深圳應在我國智能制造的發展中有所作為

董建中

深圳應在我國智能制造的發展中有所作為

董建中

德國工業4.0戰略的推出，標志著以智能制造為主導的第四次工業革命已經來臨，智能制造已成為全球制造業未來發展的方向。為了加快實現我國從制造大國向制造強國的轉變，《中國制造2025》也提出了，以智能制造作為兩化深度融合的主攻方向，全面提升企業研發、生產、管理和服務的智能化水平。深圳作為我國制造業的先進城市，在培育和發展我國智能制造上應該有所作為，爭取在培育智能制造產業發展基礎、智能工廠、智能制造產業聯盟、智能制造技術優勢這四個方面，在全國起到引領作用。

智能制造；工業制造業；深圳制造業

自1980年至今，世界經濟一直保持著明顯的增長，特別是1980年的世界20大經濟體，至今絕大多數都取得了較大增長，其中工業制造業新興國家增長最快。尤其值得注意的是，世界20大經濟體的構成也基本沒變，仍以工業制造業發達國家為主。也就是說經濟大國均為工業制造業大國或強國。這也充分證明，工業制造業既是經濟發展的基石，也是國民經濟的主體和主導產業，是立國之本、興國之器、強國之基。尤其是在當今第四次工業革命來臨之際，如何盡快提升我國工業制造業水平和競爭力，實現制造強國的建設目標，是我國未來發展的重中之重。

一、智能制造已成為全球制造業的發展方向

工業制造業既創造了大量物質財富，也是人類改造自然的能力不斷增強、社會文明不斷進步的重要推手。

（一）人類第四次工業革命的來臨

在工業制造業領域，自1776年人類制造出第一臺有實用價值的蒸汽機后，制造業遞次經歷了三個發展階段。即機械制造階段、電氣化與自動化階段、電子信息化階段，也被人們稱為工業1.0、2.0、3.0的不同時代。這三個發展階段的每一次躍升，均歸功于科技與工業生產技術的重大突破，人們稱之為工業革命，其對人類經濟社會的發展產生了重大影響。

一是極大地促進了社會生產力的發展，特別是工業全要素生產效率和創造物質財富的能力得到空前提高，并推動了工業生產和管理方式，以及社會經濟結構和生活方式、國際經濟格局的改變。而且以工業革命的發源地歐洲、北美為中心，造就了美、歐、日等數十個工業制造大國和強國。這些國家不僅創造了大量物質財富，擁有強大的經濟實力，成為世界發達國家，并且擁有最先進的科技和工業生產技術，以及眾多的工業制造跨國企業，占據了全球工業制造業的高端環節，控制著整個產業鏈的價值創造與分配。二是極大地促進了全球市場體系的形成，不僅使國際商品貿易在全球暢通無阻，而且實現了資本、技術和人才的國際流通，從而有力推動了經濟全球化的進程。其結果，一方面為工業革命帶來的巨大產能、剩余資本、技術和人才開辟了出路，一方面也促進了發達國家的制造業外移，成就了新興制造業國家的發展，特別是中國也因此成為世界制造大國。三是極大地促進了新產業新技術的產生，尤其是第三次工業革命，不僅促進了各種“人——機控制系統”的形成，也催生出各種戰略性新興產業。特別是信息產業網絡技術的發展，互聯網、物聯網、大數據、云計算、3D打印、人工智能等新一代信息技術層出不窮，促使人們開始重視信息技術與制造業的深度融合，構建新的制造業技術體系。

（二）工業4.0的核心是智能制造

2013年，德國首先提出了工業4.0概念，簡單地說就是要形成物理設備、電腦網絡、人腦智慧相互融合、三位一體的新型工業體系。其基本思路，是通過充分利用信息通信技術和網絡空間虛擬系統——信息物理系統（Cyber-Physical System，CPS）相結合的手段，將制造業向智能化轉型。也就是說，通過嵌入式的處理器、存儲器、傳感器和通信模塊，把設備、產品、原材料、軟件聯系在一起，使得產品和不同的生產設備能夠互聯互通并交換命令，達到在生產的任何層面上將實體與虛擬緊密結合，實體的行為可已通過虛擬系統監測，虛擬系統同樣可以指導控制實體的行為。最終目標是建立一個高度靈活的，個性化和數字化的產品與服務的智能化制造體系。其主要內容：一是智能工廠，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現。二是智能生產，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。三是智能物流，主要通過互聯網、物聯網、物流網，整合物流資源，提高物流效率。

