王 威,王丹丹
(國家信息中心 信息化和產業發展部,北京 100045)
推動經濟高質量發展,離不開制造業質量效益提升的支撐。當前,智能技術成為新一輪科技革命和產業變革的標志性技術,不但自身呈現高速增長的勢頭,而且能夠為其他產業轉型升級賦能。制造業智能化是新一代智能技術與制造業深度融合發展的新模式、新階段。發揮智能技術在制造業轉型升級中的作用,是實現制造業質量變革、效率變革和動力變革的重要手段,是全球制造業發展的大勢所趨。
為應對新一輪經濟變革帶來的挑戰、加快新動能培育,黨和國家領導人高度重視互聯網、云計算、大數據、物聯網等智能技術在產業轉型升級方面的作用。黨的十九大報告指出,要“加快建設制造強國,加快發展先進制造業,推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合”。
當前,我國綜合國力、國際影響力和戰略主動地位持續增強,發展處于大有可為的重要戰略機遇期。信息化與經濟社會各領域融合發展,已成為我國拉動經濟增長、加速產業升級、構建國家競爭新優勢的重要力量,新型工業制造體系和服務體系加速形成,人工智能科學研究與創新應用水平處于全球領先地位,國家政策層面高度重視智能技術發展和應用,為實施制造業智能化戰略奠定了雄厚的基礎。我國已成為名副其實的“互聯網大國”“制造業大國”,充分具備向制造業智能化國家邁進的優勢條件,亟需吸取全球制造業發展政策經驗,進一步厘清我國制造業智能化發展優勢,確定我國制造業智能化發展重點,推動我國制造業智能化快速發展。
從20世紀70年代到現在,在全球化浪潮沖擊下的美國制造業迅速外流,制造業空心化現象日益嚴重,研發和制造能力持續下降,高端制造業領先優勢逐步喪失。2008年金融危機后,美國更加認識到不能過度依賴以金融業為代表的虛擬經濟,開始重新重視以制造業為主體的實體經濟,實施制造業回歸,并更加注重科研設計與知識產權。為了重塑國家競爭優勢和獲得新一輪技術革命主導權,2011年,美國宣布實施“先進制造聯盟計劃”,并在同日發布了《實現21世紀智能制造》的報告,提出要通過數字信息技術來對工廠進行現代化改造,并改善供應網絡各個層面的制造業務,以此提高制造業的效率和競爭力。2013年美國發布了《國家制造業創新網絡初步設計》,投資10億美元組建美國制造業創新網絡,重點研究領域包括數字化設計、智能制造的框架和方法等。2018年,美國又發布《美國先進制造領導力戰略》,提出的未來優先關注技術方向包含智能與數字制造、先進工藝機器人、人工智能基礎設施、制造業網絡安全,并提出了強化中小型制造商在先進制造業中的作用、鼓勵制造業創新的生態系統、加強國防制造業基礎以及加強農村社區先進制造業等4個方面的行動目標。
德國是傳統的科技工業強國,擁有強大的機械和裝備制造業,健全的工業體系和產品鏈條,以及眾多龍頭企業,但在中國等新興經濟體的快速發展下,以及其他國家產業政策的擴張性和保護主義的背景下,德國傳統產業競爭優勢面臨嚴峻挑戰,此外,德國制造內部也逐步暴露出問題,比如勞動力成本越來越高、傳統行業轉型緩慢、中小企業創新活力較弱等。為了保持德國制造業的國際競爭力,德國把目標轉向了高精尖制造業,2011年,德國首次提出了“工業4.0”的概念,之后迅速影響了包括中國、日本、印度尼西亞等國家的產業發展戰略。“工業4.0”強調將信息技術和制造技術相融合,建立一種高度靈活、柔性化的產品生產與服務模式。為了推動“工業4.0”從概念到落地,德國陸續出臺了規劃和報告。德國國家工程院發布了《智能服務世界2025》,聚焦“工業4.0”制造的智能服務全價值鏈,闡述了發展重點并提出發展建議。德國聯邦教育和研究部發起《工業4.0:從科研到企業落地計劃》,幫助中小企業解決“工業4.0”在實際生產中的應用問題。2019年,德國又發布了《國家工業戰略2030》,旨在深化“工業4.0”戰略,推動德國工業全方位升級。
