我國智能制造業發展戰略思考
http://www.xibaipo.cc 2012-09-05 15:27 中企顧問網
本文導讀：當前，我國已成為全球制造業第一大國，但“大而不強”，長期制約可持續發展的深層次矛盾和問題日益突出。努力培育和發展先進制造業，尤其是重點發展智能制造業，應成為我國制造業發展的戰略選擇。
長期以來，我國制造業主要集中在中低端環節，產業附加值低。發展智能制造業已經成為實現我國制造業從低端制造向高端制造轉變的重要途徑。
今后，我們應按照“市場主導、創新突破、引領產業”的發展思路，前瞻布局核心智能制造技術、著力提升智能部件產業化水平、重點突破智能制造裝備集成及工業軟件創新，全面普及制造過程數控化、智能化與管理信息化。
近年來，由人工智能技術、機器人技術和數字化制造技術等相結合的智能制造技術開始貫穿于設計、生產、管理和服務等制造業的各個環節，正催生智能制造業，引領新一輪制造業變革。金融危機以來，在尋求危機解決方案的過程中，美、德、日等國政府和相關專業人士紛紛提出通過發展智能制造業來重振制造業。當前，我國已成為全球制造業第一大國，但“大而不強”，長期制約可持續發展的深層次矛盾和問題日益突出。努力培育和發展先進制造業，尤其是重點發展智能制造業，應成為我國制造業發展的戰略選擇。
發展智能制造業是我國制造業升級的必由之路
隨著科學技術的飛速發展，先進制造技術正在向信息化、自動化、智能化方向發展，智能制造日益成為未來制造業發展的核心內容。
發展智能制造業是實現制造業升級的內在要求。長期以來，我國制造業主要集中在中低端環節，產業附加值低。發展智能制造業已經成為實現我國制造業從低端制造向高端制造轉變的重要途徑。同時，將智能制造這一新興技術快速應用并推廣，通過規模化生產，盡快收回技術研究開發投入，從而持續推進新一輪的技術創新，推動智能制造技術的進步，實現制造業升級。
發展智能制造業是重塑制造業新優勢的現實需要。當前，我國制造業面臨來自發達國家加速重振制造業與發展中國家以更低生產成本承接國際產業轉移的 “雙向擠壓”。我國必須加快推進智能制造技術研發，提高其產業化水平，以應對傳統低成本優勢削弱所面臨的挑戰。雖然我國智能制造技術已經取得長足進步，但其產業化水平依然較低，高端智能制造裝備及核心零部件仍然嚴重依賴進口，發展智能制造業也是加快我國智能制造技術產業化的客觀需要。此外，發展智能制造業可以應用更節能環保的先進裝備和智能優化技術，有助于從根本上解決我國生產制造過程的節能減排問題。
發展智能制造業是拓寬產業施政空間的重要抓手。我國已編制完成《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》，并于2011年設立“智能制造裝備創新發展專項”，今年3月，我國又出臺了《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》。分析我國已出臺的促進智能制造業發展的規劃和政策，可以發現，目前還主要將重點放在智能制造技術及智能制造裝備產業發展方面，而智能制造業是將智能制造技術的應用貫穿于產品的設計、生產、管理和服務的制造活動全過程，不僅包括智能制造裝備產業，還包括智能制造服務業。因此，要促進智能制造業的發展，應從智能制造技術、智能制造裝備產業、智能制造服務業等諸多領域加以規劃和政策扶持。
全球智能制造呈現新趨勢
智能制造技術的產業化及廣泛應用正催生智能制造業。概括起來，當今世界制造業智能化發展呈現三大趨勢：
智能制造技術創新及應用貫穿制造業全過程。主要體現在以下四個方面：一是建模與仿真使產品設計日趨智能化。建模與仿真通過減少測試和建模支出降低風險，通過簡化設計部門和制造部門之間的切換壓縮新產品進入市場的時間。二是以工業機器人為代表的智能制造裝備在生產過程中應用日趨廣泛。汽車、電子電器、工程機械等行業已大量使用工業機器人自動化生產線。三是全球供應鏈管理創新加速。信息技術的應用縮短了滿足客戶訂單的時間，提升了生產效率，使得全球范圍的供應鏈管理更具效率。四是智能服務業模式加速形成。企業通過嵌入式軟件、無線連接和在線服務的啟用整合成新的“智能”服務業模式，制造業與服務業之間的界限日益模糊，融合越來越深入。
