以智能制造促進浙江制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級研究

王 雷，陳疇鏞

(杭州電子科技大學，浙江 杭州 310018)

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱，也是實現(xiàn)經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要支撐。我國正處在加快經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，同時也是促進制造業(yè)由大變強的攻堅時期。當前，人工智能技術(shù)、機器人技術(shù)和數(shù)字化制造技術(shù)等技術(shù)相結(jié)合的智能制造技術(shù)開始貫穿于設計、生產(chǎn)、管理和服務等制造業(yè)的各個環(huán)節(jié)，正催生智能制造不斷深入發(fā)展，引領(lǐng)新一輪制造業(yè)變革。當前，浙江正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，把握全球智能制造發(fā)展機遇，提升浙江“智能制造”水平，是浙江推進信息化與工業(yè)化深度融合，提升制造業(yè)全球競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

一、智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然選擇

智能制造是面向產(chǎn)品全生命周期，實現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術(shù)是在現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、自動化技術(shù)、擬人化智能技術(shù)等先進技術(shù)的基礎上，通過智能化的感知、人機交互、決策和執(zhí)行技術(shù)，實現(xiàn)設計過程、制造過程和制造裝備智能化，是信息技術(shù)和智能技術(shù)與裝備制造過程技術(shù)的深度融合與集成［1］。

智能制造是制造業(yè)自動化、數(shù)字化發(fā)展的高級階段和必然結(jié)果，其發(fā)展和應用對于改變傳統(tǒng)生產(chǎn)模式、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、提升制造業(yè)核心競爭力具有非常重要的意義。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，全球制造業(yè)發(fā)展模式正在發(fā)生巨大變化，智能技術(shù)日益成為未來制造業(yè)發(fā)展的核心內(nèi)容。智能制造主要包括三方面內(nèi)容。一是以信息化創(chuàng)新研發(fā)設計手段、研制智能產(chǎn)品;二是推進生產(chǎn)裝備的數(shù)字化、網(wǎng)絡化，發(fā)展智能裝備;三是推進生產(chǎn)過程的自動化、智能化，建設自動工廠［2］。

智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必由之路。首先，自動化、數(shù)字化工廠使直接從事生產(chǎn)的勞動能力大幅下降，勞動力占生產(chǎn)總成本越來越小。其次，數(shù)字化制造可以滿足個性化需求，實現(xiàn)定制生產(chǎn)，并且交貨期大大縮短。第三，傳統(tǒng)的自上而下集中式經(jīng)營方式將被分散的經(jīng)營方式所取代，傳統(tǒng)的金字塔式的管理體制將被扁平管理體制取代，對市場也將會做出更加快速的反應。

智能制造將進一步提高制造系統(tǒng)的柔性化和自動化水平，使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應能力，顯著減少制造過程物耗、能耗，提升傳統(tǒng)制造業(yè)的水平［3］。近年來，美、歐、日等發(fā)達經(jīng)濟體紛紛出臺加速發(fā)展以先進制造業(yè)為核心的再工業(yè)化國家戰(zhàn)略，其著眼點就是瞄準高端制造，核心內(nèi)容是要發(fā)展智能制造。2009年，美國制定了重振美國制造業(yè)框架，并于2011年正式啟動包括發(fā)展機器人在內(nèi)的先進制造伙伴計劃。歐盟在歐洲2020 智慧可持續(xù)包容增長戰(zhàn)略中提出，重點發(fā)展以智能為核心的先進制造。日本提出通過加快發(fā)展高端工業(yè)機器人、推進建設無人化工廠，全面提升制造業(yè)國際競爭力。

我國智能制造已取得較大進展，原材料、裝備制造和部分消費品行業(yè)生產(chǎn)過程的自動化、智能化程度已較高，但從總體來說，智能化制造模式遠未得到廣泛應用和推廣。隨著新一代信息技術(shù)的快速突破和下一代互聯(lián)網(wǎng)部署的推進，制造企業(yè)可以基于網(wǎng)絡開展在線運維和遠程服務等各類增值服務，明顯促進了制造業(yè)服務化轉(zhuǎn)型，推動價值鏈從制造環(huán)節(jié)向研發(fā)、交易、集成和服務等環(huán)節(jié)延伸拓展。3D 打印技術(shù)將開始應用在工業(yè)設計、數(shù)碼產(chǎn)品開模等領(lǐng)域，而集精密化、柔性化、智能化、軟件應用開發(fā)等先進技術(shù)于一體的工業(yè)機器人的應用領(lǐng)域?qū)⒏鼮閺V泛［4］。

