新工業革命時代中國智能裝備制造產業發展研究

武光

[摘? 要]智能裝備產業在新工業革命中發揮重要作用。本文系統梳理和檢視中國智能裝備制造產業研究相關文獻，并從理論和實踐兩方面對未來發展進行展望。研究發現：目前智能裝備制造產業的產業地位、技術創新和企業競爭力等都得到了提升，但是創新實力依然不強，產業的關鍵技術產品自給率低和產品結構層次低，根本原因在于應用市場尚未完全啟動、企業創新動力與能力不足、地方政府的產業政策不夠精準，應對上述問題的關鍵在于完善技術創新體系、提升企業核心能力和打造產業生態系統。

[關鍵詞]新工業革命;智能裝備制造產業;高端裝備制造;制造強國

[中圖分類號]F426? [文獻標識碼]A? [文章編號]1672-2426（2020）03-0075-06

一、引言

當前全球正進入以智能化、網絡化、數字化為主要特征的新工業革命時代，作為工業基礎的智能裝備在這場變革中發揮關鍵作用。[1]智能裝備制造產業的發展水平已經成為衡量一個國家工業化水平的重要標志。[2]我國高度重視發展智能裝備制造產業，在《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》《智能制造發展規劃（2016—2020年）》等規劃中都將加快發展智能裝備制造產業列為重要內容。因此，深入把握智能裝備制造產業發展特征與規律，對推進中國制造業高質量發展和建設制造強國具有重要的指導意義。

為了系統分析中國智能裝備制造產業最新發展動態，本文選定的文獻搜索范圍從2009年至2018年。選擇文獻的主要方法如下：首先，選取智能裝備、智能制造裝備、智能裝備制造、智能制造、高端裝備等關鍵詞，結合中國知網、維普、萬方等數據庫查找與智能裝備制造產業相關的中文文獻，創建文獻數據庫。然后通過人工閱讀文獻，從而排除和擴展相關文獻。

本文首先分析中國智能裝備制造產業的戰略意義與發展現狀，其次歸納中國智能裝備制造產業發展中存在的問題，在此基礎上系統梳理產生問題的原因，全面總結相應的解決對策，最后對未來中國智能裝備制造產業發展與研究方向進行展望，以期推動該領域研究的進一步深化。

二、中國發展智能裝備制造產業的戰略意義與發展現狀

（一）戰略意義

目前研究者認為中國發展智能裝備制造產業的戰略意義體現在三個方面：

1.應對新一輪產業變革，推動裝備制造業高端化發展。智能制造是新一輪科技革命和產業變革的主線，智能生產是智能制造的主線，而智能生產的載體就是智能裝備。智能裝備采用數控技術和智能技術，不僅在動力裝置和傳動裝置方面與傳統機械裝備產品不同，還增加了一個計算機控制系統，以此優化機械運動與工作過程的控制方式。[3]智能化有助于緩解環境和能源對裝備制造業的制約，有助于應對傳統低成本優勢削弱所面臨的挑戰，推動中國制造業生產方式發生根本變革。[4][5]

2.改變低端鎖定格局，推動裝備制造企業向價值鏈中高端躍升。一方面，發展智能裝備有利于中國裝備制造企業通過研發創新獲得核心技術，具備成為國內價值鏈主導者的能力，并帶動相關產業集群發展。[6]另一方面，智能裝備與智能產品有著巨大的市場需求，且我國國內對智能裝備的需求尚未釋放。[6]因此，智能裝備制造完全具備成為以國民需求為支撐、以國內企業為主的戰略產業。

3.帶動制造業提檔升級，推動制造強國建設。智能裝備能夠縮短產品的生產周期，滿足多品種、小批量定制化生產要求，促進制造模式向柔性化方向轉變。[7]智能裝備能夠在產品質量提高、資源利用率提升、產業鏈延伸、產業結構優化、增強競爭力等方面發揮突出作用，高鐵、水泥等許多產業都通過采用智能裝備增強產業競爭優勢。[8][9]

（二）中國智能裝備產業發展現狀

中國智能裝備制造產業近年來穩步發展，呈現出以下特征：

1.產業地位日益突顯。從中央到地方都高度重視智能裝備制造產業，《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》將智能裝備列為高端裝備制造產業發展的重點方向。[10]智能裝備制造產業被北京、上海、廣東、江蘇、安徽、河南、河北、遼寧等多個省份列入發展智能制造的重點產業。[11][12]