世界范圍內智能制造國家戰略空前高漲。世界主要工業化發達國家提早布局。日本于1989年提出智能制造系統，且于1994年啟動了先進制造國際合作研究項目；美國于1992年執行新技術政策，大力支持包括信息技術和新的制造工藝、智能制造技術在內的關鍵重大技術；歐盟于1994年啟動新的研發項目，突出了智能制造技術的地位。
世界主要工業化國家將智能制造業作為重振制造業戰略的重要抓手。2011年6月，美國正式啟動包括工業機器人在內的“先進制造伙伴計劃”，2012年2月又出臺“先進制造業國家戰略計劃”，提出通過加強研究和試驗稅收減免、擴大和優化政府投資、建設“智能”制造技術平臺，以加快智能制造的技術創新；德國通過政府、弗勞恩霍夫研究所和各州政府合作投資于數控機床、制造和工程自動化行業應用制造研究；日本提出通過加快發展協同式機器人、無人化工廠，提升制造業的國際競爭力。
我國具備發展智能制造業的有利條件
我國具備發展智能制造業的產業基礎。我國已取得了一大批相關的基礎研究成果，掌握了長期制約我國產業發展的智能制造技術，如機器人技術、感知技術、復雜制造系統、智能信息處理技術等；攻克了一批長期嚴重依賴并影響我國產業安全的核心高端裝備，如盾構機、自動化控制系統、高端加工中心等；建設了一批相關的國家級研發基地；培養了一大批長期從事相關技術研究開發工作的高技術人才。
智能制造裝備產業體系初步形成。隨著信息技術與先進制造技術的高速發展，我國智能制造裝備的發展深度和廣度日益提升，以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線為代表的智能制造裝備產業體系初步形成，2010年工業自動化控制系統和儀器儀表、數控機床、工業機器人及其系統等部分智能制造裝備產業領域銷售收入超過3000億元。
國家對智能制造的扶持力度不斷加大。近年來，我國對智能制造的發展也越來越重視，越來越多的研究項目成立，研究資金也大幅增長。我國發布了《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》和《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》，并設立《智能制造裝備發展專項》，加快智能制造裝備的創新發展和產業化進程，推動制造業轉型升級。
諸多問題制約著智能制造業的發展
近年來，我國智能制造技術及其產業化發展迅速，并取得了較為顯著的成效。然而，制約我國智能制造業快速發展的突出矛盾和問題依然存在，主要表現在以下幾個方面：
一是智能制造基礎理論和技術體系建設滯后。目前，我國主要側重智能制造技術追蹤和技術引進，而基礎研究能力相對不足，對引進技術的消化吸收力度不夠，原始創新匱乏；控制系統、系統軟件等關鍵技術環節薄弱，技術體系不夠完整；先進材料、堆積制造等前沿領域發展滯后。
二是智能制造業中長期發展戰略缺失。目前我國發布了 《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》和《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》，但智能制造的總體發展戰略依然尚待明確，技術路線圖還不清晰，國家層面對智能制造發展的協調和管理尚待完善。
三是高端制造裝備對外依存度高。目前我國90%的工業機器人、80%的集成電路芯片制造裝備、40%的大型石化裝備、70%的汽車制造關鍵設備、核電等重大工程的自動化成套控制系統及先進集約化農業裝備嚴重依賴進口。
四是3D打印技術為代表的前沿智能制造技術未取得實質突破。清華大學、華中科技大學、西安交通大學等都在積極開展3D打印技術的研發，并推出新型材料或新型工藝，但我國3D打印機還主要停留在設計和樣機開發階段，尚沒有一款具有國際水平的3D打印機推向市場。
五是關鍵智能制造技術及核心基礎部件主要依賴進口。構成智能制造裝備或實現制造過程智能化的重要基礎技術和關鍵零部件主要依賴進口；許多重要裝備和制造過程尚未掌握系統設計與核心制造技術；幾乎所有高端裝備的核心控制技術都(包括軟件和硬件)嚴重依賴進口。
六是重硬件輕軟件的現象突出。我國制造業的“兩化”融合程度相對較低，低端CAD軟件和企業管理軟件得到很好普及，但應用于各類復雜產品設計和企業管理的智能化高端軟件產品缺失，在計算機輔助設計、資源計劃軟件、電子商務等關鍵技術領域與發達國家差距依然較大。