二、浙江制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與問題

近年來，浙江制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐加快，但長期存在的素質(zhì)性結(jié)構(gòu)性矛盾仍然突出，多數(shù)企業(yè)從事傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、勞動密集型產(chǎn)業(yè)，處于國際產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈的低端，長期依賴廉價低端勞動力，面臨來自發(fā)達國家加速重振制造業(yè)與發(fā)展中國家以更低生產(chǎn)成本承接國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的“雙向擠壓”的壓力。當前，勞動力短缺情況日益嚴重，勞動力成本不斷上升，企業(yè)經(jīng)營利潤微薄，產(chǎn)業(yè)升級面臨較多困難。

如果沿襲粗放型的發(fā)展方式，不加快轉(zhuǎn)型升級，那么浙江制造業(yè)不僅難以走在全國前列，而且存在落后的可能。從反映工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟運行效益的規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)成本費用利潤率(反映投入產(chǎn)出效益)指標看，浙江近年來均低于全國各省市區(qū)平均水平，制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和增長模式面臨重大轉(zhuǎn)型壓力。

圖1 2007-2012年浙江規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)成本費用利潤率情況

2010年以來，隨著浙江省加快推進轉(zhuǎn)型升級、全面推進“機器換人”，有力地促進了企業(yè)減員增效，緩解部分企業(yè)用工緊張狀況，制造業(yè)結(jié)構(gòu)也有所優(yōu)化，企業(yè)依賴廉價勞動力現(xiàn)狀有所改變。根據(jù)企業(yè)用工情況監(jiān)測，企業(yè)缺工率從2011年6月的4%，降到2013年6月的2.18%［5］。但和其他制造業(yè)大省相比(表1)，浙江的制造業(yè)裝備強度仍然偏低，“智能制造”發(fā)展水平仍然滯后，導致單位勞動力產(chǎn)出水平偏低，企業(yè)成本費用利潤率不高，影響了企業(yè)的持續(xù)發(fā)展能力。

表1 2011年國內(nèi)制造業(yè)主要省份裝備水平及經(jīng)營效率對比

三、提升智能制造水平促進浙江制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的途徑

面對浙江制造業(yè)發(fā)展存在的問題，應把握全球智能制造發(fā)展機遇，把加快發(fā)展智能制造放在突出位置，作為引領(lǐng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略選擇。通過創(chuàng)新驅(qū)動、機器換人，以現(xiàn)代化、自動化的裝備提高勞動生產(chǎn)率和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)減員增效、減能增效、減耗增效、減污染排放增效和提高優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品率、提高全員勞動生產(chǎn)率等“四減兩提高”目標。這是浙江制造業(yè)以技術(shù)紅利替代人口紅利，應對傳統(tǒng)低成本優(yōu)勢削弱所面臨的挑戰(zhàn)，推動轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵途徑。

(一)面向需求發(fā)展智能制造裝備產(chǎn)業(yè)

“產(chǎn)學研用”緊密結(jié)合打造智能制造裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。引導建立企業(yè)、高校和科研院所共同參與的產(chǎn)學研用聯(lián)盟，加強智能裝備制造企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力;加強產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合，通過“基地—項目—人才”的長期支持，形成覆蓋設計、制造、銷售、維護等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的聯(lián)盟運行機制。

加快發(fā)展智能制造裝備技術(shù)。加強對知識產(chǎn)權(quán)的保護力度，以聯(lián)盟為基礎共建智能制造領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)研究院、公共重點實驗室和工程技術(shù)中心，增強技術(shù)研發(fā)能力，攻克智能制造系統(tǒng)和核心部件的關(guān)鍵共性技術(shù)，研發(fā)工程化產(chǎn)品，推動核心部件的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化。

