【摘 要】智能制造是一個(gè)不斷演進(jìn)發(fā)展的概念,本文提出智能制造的內(nèi)涵,歸納出三個(gè)基本范式:數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造——新一代智能制造,明確了中國推進(jìn)制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型應(yīng)采取“并行推進(jìn)、融合發(fā)展”的技術(shù)路線,提出了中國智能制造未來發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)、戰(zhàn)略方針和發(fā)展路徑,進(jìn)而就中國體制機(jī)制保障和政策提出加強(qiáng)和落實(shí)智能制造推進(jìn)機(jī)制、加大財(cái)稅和金融支持、深化國際交流合作等初步建議。
【關(guān)鍵詞】 智能制造;基本范式;融合發(fā)展;新一代智能制造
Absrtact: Intelligent manufacturing is an evolving concept which is the main direction of building a manufacturing power. This paper puts forward the connotation of intelligent manufacturing and sums up three basic paradigms: digital manufacturing, digital networked manufacturing and digital networked intelligent manufacturing-a new generation of intelligent manufacturing. It defines the technical route of “parallel advancement and integrated development” for promoting the intelligent transformation of manufacturing industry in China, and puts forward the strategic objectives, strategic guidelines and development paths for the future development of intelligent manufacturing in China. Furthermore, it puts forward some preliminary suggestions on strengthening and implementing the promotion mechanism of intelligent manufacturing, increasing fiscal and financial support, deepening international exchanges and cooperation for Chinas system and mechanism safeguard and policies.
Key words: Intelligent manufacturing; Basic paradigms; Integrated developmen; A new generation of intelligent manufacturing
在中共“十九大”報(bào)告中,習(xí)近平總書記號(hào)召加快建設(shè)制造強(qiáng)國,加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)。習(xí)近平指出,要繼續(xù)做好信息化和工業(yè)化深度融合這篇大文章,推進(jìn)智能制造,推動(dòng)制造業(yè)加速向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。《中國制造 2025》從國家層面確定了中國建設(shè)制造強(qiáng)國的總體戰(zhàn)略,明確提出要以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線,以推進(jìn)智能制造為主攻方向,實(shí)現(xiàn)制造業(yè)由大變強(qiáng)的歷史跨越。
一、智能制造是建設(shè)制造強(qiáng)國的主攻方向
(一)智能制造是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的強(qiáng)烈需求
中國經(jīng)濟(jì)已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段。制造業(yè)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的主體,是供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的主要領(lǐng)域,必須要加快推動(dòng)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量效益提高、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、發(fā)展方式轉(zhuǎn)變?!吨袊圃?025》實(shí)施以來,智能制造表現(xiàn)出良好、強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。據(jù)抽樣調(diào)查顯示,在全國10個(gè)城市 1815 家企業(yè)中,73%的企業(yè)有實(shí)施智能制造的強(qiáng)烈意愿;又據(jù)對(duì)智能制造相關(guān)項(xiàng)目的調(diào)查,2015-2017 年的308個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行智能化改造后,生產(chǎn)效率平均提高 34%,能源利用率平均提高17.2%,運(yùn)營成本平均降低22%,產(chǎn)品研制周期平均縮短32.4%,產(chǎn)品不良品率平均降低29.4%;另據(jù)統(tǒng)計(jì),廣東、江蘇、浙江等地的智能改造技術(shù)升級(jí)資金已占當(dāng)?shù)毓I(yè)投資的70%以上。實(shí)踐表明,企業(yè)對(duì)智能制造具有強(qiáng)烈的需求,具備向更高水平邁進(jìn)的基礎(chǔ)。
