“互聯網+”背景下智能制造產業發展模式與路徑創新研究

唐德淼

摘 要：《中國制造2025》指出，我國要大力推動制造業的數字化、網絡化和智能化，建立起一個全新的智能工業體系。智能制造產業的發展是第四工業革命的核心內容之一，也是重塑國家間產業競爭力的關鍵因素。目前，我國智能制造產業已呈現多頭并進的發展態勢，但《2016中國制造業競爭力調研報告》表明，我國智能制造才走了不到30%的路程。為加快這一進程，著重對智能制造產業的發展模式、發展路徑與供給側對策進行剖析。

關鍵詞：智能制造產業；發展模式；路徑創新

中圖分類號：F426 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2016）33-0035-03

引言

《中國制造2025》，將“推進信息化與工業化深度融合”作為主要戰略任務之一，提出研究制定智能制造發展戰略、加快發展智能制造裝備和產品、推進制造過程智能化、深化互聯網在制造領域的應用等具體任務。而《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》和《關于開展2016年智能制造試點示范項目推薦的通知》等文件，提出在產業發展過程中重點推進智能制造、大規模個性化定制、網絡化協同制造和服務型制造，打造智能協同制造技術服務平臺，形成智能制造業協同發展的產業生態體系；以推進智能制造產業發展為主攻方向，提升工業共性技術能力，促進產業化創新和轉型升級，促進制造業的數字化、網絡化和智能化，建立起一個全新的智能工業體系，打造智能制造產業生態鏈，構成新常態下經濟增長新動力。

智能制造是基于新一代信息技術，在現代傳感技術、網絡技術、自動化技術以及人工智能的基礎上，以信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行為主要特征，包括從智能制造單元擴展到車間、生產線、企業、供應鏈等環節在內的制造生態系統。智能制造的實現主要通過信息—物理系統（CPS），實現網絡信息系統和實體空間的深度融合，形成智能決策與控制，從而推進整個制造業的智能化發展。為此，對智能制造產業的發展模式、實現路徑等內容的研究，顯得非常有現實意義。

一、智能制造產業發展新模式

（一）“政府+企業”發展模式

“政府+企業”發展模式指智能制造業在發展過程中由政府作為其主要支配力量，政府為企業的發展提供資金、人才等資源，企業在政府的大力支持下優先享用政府資源，受政府相關政策的保護，從而不斷發展壯大，最終成長為智能制造業的“舵手型”企業。這類企業往往涉及一些與國家利益直接相關的產業領域，或是與國家的重要發展戰略息息相關，因而這些企業受到政府部門的調節和支配，能夠在政府的大力扶持下迅速成長起來。

（二）“智能制造業產業化創新平臺”協同發展模式

智能制造業產業化創新平臺由政府和產業鏈上的“舵手型”企業共同發起，平臺由“舵手型”企業以創新的商業模式驅動運營。激發平臺的產、學、研和企業的協同創新智慧，通過該平臺共享和增值，促進創新要素發揮乘數效應的作用。該創新平臺的有效運營由政府的產業政策驅動，全面涵蓋智能制造產業發展的利益相關方，促進智能制造業的良性發展。保證所有相關基礎技術與組件的自主創新能力，提供開放、實時的運行環境，數字生態系統的優化整合、數據分析以及協同的功能，促進智能制造業產業化創新平臺的共享運行。面向智能制造的全過程、全產業鏈、產品全生命周期，建立起智能產業部門的協作，發展網絡化協同制造新生產模式，支持產業與互聯網的融合，制定智能制造的共性技術標準、關鍵技術標準和行業應用標準與規范，并在相應領域推廣；實現智能制造產業系統中的物理對象與相應的虛擬對象之間無縫協同融合；推動實施國家重點研發計劃，實施智能制造重大產業工程，強化制造業自動化、數字化、智能化基礎技術和產業支撐能力，加快構筑自動控制與感知、工業云與智能服務平臺、工業互聯網等制造新比較優勢，增強智能制造業數字化連接能力、數據增值能力、網絡集成能力、智能認知能力、智能優化配置的能力，促進全產業鏈的智能協同。