2.技術創新能力逐步增強。近年來依托國家重點工程和重大科技專項，智能裝備制造產業突破了一些關鍵技術領域的瓶頸。[13]如通過采用世界首創的“數字鏟形輪—展成加工理論”，秦川機床公司與西安交通大學共同研發出大型數控圓錐齒輪磨齒機，秦川機床公司成為國際齒輪加工技術領域的領先者。[14]

3.企業競爭力不斷提升。智能裝備制造領域涌現了一批具有一定優勢的企業，如沈陽機床集團年銷售收入過百億元，已位列世界機床企業前列。[15]該公司開發出擁有具有自主知識產權的五軸智能機床，為機床配備了基于網絡的先進智能計算機數控系統，并打造了先進的工業云平臺。[15]

三、中國智能裝備制造產業存在的問題與原因

（一）存在的問題

中國智能裝備制造產業存在的根本問題是創新實力不強，表現為基礎研究能力弱、原始創新匱乏、應用研究跟不上，在精密測量技術、智能控制技術等多個基礎技術與核心制造技術領域都與世界先進水平存在較大差距。[16]而且，掌握智能裝備設計工藝技術、具備智能制造理念、精通信息化技術的各類人才嚴重短缺。[17]

創新實力不強導致了關鍵技術產品自給率低。高端的傳感器、高端的精密儀表、機器人關節減速器、伺服電機、3D打印裝備所需的激光器和掃描振鏡等關鍵零部件基本上都依賴外國供應商。[15]同樣，智能化軟件產品、重大工程自動化成套控制軟件系統、精密測量軟件產品以及信息咨詢服務等關鍵軟件產品也基本被國外壟斷。[18]如天津智能裝備制造產業中高檔數控機床配套的功能部件70%需要進口，大型工程機械所需30Mpa以上液壓件全部進口。[19]

關鍵技術產品自給率低使得中國智能裝備制造企業的產品結構層次偏低。以工業機器人為例，在搬運、上下料和加工領域，中國企業具有一定實力，但是在焊接與釬焊等領域國外品牌占據絕對優勢。[20]在一些高端產品領域出現了“核心零部件外購+整機設計組裝”的生產模式。[21]一些國內機床企業自身不具備全套設備獨立生產能力，通過借用美國、德國、荷蘭、瑞士等國家核心零部件及相關技術進行整合組裝。[21]

同時，智能裝備制造產業發展中忽視裝備設施的標準化建設。國內制造業的自動化系統設備和技術管理的參數缺乏統一標準，導致網絡之間、設備之間存在嚴重的異質異構，產生了設備端口、軟件協議交叉重復、互不兼容等問題，而上述問題在后期應用中解決難度較大。[22]

（二）原因分析

目前研究對于上述問題產生原因的分析可以分為三類視角，即市場視角、企業視角和政府視角。

1.市場視角。用戶使用智能裝備的意愿不強，市場尚未完全啟動，所以導致智能裝備制造企業在研發生產方面無法形成良性循環。研究者發現企業不采用智能裝備的原因之一是，企業生產的產品在精密度、穩定性等指標方面要求不高，所以實施智能化技術改造的意愿不強。[23]

另一方面，企業所處的現狀與智能裝備的需求呈正相關關系。目前我國仍有大量企業處于機械化水平，它們對智能裝備尚處于無需求狀態。[23]也有部分企業受支付能力制約，雖有更換智能裝備的需求，卻無力支付相應的成本。[24]李瑾等在對中國18個省、自治區和直轄市調查中發現，認識低下、生產規模小、產品收入不高、信息意識不強、經濟承受能力等因素制約農業智能裝備廣泛使用。[25]

2.企業視角。智能裝備制造企業的創新動力和能力不足是造成創新實力不強的主要原因。中國智能裝備制造企業在成長中過分看重發展速度，關注于吸收和掌握成熟應用技術，而缺乏對這些技術背后基礎知識體系的學習和探索;偏重智能裝備制造硬件技術，而缺乏長遠的技術發展戰略。[26]而且，企業在研發投入方面嚴重不足，盧秉恒就發現儀器儀表行業R&D投入占銷售收入的比重僅為2.5%。[14]

