曹 新/文
(中央党校经济学部教授、博士)
智能制造是世界制造业发展大趋势,追赶世界制造业发展潮流,抢占制造业新一轮竞争制高点,加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展,把智能制造作为工业化和信息化深度融合的主攻方,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,是“中国制造”向“中国创造”转型升级的必由之路。
智能制造——世界制造业
发展大趋势
2008年全球金融危机后,世界各国都在反思过去与思考未来的发展之路。发达国家纷纷实施再工业化战略,制造业重新成为各国经济发展的战略支点。新一轮工业革命正在深化,信息通信技术与自动化技术快速进步,为全球制造业发展注入了新的活力。数字化、智能化技术深刻地改变着制造业的生产模式和产业形态,是新工业革命的核心技术。信息通信技术、自动化技术与制造业深度融合,智能制造成为未来制造业发展新方向。
智能制造正在引发影响深远的产业变革,形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。各国都在加大科技创新力度,推动三维(3D)打印、移动互联网、云计算、大数据、生物工程、新能源、新材料等领域取得新突破。基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革;网络众包、协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理、全生命周期管理、电子商务等正在重塑产业价值链体系;可穿戴智能产品、智能家电、智能汽车等智能终端产品不断拓展制造业新领域。
新一代信息通信技术引领未来制造业发展成为全球共识,世界各国无一例外都把智能制造作为制造业发展的目标,美、德、日等发达国家和跨国巨头为巩固和重塑全球战略优势,抢占未来经济发展制高点,都将通信信息技术作为制造业发展战略部署中的基础和关键环节,进行统筹部署和推进。德国率先提出了“工业4.0”的概念,美国提出了“先进制造业国家战略计划”,日本则推行“科技工业联盟”,英国制定了“工业2050战略”,中国颁布了“中国制造2025”等等。全球制造业大国都在大力推行制造业的发展战略,目的都是希望通过先进的信息通信技术与自动化技术的结合,使制造业摆脱传统僵硬的机械化桎梏,实现“智能制造”,提升效率,降低成本,重塑国际竞争新优势。
上世纪80年代后,世界各国就对智能制造进行了研究和实践。1989年日本就提出了智能制造系统,并于1994年启动了先进制造国际合作研究项目,包括公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。美国、欧洲共同体、加拿大、澳大利亚等参加了该项研究计划。加拿大制定的1994-1998年发展战略计划认为,发展和应用智能系统至关重要,并将具体研究项目选择为智能计算机、人机界面、机械传感器、机器人控制、新装置、动态环境下系统集成。欧盟1994年启动新的R&D项目,选择了39项核心技术,其中信息技术、分子生物学和先进制造三项技术均突出了智能制造的位置。
中国上个世纪80年代末也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题,并在专家系统、模式识别、机器人、汉语机器理解方面取得了一批成果。国家科技部正式提出了“工业智能工程”,作为技术创新计划中创新能力建设的重要组成部分,智能制造成为该项工程中的重要内容。
由此可见,智能制造已成为世界制造业发展大趋势,它是制造技术发展,特别是制造信息技术发展的必然,是自动化和集成技术向纵深发展的结果,为中国制造业的转型升级、创新发展迎来重大机遇。
智能制造——中国制造业
转型升级的必由之路
21世纪将是一个经济、科技竞争更加激烈的时代,而21世纪前二十年更为关键。这一时期是国际经济全球化趋势最明显的时期,世界科学技术、特别是信息技术加快发展,国际经济结构加速重组和升级,经济全球化加剧了国际市场的竞争。高端制造业仍然掌握在欧美日国家手中,支撑制造业发展的先进制造装备,发达国家仍然占有绝对优势。发达国家以智能制造为核心的制造业不断升级,加速推进新一轮全球贸易投资新格局。一些发展中国家为了提高本国的竞争地位,正以推动本国传统产业向现代高新技术产业过渡为主攻目标,加快谋划和布局,积极参与全球产业再分工,承接产业及资本转移,大力推进产业结构的新调整,在更广阔的范围内,实施产业重组和企业重组,拓展国际市场空间。一个世界性的经济结构调整热潮正在全球展开,全球产业竞争格局正在发生重大调整。