關于我國智能制造業發展的幾點戰略思考
戰略思路。按照“市場主導、創新突破、引領產業”的發展思路，前瞻布局核心智能制造技術、著力提升智能部件產業化水平、重點突破智能制造裝備集成及工業軟件創新，全面普及制造過程數控化、智能化與管理信息化。
發展目標。基于我國現有的產業基礎及技術水平，智能制造的發展可分兩步走：到2020年，制造業基本普及數控化，實現重點領域智能制造裝備尤其是高端數控機床及工業機器人的產業化與應用；到2030年，制造業全面實現數字化，在制造業重點領域推進智能制造模式的轉變，形成與世界工業發達國家在高端制造領域全面抗衡的能力。
發展重點。以關鍵智能基礎共性技術、核心智能測控裝置與部件、重大智能制造成套裝備、基礎工業軟件為智能制造業的發展重點，選擇在電力、節能環保、農業、資源開采、國防軍工等國民經濟重點領域推廣應用。
重大專項。擴充《智能制造裝備發展專項》的領域，研究設立 “智能制造發展專項”，著力支持計算機輔助設計、工業軟件、自動化控制、3D打印機、工業機器人等關鍵智能技術研發、重大裝備創新、數字化制造示范應用。
措施建議。一是構建并發展智能制造業基礎理論體系。組織專家深入研究智能制造基礎理論及技術新趨勢；重點研究未來智能制造所需理論框架與關鍵共性技術，最終實現擬人化智能制造；完善智能制造基礎技術、技術規范與標準制訂。
二是制定 《智能制造中長期發展戰略》。研究制定并發布適合中國國情的《智能制造中長期發展戰略》(2012—2030)，明確智能制造的發展原則、階段目標、重點任務、技術路線和政策措施。
三是建立完善智能制造業產業體系。構建以打造智能制造強國為發展目標，以智能制造裝備產業與智能制造服務業為支撐，以自主創新為動力，以智能制造產業基地、大型智能制造企業集團和國際知名品牌為載體，以產業扶持政策為保障的智能制造業產業體系。
四是提高智能制造自主創新能力。統籌優化現有資源，繼續加快實施各相關專項，切實構建以企業為主體的產業技術研發體系，提高企業集成和原始創新能力，推動具有核心自主知識產權的成果應用和產業化。
五是推進智能基礎部件產業化。圍繞重大智能制造成套裝備研發以及智能制造技術的推廣應用，實現典型智能測控裝置和部件產業化；建立以優勢企業為主體的產學研用一體化產業聯盟，構筑成套裝備制造企業和智能測控裝置與部件制造企業間的信息資源平臺，突破智能制造發展瓶頸。
今后，我們應按照“市場主導、創新突破、引領產業”的發展思路，前瞻布局核心智能制造技術、著力提升智能部件產業化水平、重點突破智能制造裝備集成及工業軟件創新，全面普及制造過程數控化、智能化與管理信息化。
近年來，由人工智能技術、機器人技術和數字化制造技術等相結合的智能制造技術開始貫穿于設計、生產、管理和服務等制造業的各個環節，正催生智能制造業，引領新一輪制造業變革。金融危機以來，在尋求危機解決方案的過程中，美、德、日等國政府和相關專業人士紛紛提出通過發展智能制造業來重振制造業。當前，我國已成為全球制造業第一大國，但“大而不強”，長期制約可持續發展的深層次矛盾和問題日益突出。努力培育和發展先進制造業，尤其是重點發展智能制造業，應成為我國制造業發展的戰略選擇。
發展智能制造業是我國制造業升級的必由之路
隨著科學技術的飛速發展，先進制造技術正在向信息化、自動化、智能化方向發展，智能制造日益成為未來制造業發展的核心內容。
發展智能制造業是實現制造業升級的內在要求。長期以來，我國制造業主要集中在中低端環節，產業附加值低。發展智能制造業已經成為實現我國制造業從低端制造向高端制造轉變的重要途徑。同時，將智能制造這一新興技術快速應用并推廣，通過規模化生產，盡快收回技術研究開發投入，從而持續推進新一輪的技術創新，推動智能制造技術的進步，實現制造業升級。
發展智能制造業是重塑制造業新優勢的現實需要。當前，我國制造業面臨來自發達國家加速重振制造業與發展中國家以更低生產成本承接國際產業轉移的 “雙向擠壓”。我國必須加快推進智能制造技術研發，提高其產業化水平，以應對傳統低成本優勢削弱所面臨的挑戰。雖然我國智能制造技術已經取得長足進步，但其產業化水平依然較低，高端智能制造裝備及核心零部件仍然嚴重依賴進口，發展智能制造業也是加快我國智能制造技術產業化的客觀需要。此外，發展智能制造業可以應用更節能環保的先進裝備和智能優化技術，有助于從根本上解決我國生產制造過程的節能減排問題。