著力推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展和企業(yè)應用。吸引國際國內(nèi)的機器人產(chǎn)品生產(chǎn)或研發(fā)企業(yè)來浙江發(fā)展，培育工業(yè)機器人大型企業(yè)集團，促進企業(yè)聯(lián)合、兼并與合作，培育一批具有國際競爭力的大企業(yè)和單項產(chǎn)品“小巨人”，形成一批優(yōu)秀企業(yè)及產(chǎn)品品牌。建設機器人產(chǎn)業(yè)公共技術(shù)研發(fā)服務平臺，著力培育工業(yè)機器人服務業(yè)，做大前端研發(fā)和后端營銷，打造工業(yè)機器人技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品設計、服務中心、營銷平臺。

實施智能制造裝備標準化與質(zhì)量控制提升工程。以加強標準化工作為突破口，為智能制造裝備提供技術(shù)標準支撐，提升重點行業(yè)、重點企業(yè)和重點產(chǎn)品采標達標水平;加快智能制造裝備重點領(lǐng)域標準的制訂步伐，加大采用國際標準和國外先進標準的力度;以產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)為載體推進企業(yè)間的交流與合作，實現(xiàn)上下游產(chǎn)品標準對接，保證產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)調(diào)性和一致性;以穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量為目標，聯(lián)合相關(guān)專業(yè)機構(gòu)共同開展專項技術(shù)攻關(guān)活動，解決影響供應鏈質(zhì)量的瓶頸問題;指導企業(yè)提高對采購產(chǎn)品的質(zhì)量檢測能力，確保產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量水平，并對重要供應商開展第三方審核;加大對采用新材料、新產(chǎn)品、新技術(shù)和新工藝的支持力度，支持企業(yè)開展技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新工作。

在杭州等地建立智能制造裝備集聚區(qū)。圍繞浙江紡織、輕工、機械、電子電器、建材、五金等傳統(tǒng)優(yōu)勢制造業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型升級的需要，以杭州裝備制造產(chǎn)業(yè)集群為基礎，以中國科學院新松南方創(chuàng)新研究中心及產(chǎn)業(yè)化基地為核心，構(gòu)建浙江智能制造裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū)，集聚國內(nèi)外智能裝備及關(guān)鍵零部件研發(fā)生產(chǎn)機構(gòu)，建立適合浙江行業(yè)需求的專用智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系。

(二)研用一體加快智能制造示范應用

加快產(chǎn)業(yè)集群的智能制造示范應用。圍繞紡織、輕工、機械等特色產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展智能制造的需求，在集群中建立智能制造應用服務中心，派駐技術(shù)服務人員開展現(xiàn)場服務和技術(shù)支持，及時反饋需求和改進信息，加快智慧制造裝備在產(chǎn)業(yè)集群中的推廣應用。

開展試點示范發(fā)揮“機器換人”引領(lǐng)作用。開展“機器換人”示范企業(yè)建設，充分利用國產(chǎn)首臺(套)裝備風險補償機制，降低用戶企業(yè)接受國產(chǎn)新設備的障礙，增強用戶購買和使用首臺(套)裝備的信心，積極培育一批具備核心競爭優(yōu)勢的智能制造裝備研發(fā)生產(chǎn)和示范應用企業(yè)典型，對示范企業(yè)給予一定的資金支持和其他政策扶持;發(fā)揮產(chǎn)業(yè)政策對社會資金的引導作用，通過廣泛宣傳和政策引導，吸引各方資金投入，共同承擔企業(yè)的資金壓力和創(chuàng)新風險，實現(xiàn)供需兩端的雙向引導。

建立依托“機器換人”工程的發(fā)展機制。推進“機器換人”與“發(fā)展現(xiàn)代裝備制造業(yè)”和“工業(yè)轉(zhuǎn)型升級”的政策協(xié)同與對接，優(yōu)先鼓勵由用戶企業(yè)和制造企業(yè)組成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟參與杭州市工程招投標，共同開發(fā)重大智能制造成套裝備。

加強物聯(lián)網(wǎng)與智能制造的融合應用。加速物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在傳感器、儀器儀表、通訊網(wǎng)絡設備、高低壓電器等制造業(yè)中的應用，提高裝備制造產(chǎn)品附加值和競爭力。開展好微型“物聯(lián)網(wǎng)式制造工廠”試點工作，對裝備制造企業(yè)運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算和自動化控制等技術(shù)對機器設備和生產(chǎn)流程等進行自動化、網(wǎng)絡化和智能化改造，形成“自動化生產(chǎn)線+工業(yè)機器人+專用網(wǎng)絡”的微型物聯(lián)網(wǎng)示范企業(yè)。

