中國智造與中國創造

路甬祥

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·本 刊 專 論·

中國智造與中國創造

路甬祥

現代科技創新強國無一不是制造強國，實現中國智造與中國創造既是建設制造強國的必然要求，也是建設世界科技創新強國的必然要求。智能制造是全球制造業發展的方向，加快推進中國智造將有力支持中國創造。加快推進中國創造須加強基礎前沿研究，提升科技原創力，突破基礎核心技術；提升創意創造和創新設計引領自主集成創新的能力；建設支撐中國創造的科技與產業創新體系；建設中國先進制造文化和信譽等。

科技強國中國智造中國創造

制造業是實體經濟的支柱，是引領推動供給側結構性改革，實現經濟轉型升級、產業提質增效的關鍵，是提升國家競爭力和實現綠色化、可持續發展的基礎及源頭，是提升科技與產業創新能力的主戰場，也是建設現代化強國的產業基石。現代科技創新強國無一不是制造強國。

黨的十八大提出了“兩個一百年”奮斗目標，確立了創新驅動發展戰略。在全國科技創新大會和兩院院士大會上，習近平總書記吹響了建設世界科技強國的進軍號。《中國制造2025》明確提出，到建國一百周年時成為具有全球引領影響力的制造強國的第一個十年戰略規劃和發展路線圖——主攻方向是兩化融合、智能制造；根本目標是實現“中國制造向中國創造轉變，中國速度向中國質量轉變，中國產品向中國品牌轉變”。因此，實現中國智造與中國創造是建設制造強國的必然要求。

一、智能制造是全球制造業發展的方向

(一)智能制造發展的歷程

第一次工業革命實現了以蒸汽機為動力、機械化為特征的機器制造。第二次工業革命開啟了電氣化、流水線、大批量制造時代。自20世紀60年代后，計算機、數控機床、現場總線等技術將制造業推進到多品種、小批量、柔性制造(FMS)階段。為適應市場需求快速變化和劇烈競爭環境，柔性制造需要具有更高的靈活性、敏捷性、精益性和智能性。1988年美國人賴特(P.K.Wright )和伯恩(D.A.Bourne)出版了首部《制造智能》專著，其內涵目標是通過集成知識工程、制造軟件、機器視覺和控制，實行無人干預的智能制造。1990年，日本發起“智能制造系統(IMS)”國際合作研究計劃，力圖把日本的專業技術與歐盟的精密工程技術、美國的系統技術結合起來，開發可跨國合作的先進智能制造系統。美國、歐洲、加拿大、澳大利亞等工業國家及地區加入了該項計劃。當時的互聯網尚處于發展初期，智能化還僅局限于單臺、數臺設備或在一個屋頂下的一條或數條制造生產線，但就此開啟了智能制造的先河。

1988年中國國家自然科學基金委提出“智能制造”研究，同年科技部將“智能模擬”列為國家科技規劃重要課題，1993年設立“智能制造系統關鍵技術”基金重大項目，2010年“智能制造及裝備”被列為戰略性新興產業重點培育領域。

進入21世紀以來，科技與產業創新日新月異，互聯網、物聯網、大數據、云技術等創造了萬物互聯的信息物理環境(CPS)，促進了全球知識信息資源的開源共創和近零成本分享，為重塑智能制造服務提供了新的技術環境和產業生態。生態環境友好材料、超級結構和功能材料、高端復合材料，以及3D打印等精準高效的增材減材工藝技術創新，為智能制造提供了新的物質和工藝技術基礎。制造業正在形成數字化、網絡化、智能化、綠色化、個性化、定制式的智造服務的新形態。

(二)世界主要發達國家積極推進智能制造

美國推出《工業互聯網計劃》，德國推進《工業4.0》，日本發表《制造業白皮書》提出重振制造業戰略，法國發布《新工業法國》戰略，韓國實施《制造業創新3.0戰略》等等，這些戰略規劃的重點雖各有不同，但共同點是加大科技投入，提升科技與產業創新優勢，適應知識網絡環境，致力于發展以信息化、網絡化、智能化為特征的智能制造服務，提升品質、效率和附加值，力圖重振制造業競爭優勢，重塑全球制造的新格局。可以肯定，21世紀前半葉，工業制造文明將進化為網絡協同智造文明，中國制造業發展轉型正迎來與新科技革命和全球制造服務轉型交匯的新機遇、新挑戰。