（三）“工業4.0”引領發展模式

發達國家大力推進再工業化與制造業回歸，推進網絡信息技術、人工智能與制造業的深度融合。重點關注互聯網、智能技術對制造業發生的作用，其中CPS是網絡世界與實體世界的融合，具有在空間和時間維度感知和處理外部環境復雜性的能力，對產業互聯網與工業互聯網產生巨大影響。在美國，這種影響將重點發生在智能生產設備、流程、自動化、控制、網絡和新產品設計等產業。CPS能夠實現管理大數據、提升機器互聯、建設智能化、提升對設備管理彈性和自適應能力等目標。對制造業的硬件設備、工廠、移動設備、物流、服務和人和過程進行連接、整合、分析和動態調整，具有跨界協同的特征。要重點推進能適應“工業4.0”的智能制造業發展模式，提升智能化制造業的CPS能力。首先，實體空間的數字化能力，將設備、移動終端、工廠、流程、服務等供應鏈中所有環節等“實體空間”要素，進行數字化呈現與連接的能力，實現萬物智慧互聯；其次，大數據基礎上，網絡空間對數據進行集成分析，發展人—機智能交換，提升認知層的智能決策能力；最后，網絡—實體空間交互能力，形成智能價值網絡、商業生態，實現智能協同增值。

二、智能制造產業發展的創新路徑

（一）提升重點領域智能機器人智慧能力

面向《中國制造2025》十大重點領域，聚焦智能生產、智能工廠、智能企業的智能機器人的智慧能力提升，攻克智慧機器人關鍵技術，圍繞重大科技領域，培育智慧生活、現代服務、特殊作業等方面的需求，重點發展人機協作智慧機器人、雙臂機器人等標志性智慧機器人產品，引導智慧機器人向中高端發展，推進專業服務機器人實現系列化、商品化，促進服務機器人向更廣領域發展。

（二）大力發展智慧機器人關鍵零部件

從優化設計、材料優選、制造工藝、裝配技術、專用制造智能裝備、智能產業化能力等多方面入手，實施技術創新，突破技術壁壘，解決智能工業機器人用的關鍵零部件性能、可靠性差，使用壽命短等問題。聚焦感知、控制、決策、執行等智能制造核心關鍵環節，突破關鍵核心與關鍵零部件，開發智能工業機器人、增材智能制造裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等核心技術裝備，以裝備為支撐，全面提升高高性能機器人專用伺服電機和驅動器、智能控制器、智能傳感器、智能末端執行器等五大關鍵零部件的質量穩定性和產業化生產能力，推動智能制造產業發展。

（三）推進智能制造產業共性關鍵技術產業化創新

積極跟蹤智能機器人的發展趨勢，推進新一代智能機器人共性技術產業化創新，建立健全智能制造機器人的創新平臺。充分利用和整合現有科技資源和研發力量，組建面向全產業鏈的智能機器人創新中心，打造政產學研用（企業）緊密結合的協同創新載體。重點聚焦人工智能、機器人深度學習等基礎前沿技術和共性關鍵技術，突破高性能智能機器人的設計、精確參數辨識補償、協同作業與調度、編程等工業機器人的關鍵技術；重點突破智能制造模塊化、標準化體系結構設計、信息技術融合、生肌電感知與融合等服務機器人關鍵技術；重點開展，突破機器人通用控制軟件平臺、人機共存等新一代智能機器人核心技術。同時，推進智能制造共性關鍵技術標準體系建設以及檢測體系認證與應用。

（四）打造“舵手型”企業和“智能工廠”

引導企業開展產業鏈橫向和縱向整合，支持互聯網企業與智能制造企業的共享聯合，通過聯合重組、合資合作及跨界融合，加快培育智能化管理水平高、創新能力強、市場競爭力和產業整合能力強的“舵手型”企業，打造市場滲透力強的智能制造機器人知名品牌，充分發揮“舵手型”企業帶動作用，以“舵手型”企業為引領形成良好的智能制造產業生態系統，形成全產業鏈協同發展的局面。通過“舵手型”企業，打造“智慧工廠”，以制造資源、生產操作流程和產品為核心，以產品生命周期數據為基礎，應用仿真技術、虛擬現實技術、實驗驗證技術等，使產品在生產工位、生產單元、生產線以及整個工廠實現智能化生產和運營。在信息化、網絡化、數字化以及智能化都成熟的前提下，從基礎IT與自動化，到業務流程變革，再到系統集成，參照CPS以及工業4.0的技術標準，建立智能車間、智能化工廠、智能化企業以及整個智能制造產業生態系統。

