智能制造发展的思考

飞利信新型智慧城市研究院

智能制造是实现整个制造业价值链的智能化和创新，是信息化与工业化深度融合的进一步提升。智能制造融合了信息技术、先进制造技术、自动化技术和人工智能技术。

第四次工业革命的到来为各个国家提供了发展和转型的机遇，也面临竞争力格局变化的挑战，智能制造成为各国竞争的新战场。各国围绕制造业，都提出了相应的战略——美国的“国家制造创新网络”、德国的“工业4.0”，日本的“工业价值链”，中国的“中国制造2025”。

1. 各国发展战略

（1）美国

美国发展战略：“牢牢占据生产要素的上游，努力向下游延伸”。美国工业系统的核心竞争力主要来源于“6s的生态体系”：航天航空、半导体、页岩气、智能化服务创造经济、硅谷为代表的创新精神和可持续人才资源。

分析美国“6S”生态系统和制造业发展战略布局，不难发现，美国力图在生产系统最基础的原料端（能源和材料）、工业产品的使用服务端（互联网技术和ICT服务），以及不断由创新驱动的商业模式端，牢牢掌握住工业价值链当中价值含量最高的几部分，这样即便德国的制造设备再先进、中国的制造系统再高效，都可以从源头和价值的投放端确保其竞争力的核心优势。

（2）德国

德国在关键装备与核心零部件，以及生产过程与生产系统两个环节上具有十分明显的技术优势，这主要得益于以中小企业为核心的隐形冠军企业，以及德国务实的学徒制双元教育。由于国内市场较小和自身需求的薄弱，其工业产品几乎全部用于出口，也因此成就了德国制造业设备出口第一大国的地位。然而，由于以“金砖四国”为代表的新兴经济体已基本完成了工业化，东南亚和非洲国家的新一轮增长引擎还没有完全开启，导致了德国的工业装备产品需求停滞不前。从这几年德国的工业出口总值上来看，几乎没有任何的增长，这也从一定程度上影响了德国的经济发展。由此可见，德国提出工业4.0的核心目的主要有两方面：

一是，增强德国制造的竞争力，为德国的工业设备出口开拓新的市场；

二是，转变以往只卖设备而服务性收入比重较小的状态，将重心从产品端向服务端转移，增强德国工业产品的持续盈利能力。

（3）日本

以往日本制造的核心竞争力主要在于生产过程与生产系统、产品以及服务端。近两年来，日本两个最强势的传统产业，汽车制造和消费电子产业中的市场份额不断被韩国、美国和中国占据，看似在产品端的优势已经丧失殆尽。其实，日本在消费电子领域的衰退背后是日本创新方向的转变，日本开始在上游的原材料及使能技术和关键装备及关键零部件领域拥有更多的话语权。在日本发布的《2015年制造业白皮书》中，将人工智能和机器人领域作为重点发展方向，同时也将加强在材料、医疗、能源和关键零部件领域的投入。

（4）中国

我国将“智能制造”提升到国家战略的高度。2015年5月8日，李克强总理签批，并由国务院正式公布《中国制造2025》，规划提出了中国制造强国建设三个十年的“三步走”战略；2015年6月16日，国务院宣布成立国家制造强国建设领导小组。2017年5月17日国务院召开常务会议，指出下一步深入实施《中国制造2025》，把发展智能制造作为主攻方向。扩大试点示范城市（群）覆盖面，选择20至30个基础条件好、示范带动作用强的城市（群），继续开展“中国制造2025”试点示范创建工作，以试点示范推进《中国制造2025》深入实施。

2.中国智能制造发展现状

智能制造发展需经历自动化、信息化、互联化、智能化四个阶段。智能制造发展需经历不同的阶段，每一阶段都对应着智能制造体系中某一核心环节的不断成熟，分为四个阶段。

（1）自动化生产线集成与自动化装备

国内系统集成商正在崛起。系统集成方案解决商处于相对于智能设备的下游应用端，为终端客户提供应用解决方案，负责工业机器人软件系统开发和集成。目前我国系统集成商多是从国外购买机器人整机，根据不同行业或客户的需求，制定符合生产需求的解决方案。中投顾问产业研究中心预测显示，至2020年系统集成规模有望接近830亿，2016-2020年期间复合增速可达20%。