(三)網絡協同是智能制造的新特征

網絡協同智能制造是在數字化、網絡化、知識化的基礎上，依托市場用戶、制造過程、社會文化等知識信息大數據，計算、模擬專家的知識邏輯、分析判斷、推理決策等智能行為，并依靠嵌入傳感與機器視覺、數字仿真與虛擬現實、人工智能、數控裝備與機器人等，實現信息知識管理、產品設計、生產規劃、加工裝配、質量保障、物流管理、經營服務等全流程協同智能制造與服務。網絡協同智造需要開放合作、協同共創、綠色低碳、分享共贏的理念，創建全球互聯互通、公平自由、互利合作、安全法治的信息物理環境與經濟法律環境。

隨著新一代信息技術的發展，網絡協同智造已從局域終端編碼智能發展到依托全球寬帶、大數據和知識規則的終端/云端協同計算智能；從制造方主導轉變為以用戶和市場主導，由設計方、制造方、用戶方乃至網絡創客等協同共創、分享共贏的智造服務；將從制造過程的智能化拓展到設計制造、信息能源、經營服務等多領域跨界融合的智能化；從單個生產線、單個企業的智能制造拓展到全球網絡協同智能制造與服務。從而可實現真正意義的零庫存、零次品、零故障、零差錯，更高品質和效率的綠色低碳、精益制造，實現少人、無人的個性化、定制式大批量智造與服務，為用戶創造最佳體驗和新的價值，大幅提升全球競爭力和可持續發展能力。

二、加快推進中國智造

(一)加快推進中國智能制造的必要性

建國以來，尤其是改革開放以來，中國制造業持續快速發展，建成了門類齊全、獨立完整的產業體系，有力推動了工業化和現代化進程。近年來中國制造增加值全球占比已超過20%，為國內外市場提供了大量高性價比商品和裝備。載人航天、超級計算、北斗導航、海洋深鉆、高鐵核電等成就舉世矚目，中國已成為舉世公認的制造大國。但與世界先進水平相比，中國制造仍大而不強。在資源能源利用效率，產業結構，質量效益，數字化、信息化、智能化水平，基礎核心技術支撐能力，自主創新能力等方面，仍差距明顯。據《世界經理人》《2015中國制造業信息化現狀調研》結果顯示：中國近九成制造企業信息化處于初、中級水平，信息化覆蓋業務較窄，而且各系統信息處于割裂狀態，集成度低。2015年，中國制造業關鍵工序的數控化率僅1/3，大中型制造企業也剛超過50%，而美國、德國、日本等國家制造業數控化率已達80%～90%。

數字化、信息化是實現智能制造的基礎。《中國制造2025》的戰略目標是加快兩化融合，主攻智能制造；到2025年，數字化研發設計工具普及率從目前的58%提高到84%，關鍵工序數控化率從目前的33%提高到64%；實現“兩提升、三降低”目標，即生產效率、資源綜合利用率大幅提升，研制周期大幅縮短，運營成本、產品不良率大幅下降。

第一，加快推進智能制造，可實現復雜零件的高品質制造。在航空航天、船舶車輛等行業，許多結構復雜、加工質量要求高的零部件，采用在線檢測、工況實時智能控制，可顯著提升制造品質和效率。今天，智能手機、超級本、智能電視、機器人等金屬部件已大都采用智能生產線實行高品質、大批量制造。

第二，加快推進智能制造，可促進綠色制造。中國制造業能耗約占一次能耗的63%，單位產品能耗高于國際水平20%～30%，2/3的二氧化碳排放來自工業。智能制造采用最佳工藝方案，能耗物耗和效率的智能優化，可實現材料節約循環利用、能源智能管理；將從源頭促進綠色發展，支持實現2025年規模以上單位工業增加值能耗比2015年下降34%，單位工業增加值二氧化碳排放量下降40%。

第三，加快推進智能制造，可適應客戶個性化、定制需求。可以按客戶要求實現智能設計，依靠智能裝備(智能生產線、機器人、3D 打印等)和軟件實現大批量定制，縮短交貨周期，大幅提升企業的贏利和競爭能力。例如：青島紅領集團運用數字化、人體和版型大數據、智能信息物流等技術，實現客戶個性化精準定制，生產周期縮短至7天，定制業務年均收入和利潤增長均超150%，成為服裝業向智能制造轉型的成功案例。

第四，加快推進智能制造，可促進向智能服務型制造轉型。依托智造知識、信息和網絡帶動促進設計研發、咨詢管理、網絡監控、數據分析、軟件計算等服務創新，向價值鏈“微笑曲線”的兩端拓展，提升制造產業鏈的整體價值，促進轉型升級。例如：通用電氣(GE)利用嵌入傳感和網絡實現發動機狀態在線監控，發展了“GE 航空發動機健康保障系統”，為客戶提供精準服務。不但為航空公司創造了價值，還大幅提升了GE航空發動機的設計制造和服務能力。1991—2009年，通過實行“按小時支付”等商業服務模式，航空發動機業務年收入從69億美元猛增到187億美元，服務收入占60%以上。

