中國制造2025下“智能工廠”建設的分析

郭躍+鹿玉曼+陳欣蕾

【摘要】中國制造業轉型升級工作已有序推進，寧波作為“中國制造2025”的首批試點城市，在“中國制造2025”的建設中起著重要的示范作用。本文主要以寧波汽配業為例對寧波制造企業智能工廠的建設現狀進行介紹，并對在建設智能工廠時所遇到的問題提出一些建議。

【關鍵詞】中國制造2025 智能工廠 建設 建議

一、引言

面對工業4.0和工業互聯網的新工業革命浪潮，由于大多數中國制造企業沒有掌握制造的核心材料、設備及工藝，還處于勞動密集型“規模化流水線”的工業2.0時代，仍然徘徊在價值鏈的低端。互聯網引導下的新工業革命使得企業必須改變傳統制造方式，提高生產效率，建立專業、高效的智能制造工廠或者將資源聚焦到產品的前端創新研發和后端用戶服務以有效支撐企業走向低碳、智能、創新發展，占據激烈市場競爭中的有利地位，掌握發展主動權。而中國制造2025的提出就是為了實現中國制造業由大而弱轉變為大而強，由制造大國升級為制造強國，實現中國經濟從依靠投資和出口推動向技術進步和效率推動的轉變。

2016年8月，工信部、中國工程院、新華社和寧波市政府聯合發布，寧波成為中國制造2025的首個試點城市，工信部副部長辛國斌表示，寧波制造業有著扎實的基礎，制造業產業格局清晰，寧波作為試點城市，以提質增效為核心，利用區域優勢和政策優勢，大力發展具有自身特色的新型制造業體系，著力推進智能經濟。

二、國內外智能工廠建設現狀

（一）國外研究現狀

在德國學術界和產業界的建議和推動下，德國政府于2013年4月的漢諾威工業博覽會上正式推出了“工業4.0”戰略。該項目旨在提升制造業的智能化水平，建立具有適應性、資源效率及人因工程學的智慧工廠，在商業流程及價值流程中整合客戶及商業伙伴。其核心是連接，技術基礎是網絡實體系統及物聯網，目的是把設備、生產線、工廠、供應商、產品、客戶緊密連接在一起。德國在推動工業4.0這一國策時將重點放在智能工廠上，這與德國制造業在德國經濟中有著舉足輕重的地位分不開。德國擁有強大的設備和機床制造能力，是最具競爭力的國家之一，推動智能工廠這個項目，可以全方位地提升德國工業界的整體實力，對于整個制造產業鏈（信息技術、生產物流管理技術、自動化控制技術、機電一體化技術、工業科技產品的科研和開發、3D技術、復雜工業過程的管理技術和電子嵌入式系統技術等）產生顛覆性的變化。

同時德國工業4.0可以概括為：一個核心，兩個重點，三大集成，四個特征和六項措施。（如表1）

美國政府戰略推動創新，積極實施“再工業化”實現美國的先進制造。金融危機后，美國政府將發展先進制造業上升為國家戰略，希望以新的革命性生產方式重塑制造業。自2009年起，美國政府出臺《重振美國制造業框架》，并先后啟動“先進制造伙伴計劃”和“先進制造業國家戰略計劃”，發布《國家制造業創新網絡初步設計》，集中力量推動先進制造業的發展，力圖打造一批具有先進制造能力的創新集群。

美國的先進制造，主要是借助信息化智能化來實現智能制造，著力發展納米技術、生化科學，在信息、材料、能源、控制等工業技術領域保持領先地位，著力發展高級智能制造，總得來說美國先進制造主要有一下特征：（1）繼續發展前沿科技，并利用先進技術對現有傳統技術進行改造；（2）在關鍵技術領域保持絕對的領先，在制造業利用先進技術，如先進傳感器、工業機器人、3D打印和智能化工廠等；（3）前沿科技相互交叉，催生新技術并發展新技術的新興市場；（4）制造方式更加的低碳、智能、柔性化，體系技術創新和可持續發展。

日本推行的特色工業4.0，其突破口是人工智能。它的一大特色是通過對人工智能產業的探索來解決勞動力斷層的問題，而其首先應用的領域就是工業化生產線。如本田公司通過對機器人等先進技術和產品的采用及改良，大幅縮短生產線，建成了世界上最短的高端車型生產線。與此同時，日本政府還加大了對3D打印機等尖端技術的財政投入，計劃實施“以3D造型技術為核心的產品制造革命”的大規模研究開發項目，開發世界最高水平的金屬粉末造型用3D打印機。

