促進(jìn)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展的思考

陳贇

由于5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)的逐漸成熟與商業(yè)化應(yīng)用，全球工業(yè)行業(yè)正經(jīng)歷從工業(yè)3.0到工業(yè)4.0的升級(jí)發(fā)展。工業(yè)3.0的本質(zhì)是自動(dòng)化，將人從繁瑣重復(fù)的勞動(dòng)中解放出來(lái)，并遠(yuǎn)離易燃易爆、高溫高壓的各類危險(xiǎn)生產(chǎn)場(chǎng)景。工業(yè)4.0的關(guān)鍵是智能化，它利用AI、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)幫助企業(yè)充分利用過(guò)去積累的關(guān)于工藝技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、運(yùn)營(yíng)技術(shù)等多方面的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、降本增效等需求。經(jīng)濟(jì)全球化加劇了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，制造業(yè)的智能化、柔性化、無(wú)人化成為發(fā)展趨勢(shì)，因此，工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)有著廣闊發(fā)展空間。

一、加快發(fā)展我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的意義

（一）提高我國(guó)工業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的需要

我國(guó)是工業(yè)大國(guó)，但還不是工業(yè)強(qiáng)國(guó)，高端裝備制造自主能力與世界發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距。工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)是工業(yè)的基礎(chǔ)行業(yè)，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高企業(yè)效率、促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要意義。當(dāng)前，許多發(fā)達(dá)國(guó)家都積極制定促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的規(guī)劃，如“德國(guó)工業(yè)4.0”規(guī)劃，美國(guó)“國(guó)家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”，日本“創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)計(jì)劃”，著力提升本國(guó)工業(yè)的自動(dòng)化水平，提高本國(guó)產(chǎn)品全球核心競(jìng)爭(zhēng)力。2015年5月，我國(guó)《中國(guó)制造2025》提出，力爭(zhēng)通過(guò)“三步走”實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)。2021年12月，《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年，70%的規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化，建成500個(gè)以上引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的智能制造示范工廠；智能制造裝備和工業(yè)軟件市場(chǎng)滿足率分別超過(guò)70%和50%，培育150家以上專業(yè)水平高、服務(wù)能力強(qiáng)的系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商；完成200項(xiàng)以上國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂，建成120個(gè)以上具有行業(yè)和區(qū)域影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

（二）有利于緩解勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)性短缺問(wèn)題

我國(guó)人口老齡化趨勢(shì)日益明顯，人口紅利逐漸消減，由此帶來(lái)企業(yè)用工成本提高、勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)性短缺等問(wèn)題。一是人口紅利發(fā)生改變。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2017—2020年我國(guó)人口出生率分別為12.43‰、10.94‰、10.48‰、8.52‰，可以看出2020年的人口出生率下降幅度較明顯，接近2‰的比例。根據(jù)中國(guó)發(fā)展基金會(huì)發(fā)布的報(bào)告預(yù)測(cè)，到2022年左右，我國(guó)65歲以上人口占總?cè)丝诒戎貙⑦_(dá)到14%，實(shí)現(xiàn)向老齡社會(huì)的轉(zhuǎn)變。與之相對(duì)應(yīng)的，則是我國(guó)適齡勞動(dòng)力占比下降，制造業(yè)就業(yè)人員比例持續(xù)降低。二是人工成本上升。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，我國(guó)城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員年平均工資由2017年的74318元增加到2020年的97379元，增長(zhǎng)幅度達(dá)31.03%，但與全球先進(jìn)工業(yè)國(guó)相比仍然偏低，預(yù)計(jì)人工成本快速上漲的趨勢(shì)難以改變。人工成本的不斷上漲迫使部分制造業(yè)企業(yè)開(kāi)始采用自動(dòng)化程度更高的生產(chǎn)設(shè)備，以抵御人工成本不斷上漲帶來(lái)的不利影響，從而增加對(duì)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的需求。三是人們的思想觀念發(fā)生轉(zhuǎn)變。勞動(dòng)不是為了謀生，而是為了生活幸福。當(dāng)前，更多的人不愿意從事簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)，更是拒絕從事繁重危險(xiǎn)的工作。工業(yè)自動(dòng)化恰是解決我國(guó)勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)性短缺的主要措施，可以通過(guò)“機(jī)器換人”，大規(guī)模運(yùn)用自動(dòng)化設(shè)備來(lái)大幅降低制造業(yè)從業(yè)人口數(shù)量。

