制造业重点领域基本实现数字化制造，有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展;第二步，到2025年，智能制造支撑体系基本建立，重点产业初步实现智能转型。其中，规划制定了2020年的具体目标，智能制造技术与装备实现突破，发展基础明显增强，智能制造生态体系初步形成，重点领域发展成效显著。

《国家信息化发展战略纲要》提出以智能制造为突破口，加快信息技术与制造技术、产品、装备融合创新，推广智能工厂和智能制造模式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。普及信息化和工业化融合管理体系标准，深化互联网在制造领域的应用，积极培育众创设计、网络众包、个性化定制、服务型制造等新模式，完善产业链，打造新型制造体系。

《智能制造工程实施指南（2016—2020）》提出，“十三五”期间通过数字化制造的普及，智能化制造的试点示范，推动传统制造业重点领域基本实现数字化制造，有条件、有基础的重点产业全面启动并逐步实现智能转型;“十四五”期间加大智能制造实施力度，关键技术装备、智能制造标准/工业互联网/信息安全、核心软件支撑能力显著增强，构建新型制造体系，重点产业逐步实现智能转型。

《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出大力推广智能制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新业态、新模式。打造智能制造高端品牌，着力提高智能制造核心装备与部件的性能和质量，打造智能制造体系，强化基础支撑，积极开展示范应用，形成若干国际知名品牌，推动智能制造装备迈上新台阶。大力发展智能制造系统，推动智能制造关键技术装备迈上新台阶，打造增材制造产业链。

《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》提出到2025年，基本形成具备国际竞争力的基础设施和产业体系，到2035年，建成国际领先的工业互联网网络基础设施和平台，形成国际先进的技术与产业体系，工业互联网全面深度应用并在优势行业形成创新引领能力，安全保障能力全面提升，重点领域实现国际领先。主要任务包括夯实网络基础，打造平台体系，加强产业支撑，促进融合应用，完善生态体系，强化安全保障，推动开放合作。

《国家智能制造标准体系建设指南（2018年版）》提出到2018年，累计制修订150项以上智能制造标准，基本覆盖基础共性标准和关键技术标准。到2019年，累计制修订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，逐步建立起较为完善的智能制造标准体系。建设智能制造标准试验验证平台，提升公共服务能力，提高标准应用水平和国际化水平。建设思路是构建智能制造系统构架、智能制造标准体系结构、智能制造标准体系框架。建设内容包括基础共性标准、关键技术标准、行业应用标准。

《工业互联网发展行动计划（2018—2020年）》提出，到2020年底，初步建成工业互联网基础设施和产业体系。初步建成适用于工业互联网高可靠、广覆盖、大带宽、可定制的企业外网络基础设施，企业外网络基本具备互联网协议第六版（IPv6）支持能力;初步形成各有侧重、协同集聚发展的工业互联网平台体系，遴选10个左右跨行业跨领域平台，培育一批独立经营的企业级平台。还将推动30万家以上工业企业上云，培育超过30万个工业APP。

《工业和信息化部关于工业大数据发展的指导意见》提出部署了3项重点任务，推动全面采集、高效互通和高质量汇聚，包括加快工业企业信息化“补课”、推动工业设备数据接口开放、推动工业通信协议兼容化、组织开展工业数据资源调查“摸家底”、加快多源异构数据的融合和汇聚等具体手段，目的是为了形成完整贯通的高质量数据链，为更好地支撑企业在整体层面、在产业链维度推动全局性数字化转型奠定基础。

地方層面政策

为积极配合国家在智能制造方面的战略布局，各地区陆续出台的相关政策，促进智能制造行持续稳定发展，对我国智能制造产业发展和格局产生重要影响。

如，北京发布了《北京市加快科技创新发展智能装备产业的指导意见》《北京市机器人产业创新发展行动方案（2019—2022年）》等，江苏省出台了《江苏省“十三五”智能制造发展规划》，浙江省制定了《浙江智能制造行动计划（2018—2020年）》，广东省发布《广东省新一代人工智能发展规划（2018—2030 年）》《广东省深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的实施方案》等。

