先進制造：工業制造的集成創新

徐瑋

一、制造業正在從傳統產業鏈模式轉變為以用戶為中心的網絡模式

制造業正在從傳統產業鏈模式轉變為以用戶為中心的網絡模式，模式的迭代導致了產業的重構，從原來的上下游產業鏈模式進化到以用戶為中心的中心化網絡模式。

制造業正在從終端消費者出發進行模式重塑。產業正在從終端消費者出發、圍繞中心節點企業以扁平化的網絡配置模式重塑。從消費端出發進行概念提煉，設計、融資、推廣、銷售等環節不再以產業鏈方式循序進行，而是可以同時推進，從上下游的分工化發展為扁平化。

“互聯網+制造”帶來的是從產業鏈的分工模式到中心化網絡的扁平模式的變化，以工業互聯網為核心發展先進制造業。

只有先搞好了“可視化”和“目視管理”，搞好了生產現場的日常管理，得到了精準有效的實績數據，“信息化”才會真正起作用;只有擁有順暢無停滯的流程、準確無誤的數據采集、沒有浪費的邏輯運算規則，“智能化”才會真正“智能”起來，而不會看上去高大上，實際很無能;只有企業具備了無論大量生產還是多品種少量生產，都可以實現快速切換、短周期制造、均衡生產的能力，“柔性化”才不會紙上談兵。

二、先進制造的概念

1. 定義

先進制造業是相對于傳統制造業而言，指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高新技術成果，并將這些先進制造技術綜合應用于制造業產品的研發設計、生產制造、在線檢測、營銷服務和管理的全過程，實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，即實現信息化、自動化、智能化、柔性化、生態化生產，取得很好經濟收益和市場效果的制造業總稱。也可以將智能制造與狹義的先進制造并列理解，將智能制造視為基于新一代信息通信技術與狹義先進制造技術的深度融合。

2. 先進制造的特點

先進制造技術的主要特點是系統與集成。與傳統制造技術相比，它具有四方面特點：

（1）先進制造技術的基礎是優質、高效、低耗、無污染或少污染工藝，并在此基礎上實現優化及與新技術的結合，形成新的工藝與技術。

（2）傳統制造技術一般單指加工制造過程的工藝辦法，而先進制造技術覆蓋了從產品設計、加工制造到產品銷售、使用、維修整個過程。

（3）傳統制造技術一般只能駕馭生產過程中的物質流和能量流，隨著信息技術的列入，使先進制造技術成為能駕馭生產過程中的物質流、能量流和信息流的系統工程。

（4）傳統制造技術的學科、專業單一，界限分明，而先進制造技術的各專業、學科、技術之間不斷交叉、融合，形成了綜合、集成的新技術。

3. 如何理解工業4.0、工業互聯網、中國制造2025與第四次工業革命？

德國為了提高工業在世界的競爭力，鞏固自己的領先優勢，在新一輪工業革命中占領先機就提出了自己的國家級工業革命戰略規劃“工業4.0”。

為了保障美國在未來的全球競爭力，通用電氣公司正式提出了工業物聯網革命的概念，2014年，五家巨頭級的公司，在美國成立工業互聯網聯盟。

2014年12月，“中國制造2025” 被首次提出。通過中國制造2025戰略的逐步推進，中國將會從工業大國變成工業強國。

都是第四次工業革命的戰略，都是推進工業互聯網——把人、數據和機器連接起來。

4. 全球制造業的發展格局與轉移趨勢

2015年全球制造業增加值比重分布：中國（26.74%）、歐盟（19.4%）、美國（17.6%）、日本（7.5%），其他國家合計占28.8%，由此可見，全球制造業分布不均，重心主要集中在歐美日少數發達國家和中國。

全球制造業發展出現過三次較大規模的轉移，目前正發生第四次轉移。

第一次于20世紀50年代，美國將傳統制造業陸續轉向日本、德國等戰敗國。第二次于20世紀60-70年代向“亞洲四小龍”和部分拉美國家轉移。第三次于80年代把勞動力密集型產業和低技術產業轉移至改革開放的中國大陸。

近年，隨著東南亞新興經濟體崛起，廉價勞動力促使部分中低端制造業開始轉向東南亞、印度等新興經濟體。

5、發展先進制造，是我國制造業應對國際競爭所需

先進制造業是我國制造業轉型升級的重要途徑，將成為我國參與國際競爭的先導力量。如果用三個詞來形容我國發展先進制造業的重要性和緊迫性的話，原機械工業部總工程師、中國機械聯合會特別顧問朱森第認為是：勢在必行、刻不容緩、影響深遠。

在朱森第看來，我國先進制造業的發展已有一定基礎，但與美國等國家的先進水平相比有較大差距。如果戰略正確、措施有力、實現協同創新，經過十年二十年的努力，我國先進制造業將有較大發展并在某些領域領先。