(二)智能制造為中國制造業(yè)跨越發(fā)展提供歷史性機(jī)遇
習(xí)近平指出,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與中國加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式形成歷史性交匯,為我們實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略提供了難得的重大機(jī)遇。習(xí)近平還指出,要推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能同實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合,做大做強(qiáng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)。要以智能制造為主攻方向推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革和優(yōu)化升級(jí),推動(dòng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)實(shí)現(xiàn)根本性轉(zhuǎn)變,以“鼎新”帶動(dòng)“革故”,以增量帶動(dòng)存量,促進(jìn)中國產(chǎn)業(yè)邁向全球價(jià)值鏈中高端。
智能制造是中國制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的主要抓手,是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要路徑,要堅(jiān)持把智能制造作為建設(shè)制造強(qiáng)國的主攻方向,推進(jìn)智能制造,加快建設(shè)制造強(qiáng)國。加快制定并實(shí)施中國智能制造發(fā)展戰(zhàn)略。當(dāng)前,“制造強(qiáng)國”進(jìn)入全面部署、加快實(shí)施、深入推進(jìn)的新階段,企業(yè)對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型愿望迫切。
中國雖然以智能制造為制造業(yè)發(fā)展的主攻方向,但尚未形成清晰的智能制造發(fā)展戰(zhàn)略,特別是發(fā)展的技術(shù)路線。對(duì)于為什么發(fā)展智能制造、什么是智能制造、怎么發(fā)展智能制造,還需要進(jìn)行深入研究和謀劃。廣大企業(yè)在智能制造的理性認(rèn)識(shí)、發(fā)展方向、工作重點(diǎn)、路徑選擇、實(shí)施策略等方面還存在許多困惑和誤區(qū)。要推動(dòng)中國智能制造持續(xù)、健康、快速發(fā)展,必須把握世界技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),提出適合中國國情的智能制造發(fā)展戰(zhàn)略,特別是發(fā)展的技術(shù)路線,明確智能制造發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)、方針和優(yōu)先行動(dòng),加快推進(jìn)中國制造的智能化轉(zhuǎn)型,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)中國由制造大國向制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。
二、智能制造基本范式、技術(shù)路徑與系統(tǒng)
廣義而論,智能制造是一個(gè)大概念,是一個(gè)不斷演進(jìn)的大系統(tǒng)。智能制造是新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的深度融合,貫穿于產(chǎn)品、制造、服務(wù)全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)及相應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化集成,旨在實(shí)現(xiàn)制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化,不斷提升企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、效益、服務(wù)水平,推動(dòng)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新、綠色、協(xié)調(diào)、開放、共享式發(fā)展。
在智能制造的演進(jìn)發(fā)展中可以總結(jié)、歸納和提升出智能制造的三種基本范式,即:數(shù)字化制造——第一代智能制造,數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造——“互聯(lián)網(wǎng) + 制造”或第二代智能制造,數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造——新一代智能制造(見圖1)。
(一)數(shù)字化制造
數(shù)字化制造是智能制造的第一個(gè)基本范式,也可稱為第一代智能制造。20世紀(jì)50年代,以數(shù)字化為主要特征的信息技術(shù)開始應(yīng)用于制造業(yè),并逐步推動(dòng)制造業(yè)由自動(dòng)化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變。數(shù)字化制造是在數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)融合的背景下,通過對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行數(shù)字化描述、分析、決策和控制,快速生產(chǎn)出滿足用戶要求的產(chǎn)品。