研究者還歸納了智能裝備制造企業的創新弱化怪圈現象：缺乏核心技術導致自主創新能力低;自主創新能力低導致高水平的研究成果缺乏;沒有高水平研究成果無法吸引研發資金投入和優秀人才進入;缺乏人才和資金的支撐使得企業無法進行技術創新，又進一步導致缺乏核心技術能力，最終在關鍵技術領域只能高度依賴國外企業或只能停留在低端產品。[27]

3.政府視角。地方政府的產業政策不夠精準導致了企業創新意愿不強和產業鏈不完善。表現最為突出的是地方政府在設計產業政策時重視發展目標和規模，輕發展內涵和質量;重視短期產出，輕產業遠期謀劃。比如，各地在發展智能裝備制造產業時將產業集聚作為重要目標，但常常是形成地理空間上的簡單集聚，產業之間、產業鏈上下游企業之間實際上并沒有形成較為緊密的關系，造成人力、物力和財力等方面的浪費，甚至有些地方還出現惡性競爭。[12]

研究者還指出地方政府在引導創新方面作用也發揮不夠。很多地方重應用研究，輕基礎研究，不愿意支持前期投入大、發展風險高的核心智能部件相關領域的研發投入。[28]各類支撐企業開發創新的公共服務平臺建設滯后，大型科研設備和創新資源開放共享程度不夠，官產學研用之間的壁壘依然存在，人才培養方面缺乏有效措施滿足現實需求，無法形成開放有效、緊密合作的創新體系。[29]并且，政府資金使用效率往往不高，很多僅僅作為事后資金補貼，未能在引導技術創新、撬動社會資本投資等方面發揮有力作用。[26]

四、中國智能裝備制造產業發展策略

對于中國智能裝備制造產業發展存在的問題，研究者從技術創新體系、核心能力和產業生態系統等方面提出了相應對策。

（一）完善技術創新體系

1.合理布局智能裝備制造技術。研究者指出共性技術、核心功能部件、控制模塊、整機及相關軟件系統等領域是創新的重點。[13]在研發方式上要建立完善的官產學研用合作體系，充分發揮行業聯盟、行業協會、技術研發機構、科技和工業主管部門的引領帶動作用，建立企業、高校和科研院所的跨界融合創新機制。[30]在智能裝備制造產業重點領域建設一批重點工程實驗室，積極籌建國家智能裝備制造創新中心，加快技術成果產業化步伐。[31]研究者還提出要重視各類標準建設，應引導企業、高校、科研機構、技術監督服務機構和行業協會積極參與。[32]

2.實現創新資源共享。積極搭建各類創新服務平臺，為企業和研發機構提供技術創新基礎條件。重點支持智能裝備制造通用技術研究開發平臺、測試驗證實驗室、市場推廣服務平臺等公共技術服務平臺的建設，加強技術人才平臺、知識產權平臺、企業孵化器等中介服務平臺搭建。[33]研究者提出還應建立融資擔保、研發保險、研發設備租賃等為核心的金融服務體系，重視科技金融與風險投資平臺建設，降低各類風險資本和創業資本的準入門檻，充分發揮稅收減免與各類技術創新基金的支持作用。[19]

3.要補齊人才隊伍建設短板。加快高層次人才團隊、創新創業團隊建設，著力培養一批創新能力強的高水平學科帶頭人和創業帶頭人。[5]加大跨國人才交流力度，創新人才吸引方式。通過以重大項目資助、創業扶持等為載體，吸引國際智能裝備制造領域優秀人才。[34]大力發展職業教育和職業技能培訓，培養和造就一批智能裝備制造領域的操作和技能型人才。[35]

（二）提升企業核心能力

智能裝備制造產業的發展依賴企業，企業成長的關鍵在于具備獨特的核心能力。

1.要提升技術創新能力。面對產業技術積累不夠，關鍵零部件和核心技術受控于國外企業的現實情況，研究者指出我國企業必須要跳出傳統創新追趕思路，探索新的追趕路徑。如張化堯等從企業合作視角，提出了合規性邏輯，該邏輯是通過與跨國企業建立合規性聯盟，從合作中近距離獲取相關技術、管理知識，從而使我國企業的本體設計跟市場需求快速對接，更加有效地提升企業技術能力。[36]馮雪嬌從技術資源獲取方面提出了開放式邏輯，通過向外部力量尋求解決企業遇到的技術難題，從而突破企業技術創新的資源限制。[37]