（二）國內研究現狀

中國面對第四次工業革命，在2015年發布《中國制造2025》十年行動綱領，希望通過“互聯網+”，實現產業結構改革和效益的增加，躋身世界制造強國行列，完成三步走戰略。（如圖1所示）

浙江省針對《中國制造2025》，自2013年開始，每年實施5000個機器換人項目，實現5000億元機器換人投資，推動工業生產方式由“制造”向“智造”轉變。作為浙江省第二大城市以及“中國制造2025”的首個試點示范城市，寧波制造業的轉型升級進行得如火如荼，在智能工廠建設上已進入實質性階段。如今，寧波市已與全球最先進的智能制造企業西門子公司開展對接洽談，全面打造智能工廠。智能工廠將先在一些電器以及汽車零部件行業進行試點，到2016年10月，寧波市將啟動智能工廠的整體設計方案，5000多家中小型電器及汽車零部件生產企業將嘗到智能工廠的“頭口水”。數控機床、工業機器人及智能化、高端化設備也將得到大幅度應用。

目前，寧波制造企業智能工廠建設的一大共同特點是：通過進口或自行研發的自動化生產設備、先進生產技術以及各種信息匯總系統及軟件來實現生產流水線的少人化。以往需要花費大量人力才能完成的工作，現在許多都能通過各類軟件或系統的運用來高效率地解決。就目前寧波制造企業建設智能工廠的大體情況來看，ERP系統以及倉庫管理系統等這類基礎性的信息系統已經較為普及。除去這些基礎性的信息系統之外，其他更新、更高端的信息系統如條碼系統，也在企業內部人才不斷地向外學習并自行研發中得以逐漸發展，并在各制造企業中得到了不同程度的應用。寧波在《“中國制造2025”寧波行動綱要》中立足國際，以建成國際一線制造業創新體系為目標，在石墨烯、稀土磁性材料、高端金屬合金材料、關鍵基礎件、專用裝備、光學電子、汽車電子、專用集成電路等8大細分行業，打造一批千億級企業，在智能工廠的建設上有著表率作用。

江蘇省聚焦新一代信息技術、新材料、高端裝備等15個重點領域，著力做好高端裝備創新建設、質量品牌建設、智能制造工程建設，加速健全智能工廠實現制造業國際化、綠色制造。南京作為江蘇省省會，“中國制造2025”試點城市群，在2015年發布《中國制造2025南京實施方案》，其瞄準新一代信息技術、高端裝備制造、新材料、生物醫藥和醫療器械等七大類14個重點領域，明確主攻方向，集中力量突破一批關鍵技術和重大裝備（產品），加快產業化步伐，引領制造業向中高端邁進。

三、寧波“智能工廠”發展現狀

在全球經濟放緩、需求萎縮、成本上升的大環境下，寧波制造同樣面臨挑戰。成為試點城市后，寧波將探索4種產業培育模式：“產城融合+要素聚集”、“需求牽引+定制推廣”、“民營經濟+開放協同”、“基礎技術+平臺服務”。

制造業是寧波的支柱性產業，2015年寧波實現工業總產值16700億元，其中規模上工業總產值13757億元，2016年寧波實現工業增加值3766.6億元，其中規模以上工業企業實現增加值2799.1億元。分企業類型看，規模以上大、中、小型企業工業增加值分別增長12.4%、4.1%和5.0%。分經濟類型看，有限責任公司、國有企業增加值分別增長15.7%和13.3%；私營企業增長7.1%；港澳臺投資企業增長4.0%，外商投資企業增長5.2%。全年規模以上工業企業實現銷售產值13886.2億元，增長4.1%，其中出口交貨值2816.9億元，下降1.5%。全年規模以上工業企業實現利潤總額993.8億元，增長30.5%，實現利稅總額1746.9億元，增長18.0%。從以上數據可以看出，寧波工業在近幾年保持了中高速的增長。

從統計報告中可以看出，寧波高端制造業和節能環保制造業占總體工業增加值比重較輕，且在固定資產投資上，第三產業投資額度同比上漲16.5%，第二產業投資額度下降2.1%，2016年全市規模以上工業科技活動經費支出205.9億元，比上年增長12.1%。規模以上工業新產品產值4613.7億元，增長14.3%，新產品產值率提高到32.0%，再創歷史新高。工業結構趨新趨優，規模以上工業中，全年戰略性新興產業、高新技術產業、裝備制造業增加值分別為484.5億元、1153.7億元和1319.9億元，分別增長10.4%、9.1%和11.1%。可以看出，近年外商投資企業、港澳臺投資企業增幅較大，但國有企業增幅較小。

