近年来,新工业革命方兴未艾,全球制造业正迈向数字化、智能化时代。为应对新工业革命下的国际竞争,发达国家不约而同地将智能制造作为制造业未来发展的重要方向。美国的《先进制造业国家战略计划》,旨在大力推动以“工业互联网”和“新一代机器人”为特征的智能制造战略布局。作为工业4.0的倡导者,德国意欲主导智慧工厂等工业4.0标准制定,掌控智能制造的规则话语权。日本提出了《机器人新战略》、“社会5.0战略”等一系列战略措施支持智能制造的发展,以重塑本国制造业的竞争新优势。

回顾世界经济发展历程,每一次工业革命总是带来劳动生产率大幅提高和生产方式的巨大变革,同时也为后发国家提供了“弯道超车”的重要机遇。能否抓住智能制造这一重大战略机遇,关系到我国向制造强国迈进、跨越“中等收入陷阱”、全面建成小康社会等战略目标的实现。

目前,我国制造业的规模已跃居世界第一,拥有世界上最为完整的工业体系,成为全球价值链的重要参与者。然而,总体来看,中国制造大而不强的特征明显,自主创新能力相对较弱,资源消耗大,低端产能过剩,高端供给明显不足,产业整体仍处于全球制造业链条的中低端。在当前国内发展动能转换和国际竞争加剧的形势下,发展智能制造,是实现工业强国战略目标的重要途径。

强化“中国制造”的综合竞争力

在经济发展新常态下,智能制造将成为加快供给侧结构性改革、带动制造业转型升级的新引擎。

智能制造的本质,系虚拟网络和实体生产的相互渗透融合,通过将专家的知识和经验融入感知、决策、执行等制造活动中,赋予产品制造在线学习和知识进化的能力,使制造体系中的各个企业、各个生产单元高效协同,在减少对传统劳动力需求的同时,能极大地提高生产效率。智能制造不仅仅是单一技术和装备的突破与应用,而是依靠装备智能化、设计数字化、生产自动化、管理现代化、营销服务网格化等制造技术与信息技术的深度融合与集成,创造新的附加值。借助传感器、物联网、大数据、云计算等的运用,智能制造能够实现设备与设备、设备与工厂、各工厂之间以及供应链上下游企业间、企业与用户间的无缝对接,企业可以更加精准地预测用户需求,根据用户多样化、个性化的需求进行柔性生产,并实时监控整个生产过程,实现低成本的定制化服务。

对于我国来说,智能制造提升生产效率的功能有助于抵消劳动力成本上涨的影响,保持并强化“中国制造”的综合竞争力。制造业向智能制造的转型会产生对智能装备、智能传感器、新材料、工业软件系统以及相关服务的大量需求,能够形成新的产业增长点。此外,借力新的生产组织方式和商业模式,智能制造还能够实现生产制造与市场需求之间的动态匹配,有利于减少过剩产能和库存,节约资源和能源,这与供给侧结构性改革的目标方向高度契合。智能制造业将为“补短板”、打造经济发展新动能注入动力和活力。

智能化升级仍面临挑战

由于我国工业化起步晚,技术积累相对薄弱,信息化水平相对较低,我国制造业智能化升级面临着严峻的挑战。

一是“两化”融合的整体水平有待进一步提升。我国地区间、行业间以及企业之间信息化发展不平衡,一些企业已经开始智能化探索,但更多的企业尚处于电气化、自动化甚至机械化阶段,半机械化和手工生产在一些欠发达地区仍然存在。《中国企业两化融合发展报告2015》的数据显示,截至2015年,我国企业信息化应用水平较高的企业仅占14.6%,在综合集成基础上实现跨企业业务协同和模式创新的只占3%,但尚未开展信息化建设的占比却高达40%。我国制造业全面实现数字化、网络化、智能化还有很长的路要走。

二是智能制造的基础研发能力相对较弱。我国产、学、研的整体科技水平与美日欧等先进国家仍有较大差距,智能化的软硬件缺乏自主研发技术,高端传感器、操作系统、关键零部件主要依赖进口,在一定程度上阻碍了智能制造的发展。