發展智能制造業是拓寬產業施政空間的重要抓手。我國已編制完成《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》，并于2011年設立“智能制造裝備創新發展專項”，今年3月，我國又出臺了《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》。分析我國已出臺的促進智能制造業發展的規劃和政策，可以發現，目前還主要將重點放在智能制造技術及智能制造裝備產業發展方面，而智能制造業是將智能制造技術的應用貫穿于產品的設計、生產、管理和服務的制造活動全過程，不僅包括智能制造裝備產業，還包括智能制造服務業。因此，要促進智能制造業的發展，應從智能制造技術、智能制造裝備產業、智能制造服務業等諸多領域加以規劃和政策扶持。
全球智能制造呈現新趨勢
智能制造技術的產業化及廣泛應用正催生智能制造業。概括起來，當今世界制造業智能化發展呈現三大趨勢：
智能制造技術創新及應用貫穿制造業全過程。主要體現在以下四個方面：一是建模與仿真使產品設計日趨智能化。建模與仿真通過減少測試和建模支出降低風險，通過簡化設計部門和制造部門之間的切換壓縮新產品進入市場的時間。二是以工業機器人為代表的智能制造裝備在生產過程中應用日趨廣泛。汽車、電子電器、工程機械等行業已大量使用工業機器人自動化生產線。三是全球供應鏈管理創新加速。信息技術的應用縮短了滿足客戶訂單的時間，提升了生產效率，使得全球范圍的供應鏈管理更具效率。四是智能服務業模式加速形成。企業通過嵌入式軟件、無線連接和在線服務的啟用整合成新的“智能”服務業模式，制造業與服務業之間的界限日益模糊，融合越來越深入。
世界范圍內智能制造國家戰略空前高漲。世界主要工業化發達國家提早布局。日本于1989年提出智能制造系統，且于1994年啟動了先進制造國際合作研究項目；美國于1992年執行新技術政策，大力支持包括信息技術和新的制造工藝、智能制造技術在內的關鍵重大技術；歐盟于1994年啟動新的研發項目，突出了智能制造技術的地位。
世界主要工業化國家將智能制造業作為重振制造業戰略的重要抓手。2011年6月，美國正式啟動包括工業機器人在內的“先進制造伙伴計劃”，2012年2月又出臺“先進制造業國家戰略計劃”，提出通過加強研究和試驗稅收減免、擴大和優化政府投資、建設“智能”制造技術平臺，以加快智能制造的技術創新；德國通過政府、弗勞恩霍夫研究所和各州政府合作投資于數控機床、制造和工程自動化行業應用制造研究；日本提出通過加快發展協同式機器人、無人化工廠，提升制造業的國際競爭力。
我國具備發展智能制造業的有利條件
我國具備發展智能制造業的產業基礎。我國已取得了一大批相關的基礎研究成果，掌握了長期制約我國產業發展的智能制造技術，如機器人技術、感知技術、復雜制造系統、智能信息處理技術等；攻克了一批長期嚴重依賴并影響我國產業安全的核心高端裝備，如盾構機、自動化控制系統、高端加工中心等；建設了一批相關的國家級研發基地；培養了一大批長期從事相關技術研究開發工作的高技術人才。
智能制造裝備產業體系初步形成。隨著信息技術與先進制造技術的高速發展，我國智能制造裝備的發展深度和廣度日益提升，以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自動化成套生產線為代表的智能制造裝備產業體系初步形成，2010年工業自動化控制系統和儀器儀表、數控機床、工業機器人及其系統等部分智能制造裝備產業領域銷售收入超過3000億元。
國家對智能制造的扶持力度不斷加大。近年來，我國對智能制造的發展也越來越重視，越來越多的研究項目成立，研究資金也大幅增長。我國發布了《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》和《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》，并設立《智能制造裝備發展專項》，加快智能制造裝備的創新發展和產業化進程，推動制造業轉型升級。
諸多問題制約著智能制造業的發展
近年來，我國智能制造技術及其產業化發展迅速，并取得了較為顯著的成效。然而，制約我國智能制造業快速發展的突出矛盾和問題依然存在，主要表現在以下幾個方面：