數(shù)字化制造的主要特征表現(xiàn)為:第一,在產(chǎn)品方面,數(shù)字技術(shù)在產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用,形成以數(shù)控機(jī)床等為代表的“數(shù)字一代”產(chǎn)品;第二,在制造方面,大量應(yīng)用數(shù)字化裝備、數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化建模與仿真,采用信息化管理;第三,集成和優(yōu)化運(yùn)行成為生產(chǎn)過程的突出特點(diǎn)。
20世紀(jì)80年代以來,中國企業(yè)逐步推廣應(yīng)用數(shù)字化制造,推進(jìn)設(shè)計(jì)、制造、管理過程的數(shù)字化,推廣數(shù)字化控制系統(tǒng)和制造裝備,推動(dòng)企業(yè)信息化,取得了巨大的技術(shù)進(jìn)步,特別是近年來,各地大力推進(jìn)“機(jī)器換人”、“數(shù)字化改造”,建立了一大批數(shù)字化生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、數(shù)字化工廠,眾多企業(yè)完成了數(shù)字化制造升級(jí),中國數(shù)字化制造邁入了新的發(fā)展階段。同時(shí),必須清醒地認(rèn)識(shí)到,中國大多數(shù)企業(yè),特別是廣大中小企業(yè),還沒有完成數(shù)字化制造轉(zhuǎn)型。面對(duì)這樣的現(xiàn)實(shí),中國在推進(jìn)智能制造過程中必須實(shí)事求是,踏踏實(shí)實(shí)地完成數(shù)字化“補(bǔ)課”,進(jìn)一步夯實(shí)智能制造發(fā)展的基礎(chǔ)。
(二)“互聯(lián)網(wǎng)+制造”——數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造
數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造是智能制造的第二種基本范式,也可稱為“互聯(lián)網(wǎng)+制造”,或第二代智能制造,可對(duì)應(yīng)于國際上推行的Smart Manufacturing。
20世紀(jì)90年代末以來,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐步成熟,中國“互聯(lián)網(wǎng)+”推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)深度融合,人、流程、數(shù)據(jù)和事物等過去相互孤立的節(jié)點(diǎn)被網(wǎng)絡(luò)連接起來,通過企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間的協(xié)同,通過各種社會(huì)資源的集成與優(yōu)化,“互聯(lián)網(wǎng)+制造”重塑制造業(yè)的價(jià)值鏈,推動(dòng)制造業(yè)從數(shù)字化制造發(fā)展到數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造階段。
“互聯(lián)網(wǎng)+制造”主要特征為:第一,在產(chǎn)品方面,在數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到普遍應(yīng)用,成為網(wǎng)絡(luò)連接的產(chǎn)品,設(shè)計(jì)、研發(fā)等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)協(xié)同與共享。第二,在制造方面,在實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)集成基礎(chǔ)上,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)制造的供應(yīng)鏈、價(jià)值鏈集成和端到端集成,制造系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流、信息流實(shí)現(xiàn)連通。第三,在服務(wù)方面,設(shè)計(jì)、制造、物流、銷售與維護(hù)等產(chǎn)品全生命周期以及用戶、企業(yè)等主體通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)接和交互,制造模式從以產(chǎn)品為中心走向以用戶為中心。
中國工業(yè)界緊緊抓住互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇,大力推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+制造”,制造業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)紛紛布局,將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新技術(shù)應(yīng)用于制造領(lǐng)域。一方面,一批數(shù)字化制造基礎(chǔ)較好的企業(yè)成功實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化升級(jí),成為了數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造示范;另一方面,大量還未完成數(shù)字化制造的企業(yè),則采用并行推進(jìn)數(shù)字化制造和“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的技術(shù)路線,通過“以高打低、融合發(fā)展”,完成了數(shù)字化制造的“補(bǔ)課”,同時(shí)跨越到“互聯(lián)網(wǎng)+制造”階段,實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的優(yōu)化升級(jí)。
德國“工業(yè)4.0”和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)完整闡述了數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的制造范式,提出了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造的技術(shù)路線。但由于這兩個(gè)理論提出較早,當(dāng)時(shí)新一代人工智能還沒有實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略突破,因此他們的理論總體上還只適用于數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造范式,并沒有進(jìn)入新一代智能制造范式,還不是真正意義上的第四次工業(yè)革命,這正是中國制造業(yè)“換道超車”的重大歷史機(jī)遇。
