當(dāng)前，新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在興起，全球工業(yè)技術(shù)體系、發(fā)展模式和競爭格局迎來重大變革。發(fā)達(dá)國家紛紛出臺以先進(jìn)制造業(yè)為核心的“再工業(yè)化”國家戰(zhàn)略：美國大力推動以“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“新一代機(jī)器人”為特征的智能制造戰(zhàn)略布局；德國“工業(yè)4.0”計劃的提出旨在通過智能制造提振制造業(yè)競爭力；歐盟在“2020增長戰(zhàn)略”中提出重點發(fā)展以智能制造技術(shù)為核心的先進(jìn)制造；日本、韓國等制造強(qiáng)國也提出相應(yīng)的發(fā)展智能制造的戰(zhàn)略措施，可見，智能制造已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家制造業(yè)發(fā)展的重要方向，成為各國發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的制高點。我國在2015年推出的“中國制造2025”戰(zhàn)略中也強(qiáng)調(diào)了智能制造的重要性。發(fā)展智能制造不僅是我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的突破口，也是重塑制造業(yè)競爭優(yōu)勢的新引擎，是制造業(yè)的未來方向。

一、智能制造國際發(fā)展的現(xiàn)狀

智能制造是以新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，配合新能源、新材料、新工藝，貫穿設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。

20世紀(jì)80年代末，信息技術(shù)尚未對人類生產(chǎn)生活造成巨大影響之時，智能制造的概念就已經(jīng)在歐美日等發(fā)達(dá)國家被提出。進(jìn)入新世紀(jì)之后，實現(xiàn)智能制造的技術(shù)和成本條件成熟，并且，隨著資源環(huán)境壓力加大、勞動成本上升等制造業(yè)制約因素的增強(qiáng)，智能制造市場近年來在全球出現(xiàn)了爆發(fā)增長并呈現(xiàn)新的特征。

主要發(fā)達(dá)國家智能制造發(fā)展概況

國際金融危機(jī)之后，為了刺激本國經(jīng)濟(jì)增長，重新塑造在實體經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的競爭力，許多發(fā)達(dá)國家都實施了一系列國家戰(zhàn)略，例如美國的“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計劃”、德國的“工業(yè)4.0”計劃、日本的“再興戰(zhàn)略”、韓國的“新增長動力戰(zhàn)略”、法國的“新工業(yè)法國”等。

美國：以智能制造彌補(bǔ)勞動力成本劣勢。美國為重振本國制造業(yè)，密集出臺了多項政策文件，對未來的制造業(yè)發(fā)展進(jìn)行了重新規(guī)劃，體現(xiàn)了美國搶占新一輪技術(shù)革命領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，通過發(fā)展智能制造重塑國家競爭優(yōu)勢的戰(zhàn)略意圖。

德國：工業(yè)4.0構(gòu)建智能生產(chǎn)系統(tǒng)。2010年，德國發(fā)布《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》，著眼于未來科技和全球競爭，并將工業(yè)4.0戰(zhàn)略作為十大未來項目之一。2013年，德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)手正式發(fā)布了《保障德國制造業(yè)的未來：關(guān)于實施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的建議》，并得到了德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會、西門子公司等德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的響應(yīng)和推動，從而上升為國家級戰(zhàn)略。

在工業(yè)4.0階段，新型的智能工廠基于信息物理系統(tǒng)并借助社交網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)自然的人機(jī)互動，這將重塑傳統(tǒng)制造工廠模式下人與生產(chǎn)設(shè)備之間操控與被動反應(yīng)的機(jī)械關(guān)系。為達(dá)此目的，需要在制造裝備、原材料、零部件及生產(chǎn)設(shè)施上廣泛植入智能終端，借助物聯(lián)網(wǎng)不僅可實現(xiàn)終端之間的實時互動，自動信息交換，自動觸發(fā)行動，而且可實施獨立控制，對生產(chǎn)進(jìn)行個性化管理。人還可以通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，對生產(chǎn)系統(tǒng)加以調(diào)控，可使從業(yè)人員的工作與家庭生活之間的關(guān)系更為協(xié)調(diào)。