第五，加快推進智能制造，是提升中國制造業勞動生產率的必由之路。根據聯合國工業發展組織(UNIDO)的統計，2015年中國制造業人均勞動生產率約為美國的1/12、日本的1/6、德國的1/5，差距和提升空間巨大。通過推進生產線自動化改造、數字制造+互聯網、智能制造+云平臺/云服務等，將有力地支持實現“十三五”期間制造業全員勞動生產率增速7.5%左右，“十四五”期間增速6.5%左右。將在要素成本不斷上升的環境下，有效應對發達國家依靠智能制造重塑競爭優勢和發展中國家低成本制造的雙重挑戰。例如：海爾集團創建了1+7智慧平臺，實現智能家電的客戶個性化定制與服務，僅以其旗下的沈陽冰箱廠為例，單線產能提高80%，用工減少60%，庫存減少80%，質量提高30%，為企業和用戶創造了新的價值，成為中國家電智造的先行者。

(二)加快推進智能制造需要重視的幾個問題

第一，必須以市場為導向、企業為主體，深化改革，政府引導促進產學研用協同創新，充分發揮各方面積極性、創造性。《中國制造2025》已對中國未來十年智能制造發展，提出了明確戰略目標、基礎核心技術、重點產業領域、相應的政策舉措和發展路線圖。地方政府應根據《中國制造2025》的規劃，放眼國內外市場全局，做好本地區智能制造發展規劃，選準重點領域，支持創新突破，形成特色優勢；同時，要防止跟風趨同、盲目發展，造成新的重復建設和產能過剩。完善財政稅收、金融保險、知識產權保護等政策法規環境。構建網絡互聯互通、數據共創分享、智慧物流、云服務等產業生態。為企業并購境外智造企業、“一帶一路”合作共贏、跨國經營提供更好的信息法律咨詢與服務。應當加大對智能制造基礎共性技術的支持力度，提升對完善工業互聯網、工業大數據、制造業云平臺、電商物流、質量與標準、網絡信息安全等的支持、服務及保障水平。支持先進制造企業創新發展面向智能產品、面向制造過程與裝備、面向經營服務過程的智能技術，攻克基礎核心技術。提升設計研發和集成創新能力，創造掌握自主知識產權，創新智造服務業態。引導扶持智能制造產業健康發展，培育良好的智能制造創新鏈、產業鏈，形成若干各具特色的智能制造企業集聚發展的示范區。充分發揮先進智造企業和智能制造示范區的帶動作用。認知產業發展規律，總結成功經驗，分析國外案例，傳播推介可復制、可推廣、可借鑒的好案例、好經驗，加快推進實現中國制造向中國智造整體跨越。

第二，必須堅持以人為本。吸引培養數量宏大、結構合理、素質優良、適應智能制造發展需要的設計研發、制造工程、數據分析、工業軟件、虛擬現實/人工智能(VR/AI)、計算服務等工程技術、經營管理和應用技能人材，加強以提升崗位職業素養和技能為目標的在職培訓和繼續教育。

第三，必須發揮信息網絡優勢。發展眾創眾籌，支持大眾創業、萬眾創新，培育拓展智能制造創新基礎和活力。

第四，必須培育先進智造文化和優良的產業生態。降低制造企業交易成本和經營風險。

三、加快向中國創造轉變

智能制造將有力地支持中國制造轉型升級、提質增效、提升全球競爭力以及綠色化、可持續發展能力，也將有力地支持中國創造。實施創新驅動發展戰略，提升自主創新能力，是中國制造實現由跟蹤模仿向并跑—超越—引領轉變，由產業鏈、價值鏈低中端向中高端跨越，向中國創造轉變的關鍵。其核心是科技與產業創新。

《中國制造2025》提出：到2025年，制造業素質大幅提升，創新能力顯著增強，勞動生產率明顯提高，兩化融合邁上新臺階。在全球產業和價值鏈中地位明顯提升。到2035年，制造業整體達到世界制造強國中等水平。創新能力大幅提升，重點領域取得重大突破，優勢行業形成全球創新引領能力。到2050年，綜合實力居世界制造強國前列。主要領域具有創新引領能力和競爭優勢，建成全球領先的技術體系和產業體系，實現中國創造。