一是智能制造基礎理論和技術體系建設滯后。目前，我國主要側重智能制造技術追蹤和技術引進，而基礎研究能力相對不足，對引進技術的消化吸收力度不夠，原始創新匱乏；控制系統、系統軟件等關鍵技術環節薄弱，技術體系不夠完整；先進材料、堆積制造等前沿領域發展滯后。
二是智能制造業中長期發展戰略缺失。目前我國發布了 《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》和《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》，但智能制造的總體發展戰略依然尚待明確，技術路線圖還不清晰，國家層面對智能制造發展的協調和管理尚待完善。
三是高端制造裝備對外依存度高。目前我國90%的工業機器人、80%的集成電路芯片制造裝備、40%的大型石化裝備、70%的汽車制造關鍵設備、核電等重大工程的自動化成套控制系統及先進集約化農業裝備嚴重依賴進口。
四是3D打印技術為代表的前沿智能制造技術未取得實質突破。清華大學、華中科技大學、西安交通大學等都在積極開展3D打印技術的研發，并推出新型材料或新型工藝，但我國3D打印機還主要停留在設計和樣機開發階段，尚沒有一款具有國際水平的3D打印機推向市場。
五是關鍵智能制造技術及核心基礎部件主要依賴進口。構成智能制造裝備或實現制造過程智能化的重要基礎技術和關鍵零部件主要依賴進口；許多重要裝備和制造過程尚未掌握系統設計與核心制造技術；幾乎所有高端裝備的核心控制技術都(包括軟件和硬件)嚴重依賴進口。
六是重硬件輕軟件的現象突出。我國制造業的“兩化”融合程度相對較低，低端CAD軟件和企業管理軟件得到很好普及，但應用于各類復雜產品設計和企業管理的智能化高端軟件產品缺失，在計算機輔助設計、資源計劃軟件、電子商務等關鍵技術領域與發達國家差距依然較大。
關于我國智能制造業發展的幾點戰略思考
戰略思路。按照“市場主導、創新突破、引領產業”的發展思路，前瞻布局核心智能制造技術、著力提升智能部件產業化水平、重點突破智能制造裝備集成及工業軟件創新，全面普及制造過程數控化、智能化與管理信息化。
發展目標。基于我國現有的產業基礎及技術水平，智能制造的發展可分兩步走：到2020年，制造業基本普及數控化，實現重點領域智能制造裝備尤其是高端數控機床及工業機器人的產業化與應用；到2030年，制造業全面實現數字化，在制造業重點領域推進智能制造模式的轉變，形成與世界工業發達國家在高端制造領域全面抗衡的能力。
發展重點。以關鍵智能基礎共性技術、核心智能測控裝置與部件、重大智能制造成套裝備、基礎工業軟件為智能制造業的發展重點，選擇在電力、節能環保、農業、資源開采、國防軍工等國民經濟重點領域推廣應用。
重大專項。擴充《智能制造裝備發展專項》的領域，研究設立 “智能制造發展專項”，著力支持計算機輔助設計、工業軟件、自動化控制、3D打印機、工業機器人等關鍵智能技術研發、重大裝備創新、數字化制造示范應用。
措施建議。一是構建并發展智能制造業基礎理論體系。組織專家深入研究智能制造基礎理論及技術新趨勢；重點研究未來智能制造所需理論框架與關鍵共性技術，最終實現擬人化智能制造；完善智能制造基礎技術、技術規范與標準制訂。
二是制定 《智能制造中長期發展戰略》。研究制定并發布適合中國國情的《智能制造中長期發展戰略》(2012—2030)，明確智能制造的發展原則、階段目標、重點任務、技術路線和政策措施。
三是建立完善智能制造業產業體系。構建以打造智能制造強國為發展目標，以智能制造裝備產業與智能制造服務業為支撐，以自主創新為動力，以智能制造產業基地、大型智能制造企業集團和國際知名品牌為載體，以產業扶持政策為保障的智能制造業產業體系。
四是提高智能制造自主創新能力。統籌優化現有資源，繼續加快實施各相關專項，切實構建以企業為主體的產業技術研發體系，提高企業集成和原始創新能力，推動具有核心自主知識產權的成果應用和產業化。
五是推進智能基礎部件產業化。圍繞重大智能制造成套裝備研發以及智能制造技術的推廣應用，實現典型智能測控裝置和部件產業化；建立以優勢企業為主體的產學研用一體化產業聯盟，構筑成套裝備制造企業和智能測控裝置與部件制造企業間的信息資源平臺，突破智能制造發展瓶頸。