構(gòu)建嵌入式制造“智能生產(chǎn)”系統(tǒng)。在構(gòu)建工業(yè)生產(chǎn)的各種要素中，除了傳統(tǒng)的土地、勞動、資本、企業(yè)家等要素之外，數(shù)據(jù)將成為一種重要的甚至是影響全局的生產(chǎn)要素。依托于信息物理系統(tǒng)，智能工廠生產(chǎn)出可實時生成數(shù)據(jù)的“智能產(chǎn)品”，形成大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)經(jīng)過實時分析與歸總后，形成“智能數(shù)據(jù)”，經(jīng)過可視化和互動式加工，向智能工廠反饋產(chǎn)品和工藝流程的實時優(yōu)化方案，從而形成“智能工廠—智能產(chǎn)品—智能數(shù)據(jù)”閉環(huán)，驅(qū)動生產(chǎn)系統(tǒng)走向智能化。而這一切的實現(xiàn)，依賴于云技術(shù)等互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和應(yīng)用。智能工廠和智能產(chǎn)品構(gòu)成嵌入式制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特點是：企業(yè)間的業(yè)務(wù)流程構(gòu)成橫向價值鏈，企業(yè)內(nèi)部的運營流程構(gòu)成縱向價值網(wǎng)絡(luò)，終端到終端技術(shù)實現(xiàn)橫向和縱向的整合。在智能工廠的基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)聯(lián)網(wǎng)，將智能交通、智能物流、智能建筑、智能產(chǎn)品和智能電網(wǎng)等相互連接，以新型工業(yè)化實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)的全面智能化。

英國：重構(gòu)制造業(yè)價值鏈。2008年的國際金融危機(jī)中，曾一度推行去工業(yè)化戰(zhàn)略的英國實體經(jīng)濟(jì)遭受沉重打擊，迫使英國政府重新摸索重振制造業(yè)的方法。為增強(qiáng)英國制造業(yè)對全球的吸引力，英國政府積極推進(jìn)制造基地建設(shè)，面向境外企業(yè)進(jìn)行招商。2011年12月，英國政府提出“先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈倡議”，支持范圍不僅包括汽車、飛機(jī)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還包括在全球領(lǐng)先的可再生能源和低碳技術(shù)等領(lǐng)域，政府計劃投資1.25億英鎊，打造先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，從而帶動制造業(yè)競爭力的恢復(fù)。

日本：鞏固“機(jī)器人”大國地位。早在1990年6月，日本通產(chǎn)省就提出了智能制造研究的十年計劃，并聯(lián)合歐洲共同體委員會、美國商務(wù)部協(xié)商共同成立IMS(智能制造系統(tǒng))國際委員會。在隨后的10年，日本共投資1500億日元進(jìn)行智能制造系統(tǒng)的研究和實驗。1992年，日、美、歐三方共同提出研發(fā)能使人和智能設(shè)備不受生產(chǎn)操作和國界限制的合作系統(tǒng)，并于1994年啟動了先進(jìn)制造國際合作研究項目，其中包括全球制造、制造知識體系、分布智能系統(tǒng)控制等。日本機(jī)器人在制造業(yè)工廠迅速普及，八大汽車制造商都廣泛采取智能制造技術(shù)，注重自動化、信息化與傳統(tǒng)制造業(yè)的融合發(fā)展，通過計算機(jī)軟硬件技術(shù)將自動化制造系統(tǒng)有機(jī)集成起來。

二、我國推動智能制造的主要瓶頸

我國工業(yè)化起步晚，技術(shù)積累相對落后，先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化能力也與發(fā)達(dá)國家存在顯著差距，致使國產(chǎn)智能制造產(chǎn)品和系統(tǒng)的發(fā)展同時面臨技術(shù)和市場的瓶頸。

關(guān)鍵零部件受制于人，導(dǎo)致國產(chǎn)智能制造裝備價格倒掛，缺乏競爭力。以智能制造最核心的裝備——工業(yè)機(jī)器人為例，目前我國精密減速機(jī)、控制器、伺服系統(tǒng)以及高性能驅(qū)動器等機(jī)器人核心零部件大部分依賴進(jìn)口，而這些零部件占到整體生產(chǎn)成本70%以上。其中，精密減速器75%的份額被日本壟斷，國內(nèi)高價購買占到生產(chǎn)成本的45%，而在日本僅為25%，我國采購核心零部件的成本就已經(jīng)高于國外同款機(jī)器人的整體售價，在高端機(jī)器人市場上根本無法與國外品牌競爭。絕大多數(shù)國內(nèi)機(jī)械零部件企業(yè)都只能生產(chǎn)低端產(chǎn)品，不能夠滿足高端智能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，而這些產(chǎn)業(yè)的升級遠(yuǎn)比組裝裝配環(huán)節(jié)的制造業(yè)要困難得多，需要的時間也更漫長。短期內(nèi)，我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然需要采購國外零部件，但必須降低進(jìn)口部件采購成本，實現(xiàn)采購渠道的穩(wěn)定和多元化。