英國是工業革命發源地,制造業占英國出口總額的50%以上。但20世紀80年代,英國開始推行去工業化,集中力量發展金融業,世界金融危機后,英國才開始重振制造業。然而此時的英國制造業面臨著新產品研發支出不足、設備投資下降、在經濟中所占份額迅速下降、低端制造業因為勞動力成本高基本無法生存等問題和挑戰。2008年,英國政府推出“高價值制造”戰略,希望應用先進的技術和專業知識,以創造能為英國帶來持續增長和高經濟價值潛力的產品、生產過程和相關服務。隨著全球制造業發展形勢的變化,2013年英國又推出了《英國工業2050戰略》,該戰略認為科技改變生產,信息通信技術、新材料等科技將在未來與產品和生產網絡融合,極大改變產品的設計、制造、甚至提供使用方式,希望通過發展智能制造重現工業革命時代的輝煌。
進入21世紀后,同其他西方發達國家的經歷一樣,法國同樣遭遇了“去工業化”的陣痛,為了全面復興法國工業,法國于2013年提出了“新工業法國”戰略,希望通過10年的中長期規劃和創新以及各項計劃的落實,使法國重新回到全球工業的領先地位。2015年,“新工業法國”戰略進入其實施的第二階段:“未來工業”戰略出臺。在這一階段,法國意識到智能化已成為全球制造業發展的大趨勢,將旨在發展數字化生產以及推動企業實現相關商業模式轉型的“未來工業”確定為振興本國制造業的重中之重,并明確提出“未來工業”要和德國“工業4.0”平臺“自然對接”。
2016年,歐盟在整合各成員國和地區已經出臺的工業數字化戰略基礎上,逐步形成“歐洲工業數字化戰略”,重點包括以下具體措施:組織歐盟有關國家和地區就工業數字化戰略展開對話,推動各方建立工業數字化公私伙伴關系,建設泛歐數字化創新中心網絡,在物聯網、先進制造、智慧城市等方面實施大型試點項目,完善配套的法律法規,研究制定歐盟技能行動議程。
韓國是資源匱乏的出口外向型國家,制造業占GDP比重高。但全球金融危機之后,韓國制造業面臨一系列內憂外患,制造業軟實力不足、生產結構高消耗的問題愈發凸顯,由于世界經濟低迷,韓國出口驟減,制造業開始呈現停滯狀態。為了提振制造業,韓國緊跟全球制造業智能化轉型浪潮,于2014年發布了《制造業革新3.0戰略》,2015年又發布了經過補充和完善的《制造業革新3.0戰略實施方案》。該戰略計劃重點發揮韓國在信息技術產業的優勢,促進制造業與信息技術相融合,從而創造出新產業,提升制造業的競爭力。
印度、巴西等主要發展中國家在能源要素成本、勞動力成本等方面具有比較優勢,近年來紛紛出臺促進制造業發展的戰略,但仍以加大基礎設施建設、擴大投資、有針對性地支持企業科技創新等傳統舉措為主。比如,印度內閣于2011年批準通過《印度國家制造業政策》,該政策旨在加快印度國內制造業的發展,帶動解決就業問題,提出的措施包括發展工業基礎設施、改善商業環境、建設大型綜合工業城鎮、進行必要的勞動力轉移等。巴西于2011年出臺了《“強大巴西”計劃》,核心內容包括:減稅、建立出口和企業創新融資基金、政府優先采購國內產品和擴大國內投資規模等。
世界主要國家和地區均順應經濟社會的發展形勢,結合本國產業發展的比較優勢,加大對關鍵領域的政策支持傾斜力度,力圖在重點行業取得突破,帶動制造業整體智能化轉型。例如,美國作為超級大國,其先進制造戰略不僅關注新興產業,還重視對傳統優勢制造業的改造,確定了清潔能源、生物和納米技術、下一代機器人、增材制造等關鍵領域,充分利用科技優勢帶動傳統產業的發展。德國是傳統制造強國,在機械領域長期處于世界前列,其《國家工業戰略2030》將機械、汽車、鋼鐵銅鋁、化工、光學、醫療器械、綠色科技、國防、航空航天和3D打印等十個工業領域列為“關鍵工業部門”,借助能源、稅收和競爭政策的調整,有針對性地扶持這些領域智能化轉型。英國發揮在生物領域的優勢,確定了藥物和生物科學、交通、高價值精密設備、系統和機械、特殊材料等具備開展高價值制造相關條件的重點行業。韓國政府重視機器人產業的發展,發布了機器人制造業發展藍圖,希望未來在這一產業躋身世界前四。
技術創新是制造業智能化工作的核心驅動力。各國鼓勵技術研發、增強創新能力的方式主要分為兩種。一種方式是建立國家級的技術研發促進機構。比如美國聚集了企業、科研機構、國家實驗室、聯邦和地方政府等多個主體,建立了關鍵領域的研究所,這些研究所通過遴選和支持一批對美國制造業有革命性影響的重大項目以及公私合營(PPP)的運營模式,促進國家制造業創新網絡的構建;英國成立了“高價值制造創新中心”,旨在促進科學家、工程師和市場之間的協同,推動研發和科技成果產業化。另一種方式是以項目資金直接支持企業開展技術研發。德國政府、州政府、政策性銀行和大型企業聯合設置了高科技創業基金,對實施“工業4.0”過程中的創新型企業研發給予風險投資支持,德國的經濟能源部則投入1.2億歐元,支持智能技術系統、安全等技術創新。