三、智能制造產業發展的供給側對策

（一）加強智能制造產業發展的政策引導

實施智能制造產業發展的分布規劃，在制造的優勢行業、重點企業，開展智能制造發展的應用示范，政策鼓勵企業建設智能車間、智能工廠和智能企業，推進智能制造和智能生產性服務；分層推進智能化技術應用，推進智能技術產業應用。在互聯網、物聯網、云計算、大數據等泛在信息的強力支持下，推進智能化制造產業支撐能力建設，加強工業互聯網等網絡基礎設施建設，推動制造企業的互聯網化和智能化，突破和發展智能化關鍵共性技術和高端核心智能工業軟件、智能制造裝備及其關鍵部件和裝置研發和生產，通過供給側結構性改革，建立和完善有利于智能制造產業創新升級、推進智能制造的制度環境，促進智能制造產業的升級發展。

（二）促進創新體系有效智能協同

智能制造產業化水平的關鍵是制造業的創新能力。我國在工業無線技術、標準及其產業化，關鍵數據技術和安全核心技術等智能制造產業和工業互聯網領域，發展水平還很低。制造業總體技術水平還處于由電氣化向數字化邁進的階段，而智能制造的支撐是數字化和智能化。按照德國工業4.0的劃分，發達工業國家智能制造推進的是由工業3.0向工業4.0的發展，而我國智能制造需要的是工業2.0、工業3.0和工業4.0的同步推進。不斷探索“互聯網+”與各行業融合創新的新模式，以網絡為紐帶，實現人、機、物的互聯互通，加快高速、互聯、安全、泛在的基礎網絡設施建設，智能制造的實現設備、生產線、制造系統、產品、供應商、人之間的智能互聯；強化創新驅動，持續推進智能制造企業融合創新，引導機器人產業鏈及生產要素的集中集聚，形成合力，推動智能制造產業健康發展，實現創新能力和智能制造技術革命的趕超，促進智能制造業與互聯網深度融合協同發展。

（三）示范應用帶動制造業智能化升級

激發智能制造產業發展的積極性，提升智能制造業的集成創新、產業應用、產業化創新、試點示范成效，支持產學研用合作和組建產業創新聯盟，聯合推動離散型數字化制造、流程型智能制造、網絡協同制造、大規模個性化定制、遠程運維服務等智能制造產業應用。支持智能制造系統集成和應用服務，推動形成包括多元化主體和多元化路線的產業創新和技術擴散體系，多方參與、多線并進的開放性創新機制，建立面向智能制造重點行業的工業云，采集產品數據、運營數據、價值鏈上大數據以及外部數據，實現經營、管理和決策的智能優化，加快構建以智能制造“母工廠”為核心的系統層面智能制造技術的應用載體。制定智能制造產業發展規劃，促進各項資源向優勢企業集中，鼓勵機器人產業向高端化發展，聚集重點領域，緊扣關鍵工序智能化、生產過程智能優化控制、供應鏈及能源管理優化，建設智能工廠、數字化車間，分類實施流程制造試點示范與離散制造試點示范，以應用為抓手，帶動制造業智能化升級。

（四）建立智能制造產業發展風險補償機制

加強智能制造產業領域的資金扶持，以產業政策推動形成多元化的、競爭與合作并存的智能產業創新格局，鼓勵以解決智能制造產業現實問題為宗旨，引導組織智能制造產業聯盟合作和關鍵技術攻關，強化面向產業聯盟的獨立評估與信息公開機制，加快我國智能制造企業的整體技術進步和自主創新模式形成，主動對接國際智能制造技術產業標準，設立智能制造產業融合發展專項資金，加大對智能制造業與互聯網融合發展關鍵環節和重點領域的投入力度，加大財稅支持力度，為智能制造產業轉型升級等專項資金支持機器人及其關鍵零部件產業化創造條件，積極探索建立智能制造產業發展風險補償機制。

結語

如何抓住智能制造業發展的契機，促進信息化和工業化深度融合，將是我國考慮的現實問題。發展智能制造產業應該立足于新常態的新比較優勢，借鑒發達國家智能制造的發展模式。注重政府對智能制造產業發展的政策引導，健全智能創新體系，促進智能協同，以應用為抓手，帶動制造業智能化升級，建立智能制造產業發展風險補償機制，積極培育智能制造人才。在供給側對策的支持下，堅持 “政府+企業”發展模式，“智能制造業平臺”協同發展模式，“工業4.0”引領發展模式，沿著推進工業機器人向中高端邁進，發展智能制造機器人的關鍵零部件，推進智能制造機器人的共性關鍵技術產業化創新，提升產業化創新能力，打造“舵手型”企業和“智能工廠”的創新路徑。著力發展智能裝備和智能產品，著力推進企業研發、生產、管理和服務智能化，著力智能制造產業發展的市場空間，以“智能企業”建設和智能制造產業水平為主攻方向，我國智能制造產業在全球產業鏈中的控制力一定能增強。