（三）有利于適應(yīng)消費(fèi)升級(jí)大趨勢(shì)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，終端消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的需求多樣化和定制化程度不斷提升，生產(chǎn)環(huán)節(jié)、工藝難度和制造水平都在相應(yīng)增加，制造業(yè)廠商對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、效率、精度以及成本的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)人工操作的誤差及安全性風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致制造業(yè)廠商對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)需求強(qiáng)烈。我國(guó)是世界上煤炭、鋼鐵、鐵礦石、氧化鋁、銅、水泥的主要消耗國(guó)，同時(shí)也是世界上最主要的能源消費(fèi)國(guó)。與傳統(tǒng)生產(chǎn)線相比，工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線原材料利用率、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品優(yōu)良率較高，這有助于降低能耗與污染物排放，實(shí)現(xiàn)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)。

二、我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)一些優(yōu)秀廠商自動(dòng)化研發(fā)水平不斷提高，逐步縮小與國(guó)外品牌的差距，并借助國(guó)內(nèi)制造業(yè)升級(jí)帶來(lái)的機(jī)床、電子制造設(shè)備、紡織機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域發(fā)展的契機(jī)，加快了對(duì)國(guó)外品牌的替代速度，國(guó)內(nèi)廠商的市場(chǎng)份額持續(xù)擴(kuò)大（見(jiàn)圖1）。但總體上講，我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)仍然存在發(fā)展的短板，需予以重視。

圖1 2008—2021年我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)

（一）我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化整體水平仍然不高

雖然，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)連接工業(yè)設(shè)備總數(shù)達(dá)7300萬(wàn)臺(tái)，工業(yè)App突破59萬(wàn)個(gè)，5G基站140多萬(wàn)個(gè)，工業(yè)機(jī)器人2021年銷量超過(guò)26.13萬(wàn)臺(tái)，占全球銷量比例超過(guò)50%，但我國(guó)工業(yè)的自動(dòng)化整體水平仍然不高。我國(guó)制造業(yè)數(shù)字化的滲透率現(xiàn)在還僅為19.5%，不僅低于發(fā)達(dá)國(guó)家33%的平均水平，與制造強(qiáng)國(guó)德國(guó)（45.3%）也存在差距。據(jù)工業(yè)和信息化部?jī)苫诤瞎卜?wù)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)，2019年度我國(guó)智能制造就緒率僅為7.9%，大多數(shù)制造業(yè)企業(yè)仍處于基礎(chǔ)自動(dòng)化階段。目前我國(guó)不同區(qū)域、不同行業(yè)及不同企業(yè)的自動(dòng)化水平差異明顯，數(shù)字化發(fā)展不平衡，智能解決方案收入主要來(lái)自化工、石化、制藥食品、電力及公用事業(yè)五大行業(yè)，僅化工、石化占比就達(dá)70%。

（二）工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)本土品牌仍然較弱

如表1、表2所示，我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)代表性公司收入和利潤(rùn)規(guī)模較小，與全球頭部企業(yè)相比，差距較大；營(yíng)業(yè)利潤(rùn)年間波動(dòng)較大；主業(yè)不聚焦，做多個(gè)細(xì)分行業(yè)，且?guī)讉€(gè)細(xì)分產(chǎn)品營(yíng)收占比都較大，與專精特新的發(fā)展方向不一致；這些公司成立時(shí)間均較短，缺乏積累，而許多世界頭部企業(yè)有著百年發(fā)展歷史，技術(shù)積累雄厚。