(三)新一代智能制造——數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造
數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造是智能制造的第三種基本范式,也可稱為新一代智能制造,可對(duì)應(yīng)于國際上推行的Intelligent Manufacturing。
近年來,在互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展形成群體性突破的推動(dòng)下,以大數(shù)據(jù)智能、跨媒體智能、人機(jī)混合增強(qiáng)智能、群體智能等為代表的新一代人工智能技術(shù)加速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)略性突破。新一代人工智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合,形成新一代智能制造——數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造。新一代人工智能的本質(zhì)特征是具備了學(xué)習(xí)的能力,具備了生成知識(shí)和更好地運(yùn)用知識(shí)的能力,實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
新一代智能制造將為制造業(yè)的設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)等各環(huán)節(jié)及其集成帶來根本性變革,新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式將層出不窮,深刻影響和改變社會(huì)的產(chǎn)品形態(tài)、生產(chǎn)方式、服務(wù)模式,乃至人類的生活方式和思維模式,極大地推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。新一代智能制造將給制造業(yè)帶來革命性的變化,將成為制造業(yè)未來發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。
(四)中國智能制造“并行推進(jìn)、融合發(fā)展”的技術(shù)路線
智能制造的三個(gè)基本范式體現(xiàn)了智能制造發(fā)展的階段性和融合性特點(diǎn),三個(gè)基本范式沿時(shí)間脈絡(luò)逐一展開,既是相關(guān)技術(shù)發(fā)展到一定階段和產(chǎn)業(yè)結(jié)合,各有其所在階段的特點(diǎn),也都面臨著當(dāng)時(shí)階段所需要重點(diǎn)解決的問題,體現(xiàn)著先進(jìn)信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展的階段性特征。在發(fā)展過程中,三個(gè)基本范式在技術(shù)上并不是割裂的,而是相互交織、迭代升級(jí),通過技術(shù)融合相互促進(jìn)發(fā)展,體現(xiàn)著智能制造發(fā)展的融合性特征。
中國應(yīng)發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì),采取三個(gè)基本范式“并行推進(jìn)、融合發(fā)展”的技術(shù)路線,走一條數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化并行推進(jìn)的智能制造創(chuàng)新之路,實(shí)現(xiàn)中國制造業(yè)的智能升級(jí)、高質(zhì)量發(fā)展。一方面,中國必須堅(jiān)持“創(chuàng)新引領(lǐng)”,直接利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等最先進(jìn)的技術(shù),推進(jìn)先進(jìn)信息技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合;瞄準(zhǔn)高端方向,加快研究、開發(fā)、推廣、應(yīng)用新一代智能制造技術(shù)。另一方面,必須實(shí)事求是,因企制宜、循序漸進(jìn)地推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)改造、智能升級(jí)。充分利用中國推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的經(jīng)驗(yàn),企業(yè)根據(jù)自身發(fā)展的實(shí)際需要,“以高打低”——采取先進(jìn)的技術(shù)解決傳統(tǒng)制造難以解決的問題,扎扎實(shí)實(shí)地完成數(shù)字化“補(bǔ)課”,同時(shí),向更高的智能制造水平邁進(jìn)。
今后一個(gè)階段,中國推進(jìn)智能制造的重點(diǎn)是推廣和大規(guī)模應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+制造”——數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造。到2025年以后,隨著“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的普及和新一代智能制造技術(shù)的成熟,中國推進(jìn)智能制造的重點(diǎn)將轉(zhuǎn)入到大規(guī)模推廣和應(yīng)用新一代智能制造。
(五)新一代智能制造系統(tǒng)
新一代智能制造系統(tǒng)主要由智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)及智能服務(wù)三大功能系統(tǒng)以及工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)和智能制造云兩大支撐系統(tǒng)集成而成(見圖2)。