三是智能制造生产模式尚处于起步阶段。我国企业长期依靠低廉劳动力成本形成的成本洼地,惯于在国际国内市场上拼价格,导致全球价值链低端锁定,多数企业使用智能设备替代人工的动力不足。现阶段,即使一些引入智能设备的企业,也仅停留在初级应用阶段,以智能制造整合价值链和商业模式的企业屈指可数,更没有形成构建智能制造体系的战略思维和总体规划。

四是智能制造标准、工业软件、网络信息安全基础薄弱。标准是产业特别是高技术产业领域工业大国和商业巨头的必争之地,主导标准制定意味着掌握市场竞争和价值分配的话语权。目前,德国除了在国内及欧盟层面推广工业4.0标准化工作外,还在国际标准化组织设立了与工业4.0相关的咨询小组。我国虽然是制造大国,但是由我国主导制定的制造业国际标准数量并不多,国际上对中国标准的认可度也不高,中国在全球制造标准领域缺少话语权及影响力。在工业软件领域,世界上用于产品生命周期管理(PLM)的主流软件主要是由德国西门子公司、美国PTC公司和法国达索公司开发的,我国在工业软件开发方面缺少自主知识产权,明显处于劣势。

五是高素质复合型人才严重不足。从经营管理层面来看,我国企业缺少具有预见力的领军人物,以及在高水平的研发、市场开拓、财务管理等方面的专门人才。从员工队伍层面来看,我国企业存在初级技工多,高级技工少,传统型技工多,现代型技工少,单一技能的技工多,复合型的技工少的现象。员工综合素质偏低,直接制约了智能制造系统的应用和推广。而在国家战略层面,涉及智能制造标准制定、国际谈判、法律法规等方面的高级专业人才更是明显的“短板”。

向全球价值链高端攀升

抓住新工业革命带来的战略机遇,以智能制造为突破口,引领中国制造向全球价值链高端攀升。

第一、推进智能制造关键装备与核心软件的自主研发与产业化,提高价值链核心环节的掌控力。政府应加大对智能制造软、硬件基础研究的支持力度,突破制约智能制造发展的关键核心技术;推动官、产、学、研、用合作和组建产业创新联盟,加快推进中国智能制造标准的制定,工业软件特别是智能制造操作系统的开发以及推广应用;研发具有自主知识产权的工业机器人、增材制造装备、智能传感与控制装备等关键技术装备,全面提升智能制造的产业化水平。

第二、鼓励创新商业模式,打通价值网络。智能制造所带来的以消费者为中心、“需求定制+大数据营销+参与制造”的“产品+服务”新生产模式和商业模式,要求企业从封闭的价值链转向开放的价值网络。政府应鼓励企业建立平台生态圈,通过服务生态化、系统化和产品智能化,实现新的价值增值机会。

第三、培育自主品牌和骨干企业,拓展全球市场。以智能制造试点示范专项行动为契机,集中资源重点培育一批自主创新能力强、主业突出、产品市场前景好、对产业带动作用大的大型骨干企业。鼓励企业积极“走出去”,一方面通过开放式创新,主动利用全球的创新资源;另一方面把智能制造的中国标准、中国平台推广出去,打造强大的智能制造生态系统。

第四、建立满足智能制造需求的多层次人力资源开发体系。大力发展职业教育、继续教育、职业技能培训等,培养和造就具有较高素养的应用型人才。鼓励骨干企业与有条件的高等院校开展协同育人,建设产业人才培训基地,培育具有“工匠精神”的应用型人才,夯实智能制造的人才基础。

第五、完善企业内部价值链管理,增强企业智能化管理能力,提高数据附加价值。针对智能制造高度柔性的生产模式对管理复杂度的新要求,引导企业从产品概念设计、原型开发、资源管理、订单管理、生产计划获取和执行,到物流管理、能源管理再到营销售后,按照产品附加值的新型创造方式进行整合,建立高效的智能化运营系统。