德國工業4.0具有五大特點：一是互聯，要把設備、生產、工廠、產品和客戶緊密地聯系在一起。二是數據，需要生產與經營的各種各類工業大數據支撐。三是集成，通過CPS形成的智能網絡，實現企業內部的縱向集成、企業之間的橫向集成、全社會的端到端集成。四是創新，制造技術、產品、模式、業態、組織等方面的創新，將會層出不窮。五是轉型，從大規模生產，轉向個性化定制，整個生產的過程更加柔性化、個性化、定制化。可以說，整個“工業4.0”的主題都是圍繞著“智能化”展開。就是在現代傳感技術、網絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上，通過智能化的感知、人機交互、決策和執行技術，實現制造業的設計、生產、服務和制造裝備的智能化。所以德國的學術界和產業界，把工業4.0看作是以智能制造為主導的第四次工業革命，或革命性的生產方法。［1］

（三）世界制造強國已成為智能制造發展的領頭羊

其實智能制造并不是德國首創，早在1989年日本就提出了智能制造系統的設想，美國也于1992年執行新技術政策，大力支持包括信息技術、新的制造工藝和智能制造技術在內的關鍵重大技術。日本1994年啟動了先進制造國際合作研究項目，同年歐盟也啟動了39項核心技術研發項目，其中信息技術、分子生物學和先進制造技術中均突出了智能制造技術的地位。［2］

特別是金融危機以來，美、德、英、法、日等制造強國都紛紛提出通過發展智能制造來重振制造業，積極培育和發展自己國家的智能制造體系，都想在新一輪的工業革命中搶得先機。可以說，這些世界制造強國已成為全球智能制造發展的領頭羊。

美國自2009年起，相繼推出《重振美國制造業框架》、《美國制造業促進法案》、《先進制造伙伴計劃》、《先進制造業國家戰略計劃》、《制造創新國家網絡》等多項法律政策。重點從信息技術與智能制造技術融合、高端制造與智能制造產業化、科技創新與智能制造產業支撐、中小企業與智能制造創新發展動力這四個方面，大力支持本國以智能制造為核心的先進制造業。［3］特別是近年來，美國的互聯網以及ICT巨頭企業與傳統制造業廠商攜手，建立了包括GE、思科、IBM、AT&T、英特爾等170多家企業的工業互聯網聯盟，正重新定義制造業的未來，并在技術、標準、產業化等方面做出一系列前瞻性布局，使工業互聯網成為美國先進制造伙伴計劃的重要任務之一。

在德國，“工業4.0”戰略已經得到德國科研機構和產業界的廣泛認同，一些產業協會已在其下屬多個生產領域的研究所引入工業4.0概念，德國信息通信和新媒體協會發布的調查結果顯示，40%的德國企業已經開始研究并參與“工業4.0”。

英國自2009年起，出臺了《構筑英國的未來》、《英國工業2050戰略》，大力發展數字經濟和“高價值制造”的先進制造業，確保英國的世界領先地位。法國也于2013年出臺了《新工業法國戰略》，確定34個優先發展的工業項目，以期通過創新重塑工業實力，使法國處于全球工業競爭力第一梯隊。甚至，韓國和印度也都出臺相關產業政策和計劃，不遺余力地加快推動本國智能制造技術的培育和發展。

二、我國制造業未來發展的突破點也在智能制造

智能制造作為新一輪產業革命的主導，不僅會影響未來全球制造業的競爭格局，也是我國制造業轉型升級的發展方向。只有主動加快促進智能制造技術的突破，著力大規模培育和發展我國的智能制造產業，才能從根本上實現“制造大國”向“制造強國”的升級轉變。