智能產(chǎn)品和裝備是新一代智能制造系統(tǒng)的主體。智能產(chǎn)品是智能制造和服務(wù)的價(jià)值載體,智能制造裝備是智能制造的技術(shù)前提和物質(zhì)基礎(chǔ)。新一代智能制造將給產(chǎn)品與制造裝備帶來無限的創(chuàng)新空間,使產(chǎn)品與制造裝備產(chǎn)生革命性變化。
智能手機(jī)和智能汽車是兩個(gè)典型的例證。有些產(chǎn)品,例如iPhone X和華為mate 10已經(jīng)搭載了人工智能芯片,開始具有了學(xué)習(xí)功能。不久的將來,新一代人工智能全面應(yīng)用到手機(jī)上,將為智能手機(jī)帶來新的革命性變化。汽車正在經(jīng)歷燃油汽車—電動(dòng)汽車(數(shù)字化)—網(wǎng)聯(lián)汽車(網(wǎng)絡(luò)化)的發(fā)展歷程,將朝著無人駕駛汽車(智能化)的方向極速前進(jìn)。
新一代智能制造技術(shù)將為產(chǎn)品和裝備的創(chuàng)新插上騰飛的翅膀、開辟更廣闊的天地。到2035年,中國各種產(chǎn)品與制造裝備都將從“數(shù)字一代”整體躍升成“智能一代”,升級(jí)為智能產(chǎn)品和裝備。一方面,將涌現(xiàn)出一大批先進(jìn)的智能產(chǎn)品,如智能終端、智能家電、智能服務(wù)機(jī)器人、智能玩具等,為人民更美好的生活服務(wù);另一方面,著重推進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域重大裝備的智能升級(jí),如信息制造裝備、航天航空裝備、船舶和海洋裝備、汽車和軌道交通裝備、農(nóng)業(yè)裝備、醫(yī)療裝備、能源裝備等,特別是要大力發(fā)展智能制造裝備,如智能機(jī)器人、智能機(jī)床等,我們的“大國重器”也將裝備“工業(yè)大腦”。近期的突破重點(diǎn)是研制十大重點(diǎn)智能產(chǎn)品:智能工業(yè)機(jī)器人、智能加工中心、無人機(jī)、智能艦船、智能汽車、智能列車、智能挖掘機(jī)、智能醫(yī)療器械、智能手機(jī)、智能家電。
智能生產(chǎn)是新一代智能制造系統(tǒng)的主線。智能工廠是智能生產(chǎn)的主要載體。智能工廠根據(jù)行業(yè)的不同可分為離散型智能工廠和流程型智能工廠,追求的目標(biāo)都是生產(chǎn)過程的優(yōu)化,大幅度提升生產(chǎn)系統(tǒng)的性能、功能、質(zhì)量和效益,重點(diǎn)發(fā)展方向都是智能生產(chǎn)線、智能車間、智能工廠。
新一代人工智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的融合將使生產(chǎn)線、車間、工廠發(fā)生革命性的大變革,企業(yè)將會(huì)向自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自控制的新一代智能工廠進(jìn)軍?!皺C(jī)器換人”有助于企業(yè)生產(chǎn)能力的技術(shù)改造、智能升級(jí),不僅能解決一線勞動(dòng)力短缺和人力成本升高的問題,更能從根本上提高制造業(yè)的質(zhì)量、效率和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。在今后相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi),企業(yè)的生產(chǎn)能力升級(jí)——生產(chǎn)線、車間、工廠的智能升級(jí)將成為推進(jìn)智能制造發(fā)展的一個(gè)主要戰(zhàn)場(chǎng)。
流程工業(yè)在中國國民經(jīng)濟(jì)中占有基礎(chǔ)性的戰(zhàn)略地位,產(chǎn)能高度集中,且數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)較好,最有可能在新一代智能制造領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)突破。如石化行業(yè)智能工廠建立數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的生產(chǎn)運(yùn)營管理新模式,可極大地優(yōu)化生產(chǎn),提高安全環(huán)保水平。
離散型智能工廠將應(yīng)用新一代人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)加工質(zhì)量的升級(jí)、加工工藝的優(yōu)化、加工裝備的健康保障、生產(chǎn)的智能調(diào)度和管理,建成真正意義上的智能工廠。近期突破重點(diǎn)是建設(shè)十家智能工廠原型:鋼鐵、電解鋁、石油化工、煤化工、酒醋醬油釀造、3C加工、薄膜晶體管(TFT)制造、汽車覆蓋件沖壓、基于3D打印的鑄造、家電制造互聯(lián)工廠。
以智能服務(wù)為核心的產(chǎn)業(yè)模式和業(yè)態(tài)變革是新一代智能制造系統(tǒng)的主題。新一代人工智能技術(shù)的應(yīng)用,將催生制造業(yè)實(shí)現(xiàn)從以產(chǎn)品為中心向以用戶為中心的根本性轉(zhuǎn)變,產(chǎn)業(yè)模式從大規(guī)模流水線生產(chǎn)轉(zhuǎn)向規(guī)模定制化生產(chǎn),產(chǎn)業(yè)形態(tài)從生產(chǎn)型制造向生產(chǎn)服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變,完成深刻的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。近期突破重點(diǎn)是在十個(gè)行業(yè)推行兩種智能制造新模式:規(guī)模化定制在家電、家具、服裝行業(yè)推廣應(yīng)用;遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、高鐵裝備、通用旋轉(zhuǎn)機(jī)械、發(fā)電裝備、工程機(jī)械、電梯、水/電/氣表監(jiān)控管理行業(yè)的推廣應(yīng)用。