2020年8月，天津发布《天津市人民政府办公厅印发天津市关于进一步支持发展智能制造政策措施的通知》支持企业智能化升级、支持工业互联网发展、加快培育新兴产业、支持发展绿色制造、提升研发创新能力、支持优质企业发展、加快大数据产业发展，并规定了支持方式。接着又制定了《市工业和信息化局落实天津市关于进一步支持发展智能制造的政策措施实施细则》，共包括7个方面，23条政策细则。对支持智能制造的政策进一步细化，明确了支持的比例，对不同的企业设置不同的支持力度。

我国智能制造政策体系的基本特征

我国智能制造的政策框架体系不断得到完善。通过对这些政策的深入分析，发现我国智能制造政策呈现出以下几个主要特征。

提升创新能力

打造创新生态体系

创新是推进实施智能制造的关键。当前，新一代信息技术和制造业的深度融合，推动了我国智能制造发展，高档数控机床、工业机器人、智能仪器仪表等关键技术装备发展取得积极成效。但是，我国仍面临核心技术装备、支撑软件、控制系统等受制于人的情况。

因此，我国的智能制造政策的核心强调技术创新，完善创新体系，坚持以企业为主体，推动协同创新，鼓励智能制造创新载体建设，瞄准核心关键共性技术，实现重大突破。

如《智能制造发展规划（2016—2020年）》提出，突破先进感知与测量、高精度运动控制、高可靠智能控制、建模与仿真、工业互联网安全等一批关键共性技术，研发智能制造相关的核心支撑软件，布局和积累一批核心知识产权，为实现制造装备和制造过程的智能化提供技术支撑。《国家创新驱动发展战略纲要》提出，发展智能制造装备等技术，加快网络化制造技术、云计算、大数据等在制造业中的深度应用，推动制造业向自动化、智能化、服务化转变。《山东省智能制造发展规划（2017—2022年）》提出积极发展工业大数据技术，智能传感、控制优化与建模仿真技术，制造工艺设计智能化与数据库构建技术等。

推动重点领域智能化水平

发挥示范引领作用

通过促进重点领域的智能化转型，如新一代信息技术、高档数控机床与工业机器人、航空装备、船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械，以点带面，促进我国智能制造的整体发展。

《智能制造发展规划（2016—2020年）》提出围绕新一代信息技术、高档数控机床与工业机器人、航空装备、船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车等十大重点领域，试点建设数字化车间/智能工厂，加快智能制造关键技术装备的集成应用等。《智能制造工程实施指南》提出，推进电子信息、先进轨道交通、电力、节能与新能源汽车、高档数控机床和机器人领域、航空航天装备领域、海洋工程装备及高技术船舶领域、农业装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械领域的智能制造集成。

从地方发展来看，地方政府根据自身产业发展实际状况，确定本地区的重点发展领域，不同地区存在显著差异。如，《江苏省“十三五”智能制造发展规划》大力支持重点行业智能转型。围绕制造业重点行业和领域推进智能产品设计、智能装备应用、智能产品生产、智能服务，培育和推广离散型、流程型、网络协同制造、大规模个性化定制、远程运维服务等智能制造新模式。《山东省智能制造发展规划（2017—2022年）》确定的重点领域为汽车及零部件、机械设备、纺织服装、轮胎、食品加工、家用电器、化工、建材、钢铁及有色金属、医药十大重点领域。

完善智能标准体系

强化基础支撑

推进智能制造的发展，标准须先行。我国智能制造标准体系正在逐步构建，而且形成了政府、行业、企业协同推进，系统集成商、装备制造商、研究机构、用户联合实施的良好氛围。

《国家智能制造标准体系建设指南（2018年版）》是在《国家智能制造标准体系建设指南（2015年版）》基础上修订完成的，进一步加强了标准体系构成要素及相互关系的说明，着重强调了新技术在智能制造领域的应用，突出强化了标准试验验证、行业应用与实施。該指南明确提出到2018年，累计制修订150项以上智能制造标准，基本覆盖基础共性标准和关键技术标准。到2019年，累计制修订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，逐步建立起较为完善的智能制造标准体系。