(三)政策扶持完善智能制造支撐體系

設立“智能制造”專項資金。對智能制造裝備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展給予資金支持，采用無償資助、貸款貼息、有償使用、委托投資等多種操作方式，扶持企業(yè)實施“機器換人”項目。鼓勵金融機構(gòu)對試點企業(yè)“機器換人”項目優(yōu)先給予貸款，鼓勵省內(nèi)信用擔保基金優(yōu)先給予擔保貸款貼息;鼓勵金融機構(gòu)開展多種形式的首臺套保險業(yè)務。

加強對“智能制造”發(fā)展的研究指導。成立智能制造專家咨詢小組，邀請國內(nèi)外專家進行實地調(diào)研和現(xiàn)場診斷，重點研究探討智能制造推進過程中遇到的熱點難點問題，研究技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，定期出臺《浙江省發(fā)展智能制造指導目錄》，對部分工種要求強制采用機器代替人工。

建設智能制造公共服務平臺。通過完善功能、提升能力，為中小企業(yè)提供CAD 設計及檢測、產(chǎn)品測試、檢測設備研發(fā)、工業(yè)設計、虛擬仿真、樣品分析、快速成型、3C 認證、人才培養(yǎng)等服務。積極為企業(yè)提供物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持，推進企業(yè)應用條碼、RFID 等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時監(jiān)測、質(zhì)量控制和售后過程的產(chǎn)品跟蹤、故障診斷、服務優(yōu)化。

實施智能制造人才培養(yǎng)工程。依托高校、科研院所和企業(yè)培訓資源，建立智能制造人才培訓和實訓基地，重點培養(yǎng)高層次研發(fā)和應用人員。積極推進行業(yè)職業(yè)技能鑒定工作和高技能人才選拔工作，加強企業(yè)人員職業(yè)培訓，每年針對示范企業(yè)技術(shù)骨干開展提高培訓，針對企業(yè)員工開展普及培訓。

加強對智能制造的國際合作與宣傳力度。鼓勵開展智能制造聯(lián)合創(chuàng)新、應用示范、人才培訓和評估認證等領(lǐng)域的國際交流與合作，支持國內(nèi)相關(guān)組織和企業(yè)參與相關(guān)領(lǐng)域國際標準的制修訂。普及工業(yè)轉(zhuǎn)型升級知識，推廣先進經(jīng)驗，營造社會氛圍，提高全社會對發(fā)展智能制造的知曉度、認知度、參與度。

四、結(jié)束語

智能制造是以泛在感知和精準控制為特征的新型生產(chǎn)方式，通過加速機器對低端勞動力的替代，智能制造的極端制造能力增強、生產(chǎn)效率顯著提高，充分體現(xiàn)了制造系統(tǒng)由能量驅(qū)動型向信息驅(qū)動型轉(zhuǎn)變的趨勢。是當前環(huán)境下促進四化同步發(fā)展的重要路徑，是建設我省“信息化和工業(yè)化深度融合國家示范區(qū)”的重要抓手，對推進浙江產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級具有關(guān)鍵性作用，應采取有效途徑和舉措加快推進。

［1］中華人民共和國科學技術(shù)部.智能制造科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃［EB/OL］.［2012-04-24］.http://www.most.gov.cn/tztg/201204/t20120424_93834.htm.

［2］徐愈.智能制造驅(qū)動技術(shù)創(chuàng)新［J］.計算機光盤軟件與應用，2013(12):16.

［3］路甬祥.走向綠色和智能制造——中國制造發(fā)展之路［J］.中國機械工程，2010，21(4):379-386.

［4］朱劍英.智能制造的意義、技術(shù)與實現(xiàn)［J］.機械制造與自動化，2013，42(3):1-6.

［5］浙江省統(tǒng)計局.“機器換人”促進浙江勞動就業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級［EB/OL］.［2013-08-19］.http://www.zj.stats.gov.cn/art/2013/8/19/art_281_56767.html.