智能制造云和工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)是新一代智能制造系統(tǒng)的重要支撐?!熬W(wǎng)”和“云”帶動(dòng)制造業(yè)從數(shù)字化向網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展,重點(diǎn)是“智聯(lián)網(wǎng)”“云平臺(tái)”和“網(wǎng)絡(luò)安全”三個(gè)方面。系統(tǒng)集成將智能制造各功能系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)集成為新一代智能制造系統(tǒng)。系統(tǒng)集成是新一代智能制造最基本的特征和優(yōu)勢(shì),新一代智能制造內(nèi)部和外部均呈現(xiàn)系統(tǒng)“大集成”,具有集中與分布、統(tǒng)籌與精準(zhǔn)、包容與共享的特性。
三、中國智能制造的發(fā)展戰(zhàn)略
未來20年是中國制造業(yè)實(shí)現(xiàn)由大到強(qiáng)的關(guān)鍵時(shí)期,也是制造業(yè)發(fā)展質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革的關(guān)鍵時(shí)期。我們必須緊緊抓住新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革帶來的戰(zhàn)略機(jī)遇,以實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國為目標(biāo),以深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線,以智能制造為主攻方向,科學(xué)研究制定中國智能制造發(fā)展戰(zhàn)略,堅(jiān)持“并行推進(jìn)、融合發(fā)展”的技術(shù)路線,圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈,圍繞創(chuàng)新鏈完善資金鏈,形成經(jīng)濟(jì)、科技和金融的深度融合、良性循環(huán),實(shí)現(xiàn)中國制造業(yè)智能升級(jí)、跨越發(fā)展。
(一)戰(zhàn)略目標(biāo)
未來20年,中國的智能制造發(fā)展總體將分成兩個(gè)階段來實(shí)現(xiàn)。
第一階段(到2025年):“互聯(lián)網(wǎng)+制造”——數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造在全國得到大規(guī)模推廣應(yīng)用,在發(fā)達(dá)地區(qū)和重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)普及;同時(shí),新一代智能制造在重點(diǎn)領(lǐng)域試點(diǎn)示范取得顯著成果,并開始在部分企業(yè)推廣應(yīng)用。
第二階段(到2035年):新一代智能制造在全國制造業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用,中國智能制造技術(shù)和應(yīng)用水平走在世界前列,實(shí)現(xiàn)中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí);制造業(yè)總體水平達(dá)到世界先進(jìn)水平,部分領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平,為2045年把中國建成世界領(lǐng)先的制造強(qiáng)國奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
(二)戰(zhàn)略方針
未來,中國智能制造發(fā)展必須要堅(jiān)持“需求牽引、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、因企制宜、產(chǎn)業(yè)升級(jí)”的戰(zhàn)略方針,持續(xù)有力地推動(dòng)中國制造業(yè)實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型。
1.需求牽引。需求是發(fā)展最為強(qiáng)大的牽引力,中國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革對(duì)制造業(yè)智能升級(jí)提出了強(qiáng)大需求,中國智能制造發(fā)展必須服務(wù)于制造強(qiáng)國建設(shè)的戰(zhàn)略需求,服務(wù)于制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的強(qiáng)烈需要。企業(yè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主體,也是智能制造的主體,發(fā)展智能制造必然要滿足企業(yè)在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化不同層面的產(chǎn)品、生產(chǎn)和服務(wù)需求,滿足提質(zhì)增效、可持續(xù)發(fā)展的需要。
2.創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。中國制造要實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型,必須抓住新一代人工智能技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展帶來的新機(jī)遇,把發(fā)展智能制造作為中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要路徑,用創(chuàng)新不斷實(shí)現(xiàn)新的超越,推動(dòng)中國制造業(yè)從跟隨、并行向引領(lǐng)邁進(jìn),實(shí)現(xiàn)“換道超車”、跨越發(fā)展。