四、寧波建設“智能工廠”面臨的問題及建議

（一）面臨的問題

（1）高端裝備制造對外依存度高。目前，寧波仍處于工業化進程中，制造業大而不強，關鍵核心技術對外依存度高。隨著制造業的規模化和現代化，寧波制造企業開始大幅度投入，采購國外先進技術和設備，一些企業已經與外資企業協同開發，但是仍未掌握核心技術，寧波較多制造企業集中在較為低端的工業生產，關鍵零部件如自動變速器、發動機控制系統等都由外資企業所掌握，這就造成寧波制造企業低附加值、低科技含量、低價格的局面。

（2）缺乏長期充足的資金支持。在《中國制造2025》的規劃中提到高檔數控機床和機器人的研發和使用，需要大量的資金投入和資金支持。企業在維持生產經營活動的同時需要資金投入以擴大生產，技術開發、設備購入以及核心技術都需要大量資金，企業對高端設備和技術的投入短期內對于經濟利潤沒有較為明顯的改善。這就需要政府對高端設備和技術進行研發。

（3）缺乏專業技術人才。相對寧波對技術人才的要求以及智能制造發展的要求，寧波市技能人才培養還存在較大差距，技術人才供給出現明顯短缺。現今，行業指導和企業參與職業教育普遍缺乏積極性，考慮更多方面因素，眾多企業對于接受職業院校學生實習的積極性并不高。校企合作結果不盡人意，合作內容和形式都較為單一。

（二） 建議

（1）引入高端制造裝備并掌握核心技術。寧波市政府可以資助企業自身開發或從國外引入高端材料和制造設備，同時為其配備專業的研發團隊，在研發新技術的同時，關注和結合目前國際上已有的技術，在技術專利上不與其他國家發生沖突，但又能保證擁有該項技術的同時有新技術的支撐。從而改善工業原材料普遍存在的產品質量低、或者質量不穩定的情況，以及生產企業必須根據原材料情況進行調整，而造成的生產周期長、產品質量低的狀況。

（2）保障充足有效的資金投入。企業應該積極尋找合作伙伴，籌集充足的資金，以自身的特點和優勢、技術和質量吸引外資流入，或是與政府項目進行合作，從而在品質上進行強有力的推廣和宣傳，實現企業的發展和市場的擴張。同時，政府應支持企業圍繞智能工廠開展管理經營模式創新，應當對制造企業加大人力、物力以及財力等方面的全面投入和支持。另外，企業應該從自身實力出發，結合自身發展情況，合理投入資金至相關產業鏈，實現產出和資金投入的正比增長，實現有效的資金投入和利潤的增長。

（3）增強自身創新能力，實行“開放式創新”。企業發展應當從要素驅動轉變為創新驅動，樹立強烈的創新理念，轉變僅僅依靠人力的傳統生產模式，努力構建成本更低廉、產能更迅速、質量更穩定的無人化工廠，簡化產業鏈，提高生產效率，同時進行產品技術創新，以技術優勢帶動品牌優勢，以提高自身核心競爭力。同時，要采取創新優化的管理經營手段，例如將層級式組織結構轉換成扁平式組織結構，減少因管理流程中繁復的手續所造成的時間上的損失。

（4）加強高素質人才的培養和引進。真正技術研發還是在人的身上，這是企業發展的隱形競爭力。我國的工業結構中，大型國有企業仍占主導地位，總體產能過剩，經濟下行壓力大，高質量產品創新能力都需要提升。社會環境中，青年人、大學生嫌棄黑臟亂，工業企業中招工困難，高素質人員缺乏，社會對工業企業從業人員評價低，直接影響工業企業的質量提升和效益提升。因此，加強高素質人才的培養勢在必行。企業可以加強與周邊各高校的合作，建立起人才合作培養機制。同時，加大內部員工培養力度和招聘優秀人才相結合，完善多層次人才體系，也是不可忽視的的關鍵一環。

五、總結

寧波自2015年被設為“中國制造2025”試點城市已整一年，在智能工廠的建設上以技術創新和新產品開發為突破點、以自主創新為發展手段，在生產總成本、產品上市周期和企業管理都有優化。面臨的問題主要是對資金、人才和政策的缺乏，而這些問題都可以通過多方面的聯合，以一定的手段得以解決。《中國制造2025》下智慧制造的目的和對智能工廠的建立都可以達成。

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