(一)創造國家引領世界

18世紀，英國因為發明創造了蒸汽機、紡織機、機床、火車、輪船、鋼鐵冶金技術等，崛起為工業強國，成為機械制造的引領者。19世紀，德國、美國因為發明創造了內燃機、汽車、飛機、電機電器、電力系統、制造流水線、高分子合成材料等，引領了以電氣化、流水線為特征的制造業變革。20世紀中葉以來，美國因發明創造了半導體、計算機、集成電路、數控機床等，引領了向柔性制造方式轉變。中國在載人航天、北斗導航、高鐵、核電等領域，依靠自主創新、開放合作、舉國協同，突破關鍵核心技術、實現系統集成創新，成功進入全球先進行列。

(二)創新企業引領市場

波音、空客依靠美國和歐洲的先進材料、航空發動機、航空電子等基礎核心技術和基于知識的飛機創新設計制造能力，主宰壟斷全球大型客機市場近半個世紀。比爾·蓋茨領導微軟公司創造開發了用戶友好的操作系統、辦公軟件和瀏覽器，崛起成為全球最大的個人電腦(PC)軟件服務商，引領推動了PC制造產業的發展。華為公司確立全球戰略目標，堅持高強度研發投入，自主研發新核心芯片、先進算法與軟件，自主設計研發面向客戶需求的整體解決方案，并依靠獨特的企業文化和強大的創新執行能力，成為領先全球的信息與通信技術(ICT)系統供應商，成為中國創造的典范。深圳大疆公司依靠突破攝像平臺穩定技術、飛控軟件、創新設計制造和網絡銷售服務等快速崛起，贏得了全球消費類無人機市場的70%。歷史證明，只有創新創造的企業和國家，才能贏得未來競爭優勢，主導市場競爭格局，贏得超額利潤和價值，成為產業的引領者。

(三)加快推進中國創造的幾點建議

因為歷史的原因，中國失去了前幾次制造業變革的歷史機遇。今天的中國已成為全球制造大國，已確立了建設制造強國目標，必須抓住制造業變革的新機遇，在主攻智能制造的同時，加快推進向中國創造轉變。

第一，必須加強基礎前沿研究，提升科技原創能力，突破基礎核心技術。基礎核心技術缺失、科學知識創新與前沿技術創新儲備薄弱，是制約中國制造技術與產業自主創新的瓶頸和基礎。必須加強對物理、化學、數學等基礎科學的投入，著力支持信息、材料、微納、生物、能源等前沿科技的研究，為高端制造原創提供知識與技術支持。必須發揮中國工業網絡和大數據優勢，應對知識網絡時代產業創新的挑戰，在網絡、數據和信息安全等領域加大前瞻部署，力爭在網絡結構、數據算法、安全理論與技術等方面取得原創突破。為適應多樣化、個性化需求及交叉融合創新，應積極支持物質生命、經濟社會、生態環境、人文心理、哲學倫理等跨界交叉融合研究，為技術、管理與業態創新儲備新知識、孕育新創意、凝聚新團隊。應支持以制造業創新前沿問題和戰略方向為導向的定向先導研究，為中國創造發展儲備前沿知識基礎和戰略技術。

第二，必須著力提升創意創造和創新設計能力。中國制造業走過了一條跟蹤模仿，引進消化吸收再創新，跟跑并跑，快速發展的成功之路。但也帶來了創意創造的自信心不足和創新設計的意識與能力薄弱，設計理論和方法、設計工具和仿真軟件多依賴進口，缺乏自主創新引領世界的設計創造。任何創新創造必須先有創意和設計，創意設想常常是自主原創的起點，創新設計往往決定了制造的價值、競爭力和綠色化水平。創新設計可集成引領制造服務的系統創新，可以創造新的應用需求，甚至改變市場格局。創新設計是向中國創造轉變的關鍵環節。喬布斯領導蘋果公司推出的智能移動終端系列產品，正是依靠創意創新設計，集成芯片、軟件、全球先進材料與制造工藝，引領了智能移動終端產業，創造了全新的市場需求，贏得同行業70%的利潤，改變了人們的生活方式。我們必須著力提升創意創造和創新設計能力，創造引領世界的產品和平臺、工藝技術和裝備、經營服務新業態。