制造業智能化發展需要依托新型基礎設施建設。物聯網、5G、工業互聯網、云計算平臺、大數據中心、工業軟件、操作系統等新型智能基礎設施支撐著生產方式、價值鏈體系、產業形態和商業模式的變革,成為制造業重要的新基礎設施。美國率先發起了工業互聯網建設,注重軟件、網絡、大數據等對傳統制造業的顛覆與重構,通過信息技術將制造企業的設備、人和數據連接起來,并在更深的層面將數據收集分析與運行預測相結合,實現全球制造聯網和智能決策;2018年美國國防部牽頭建立的數字制造與設計創新中心,將與工業互聯網相關的技術研發及產業化作為投資重點給予支持。歐盟工業數字化戰略加大對5G通信、云計算、物聯網、數據技術和網絡安全五大領域的布局和支持力度,希望通過建立完善的技術標準體系,來實現成員國的技術設備和工業服務之間的無縫連接。
制造業智能化存在大量探索性、試錯性工作,需要投入大量資金到設施采購和科技研發上。為了給企業轉型和技術創新提供可靠保障和強勁動力,各國紛紛制定了智能制造發展的財稅政策。2016年美國發布了《美國總統的企業稅制改革計劃(更新版)》,將制造業最高稅率從28%減至25%,同時擴大國內制造業產品活動扣除額。韓國公共和私營部門計劃在2020年以前資助1萬億韓元以建設超過1萬家智能工廠。印度尼西亞發布了《工業4.0路線圖》,提出企業針對工業4.0相關的研發、技能培訓的投入,分別按照300%、200%抵扣應納稅所得額。日本2014年出臺《生產率提高設備投資促進稅制》,提出企業對先進制造技術設備進行投資可減稅5%的稅收優惠政策,引進先進制造業設備的中小企業還可在此基礎上享受30%的價格折扣或7%的稅費減免。
制造業智能化依賴于各類數據的互聯互通,需要嚴謹的標準化工作。標準規范還可以起到引領作用,通過先進的標準規范加強對企業的指導,加快轉型步伐。另外,制造業智能化過程中涉及各種設備接口、數據接口、集成軟件、網絡端口等,這些都需要統一的標準才能實現互聯互通。2013年9月德國發布了《德國“工業4.0”標準化路線圖》(1.0版),為“工業4.0”涉及的相關標準和規格提供了概覽和規劃基礎,針對12個重點領域提出了具體標準化建議。2016年美國國家標準與技術研究院發布了《智能制造系統現行標準體系》報告,從產品、生產系統和業務三個維度對美國的智能制造系統標準進行了闡述。韓國注重智能工廠的標準化,不僅建立了生產機械、硬件系統、軟件系統、工廠之間相互兼容的統一標準,還制定了智能工廠評價模型和分級認證標準。
主要國家、地區推動制造業智能化的具體政策措施匯總見表1。

表1 主要國家、地區推動制造業智能化的具體政策措施
我國是全球唯一擁有聯合國產業分類中全部工業門類的國家,擁有41個工業大類,191個中類,525個小類。我國經濟發展進入新常態迫切需要產業結構升級轉型,這對我國制造業發展方式轉變提出了緊迫要求。新形勢下,我國制造業傳統競爭優勢賴以保持的多種要素約束日益趨緊,繼續依靠政府投資、出口退稅支持和人為壓低生產要素成本的傳統經濟增長模式已難以為繼。當前,我國制造業發展的資源能源、生態環境、要素成本等都在發生動態變化。從資源能源看,我國資源相對不足、環境承載能力較弱;從環境壓力看,長期積累的環境矛盾正集中顯現;從要素成本看,隨著人口紅利消失和要素成本的全面上升,我國制造業原有的比較優勢正在逐漸消失。
制造業是供給側結構性改革的主要領域,以制造業為代表的實體經濟是中國經濟高質量發展的核心支撐力量,發展智能制造更是中國制造由大到強的必由之路。近年來,我國陸續出臺了一批智能制造發展政策,在工業互聯網、智能裝備等領域推動了一批企業快速發展。但從整體看,我國的智能制造總體水平仍然存在明顯短板,在核心算法、工業軟件等領域和國外比較尚有較大差距,與我國的制造業大國地位尚不相稱。當前,在我國原有比較優勢逐步削弱、新的競爭優勢尚未形成的新舊交替期,我國制造業必須擺脫粗放式發展模式,吸納國際上有效政策舉措,建立適合我國國情的制造業智能化政策體系,加快轉型升級步伐。
