在新工业革命浪潮席卷全球的当下,智能制造已成为世界各国制造业角逐的关键领域。发达国家纷纷布局,试图在这场科技变革中抢占先机。美国凭借《先进制造业国家战略计划》,大力推动以 “工业互联网” 和 “新一代机器人” 为特色的智能制造战略布局;德国作为工业 4.0 的倡导者,全力主导智慧工厂等工业 4.0 标准的制定,力求掌控智能制造规则的话语权;日本则通过《机器人新战略》“社会 5.0 战略” 等一系列举措,为智能制造发展提供支持,重塑本国制造业的竞争优势。
智能制造:中国制造业的关键机遇
回顾世界经济发展历程,每一次工业革命都带来了劳动生产率的飞跃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” 的宝贵契机。智能制造对于我国而言,意义重大,它关系到我国向制造强国迈进、跨越 “中等收入陷阱” 以及全面建成小康社会等战略目标的实现。
我国制造业规模已位居世界首位,拥有全球最为完整的工业体系,在全球价值链中占据重要地位。然而,中国制造大而不强的问题依然突出。自主创新能力相对薄弱、资源消耗量大、低端产能过剩、高端供给不足,产业整体仍处于全球制造业链条的中低端。在国内发展动能转换和国际竞争加剧的形势下,发展智能制造成为实现工业强国战略目标的重要途径。
在经济发展新常态下,智能制造将成为推动供给侧结构性改革、带动制造业转型升级的新引擎。智能制造的本质是虚拟网络与实体生产的深度融合,通过将专家知识和经验融入制造活动的各个环节,赋予产品在线学习和知识进化的能力,实现制造体系中各企业、各生产单元的高效协同。这不仅能减少对传统劳动力的依赖,还能大幅提高生产效率。
智能制造并非单一技术和装备的简单应用,而是装备智能化、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,从而创造新的附加值。借助传感器、物联网、大数据、云计算等技术,智能制造能够实现设备与设备、设备与工厂、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。企业可以据此更精准地预测用户需求,开展柔性生产,实时监控生产过程,提供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特性有助于抵消劳动力成本上涨的影响,维持并强化 “中国制造” 的综合竞争力。制造业向智能制造转型,将催生对智能装备、智能传感器、新材料、工业软件系统及相关服务的大量需求,形成新的产业增长点。同时,借助新的生产组织方式和商业模式,智能制造能够实现生产制造与市场需求的动态匹配,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高度一致,为打造经济发展新动能注入活力。
智能制造:中国制造业面临的挑战
尽管智能制造前景广阔,但由于我国工业化起步较晚,技术积累相对薄弱,信息化水平相对较低,制造业智能化升级面临诸多严峻挑战。
“两化” 融合水平待提升:我国地区间、行业间以及企业之间信息化发展极不平衡。部分企业已开启智能化探索,但更多企业仍处于电气化、自动化甚至机械化阶段,一些欠发达地区还存在半机械化和手工生产的情况。《中国企业两化融合发展报告 2015》显示,截至 2015 年,我国信息化应用水平较高的企业仅占 14.6%,实现跨企业业务协同和模式创新的仅占 3%,而尚未开展信息化建设的企业占比高达 40%。可见,我国制造业要全面实现数字化、网络化、智能化,还有很长的路要走。
基础研发能力薄弱:我国产、学、研整体科技水平与美日欧等先进国家存在较大差距。在智能制造领域,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,这在一定程度上阻碍了我国智能制造的发展。
生产模式尚在起步:长期以来,我国企业凭借低廉的劳动力成本在国际国内市场进行价格竞争,导致在全球价值链中被低端锁定。多数企业缺乏使用智能设备替代人工的动力。现阶段,即便一些企业引入了智能设备,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寥寥无几,更缺乏构建智能制造体系的战略思维和总体规划。
标准、软件与安全基础薄弱:在标准制定方面,标准是高技术产业领域工业大国和商业巨头争夺的焦点,主导标准制定意味着掌握市场竞争和价值分配的话语权。德国积极在国内、欧盟及国际标准化组织推广工业 4.0 标准化工作,而我国虽为制造大国,但主导制定的制造业国际标准数量有限,国际认可度不高,在全球制造标准领域缺乏话语权和影响力。在工业软件领域,世界主流的产品生命周期管理(PLM)软件多由德国西门子、美国 PTC、法国达索等公司开发,我国在工业软件开发方面缺乏自主知识产权,处于劣势。此外,我国在网络信息安全方面也存在基础薄弱的问题。
高素质复合型人才匮乏:从经营管理层面看,我国企业缺乏具有预见力的领军人物,以及高水平的研发、市场开拓、财务管理等专门人才。从员工队伍层面看,存在初级技工多、高级技工少,传统型技工多、现代型技工少,单一技能技工多、复合型技工少的现象。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。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不足。
智能制造是我国制造业转型升级的必由之路,尽管面临诸多挑战,但只要我们正视问题,积极采取措施,加强技术研发、提升人才培养水平、完善标准体系,就有望在全球智能制造的竞争中脱颖而出,实现从制造大国向制造强国的转变。