（一）培育和發展我國智能制造已刻不容緩

中國自1978年改革開放以來，憑借著制造成本低廉的傳統比較優勢，經過幾十年的快速發展，不僅建立了門類齊全、獨立完整的制造體系，成為支撐我國經濟社會發展的重要基石和促進世界經濟發展的重要力量，而且制造業規模在全球制造業產值份額中已上升至25%，穩居世界第一制造大國地位。但是，我國仍處于工業化的進程中，與世界制造強國相比，僅僅是制造大國而已。特別是近年來，隨著全球制造業正在發生的重大變革，以及成本競爭力格局的改變，我國制造業的發展也面臨著種種困境。

首先是以美、德、日為代表的世界主要工業大國和強國，憑借其難以超越的強大科技優勢與高端制造的技術、產品和品牌優勢，以及在全球網絡空間的核心地位和主導地位，不僅繼續保持先進制造業的世界領先地位，而且還將主導第四次工業革命——智能制造的發展進程。我國制造業要想趕超這些國家，勢必困難重重。

其次是全球制造業的成本競爭力格局已經發生巨大變化。2015年，美國波士頓咨詢集團從制造業薪金、勞動生產率、能源成本和外匯匯率等四個方面，對世界前25位的出口經濟體進行了分析，中國被歸為成本競爭力不斷削弱的壓力型經濟體。而美國、墨西哥和印度、印尼、荷蘭、英國，以及德國、日本、韓國、加拿大等經濟體，其成本競爭力則相對改善或穩定，是全球制造業未來的競爭明星。

再次是我國制造業大而不強，在自主創新能力、資源利用效率、產業結構水平、信息化程度、質量效益等方面，與世界制造強國差距明顯。尤其是近年來，資源和環境約束不斷強化，投資和出口增速明顯放緩，以前主要依靠資源要素投入、規模擴張的粗放發展模式難以為繼，調整結構、轉型升級、提質增效已刻不容緩。

可以說，我國制造業已處于發達國家和其他發展中國家“雙向擠壓”的嚴峻局面，轉型升級和跨越發展的任務緊迫而艱巨。要突出重圍，唯有抓住新一輪工業革命的機遇，著力培育和發展我國智能制造，而且刻不容緩。

（二）我國智能制造發展的現狀

我國對智能制造的研究始于20世紀80年代末，至今在機器人技術、感知技術、工業通信網絡技術、控制技術、可靠性技術、機械制造工藝技術、數控技術與數字化復雜制造系統、智能信息處理技術等方面，已取得了一批相關的基礎研究成果。此外還建設了一批相關的國家重點實驗室、國家工程技術研究中心、國家級企業技術中心等研發基地，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。

自2009年以來，國家對智能制造裝備產業的政策支持力度不斷加大，出臺了《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》，明確提出到2020年將我國智能制造裝備產業培育成為具有國際競爭力的先導產業。科學技術部也發布了《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》。2015年工業和信息化部又設立了《智能制造裝備發展專項》，首選46個項目，覆蓋了38個行業，分布在21個省，涉及流程制造、離散制造、智能裝備和產品、智能制造新業態新模式、智能化管理、智能服務等六個類別，初步形成了我國智能制造裝備產業體系。

但我國智能制造仍處于初級發展階段，大部分發展項目還處于研發階段。據中投顧問咨詢服務公司發表的調研報告，目前我國僅有16%的企業進入了智能制造應用階段。從智能制造的經濟效益來看，52%的企業其智能制造收入貢獻率低于10%，60%的企業其智能制造利潤貢獻低于10%。［4］

就存在的突出問題主要有四個方面：一是智能制造基礎理論和技術體系建設滯后；二是智能制造中長期發展戰略缺失；三是高端制造裝備對外依存度高；四是關鍵智能制造技術及核心基礎部件主要依賴進口。

（三）《中國制造2025》主攻智能制造

為了加快我國從制造大國向制造強國的轉變，化挑戰為機遇，搶占制造業新一輪競爭制高點。2015年5月我國發布了實施制造強國戰略的第一個十年行動綱領——《中國制造2025》，明確提出了9項戰略任務，10個要大力推動突破的重點領域，計劃通過“三步走”實現我國制造強國建設的戰略目標。