當前,我國在全球產業鏈分工中整體上仍處于中低端的格局,需要著眼于新一輪科技革命和產業變革的支柱產業以及未來的前沿領域,研究制定重點產業發展路線圖,“以點帶面,點面結合”,在重點環節和關鍵行業實現突破,牽引整個制造業智能化轉型。一是要突出我國在大裝備、大設施方面的優勢和需求,針對當前存在的高端控制系統、大規模集成電路、網絡傳感器、制造業機器人、工業控制器、高端數控機床、高端工業軟件等智能化關鍵領域能力薄弱問題,梳理亟需重點突破的關鍵技術和產品目錄,扶持相關企業和研究機構,抓緊補齊短板。二是要積極利用我國在互聯網和人工智能領域的發展優勢,超前布局未來的新興領域,從科學技術、資金、人才和制度等方面進行整體設計,明晰發展路線,加強引導和支持,為制造業智能化轉型拓展戰略空間。
當前,我國制造業智能化核心技術自主化水平不高,智能化核心關鍵技術嚴重受制于國外廠商,亟需加強技術攻關,提升自主創新能力。我國可以借鑒美國制造業創新網絡的經驗,由政府主導建設國家級的制造業智能化創新平臺,推進項目、基地、人才統籌布局,在工業軟件、核心控制系統等領域面向全國“揭榜掛帥”,支持地方政府、科研院所或高校、企業等聯合組成集智能制造資源環境、技術支撐、創新服務于一體的團隊,通過運行機制的創新,形成多方參與、優勢互補的制造業智能化技術研發應用體系,促進各類制造業主體協同創新,打造制造業智能化創新網絡。
隨著制造業智能化的快速推進以及工業互聯網的迅速發展,工業設施設備和信息系統成為網絡攻擊的重點目標,關鍵領域工控系統更是成為國家之間網絡空間對抗的主戰場。在這種背景下,我國需要把保障信息安全放在實施制造業智能化的核心位置。要強化信息安全工作的戰略統籌和綜合協調,重點保護基礎信息網絡和關系國家安全、經濟命脈、社會穩定的工業控制系統,明確敏感信息保護要求,強化企業、機構在經濟活動中保護用戶數據和國家基礎數據的責任。要加快構建覆蓋全國的工業信息安全態勢感知網絡,運用先進的技術手段,實時、有效地開展工業信息安全研判預警。
企業的智能化轉型需要技術和資金,尤其對于廣大中小企業而言,亟需尋求通過財稅支持降本增效。政府需要綜合運用研發補貼、貸款貼息、稅收減免等方式,引導和支持中小企業轉型。一是要切實幫助中小企業解決融資困難問題,各級政府可以設置專項補助金,或者為中小企業智能化升級提供低息貸款和信貸擔保,還可以有針對性地實行稅收優惠,降低中小企業智能化升級改造的成本。二是要幫助中小企業解決技術門檻過高的問題,中小制造企業通常難以負擔自建平臺的研發成本,可以探索由政府向產業聯盟、平臺企業等統一采購基礎設施、共性平臺等類型產品,免費或低價向中小企業租用,從而減輕中小企業的負擔。
完善的標準規范體系和科學的認證評估體系,不僅是推動制造業健康、快速轉型的必然要求,也是國家加強相關項目評價考核、提升行業管理水平的實際需求。當前發達國家搶抓新一輪工業革命機遇,圍繞制造業智能化加速布局大量核心標準和應用規范。根據國家工信部的統計數據,截止到2018年底我國在制造業智能化領域僅有7項國際標準正式發布,還不能完全滿足我國制造業智能化發展需求。我國應該進一步加快標準領域的工作進度,充分發揮聯盟、行業協會等各方的作用,優化標準規范和認證評估工作,形成完善的總體性標準、基礎共性標準、應用標準和安全標準,并通過發布報告、舉辦推進會和論壇等方式,加強認證評估工作的宣傳引導。還要加強與國際組織的協同合作,共同制定制造業智能化標準規范和國際規則。
通過對世界上主要國家和地區制造業轉型政策的梳理,可以發現各國紛紛采取國家戰略支持制造業智能化,緊鑼密鼓出臺具體政策措施,多措并舉推進制造業智能化戰略落地,主要政策措施包括確定關鍵領域、支持技術研發、夯實基礎設施、財稅政策激勵、建立標準體系等。借鑒國外經驗啟示,結合我國制造業發展實際,未來我國制造業智能化轉型需瞄準重點方向和關鍵領域,以制造業創新驅動為主線,以關鍵技術攻關為突破口,以市場需求為動力,重視對中小制造企業的扶持,注重信息安全保障體系和標準規范體系的統籌布局建設,有條不紊地推進制造業智能化轉型升級,實現從“中國制造”到“中國創造”的轉型。