表1 工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)世界頭部企業(yè)情況

表2 我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)代表公司主營(yíng)情況

根據(jù)《2021年中國(guó)工控自動(dòng)化市場(chǎng)分析報(bào)告》，當(dāng)前，我國(guó)可編程序控制器（PLC）市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率最低，通用運(yùn)動(dòng)控制器市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率最高，中高端市場(chǎng)份額尚被國(guó)際廠商占據(jù)。從整體來(lái)看，本土品牌的技術(shù)成熟度與外資知名品牌相比還有一定差距，產(chǎn)品規(guī)格和種類也有待進(jìn)一步豐富，外資品牌市場(chǎng)份額高達(dá)60%以上（見(jiàn)圖2）。

圖2 2009—2018年我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化本土品牌市場(chǎng)份額變化情況

（三）工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新仍需發(fā)力

工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)核心技術(shù)仍有待突破，2018年以來(lái)，美國(guó)將我國(guó)多家科技企業(yè)列入實(shí)體清單。在硬件入口方面，臉譜（Facebook）旗下的Oculus2021年第一季度的出貨量已經(jīng)占到全球VR/AR頭顯出貨量的75%。英偉達(dá)（Nvidia）在圖像處理芯片（GPU）領(lǐng)域具有較高的話語(yǔ)權(quán)與主導(dǎo)權(quán)。人工智能方面，谷歌、Facebook、亞馬遜、微軟等科技巨頭紛紛布局基礎(chǔ)算法框架，開(kāi)發(fā)TensorFlow、MXNet、CNTK、Caffe等一批主流人工智能算法框架。

總體來(lái)看，目前我國(guó)高端芯片的穩(wěn)定、規(guī)?；a(chǎn)能力有待增強(qiáng)，制造方面雖有半導(dǎo)體巨頭紛紛設(shè)廠，但以封裝測(cè)試為主，制造工藝落后于部分發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)高端機(jī)床及核心零部件仍依賴進(jìn)口，截至2021年，國(guó)產(chǎn)高端數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)市場(chǎng)占有率不足30%。國(guó)產(chǎn)精密機(jī)床加工精度目前僅能達(dá)到亞微米，與國(guó)際先進(jìn)水平相差1—2個(gè)數(shù)量級(jí)。一是高端機(jī)床的精密數(shù)控系統(tǒng)主要來(lái)源于日本、德國(guó)；二是主軸主要來(lái)源于德國(guó)、瑞士、英國(guó)等國(guó)家，國(guó)產(chǎn)企業(yè)已具備一定生產(chǎn)能力，但技術(shù)仍需迭代提升；三是絲杠主要來(lái)源于日本；四是刀具主要來(lái)源于瑞典、美國(guó)、日本等國(guó)家，國(guó)產(chǎn)刀具材料落后，壽命和穩(wěn)定性不高，平均壽命只有國(guó)際先進(jìn)水平的1/3—1/2。

工業(yè)機(jī)器人中技術(shù)難度最高的三大核心零部件分別是減速器、伺服系統(tǒng)和控制器，根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，目前我國(guó)的減速器市場(chǎng)、伺服電機(jī)市場(chǎng)、控制系統(tǒng)市場(chǎng)多被海外品牌占據(jù)。在工業(yè)機(jī)器人下游行業(yè)中，汽車行業(yè)是工業(yè)機(jī)器人下游應(yīng)用占比最高的行業(yè)，約占整個(gè)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)出貨量的35%，受制于技術(shù)水平等因素，國(guó)內(nèi)汽車廠商使用的機(jī)器人以外資品牌為主，其中ABB、庫(kù)卡、發(fā)那科、安川市場(chǎng)占有率合計(jì)超過(guò)80%。

三、促進(jìn)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展的建議

（一）高度重視技術(shù)原始創(chuàng)新

我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)公司與世界頭部企業(yè)相比，根本差距不在制造水平，而在技術(shù)水平，尤其是基礎(chǔ)算法、芯片制造方面，因此，要組織力量進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)行原始創(chuàng)新和不斷積累，摒棄有些頭部企業(yè)“短平快”的發(fā)展思路。我國(guó)正在制訂的未來(lái)國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃中把工業(yè)自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)、核心技術(shù)攻關(guān)納入其中；工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的公司，尤其是領(lǐng)軍企業(yè)一方面要加大研發(fā)投入，有效提升研發(fā)投入強(qiáng)度，另一方面要善于借力，加大與國(guó)家重點(diǎn)科研院所和高校進(jìn)行合作研發(fā)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展。