《中國制造2025》還特別提出了，加快推動新一代信息技術與制造技術融合發展，并以智能制造作為兩化深度融合的主攻方向，著力發展智能裝備和智能產品，推進生產過程智能化，培育新型生產方式，全面提升企業研發、生產、管理和服務的智能化水平。

一是編制智能制造發展規劃，明確發展目標、重點任務和重大布局。加快制定智能制造技術標準，建立完善智能制造和兩化融合管理標準體系。強化應用牽引，建立智能制造產業聯盟，協同推動智能裝備和產品研發、系統集成創新與產業化。

二是組織研發具有深度感知、智慧決策、自動執行功能的高檔數控機床、工業機器人、增材制造裝備等智能制造裝備以及智能化生產線，突破新型傳感器、智能測量儀表、工業控制系統、伺服電機及驅動器和減速器等智能核心裝置，推進工程化和產業化。

三是推進制造過程智能化。在重點領域試點建設智能工廠/數字化車間，加快人機智能交互、工業機器人、智能物流管理、增材制造等技術和裝備在生產過程中的應用，促進制造工藝的仿真優化、數字化控制、狀態信息實時監測和自適應控制。

四是發展基于互聯網的個性化定制、眾包設計、云制造等新型制造模式，推動形成基于消費需求動態感知的研發、制造和產業組織方式。實施工業云及工業大數據創新應用試點，建設一批高質量的工業云服務和工業大數據平臺，推動軟件與服務、設計與制造資源、關鍵技術與標準的開放共享。

三、深圳應在培育和發展我國智能制造中發揮重要作用

以《中國制造2025》為總綱，全國多個省市也相繼推出了智能制造發展規劃，其中就有《廣東省智能制造發展規劃（2015-2025）》。深圳市作為廣東省乃至全國先進制造業的領先城市，當然也要在發展智能制造中發揮重要作用。

（一）應積極承擔培育和發展我國智能制造的重任

深圳市政府也于2016年1月正式發布了《中國制造2025》深圳行動計劃。計劃提出力爭通過“兩步走”，到2025年成為國內智能制造、綠色制造、高端制造的排頭兵，躋身國際制造業強市之列。

計劃提出，要順應信息經濟發展趨勢，發揮深圳在互聯網、大數據、云計算等信息技術領域的優勢，加快推動制造業創新鏈、生產鏈、價值鏈和管理鏈重構，積極搶占制造業新一輪競爭制高點。并將聚焦11個重點領域，實施11項重大工程，培育一批具有發展潛力和一定規模的重點產業，形成一批具有較強國際競爭力的跨國公司和產業集群。

但是，縱觀整個計劃，對于智能制造，所確定的11個重點領域，雖然有些與智能制造相關，但與形成智能制造能力的要求還相距甚遠。很顯然，作為響應《中國制造2025》的深圳行動計劃，還沒有把培育和發展深圳智能制造，或者說制造業智能化，作為深圳制造業未來發展的主導。雖然深圳行動計劃是立足于深圳的產業基礎，堅持“有所為，有所不為”，但制造業的發展不同于其他產業，它關系著國家的未來，是政府的重大責任。尤其是像深圳這樣的制造業先進城市，更要在我國制造業的發展中承擔重任。因此深圳制造業的發展，既要著眼于深圳的實際，也要著眼于國家發展的需要，著眼于全球制造業的發展趨勢，著眼于中國制造業全球競爭力的提升，著眼于搶占新一輪工業革命的先機，把培育和發展中國智能制造作為未來發展的根本性方向和主導。

培育和發展深圳的智能制造工業體系，不僅能為我國制造業的發展做出貢獻，也會讓深圳制造業搶占未來的發展先機，為深圳的各類智能制造企業和供應商，開辟全國乃至全球市場。

（二）應爭取在四個方面起到引領作用

就國內范圍來說，深圳在信息技術、新興產業、先進制造、科技研發、創新環境，以及智能產品和智能制造裝備等方面，目前都具有一定優勢，因此，在培育和發展我國智能制造上，應爭取在四個方面起到引領作用。