面对新时期国际产业竞争新格局,中国必须放眼全球,加紧部署,着眼建设制造强国,抢占制造业新一轮竞争制高点。总体来看,中国制造业面临研发创新能力不强,整体缺乏高效管理,产品制造水平不高,两化未能深度融合等诸多问题;智能制造技术创新能力薄弱,产业规模小,产业基础薄弱,智能装备制造行业高端人才及复合型人才需求的缺口较大。中国制造业仍以劳动密集型为主,科技创新能力较弱,产业利润率明显偏低,处于产业链前端和价值链低端。随着中国人口红利的消失,制造业人工成本上升和新一代劳动力从事制造业意愿的下降,中国制造业不再具有低成本优势。中国制造业向智能制造转型已经迫在眉睫,抢先进入“智能制造”时代,保持住中国制造业的竞争力,既是必然选择,也是必由之路。
两化深度融合——促进中国智能制造发展
抢占信息技术和制造业的深度融合的未来产业竞争的制高点,必须推动新一代信息技术与制造技术融合发展,把智能制造作为两化深度融合的主攻方向,作为推进中国实施制造强国的主线和关键,组织实施好智能制造工程。必须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。
首先,研究制定智能制造发展战略。要制定发展规划,明确发展目标、重点任务和重大布局。加快制定技术标准,建立完善管理标准体系。建立产业联盟,协同推动智能装备和产品研发、系统集成创新与产业化。促进工业互联网、云计算、大数据在企业研发设计、生产制造、经营管理、销售服务等全流程和全产业链的综合集成应用。加强网络安全保障能力建设,健全综合保障体系。
其次,加快发展智能制造装备和产品。要抓住智能制造装备这个关键领域,把推进智能制造的重点聚焦到着力发展为实现智能制造所必不可少的装备及关键装置上。突破高档数控机床、工业机器人等智能制造装备和智能化生产线的关键核心技术。加快机械、航空、船舶、汽车、轻工、纺织、食品、电子等行业生产设备的智能化改造,提高精准制造、敏捷制造能力。统筹布局和推动智能交通工具、智能工程机械、服务机器人、智能家电、智能照明电器、可穿戴设备等产品研发和产业化。
第三,大力推进制造过程的智能化。要从产品设计智能化、关键工序智能化、供应链优化管控等方面,推进重点行业智能制造单元、智能生产线、智能车间、智能工厂建设。在重点领域试点建设数字化车间,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。
第四,积极培育新型生产方式。要深化互联网在制造领域的应用,结合不同行业特点,推进重点行业智能制造应用示范,不断探索大规模个性化定制、云制造等新型制造模式。通过“互联网+制造业”对传统制造业企业采用移动互联网、云计算、大数据、物联网等信息通信技术,改造原有产品及研发生产方式。借助移动互联网技术,在汽车、家电、配饰等工业产品上增加网络软硬件模块,实现用户远程操控、数据自动采集分析等功能,改善工业产品的使用体验。运用云计算技术,为互联网企业打造统一的智能产品软件服务平台,为不同厂商生产的智能硬件设备提供统一的软件服务和技术支持,优化用户的使用体验,实现各产品的互联互通,产生协同价值。运用物联网技术,将机器等生产设施接入互联网,构建网络化物理设备系统(CPS),进而使各生产设备能够自动交换信息、触发动作和实施控制。在互联网的帮助下,企业通过自建或借助现有的“众包”平台,发布研发创意需求,广泛收集客户和外部人员的想法与智慧,扩展创意来源。
总的来说,智能制造是中国当前和今后一个时期推进两化深度融合的核心目标,是建立国家制造业创新体系的关键。必须加强互联网基础设施建设,建立智能制造标准体系和信息安全保障系统,搭建智能制造网络系统平台,紧密围绕重点制造领域关键环节,开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用,加快推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合,从而加快实现中国制造向中国创造转变。
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