3.因企制宜。推動(dòng)智能制造,必須堅(jiān)持以企業(yè)為主體,以實(shí)現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)為中心任務(wù)。中國的企業(yè)參差不齊,實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型不能搞“一刀切”,不能“貪大求洋”,各個(gè)企業(yè)特別是廣大中小微企業(yè),要結(jié)合企業(yè)發(fā)展實(shí)情,實(shí)事求是地探索適合自己轉(zhuǎn)型升級(jí)的技術(shù)路徑。要充分激發(fā)企業(yè)的內(nèi)生動(dòng)力,幫助和支持企業(yè)特別是廣大中小企業(yè)的智能升級(jí)。
4.產(chǎn)業(yè)升級(jí)。推動(dòng)智能制造的目的在于產(chǎn)業(yè)升級(jí),要著眼于廣大企業(yè)、各個(gè)行業(yè)和整個(gè)制造產(chǎn)業(yè)。各級(jí)政府、科技界、學(xué)界、金融界要共同營造良好的生態(tài)環(huán)境,推動(dòng)中國制造業(yè)整體實(shí)現(xiàn)發(fā)展質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革,實(shí)現(xiàn)中國制造業(yè)全方位的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
(三)發(fā)展路徑
1.戰(zhàn)略層面:總體規(guī)劃—重點(diǎn)突破—分步實(shí)施—全面推進(jìn)。國家層面要抓好智能制造發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)、總體規(guī)劃,明確各階段的戰(zhàn)略目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)。有條件的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)、重點(diǎn)企業(yè),要加快重點(diǎn)突破,先行先試,發(fā)揮好引領(lǐng)、表率作用。分步實(shí)施,重點(diǎn)突破的范圍逐步擴(kuò)大,從企業(yè)(點(diǎn)),到城市(線),再到區(qū)域(面),梯次展開。在此基礎(chǔ)上,在全國范圍內(nèi)根據(jù)不同情況,全面推進(jìn),達(dá)到普及。
2.戰(zhàn)術(shù)層面:探索—試點(diǎn)—推廣—普及。總結(jié)近幾年推行數(shù)字化制造的經(jīng)驗(yàn),采用“探索—試點(diǎn)—推廣—普及”的有序推進(jìn)模式是合理和有效的選擇。探索是為了驗(yàn)證技術(shù)的可行性,通過探索,可以確認(rèn)技術(shù)在企業(yè)是可實(shí)施的。在此基礎(chǔ)上,可以在少數(shù)企業(yè)進(jìn)行試點(diǎn)。通過試點(diǎn),一方面摸索出應(yīng)用中出現(xiàn)的問題,進(jìn)一步改善;另一方面讓其他企業(yè)實(shí)實(shí)在在地看到智能轉(zhuǎn)型的好處,誘發(fā)轉(zhuǎn)型升級(jí)的內(nèi)生動(dòng)力。通過推廣,擴(kuò)大應(yīng)用范圍,并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問題,予以改進(jìn),使技術(shù)、裝備、系統(tǒng)解決方案越來越成熟。通過普及,在地區(qū)、在行業(yè)、在全國全面推廣應(yīng)用。這樣分步的循序漸進(jìn)的推進(jìn)模式,可操作性強(qiáng),風(fēng)險(xiǎn)小,成功率高,是一條可持續(xù)的、有效的實(shí)施路徑。
3.組織層面:營造“用產(chǎn)學(xué)研金政”協(xié)同創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng),實(shí)施有組織的創(chuàng)新。 智能制造的發(fā)展一定是起源于企業(yè)的需求。因此制造企業(yè)在發(fā)展中處于主體地位。它們的愿望,必須有一批系統(tǒng)集成商、設(shè)備和軟件供應(yīng)商以及開發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品的研究機(jī)構(gòu)共同形成產(chǎn)業(yè)群,從技術(shù)上保證成功,才能得以實(shí)現(xiàn)。金融機(jī)構(gòu)將在發(fā)展過程中創(chuàng)新商業(yè)模式,通過融資租賃、融資擔(dān)保等方式,為企業(yè)在資金上保駕護(hù)航。政府將提出相應(yīng)的政策,為企業(yè)營造有利的發(fā)展環(huán)境,包括為招商引資創(chuàng)造良好的制度和政策環(huán)境,以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群的形成,減小金融機(jī)構(gòu)的投資風(fēng)險(xiǎn),為人才引進(jìn)創(chuàng)造優(yōu)惠的條件。這樣,匯集各方力量,實(shí)施有組織的創(chuàng)新。
四、體制機(jī)制保障與政策建議
(一)加強(qiáng)和落實(shí)智能制造推進(jìn)機(jī)制
進(jìn)一步強(qiáng)化并充分發(fā)揮“國家制造強(qiáng)國建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組”的領(lǐng)導(dǎo)和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)作用,進(jìn)一步突出智能制造作為主攻方向的地位,協(xié)同各部門與智能制造相關(guān)的工作,使中央政府、地方政府、行業(yè)、企業(yè)圍繞國家戰(zhàn)略,形成系統(tǒng)推進(jìn)、層層落實(shí)的智能制造組織實(shí)施領(lǐng)導(dǎo)體系。將智能制造作為經(jīng)濟(jì)、科技和金融融合發(fā)展的主要結(jié)合點(diǎn),有效促進(jìn)三者的深度融合、良性循環(huán),形成“用產(chǎn)學(xué)研金政”協(xié)同的智能制造發(fā)展生態(tài)環(huán)境。
(二)加大對(duì)發(fā)展智能制造的財(cái)稅支持
一是繼續(xù)加大政府財(cái)政資金投入。圍繞發(fā)展智能制造的重點(diǎn)環(huán)節(jié)多措并舉,推動(dòng)各類國家科技重大專項(xiàng)、科技計(jì)劃加大對(duì)智能制造的支持力度。加大對(duì)重大項(xiàng)目的支持力度,對(duì)當(dāng)年獲國家智能制造專項(xiàng)、工業(yè)強(qiáng)基專項(xiàng)等重大項(xiàng)目的企業(yè),按照屬地原則給予專項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。