《建设指南》明确了建设智能制造标准体系的总体要求、建设思路、建设内容和组织实施方式，提出智能制造标准体系包括生命周期、系统层级、智能功能等3部分，智能制造标准体系框架包括“基础”“安全”“管理”“检测评价”“可靠性”等5类基础共性标准和“智能装备”“智能工厂”“智能服务”“工业软件和大数据”“工业互联网”等5类关键技术标准。

注重中小企业的智能化转型

促进协同发展

我国中小企业数量众多，所占比重在90%以上，对经济发展具有重要贡献。中小企业因为规模、资金等问题，在智能化转型方面面临着诸多困难，我国针对中小企业的智能化转型采取多项措施。

发挥骨干大型企业的带动作用，加强云制造平台和服务平台建设，带动中小企业的信息化发展;对现有制造资源进行整合，为中小企业智能化发展提供关键工业软件、生产模型等服务。对于有基础、有条件的中小企业，鼓励其开展生产线自动化改造，试点应用。

如，《关于促进中小企业健康发展的指导意见》提出推进发展“互联网+中小企业”，完善中小企业智能制造支撑服务体系，促进生产线的智能化改造，推动智能设备的应用。

《中小企业数字化赋能专项行动方案》提出提升智能制造水平。针对中小企业典型应用场景，鼓励创新工业互联网、5G、人工智能和工业APP融合应用模式与技术，引导有基础、有条件的中小企业加快传统制造装备联网、关键工序数控化等数字化改造，应用低成本、模块化、易使用、易维护的先进智能装备和系统，优化工艺流程与装备技术，建设智能生产线、智能车间和智能工厂，实现精益生产、敏捷制造、精细管理和智能决策。

《智能制造发展规划（2016—2020年）》提出促进中小企业智能化改造，并提出了中小企业智能化改造专项行动。

面向客观需求

加强人才队伍建设

人才队伍建设、智力支撑能力是促进智能制造顺利发展的关键因素。我国主要从以下两个方面培养相关人才。探索培育多层次的人才队伍结构。培养能够突破智能制造关键技术的高层次领军人才，培养既懂制造企业的管理又懂信息技术的复合型人才，培育可以从事智能制造技术指导的专业技术人才以及高技能人才。完善相关培育机制。完善教育培训模式，鼓励智能制造实训基地的建设，加强技术技能人才培养，鼓励高校探索完善课程设置以及新的培养模式。

从各地来看，浙江省主要是加强智能制造系统集成、工业互联网、工业软件等关键领域的人才的引进和培养。河北省注重培养智能制造领军型企业家、职业经理人和实用工程人才，注重培养满足智能制造发展需求、具有实际操作能力的高技能人才。

进一步推动我国产业发展的对策建议

在我国智能制造政策体系的引导下，我国智能制造取得了长足的发展，如我国工业机器人约占全球市场份额三分之一，已经成为全球第一大应用市场。但整体来看，我国智能制造水平不高，仍然存在关键技术受制于人、智能制造装备产业基础薄弱等问题，所以，应完善政策体系，进一步推动我国智能制造的发展。

（一）进一步完善顶层设计，积极落实相关政策。我国已经明确了智能制造是我国强国战略的主攻方向，今后应不断强化战略引导机制，积极推动战略的落实。我国的智能制造发展规划的实施时间为2016年到2020年，因此，要根据社会经济形势发展变化对相关政策进行调整和完善。完善政府各部门之间协调机制，使中央、地方、企业形成合力，共同推进我国智能制造的相关工作。

（二）强化研发，突破核心关键技术。当前，我国智能制造领域的部分关键核心技术仍有待突破，如，高端数控系统、传感器等核心部件主要依赖进口。所以，应进一步完善以企业为主体的创新体系，鼓励企业加大研发投入，加强关键共性技术的研发。瞄准前沿技术发展趋势，加强前瞻性布局，抢占发展先机。

（三）鼓励加大开放力度，推进国际合作。

围绕智能制造标准体系、应用示范等领域，积极开展国内外的交流与合作。鼓励优势企业走出去，参与相关企业并购、建设研发中心等，积极打造全球产业链分工体系。推进智能制造产业园在国外的建设，加强国内外企业的合作;鼓励跨国企业通过来我国设立智能制造示范工厂等多种方式加强合作。