2.要注重品牌培育，品牌培育也是提升核心能力的重要方面，通過提高產品質量來提升企業形象，創新品牌傳播方式，建立動態的品牌管理體系，塑造高品質制造的品牌形象。[38]研究者還強調采用信息技術為智能裝備產品營銷打造提供更多的傳播渠道，為智能裝備品牌宣傳提供更多時尚性和潮流性元素，如i5機床就成功依托互聯網營銷塑造了智能、互聯、共享的產品形象。[39]同時，工業設計在提升智能裝備品牌價值方面具有重要作用，企業應從裝備造型設計、涂裝設計、人機交互設計、文化內涵注入等方面入手提升工業設計能力。[40]

3.智能裝備制造企業能否提升核心能力的落腳點在人才，而人才工作的重點在人才的引進和培養。針對高端技術層次人才，要將優厚待遇和廣闊事業發展前景結合起來，精準引入各類專家團隊干事創業;以基礎技術攻關等各類項目為載體，與高校、科研院所共建博士后工作站和聯合項目組，實現高層次人才的柔性引進。[11]與高等院校建立人才培養合作機制，開展按需定制培養，在崗專業技能提升培訓等。[32]

（三）打造產業生態系統

產業生態系統的形成要依賴于應用市場的快速發展和產業鏈的不斷完善。在推動市場形成方面，研究者認為政府要從四個方面開展工作。第一，厘清認識。將智能制造理念傳播給所有制造企業，引導它們因企制宜、量力而行地在研發、制造、銷售、物流、服務等環節，逐步引入智能裝備來實現生產效率和經營效益的提升。[23]第二，分類支持。基于設備智能化改造、信息管理系統升級、產品生產工藝優化、業務模式整合等方面對應用企業進行歸類，對每一類企業制定有針對性的服務舉措，幫助企業推進智能裝備應用[24]。第三，示范推廣。推動智能裝備在各地主導產業的系統集成應用示范，實施智能裝備首臺（套）制度，采取財政貼息、以獎代補等方式加大支持力度。[31]第四，金融創新。一方面搭建企業、金融機構、政府三方合作平臺，充分利用專項建設資金等現有資金渠道，建立對企業智能化改造優先給予重點支持政策體系。[11]另一方面探索裝備租賃和融資租賃模式，建立相應擔保機制，發揮金融杠桿作用。[37]

在加速產業鏈布局方面，一種觀點認為應從產業生態系統出發，以培育創新能力強、管理水平高、商業運營優的核心型企業為中心任務，依托核心型企業帶動依附型的專業化企業成長，形成以核心型企業為基石，以依附型企業為輔助的互利共生型產業生態系統。[41]另一種觀點認為應從產業鏈上下游協同發展視角出發，大力發展集智能裝備設計研發—配套零部件生產—智能裝備主機—銷售與服務為一體的智能裝備制造產業集群，并充分利用周邊資源延伸培育相關產業，進而提高產業集群的競爭優勢。[12]在產業集群發展中還應重視培育與之配套的生產型服務業，將產品全生命周期的服務體系和服務網絡作為建設重點，突出專業化和特色化優勢。[34]

研究者還從區域合作角度提出培育智能裝備制造產業集群，如王志忠提出以產業鏈為紐帶，依托資源要素集聚，依托各類產業合作、技術創新聯盟，推動構建長江三角洲區域全產業鏈集群。[11]同時，研究者認為跨區域合作也是推動產業鏈完善的重要舉措，如黃愛軍提出環渤海地區、長江三角洲、珠江三角洲等智能制造水平發達地區之間要加強產學研合作，協同推進數控機床、高端專用裝備、工業機器人等領域關鍵技術領域的突破。[42]

五、結論與展望

通過對中國智能裝備制造產業近十年相關文獻的系統梳理，可以看出，智能裝備制造產業已經引起學界的關注，研究取得了豐富的成果。學者沿著發展現狀、存在問題和解決對策的邏輯探索了應該如何推動中國智能裝備制造產業發展，但是還存在不足，有待未來加以研究完善。