自动化装备以工业机器人和数控机床为例。我国的工业机器人自2010年始，表现了大幅增长，此后销量增速保持在20%-50%的较高水平。目前国内部分企业已能实现自给，但机器人高端市场仍被日本、欧美名企占据，占据近80%的市场份额。目前我国数控机床已有较高产量水平，但仍处于数控机床的智能化技术起步阶段，高端数控机床（数控系统）主要依靠进口。

（2）工业信息化

工业信息化以工业软件为主，工业软件是指在工业领域进行设计、生产、管理等环节应用的软件，可以被划分为系统软件、应用软件和中间件（介于这两者之间）。

目前产业格局仍是欧美企业主导。国内企业占比偏低，水平与领先企业有较大差距。在国内市场方面，国产软件企业在研发设计、业务管理和生产调度、过程控制三类软件中均有一定市场份额，但在某些细分领域仍与国外领先软件企业差距较大，属于行业末端跟随者的角色。

同时国内工业软件产品虽然价格较低，但是性能参差不齐，与其他厂商软件的兼容性较差，持续服务水平无法保证，市场对国内产品的信心和认可程度总体偏弱。

（3）工业互联/物联网

国内RFID、机器视觉等物联技术发展处于初期。相较于欧美发达国家，我国在RFID、机器视觉、传感器等物联技术和设备产业上的发展还较为落后，如我国RFID企业总数虽然超过百家，但是缺乏关键核心技术，尤其是芯片、中间件等方面，目前还未形成成熟的RFID产业链。

虽然中低、高频标签封装技术在国内已经基本成熟，但只有极少数企业已经具备了超高频读写器设计制造能力；机器视觉方面，国内机器视觉厂商多是引进国外的产品，在此基础上做系统集成方面的工作，实际从事生产机器视觉产品的企业非常少。

目前在全球范围内有2万多种传感器，我国能完全国产的种类大约只有6000多种，且种类远远不能满足国内生产生活的需要，传感器在重大技术装备中所占价值量不足5%，技术攻关及产业化难度大，较重大技术装备主机与国外先进水平差距更大。

（4）智能生产

3D打印技术日渐成熟。全球的3D打印产业链已初步形成，3D打印市场规模保持高速增长。目前全球市场主要分布于欧美国家（市场占比超60%），竞争格局也相对集中。

国内3D打印行业在商业化过程中发展仍相对较慢，而且完整的产业链尚未形成。我国3D打印的研究起步于20世纪90年代，发端于高校，走产学研协同之路，高校中建立的技术研发中心和实验室主要负责材料成型技术方面的研发。近年来，我国3D打印产业已经在打印机的研发方面有了小规模的发展，目前在分层实体制造技术以及电子束融化技术等方面有了一定的突破，但由于一些打印材料被国外垄断，市场需求没有较好的开发，导致我国该产业的发展仍然较为缓慢。

3.总结

纵观上述现状，不难看出，智能制造行业发展的重点是：把握时代变革的脉搏，坚持自主创新，掌握核心技术。目前，智能制造“智能”还处于Smart的层次，其发展趋势是真正实现“Intelligent”。智能制造内涵涉及：开发智能产品；应用智能装备；自底向上建立智能产线，构建智能车间，打造智能工厂；践行智能研发；形成智能物流和供应链体系；开展智能管理；推进智能服务；最终实现智能决策。结合其内涵，发挥国内企业优势，鼓励研发创新，提升企业竞争力，争取在国际中占据优势，逐步推进智能制造产业向着“Intelligent”方向发展。

飞利信新型智慧城市研究院（简称研究院）成立于2016年初，牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，着眼于智慧城市顶层设计、规划布局以及相关智慧应用整体框架建设，以“城市建设管理、功能提升、政务服务、民生保障、文化教育、智慧生活”为智慧城市业务脉络综合应用，助力城市的产业提升和可持续发展，提供智慧城市的规划、设计、投融资、建设和运营为一体的全产业链解决方案，实现智慧服务惠及全民、智能技术提升产业、智慧管理覆盖城乡，全面构建新型智慧城市。