先進制造如何在全球布局

張瑩+劉軍+劉石磊+欒海+沈忠浩+江宇娟+張家偉+李驥志+范小林+華義+徐謙

“中國制造2025”出臺一年多來，中國加快了從制造業大國向制造業強國戰略轉型的腳步。與此同時，全球制造業先發國家近年也不約而同提出“重振制造業”相關戰略。

各國競相在制造業領域發力并非偶然。專家認為，這反映了制造業正在發生深刻變革，傳統制造業正在被以數字化、網絡化、智能化為特征的先進制造業取代，而后者代表著全球制造業未來的發展方向。

制造變為智造

所謂先進制造，是相對于傳統制造而言。如果說工匠精神成就了傳統制造業，那么先進制造業依靠的是創新驅動。

自上世紀中葉以來，隨著信息產業與高新技術發展，傳統制造業不斷吸收電子信息、計算機、機械、材料以及現代管理技術等方面的創新成果，并將這些先進技術綜合應用于制造業全過程。

“制造業發展數字化、網絡化、智能化趨勢明顯，而智能化更是其突出特征。”對于傳統制造向先進制造轉型的趨勢，中國工業和信息化部部長苗圩在“2016智能制造國際會議”上這樣總結。

德國最先將這一發展趨勢概括為“工業4.0”。按照德國“工業4.0平臺”的說法，“工業4.0”代表第四次工業革命，是產品生命周期內全價值鏈的組織和控制的一種新水平。在“工業4.0”條件下，人、物品和系統相互聯接，形成有活力、實時優化、具有自我組織功能、跨企業的價值附加網絡。這種網絡能夠根據成本和資源消耗等不同的標準進行優化。

英國設菲爾德大學校長博內特接受記者采訪時指出，在工廠生產中，“工業4.0”的概念表現為更加“智能”的空間：更加精確的機械和機器人設備重新定義了生產區域；數據驅動、自動化、綜合性以及數字技術輔助的組裝線能夠被實時監控，并可以根據工廠的需求調整設置。

以一條智能化“工業4.0”生產線為例，人工工位依舊存在，但已在輔助機器人幫助下工作，如已投入應用的瑞士ABB公司雙臂工業機器人Yumi、德國博世公司可靈活編程的機器人APAS等，都可以代替工人做重復性“臟活、累活”。人的負擔得以減輕，出錯率大幅降低，人機互動的安全性得到最大程度保障。

“這是工業領域成長的新遠景，會對制造業的需求和產能帶來極大變化，不但讓制造業更符合可持續發展標準，也會給未來增長和創新帶來更大機會。”博內特說。

各國必爭之地

發達國家重回制造業，原因可以概括為兩方面：一是新一輪制造業革命呼之欲出，能否在其中爭得一席之地關系到國家未來的產業布局與核心競爭力；另一方面，2008年金融危機爆發以來經濟持續低迷，讓各國認識到產業空心化的危害，寄希望于通過“重振制造業”提振經濟。

在此背景下，發達國家在2010年前后相繼出臺了先進制造業發展相關戰略。

美國奧巴馬政府自2011年以來積極推動建立全國先進制造業網絡，以期幫助制造業回流美國，主要措施是通過政府資金支持、企業主導、高校及研究機構共同參與方式打造產學研結合的制造業創新中心，目前已在全國成立9家制造業創新中心。

俄羅斯政府2011年成立“戰略創意機構”，為先進制造發展提供有力支撐。該機構主要工作包括接納、審議和支持俄各界制訂的對本國經濟、社會優先發展領域具有重要創新意義和推動作用的各種項目或規劃，每年向由俄總統普京親自擔任主席的監事會提交一份“國家技術創意”市場開發路線圖，一旦其中所列項目獲批，即可獲得俄政府資金支持及這家機構提供的融資和政策便利。

“工業4.0”在德國已由概念發展為一項旨在保持德國制造業領先地位的發展戰略。為推進該戰略，德國2013年成立了“工業4.0平臺”，由德聯邦經濟部長、教育和科研部長及各行業、科技界和工會代表共同領導，為德企業投身“工業4.0”開發了一系列實用工具，并負責向德政府及企業提出行動建議、拓展德與其他國家合作等。

為應對國際競爭力下滑的挑戰，北歐國家芬蘭也出臺一項名為“SISU 2010”的計劃，由芬蘭國家技術創新局牽頭，在2005年至2009年期間以資金支持方式扶植制造業創新。這項為期5年的制造業創新計劃總計投入8100萬歐元，超過300家企業參與其中。

還有一些國家并非傳統意義的制造業強國，但也積極利用創新優勢投身這一輪制造業變革。例如，以色列經濟部首席科學家辦公室啟動一項傳統產業技術創新支持計劃，最近10年斥資約2.6億美元投入約1380個研發項目，惠及以色列數百家制造業企業。

哪些產業將突圍

從各國產業布局來看，物聯網、大數據、人工智能、3D打印、清潔能源、納米技術、虛擬現實等是各國扶植重點，它們未來的發展潛質已初露端倪。

“能源美國”是奧巴馬政府指定的9家制造業創新研究中心之一，主要攻克以寬禁帶半導體技術為主的下一代電力電子產品制造過程中的成本難題，從而推動清潔能源發展。

該研究中心執行主任賈斯蒂斯告訴記者，寬禁帶半導體技術已推出多年，具有高效節能特性，符合清潔能源發展趨勢，但由于生產成本極高，一直無法廣泛應用。中心項目主要是改進寬禁帶半導體產品的生產技術，降低生產成本，推動這種基礎研究成果在制造業領域的應用。

2016年2月，俄“戰略創意機構”審議通過的新一期市場開發路線圖包含了4個大項，其中“未來工廠”項目一個主要發展方向是以3D打印為主的增材制造。

誕生于莫斯科附近斯科爾科沃園區的“異形打印”公司是擁有一定國際知名度的3D打印企業，其團隊曾為2014年入軌的俄首顆小型商業衛星“平板-極光”號提供了用于制造太陽能電池板的3D打印機。

“異形打印”公司總經理安東諾夫對記者說，其主要制造工藝是將強化纖維在打印過程中融入熱塑性聚合物，由此制成的碳纖維復合材料制品的堅固性是普通塑料制品的15到20倍，是鋁制品的2倍，但比鋁制品輕。目前該公司還為歐洲空中客車和俄聯合航空制造公司打印機艙內部件，為俄私營航天企業的小衛星制造外殼部件和太陽能電池板等。

芬蘭“SISU 2010”計劃一個代表性項目是“增強現實裝配”。增強現實技術（AR）誕生于上世紀90年代，這種技術可以在屏幕上把虛擬世界套在現實世界進行互動。“增強現實裝配”是增強現實技術在設計制造領域的一個應用，即在虛擬環境下進行產品裝配，可以使用戶模擬實際裝配操作的方式，建立產品裝配序列和裝配路徑，經過可視化和可感知的評價分析，得到合理的裝配工藝。

以創新著稱的以色列在多個先進制造領域位于世界前沿，尤其是機器人行業，其規模雖小，但目前該國生產的服務型機器人已在全球市場占很大份額，在5個領域的服務型機器人銷售排名全球前三，分別是鋤草機器人、清洗游泳池機器人、外科手術的機器人、可從事CAD設計機器人以及殘疾人輔助機器人，后者也是唯一被美國食品和藥物管理局認證的殘疾人輔助機器人。