先進制造業將成為引領我國制造業由大變強的利器。中國工程院院士柳百成表示，先進制造技術是制造業及戰略性新興產業的基礎技術，對發展經濟和國家安全至關重要。制造技術已成為發展我國制造業的薄弱環節，要十分重視發展先進制造技術。

著眼內部，國內研發投入持續快速增長，產業結構向全球價值鏈高端攀升，新常態下經濟面臨新舊動能轉換，中國正從制造業大國邁進制造業強國。

通過發展先進制造，可以順應國家政策，國內制造業也可以積累品牌，進行技術革新。

疫情后，雙循環發展的新格局有望拉動國內制造業向“微笑曲線”兩端提升，產業有望進入價值發現新階段。

可以肯定的是，先進制造業是制造業的發展方向，先進制造業的發展將使我國有可能在第四次工業革命中發揮重要作用，將引領我國制造業走出一條發展新路，將極大支撐起我國國民經濟發展和國防建設，加快發展先進制造業影響深遠。

黨的十八大就明確指出：要推動戰略性新興產業、先進制造業健康發展。“制造業的持續健康發展仍是我國經濟發展的主要動力，而轉型升級是主旋律。”朱森第指出。

6. 傳統制造業強國的狀態

分析全球競爭力驅動因素發現，傳統制造業強國在除了成本競爭力的其他各因素都遠遠領先于韓國、中國和印度。從德國的“工業4.0”、美國的“先進制造伙伴戰略”到英國的“高價值戰略”，全球主要制造業大國均在積極推動制造業轉型升級。

20世紀的傳統制造業強國隨著先進制造業戰略的落地實施，制造業的競爭力和優勢都在不斷提升。

全球區域間的制造業實力分化加劇，技術密集型制造業和勞動力密集型制造業會在區域間不斷分化加劇。

三、國外標桿案例

1. 美國

集群作為區域經濟發展的重要組織形式，是美國經濟發展的重要特征。美國先進制造業集群數量眾多，類型多樣，先后誕生了硅谷高科技產業集群、休斯頓石油化工產業集群、底特律汽車產業集群、波士頓生物技術產業集群等。

18世紀60年代，第一次工業革命促使紐約、芝加哥、洛杉磯等城市聚集了大量人口和制造企業，并通過不斷競爭和兼并，產業集中度越來越高。

20世紀70-80年代，美國調整產業結構去工業化，傳統制造業開始向海外轉移，集群主導產業由勞動密集型產業過渡到資本密集型和技術密集型產業。

2009年美國聯邦政府發布“美國創新戰略”，要求促進區域創新集群發展。

2011年美國聯邦政府公布了多個部門負責的區域創新集群計劃，推動信息技術、生物醫藥、航空航天、新材料等一批高科技產業集群的崛起。

政府提供政策支持和公共服務：雖然美國產業集群發展主要依靠市場力量，但政府制定相應的政策措施給予扶持和引導也是必不可少的。

產業布局與區位資源優勢相耦合：美國產業集群在布局上遵循因地制宜原則，與區域資源稟賦、交通區位、研發基礎、社會資源等相耦合。

以市場需求為導向：美國產業集群的發展基本上是以市場導向為主，依賴產業與市場的互動，來提高產業自身競爭力和內源力。

產學研協同創新：產學研一體化的技術創新網絡是美國制造業保持創新的重要驅動力。

企業網絡組織在集群中起主導作用：政府、企業、科研機構、中介機構等自發建立的網絡化組織是美國產業集群治理的主導者，致力于通過提供專業咨詢、教育培訓、信息分享、業務開拓、政策識別、關系網構建等服務來促進集群發展。

2. 英國

從2008年起，英國政府推出“高價值制造”戰略，鼓勵英國企業在本土生產更多世界級的高附加值產品，確保高價值制造（HVM）成為英國經濟發展的主要推動力，促進企業實現從概念到商業化整個過程的創新。

（1）在HVM創新方面的直接投資翻倍，達到每年5000萬英鎊。

（2）利用22個制造業能力組合制定投資決策，它們可以分為五個戰略主題——資源效率、制造系統、材料集成、制造工藝和商業模式。

（3）集中投資那些能保證英國從全球市場受益的技術和行業。

（4）投資HVM彈射中心，為世界級技術的商業化提供尖端設備和技能資源。

（5）提供開放共享的知識交流平臺，如知識轉化網絡（KTN）、HVM彈射中心等，幫助企業聚合最佳的制造創新，創造世界一流的產品、工藝和服務。航空工業的制造創新是英國高價值制造戰略的重要扶持對象。

四、我國制造業發展現狀

我國先進制造業的持續發展面臨諸多問題。例如，資源環境的制約異常突出，產業發展乏力，產業技術創新能力薄弱，產業結構調整的任務非常艱巨，發展方式轉變十分困難。要實現由制造大國向制造強國的轉變，加快發展先進制造業勢在必行。