二是用好技術(shù)改造專項(xiàng)資金推進(jìn)智能制造實(shí)施。將智能制造作為技術(shù)改造的主要方向,通過股權(quán)投資、貼息、事后獎(jiǎng)補(bǔ)等方式支持企業(yè)開展數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化改造,推動(dòng)企業(yè)的技術(shù)改造投入成為工業(yè)投資的主體。
三是采取稅收激勵(lì)支持政策。符合規(guī)定條件的企業(yè)可享受企業(yè)所得稅優(yōu)惠和進(jìn)口稅收優(yōu)惠政策。落實(shí)固定資產(chǎn)加速折舊政策,給予稅收減免。對(duì)于企業(yè)開展智能化技術(shù)改造的項(xiàng)目投資列入研發(fā)加計(jì)扣除,建立留抵退稅制度。對(duì)智能升級(jí)改造項(xiàng)目,在項(xiàng)目竣工投產(chǎn)后,從增收的稅收中拿出部分給予返還獎(jiǎng)勵(lì)。
(三)加大對(duì)發(fā)展智能制造的金融支持
要實(shí)現(xiàn)實(shí)體經(jīng)濟(jì)、科技創(chuàng)新、現(xiàn)代金融、人力資源協(xié)同發(fā)展,增強(qiáng)現(xiàn)代金融的服務(wù)能力,尤其要為實(shí)體經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?cè)鲩L方式、加快結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、提升行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)力與國際競(jìng)爭(zhēng)力提供助力。解決中國制造業(yè)融資難、融資貴問題,促進(jìn)金融資本“脫虛向?qū)崱薄?/p>
發(fā)揮國家財(cái)政投入的引導(dǎo)作用,吸引企業(yè)、社會(huì)資本,建立智能制造多元化投融資體系。加大信貸支持力度,引導(dǎo)銀行業(yè)金融機(jī)構(gòu)對(duì)技術(shù)先進(jìn)、優(yōu)勢(shì)明顯、帶動(dòng)和支撐作用強(qiáng)的智能制造項(xiàng)目優(yōu)先給予信貸支持。支持金融、投資、信用和融資擔(dān)保、融資租賃、小額貸款等機(jī)構(gòu)與裝備制造企業(yè)、系統(tǒng)解決方案提供商、用戶相結(jié)合,創(chuàng)新融資模式和產(chǎn)品,采取分期付款、融資租賃等方法,支持智能制造裝備企業(yè)和新業(yè)態(tài)、新模式、新應(yīng)用的發(fā)展。鼓勵(lì)建立按市場(chǎng)化方式運(yùn)作的各類智能制造發(fā)展基金,積極引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)依法創(chuàng)新符合智能制造的產(chǎn)品和業(yè)務(wù),鼓勵(lì)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)投資、股權(quán)投資投向智能制造領(lǐng)域。提高制造業(yè)企業(yè)直接融資比重。積極引導(dǎo)和支持制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域符合條件的企業(yè)發(fā)行公司債、企業(yè)債、短期融資券、中期票據(jù)等。支持制造業(yè)企業(yè)通過首次公開募股(IPO)上市、新三板掛牌融資,拓寬企業(yè)股權(quán)融資渠道。
金融機(jī)構(gòu)在風(fēng)險(xiǎn)可控的前提下,開展與智能制造相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)質(zhì)押貸款或以知識(shí)產(chǎn)權(quán)質(zhì)押作為主要擔(dān)保方式的組合貸款、信用貸款以及其他非質(zhì)押類貸款模式創(chuàng)新、貸款產(chǎn)品創(chuàng)新,擴(kuò)大對(duì)智能裝備制造企業(yè)和應(yīng)用企業(yè)貸款抵(質(zhì))押品范圍。
(四)深化國際交流合作
加快與各國政府建立高級(jí)別智能制造合作對(duì)話機(jī)制。在智能制造標(biāo)準(zhǔn)制定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面廣泛開展國際交流與合作。支持國內(nèi)外企業(yè)及行業(yè)組織內(nèi)開展智能制造技術(shù)交流與合作,做到引資、引技、引智相結(jié)合。鼓勵(lì)跨國公司、國外機(jī)構(gòu)等在華設(shè)立智能制造研發(fā)機(jī)構(gòu)、人才培訓(xùn)中心,建設(shè)智能制造示范工廠、產(chǎn)業(yè)園區(qū)。鼓勵(lì)國內(nèi)企業(yè)參與國際并購、參股國外先進(jìn)的研發(fā)制造等方式,掌握智能制造關(guān)鍵技術(shù),逐步實(shí)現(xiàn)自主發(fā)展。積極推動(dòng)國際智能制造聯(lián)盟建設(shè),依托世界智能制造大會(huì)、智能制造國際會(huì)議等開展學(xué)術(shù)交流,堅(jiān)持企業(yè)主體與市場(chǎng)導(dǎo)向,實(shí)現(xiàn)智能制造更高水平的開放。
(五)盡快出臺(tái)智能制造發(fā)展指導(dǎo)意見
盡快制定出臺(tái)《關(guān)于推進(jìn)智能制造加快建設(shè)制造強(qiáng)國的指導(dǎo)意見》,明確智能制造的重要意義和基本形勢(shì),闡明中國智能制造的總體要求、發(fā)展戰(zhàn)略、主要任務(wù)和支撐保障,落實(shí)智能制造優(yōu)先行動(dòng),動(dòng)員全社會(huì)力量共同推進(jìn)智能制造,為建設(shè)制造強(qiáng)國而奮斗。
(責(zé)任編輯:王藝璇)
*此文為中國工程院“制造強(qiáng)國戰(zhàn)略研究”項(xiàng)目組子課題,該項(xiàng)目組組長為中國工程院院長周濟(jì)。