（二）加快我國(guó)新基建的建設(shè)

工業(yè)自動(dòng)化需要數(shù)據(jù)采集和互聯(lián)互通，這需要相應(yīng)的新基建建設(shè)。新基建是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展基石，為我國(guó)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供底層支撐。加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，5G網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施需成為重點(diǎn)投資領(lǐng)域，通過(guò)建設(shè)以5G、算力網(wǎng)絡(luò)、智慧中臺(tái)為重點(diǎn)的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建“連接+算力+能力”新型信息服務(wù)體系，協(xié)同推進(jìn)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

（三）提升工業(yè)自動(dòng)化滲透率

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)已基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械化，但距離工業(yè)自動(dòng)化還有很大差距。由于我國(guó)工業(yè)門(mén)類眾多，各行業(yè)特點(diǎn)有所不同，工業(yè)自動(dòng)化各行業(yè)發(fā)展存在不平衡現(xiàn)象，如電力、汽車、石化、電子等行業(yè)滲透率高，而采礦業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)、紡織服裝等行業(yè)相對(duì)較低?？梢?jiàn)，工業(yè)自動(dòng)化滲透時(shí)會(huì)因各行業(yè)情況特殊、缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)或?qū)Ｓ屑夹g(shù)而受到制約。另外，我國(guó)工業(yè)中小企業(yè)數(shù)量眾多，資金實(shí)力不足，面對(duì)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品高昂價(jià)格和高額服務(wù)費(fèi)用望而卻步。因此，提高工業(yè)自動(dòng)化滲透率需要工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)加大研發(fā)投入，不斷開(kāi)發(fā)新應(yīng)用場(chǎng)景，并通過(guò)大規(guī)模應(yīng)用降低產(chǎn)品或服務(wù)成本，使價(jià)格更加親民。另外，各級(jí)政府要通過(guò)優(yōu)惠稅制、優(yōu)惠貸款、減稅等多項(xiàng)政策支持大量中小工業(yè)企業(yè)能享受工業(yè)自動(dòng)化的紅利?？煽紤]，對(duì)國(guó)家重點(diǎn)高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)考核中增加工業(yè)自動(dòng)化滲透率指標(biāo)。

（四）充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)基金作用

許多地方政府成立產(chǎn)業(yè)基金等扶持半導(dǎo)體和高端裝備制造業(yè)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。但實(shí)踐來(lái)看，這些產(chǎn)業(yè)基金多注重保值增值，往往在2、3年內(nèi)就退出兌現(xiàn)。這種運(yùn)作方式不利于相應(yīng)實(shí)體企業(yè)發(fā)展。建議國(guó)家或地方政府改變對(duì)產(chǎn)業(yè)基金的考核方式，從注重財(cái)務(wù)收益為主轉(zhuǎn)向功能作用的發(fā)揮為主，使產(chǎn)業(yè)基金愿意立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，從而使實(shí)體企業(yè)能安心研發(fā)，進(jìn)行原始創(chuàng)新和技術(shù)積累。產(chǎn)業(yè)基金要針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，如基礎(chǔ)工業(yè)軟件、高端機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人核心零部件等重點(diǎn)投資和扶持。

（五）把各項(xiàng)規(guī)劃落到實(shí)處

為鼓勵(lì)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新，國(guó)家近幾年印發(fā)了《關(guān)于深化新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》《關(guān)于支持“專精特新”中小企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的通知》《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年)》《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)五年發(fā)展規(guī)劃》等產(chǎn)業(yè)政策，為工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展提供了明確、廣闊的市場(chǎng)前景。政府要充分發(fā)揮引導(dǎo)市場(chǎng)的作用，積極推動(dòng)這些產(chǎn)業(yè)規(guī)劃落地。為此，要建立考核目標(biāo)責(zé)任制，把規(guī)劃的各項(xiàng)目標(biāo)任務(wù)細(xì)分落實(shí)到具體部門(mén)，具體年份或月份，適時(shí)檢查、考核、評(píng)比和獎(jiǎng)懲。