隨著我國制造業的勞動力紅利時代即將結束，很多發展中國家已接納了不少轉移的產業，對我國制造業形成了挑戰。美國及其他工業發達國家若引領新一輪產業革命，將使其重獲制造業優勢。為使我國制造業不致落入“前有圍堵后有追兵”的局面，加快發展先進制造業刻不容緩。

通過總結英美德，提出中國先進制造業可以參考的核心策略：

加快傳統制造業升級：圍繞“互聯網+先進制造業”戰略，雙向出擊，一方面要和“互聯網+”融合化發展，一方面要做好先進制造業的轉型升級。加快傳統制造業的升級，夯實先進制造業的行業基礎。

推動先進制造業融合化發展：圍繞發展先進制造業的目標，要著力引導科技、文化、金融、商務服務等相關產業的跨界融合，促進產業間協同創新、功能互補、要素銜接與功能再造，著力構建先進制造業領先優勢。

打造產業集群，構建全產業生態系統：構建高端化產業集群、創新集群、服務集群和集群化生態，通過這種方式可以整合資源，加強生存發展能力建設。

營造先進制造業有發展力的軟環境：持續推進簡政放權、放管結合，釋放生產要素活力，為產業升級提供市場化發展氛圍。

智能制造標準體系結構包括“A基礎共性”“B關鍵技術”“C行業應用”等三個部分，主要反映標準體系各部分的組成關系。

先進制造業，包括“自動化”“信息化”“智能化”“柔性化”和“生態化”這五個方面，同時其基本概念有“產業先進性”“技術先進性”和“管理先進性”三部分認識。

在許多企業推進先進制造的“五化”過程中，直接上馬“五化”的具體體系和工具方法之前，企業還缺乏基礎或者說前提條件之類的東西。

我和許多制造業老板、經營層進行了深入交流，他們也都基本持有相同的觀點。

思索和摸索了這些年，我發現目前我國的制造業企業，幾乎都在言必稱“精益化”。而精益化應該就是現在我們的制造業推進先進制造之前，欠缺的那個前提條件和基礎。只有先做好了精益化所倡導的“帶人字邊的自動化”——也就是真正做到了保證設備不制造不良品、做到了在工序內保證質量，才能真正使得設備的“全自動化”有效落地;只有先搞好了“可視化”和“目視管理”，搞好了生產現場的日常管理，得到了精準有效的實績數據，“信息化”才會真正起作用;只有擁有順暢無停滯的流程、準確無誤的數據采集、沒有浪費的邏輯運算規則，“智能化”才會真正“智能”起來，而不會看上去高大上，實際很無能;只有企業具備了無論大量生產還是多品種少量生產，都可以實現快速切換、短周期制造、均衡生產的能力，“柔性化”才不會紙上談兵;最后，只要企業全員有了“徹底排除一切浪費”“持續改善”的意識和能力，這就是在踐行最有效的“生態化”。

制造業服務化是服務要素在制造業投入和產出活動中的比重日益增加的一種趨勢，主要包括生產環節的服務化和消費產品的服務化兩方面，這里又根據業態和模式的不同分為制造共享、延伸服務、多功能開發、供應鏈管理和服務型制造五種類型。

制造共享：智能工廠、智能化解決方案服務;共享生產平臺（研發設計、優化控制、設備管理、質量監控等服務）。

延伸服務：發展遠程運維、狀態預警、故障診斷等在線服務;發展醫學檢測、健康管理等第三方醫療服務。

多功能開發：發展工業文化旅游，挖掘歷史文化底蘊，開發集生產展示、觀光體驗、教育科普等于一體的旅游產品。

供應鏈管理：推動設計、采購、制造、銷售、消費信息交互和流程再造，形成高效協同的智慧供應鏈網絡。

服務型制造：發展柔性化定制、工程承包、設備租賃、合同能源管理等多種類型的服務型制造新業態和新模式。

五、小結

1. 廣義的先進制造是制造業不斷吸收新一代信息技術、現代管理技術以及機械、材料等科學技術的成果，并將其綜合應用于生產制造全過程的各類制造技術的總稱;也可以將智能制造與狹義的先進制造并列理解，將智能制造視為基于新一代信息通信技術與狹義先進制造技術的深度融合。

2. 精益化是制造業在推進先進制造之前，需要達到的前提條件和基礎;達到精益化有五個方面的要求：自動化、信息化、柔性化、智能化、生態化。

3. 服務化是先進制造的重要升級方向，服務化是服務要素在制造業投入和產出活動中比重日益增加的一種趨勢，根據業態和模式的不同分為：制造共享、延伸服務、多功能開發、供應鏈管理和服務型制造五種類型。