培育智能制造產業發展基礎。一是培育智能制造技術供應與服務商，包括工業物聯網、工業網絡安全、工業大數據、云計算平臺、MES系統、虛擬現實、人工智能、知識工作自動化等。二是培育智能制造核心裝置供應商，包括工業機器人、傳感器、3D打印、智能物流（AGV）、可編程邏輯控制器（PLC）、數據采集器、工業交換機等。三是培育解決方案供應商，為制造企業提供智能工廠頂層設計、轉型路徑圖、軟硬件一體化實施的智能化解決方案。

培育智能制造企業。選擇有條件的制造企業先行試點，第一步先進行數字化、信息化和網絡化升級改造，建立企業信息物理網絡系統（CPS）；第二步應用物聯網技術和信息監控管理技術，實現縱向、橫向和端對端的互聯集成，形成生產與物流管理的智能網絡；第三步建立企業智能化設計、生產、物流和服務過程控制系統，最終成為智能制造企業。

建立深圳智能制造產業聯盟。由政府發起，以深圳互聯網、信息通訊、計算機、先進制造、物流等行業的龍頭企業為骨干，深圳各類相關企業，特別是中小型創新型企業為主體，國內外智能制造科技研發機構及相關企業，特別是美、德智能制造領先企業為盟友，建立深圳智能制造產業聯盟。

培育深圳智能制造技術優勢。一方面要在智能制造的基礎技術與核心技術方面形成優勢，特別是工業物聯網、工業云計算、工業大數據、人工智能這四大技術，要爭取在國內形成權威優勢。另一方面，要在深圳技術領先領域盡快取得更大的技術優勢，特別是第五代移動通信（5G）技術、數字化網絡技術、工業機器人核心技術、智能裝備關鍵技術等，不僅要率先取得更多更大的突破，還要全面形成系統性技術優勢。

（三）應努力創造培育和發展智能制造的有利條件

智能制造的培育和發展，不僅需要政府引導和支持產業界做出努力，還要創造有利于其發展的條件。

明確的產業發展規劃組織。在《中國制造2025》深圳行動計劃框架內，制定明確的深圳智能制造產業專項培育和發展規劃，有目標有步驟地組織規劃落實。

先進的產業發展基礎支撐。建設深圳工業云計算和大數據服務平臺，以及工業互聯網和物聯網的共性技術服務平臺，并選擇相關企業實施創新應用試點及推廣服務。

完善的產業發展創新機制。構建開放型、協作型、跨界型等合作創新的新機制，促進產業融合創新、企業間協作創新、產業體系協同創新、國際合作創新。

多方的產業發展資源集聚。加大產業政策支持力度，激發智能制造發展動力，組織深圳智能制造重點培育和發展項目，鼓勵深圳企業入選國家智能制造試點示范項目，營造智能制造產業中心效應，引導社會各方資源聚焦深圳智能制造。

有力的產業發展服務措施。改進政府服務方式，開展培育和發展深圳智能制造的專項服務，著力提高企業融資服務、公共科技平臺服務、關鍵技術攻關服務，人才引進與培育服務、對外合作服務、市場建設與拓展服務的能力。

［1］五分鐘讓你理解何為德國工業4.0［EB/OL］.［2015-03-02］.工控網，gongkong.ofweek.com.

［2］全球智能制造發展現狀及趨勢分析［EB/OL］.［2014-05-20］.中研網，chinairn.com.

［3］林漢川，湯臨佳.新一輪產業革命的全局戰略分析——各國智能制造發展動向概覽［J］.人民論壇·學術前沿，2015，（11）.

［4］2016-2020年中國智能制造行業深度調研及投資前景預測報告［EB/OL］.［2016-05-21］.工控網，gongkong.ofweek.com.

責任編輯：李 彥

TH164

A

1673-5706（2016）04-0051-05

2016-06-20

董建中，深圳市委黨校經濟管理教研部副教授。