軟件系統(tǒng)發(fā)展滯后。長期以來，我國重硬件制造、輕軟件開發(fā)的思維十分普遍，智能制造裝備生產(chǎn)企業(yè)的軟件技術(shù)積累嚴(yán)重不足。智能制造基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)的開發(fā)仍十分匱乏，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等高端產(chǎn)品還大量使用國外軟件系統(tǒng)，在跨國公司布局智能制造裝備模塊化生產(chǎn)和操作系統(tǒng)研發(fā)時，我國的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)將面臨基礎(chǔ)操作系統(tǒng)缺失的風(fēng)險。

跨國公司壟斷勢力擠壓國內(nèi)企業(yè)發(fā)展空間。當(dāng)前，全球智能制造產(chǎn)業(yè)的壟斷勢力已基本形成，雖然我國成為全球最大的智能制造裝備的需求市場，但70%以上的市場份額被幾家國際巨頭所占據(jù)，高端市場的90%依賴進(jìn)口，國內(nèi)還沒有一家具有全球影響力的智能制造企業(yè)。近年來，隨著我國工業(yè)機(jī)器人等智能裝備市場的增長提速，跨國公司加快了在國內(nèi)的戰(zhàn)略布局，以合資或獨資形式在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)建設(shè)工廠，雖然對帶動我國智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步起到一定的作用，但同時也進(jìn)一步擠壓國內(nèi)自主品牌企業(yè)的市場空間。

三、我國智能制造的發(fā)展之路

新科技革命為我國發(fā)展智能制造及相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來重大機(jī)遇，我們應(yīng)把握“機(jī)會窗口期”，積極總結(jié)和借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗，以智能制造為突破口，推動我國產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，實現(xiàn)制造業(yè)競爭優(yōu)勢由傳統(tǒng)要素優(yōu)勢向技術(shù)優(yōu)勢的轉(zhuǎn)型。

將基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件的開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)的制定納入到頂層設(shè)計中。未來智能制造的發(fā)展將圍繞軟件系統(tǒng)展開，作為國產(chǎn)軟件推進(jìn)智能制造的重要支撐，北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所也將充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，幫助企業(yè)由傳統(tǒng)制造向服務(wù)化轉(zhuǎn)型，為用戶提供一整套的系統(tǒng)解決方案。

我國之所以要從國外進(jìn)口高端裝備和成套生產(chǎn)線，一個重要原因就是缺乏自主工藝數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)，這是我國發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)的短板。因此，必須重視基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，形成自主的智能制造產(chǎn)業(yè)制高點，避免在硬件制造中再次受制于國外操作系統(tǒng)。

加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，打造國產(chǎn)機(jī)器人自主品牌。我國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)起步較晚，由于發(fā)展階段、條件和目標(biāo)不同，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)很難也不能再走傳統(tǒng)“市場換技術(shù)”的老路。將來應(yīng)大力推動核心關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)項目，加強(qiáng)對技術(shù)研發(fā)成果的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作。同時，培育具有國際影響力的機(jī)器人骨干企業(yè)，發(fā)展一批創(chuàng)新力強(qiáng)的中小型企業(yè)，提升國產(chǎn)自主品牌的國際競爭力。

大力培養(yǎng)技能工人，注重利用全球人才資源。從美國的《重振美國制造業(yè)框架》到《先進(jìn)制造業(yè)伙伴計劃》，再到《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》，都把提高勞動者素質(zhì)作為重要的政策內(nèi)容，通過對工人進(jìn)行培訓(xùn)提高其勞動技能，以適應(yīng)先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的需要。我國也要大力發(fā)展?jié)M足智能制造要求的職業(yè)技能教育和培訓(xùn)，以不斷適應(yīng)制造業(yè)變革所需要的技能要求，同時還要吸引全球制造業(yè)人才，尤其是高層次人才，利用全球人才資源發(fā)展中國智能制造。

完善落實相關(guān)配套政策，大力鼓勵技術(shù)創(chuàng)新。美日歐等發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)制造業(yè)都獲得了政府的大力扶持，財政資金也大量向研發(fā)創(chuàng)新傾斜。例如，日本在2006~2010年間為了攻克關(guān)鍵的服務(wù)機(jī)器人技術(shù)每年投入1000萬美元，美國聯(lián)邦政府當(dāng)前對每個制造業(yè)創(chuàng)新研究資助7000萬美元至1.2億美元。為扶持智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國也應(yīng)從多個方面完善落實相關(guān)配套政策：加大財政和稅收方面的扶持力度，建立智能機(jī)器人研發(fā)風(fēng)險準(zhǔn)備金，激發(fā)制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新活力；加大對國產(chǎn)智能制造裝備的政府采購，給予這個幼稚產(chǎn)業(yè)一定的保護(hù)期；在部分地區(qū)、部分行業(yè)開展智能制造試點示范，探索新模式、新方法，并逐步推廣普及。

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