1.現有研究大多沿著現狀、問題和對策的思路來探索中國智能裝備制造產業發展，更多就實踐談實踐，對于智能裝備制造產業技術創新的本質特征、技術路線、進化機理等智能裝備制造技術創新的理論問題關注較少，尚未形成智能裝備制造產業研究的理論框架體系。智能裝備產業的產業鏈、價值鏈有著自身特征，中國智能裝備制造產業的發展基礎、發展環境也具有自身特色。如何全面系統掌握智能裝備制造產業發展的內在規律，構建涵蓋產業組織、產業結構、技術體系等內容的理論體系;如何將智能裝備制造產業發展與中國情境相融合，構建具有中國情境特征的發展模式與路徑體系等都應成為研究的重要內容。

2.現有研究都高度重視政府作用，所提出的對策都將政府作為產業發展的主體?？墒牵a業發展終究是依賴市場機制的發揮，政府既不能碌碌無為，更不能越俎代庖。因此，未來的研究要進一步深化政府角色定位研究，從中央和地方兩個層次出發，圍繞政府在智能裝備制造產業發展上如何做到有為和有效，進一步探討政府作用的邊界、政府作用發揮的方式和著力點等政策設計與實施問題，以及智能裝備制造產業的空間布局優化、區域之間協同發展等產業總體規劃相關問題。同時，還應加強對于智能裝備制造企業的研究，包括成長機理、技術創新戰略、競爭戰略、品牌塑造等領域的探究，提出具有針對性的發展戰略、創新模式和經營策略。

3.智能裝備與傳統裝備存在較大差異，智能裝備制造產業發展必然會帶來新變化和新問題，但是對于這些前沿領域的研究仍較為滯后。比如，智能裝備與信息網絡相連，如何在法律法規所規定的范圍內更好地保護使用方的使用數據和知識產權，如何完善法律法規和配套的監管體系等問題應引起關注。[43]又如，裝備產業現有的經營邏輯是基于生產型制造，智能裝備制造產業發展肯定無法沿用該邏輯，未來的生產制造流程會發生何種變化、未來的產業組織形式會發生何種變化，這些變化會對現有裝備制造產業規則帶來哪些挑戰等問題都應作為研究者所關注的重要領域。

參考文獻：

[1]苗圩.世界制造業發展趨勢和我國裝備制造業狀況[J].時事報告（黨委中心組學習），2016，（1）：32-43.

[2]楊華勇.關于智能裝備的思考和探索[J].中國科技產業，2017，（1）：35.

[3]周濟.智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J].中國機械工程，2015，26，（17）：2273-2284.

[4]路甬祥.走向綠色和智能制造——中國制造發展之路[J].中國機械工程，2010，21（4）：379-386.

[5]左世全.我國智能制造發展戰略與對策研究[J].世界制造技術與裝備市場，2014，（3）：36-41.

[6]易開剛，孫漪.民營制造企業“低端鎖定”突破機理與路徑——基于智能制造視角[J].科技進步與對策，2014，31（6）：73-78.

[7]朱森第.我國智能制造與智能制造裝備的發展[J].冶金管理，2015，（9）：9-17.

[8]周高偉，劉穎，王晗.淺談我國高鐵裝備行業智能制造發展方向[J].裝備制造技術，2017，（11）：5-6.

[9]母彩軍.關于水泥裝備智能制造的探討[J].水泥技術，2016，（4）：32-33.

[10]孫柏林.未來智能裝備制造業發展趨勢述評[J].自動化儀表，2013，34（1）：1-5.

[11]王志忠.江蘇智能制造發展戰略研究[J].唯實，2018，（7）：37-40.

[12]呂盈霄，王洪軍.遼寧智能裝備產業集群發展瓶頸問題及對策研究[J].產業與科技論壇，2015，14（8）：29-31.

[13]賽迪智庫智能制造形勢分析課題組.2018年中國智能制造發展形勢展望[J].電器工業，2018，（2）：35-37.

[14]盧秉恒.智能制造：擺脫裝備“形似神不似”[J].中國戰略新興產業，2015，（Z2）：54-56.

[15]趙陽華.培育高端裝備制造產業的對策研究[J].中國經貿導刊，2011，（13）：16-18.