第三，必須造就一批受世界尊敬的跨國制造企業、一大批世界“隱形冠軍”和全球著名制造服務品牌。中國創造需要一批在先進材料、清潔能源、信息網絡、高端制造、航空航天、海洋工程與船舶、新能源汽車與軌道交通、農業環保與工程機械、醫藥與大健康、消費電子、文化創意、國防軍工等重要戰略領域，創新贏利能力、引領全球同行的高端制造支柱大企業或企業集團。制造業創新需要多學科、多領域協同共創，需要先進的產業創新生態，需要著力培育先進材料、專用工藝與工具、高端元器件、應用軟件等領域從事專精特優產品和技術服務的一大批世界“隱形冠軍”。還需要支持培育引領世界、服務全球制造的智慧網絡、智慧物流、智慧軟件、人工智能、大數據、云計算/云服務平臺和軟件企業。需要培育造就一大批全球著名、受用戶信賴與尊敬的制造服務品牌。

第四，必須建設支持中國創造的科技與產業創新體系。中國大中型制造企業研發投入占主營業務收入比重不到1%；創新資源重復、分散、浪費現象嚴重，創新鏈“分割、斷裂”；科技創新對制造業的支撐不足，產學研用協同創新不接力，科技成果轉化率不足10%；有效運用知識產權和技術標準提升市場競爭的能力薄弱等等。加快向中國創造轉變，必須激勵支持企業加大研發創新投入，構建以市場為導向、以制造服務企業為主體、政產學研用緊密協同的創新體系，依照創新制造產業鏈布局創新鏈，整合集成創新資源，完善規范靈活的利益分享機制，從體制機制上提升協同創新能力。著力構建面向制造業，尤其是中小企業的科技產業創新中心、制造業大數據、云平臺，為制造業企業提供基礎、共性、前沿技術支持與數據信息服務。小微企業是創新創造的重要來源。應完善支持小微制造企業創新發展的財稅優惠政策，優化中小企業發展專項資金使用重點和方式。發揮財政資金杠桿作用，吸引社會資本，設立國家中小制造企業創新發展基金。

第五，必須改革創新工程與職業教育體系。實現中國創造，創新創業人才是關鍵，立德樹人是根本。培育愛國敬業精神，樹立科學發展理念，增強誠信合作、共創分享意識，培育創新創業的自信心、想象力和創造力，比傳授知識和教授經營策略更重要。實現中國創造，不僅需要富于創新創業精神的領軍人才，還需要規模宏大、結構合理、素質優良、勤奮敬業、創新開拓的軟硬件工程師，金融財會、律師中介、數據分析計算、經營管理人才，也需要數以千萬計經受良好職業教育，接受職業崗位培訓、繼續教育，不斷更新知識技能、技術精湛的技師和技術工人。必須認知科技、制造技術和產業創新的規律與方法，積極跨界拓展融合知識技能基礎，全社會協同培育，倡導科學精神、工匠精神、創新與創業精神。

第六，必須建設中國先進制造文化和信譽。制造服務作為人類的一項重要社會產業創新實踐活動，需要遵循倫理法律和先進理念的指引。尊重自然、尊重生命，尊重人民生存發展、創新創業的平等權利，是科技與產業創新的倫理基礎。尊重勞動、尊重知識、尊重人才、尊重創造、尊重創業，始終是激勵科技與產業創新的先進社會文化。共創分享全球知識信息資源，市場公平自由有序競爭，依法保護知識產權，保護公共和私人財產權，始終是激勵科技與產業創新最重要的基石。守法、誠信、唯實、求真，依然是知識網絡時代CPS環境中，科技與產業創新最基本的行為準則。“創新、協調、綠色、開放、共享”發展新理念，是對科學創新發展、開放合作、共贏共享、綠色低碳可持續發展的新概括，在向中國創造轉變進程中應自覺遵循、全面貫徹。制造文化反映一個國家制造業的特質和價值取向。在兩百余年工業化競爭合作、創新發展歷史進程中，各國形成了各具特色的制造文化。如美國制造文化追求創新引領，德國制造文化的標志是質量誠信，日本制造文化是精致實用，法國、意大利的設計制造展現藝術時尚等。21世紀前半葉，人類社會將發展進化為知識網絡文明時代，“綠色低碳、網絡智能、融合創新、共創分享”成為制造技術與產業創新的新特征。面向用戶的定制式、大批量網絡協同智造服務將成為新業態，將更重視為用戶和社會創造更好的經濟社會、生態環境、人文藝術綜合價值。我們應當將傳承弘揚中華優秀文化、全面貫徹發展新理念與借鑒吸納各國多樣優秀的制造文化結合起來，培育建設創新創造、精益求精、誠實守信、公平競爭、開放合作、共創共贏的，具有中國特色、符合時代要求、受世界尊重的中國先進制造文化和信譽。

責任編輯：艾冰

路甬祥，中國科學院院士、中國工程院院士、全國人大常委會原副委員長。