[16]趙婧，徐劍，王明，彭家志.廣東省智能制造裝備產業標準體系框架構建[J].標準科學，2015，（5）：47-50.

[17]王劍.裝備工業轉型升級中的智能制造策略研究[J].華東經濟管理，2018，32（3）：158-166.

[18]沈平，畢太富.論新常態下如何推進智能裝備產業加速發展[J].橡塑技術與裝備，2015，41（14）：25-26.

[19]沈延斌，楊士偉，張田力，郄紅偉.天津智能制造裝備產業發展現狀及對策研究[J].天津經濟，2017，（11）：19-23.

[20]宋曉剛，趙軍平，陳丹，王昕.智能制造裝備產業快速增長[J].中國物流與采購，2018，（6）：70-73.

[21]徐一平等.智能制造：江蘇產業轉型升級的戰略選擇[J].唯實，2015，（10）：18-22.

[22]萬志遠，戈鵬，張曉林，殷國富.智能制造背景下裝備制造業產業升級研究[J].世界科技研究與發展，2018，40（3）：316-327.

[23]季凱文.做大做強智能裝備產業的江西思路[J].中國國情國力，2017，（8）：16-18.

[24]王健，謝小軍.工業智能制造發展現狀及對策研究——以江蘇省東臺市為例[J].現代工業經濟和信息化，2018，8（16）：5-7.

[25]李瑾，趙春江，秦向陽等.現代農業智能裝備應用現狀和需求分析[J].中國農學通報，2011，27，（30）：290-296.

[26]羅宣政，徐振波.嘉興市智能制造業發展的情況調查[J].政策瞭望，2017，（4）：35-37.

[27]張卓群，曹洪滔.“中國制造2025”背景下的遼寧智能裝備制造產業發展[J].沈陽大學學報（社會科學版），2018，20（2）：129-132.

[28]王影，冷單.我國智能制造裝備產業的現存問題及發展思路[J].經濟縱橫，2015，（1）：72-76.

[29]崔曉文，楊帆.上海智能制造裝備產業發展態勢分析[J].華東科技，2015，（11）：66-69.

[30]李金華.在國家戰略層面設計和推進高端裝備制造業的發展[J].中國經貿導刊，2013，（15）：8-9.

[31]竺堅.加快安徽智能制造產業爆發增長的政策建議[J].安徽科技，2014，（1）：7-9.

[32]張延濤，霍力巖.河南省智能裝備制造業發展現狀、瓶頸與對策[J].當代經濟，2018，（21）：42-45.

[33]王雷，陳疇鏞.以智能制造促進浙江制造業轉型升級研究[J].杭州電子科技大學學報（社會科學版），2013，9（4）：29-33.

[34]王惠清，馬麗君，張燕.江蘇省高端裝備制造業發展戰略研究[J].當代經濟，2015，（32）：31-33.

[35]周旭東.河南省智能裝備制造業發展對策研究[J].中國經貿導刊，2018，（17）：32-33.

[36]張化堯，史芳萍，范俊敏.高科技裝備制造業的聯盟發展道路：來自工業機器人產業的啟示[J].科技管理研究，2017，37（3）：133-137.

[37]馮雪嬌，鄒慧，李貞明，陳春林.智能制造視角下江西省制造業轉型升級研究[J].江西科學，2017，35（6）：972-977.

[38]潘月，李慶滿.智能裝備制造企業品牌培育策略研究[J].商場現代化，2016，（4）：77-79.

[39]孫紅.進入智能制造時代，裝備工業市場還需要媒體的助攻嗎[J].裝備制造，2016，（10）：86-87.

[40]白銘玉，鄭剛強，柳灝.智能裝備工業設計發展現狀與價值分析[J].設計，2017，（9）：49-51.

[41]唐德淼.智能制造產業識別、目標路徑與供給側對策——基于無錫產業發展分析[J].南方論刊，2017，（5）：15-19.

[42]黃愛軍.關于加快智能裝備產業發展的探索——以福建省泉州市洛江區為例[J].現代工業經濟和信息化，2018，8（3）：8-9.

[43]沈烈初.關于對裝備工業實現智能制造的認識與思考[J].表面工程與再制造，2016，16（4）：7-12.

責任編輯? 魏亞男