中國制造升級路：以“智”提“造”

單素敏

在實(shí)施條件越來越成熟的情況下，智能制造在加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、增強(qiáng)創(chuàng)新驅(qū)動力、

激發(fā)經(jīng)濟(jì)新動能等國家戰(zhàn)略目標(biāo)中，核心“抓手”的作用將更加突出

佛山美的集團(tuán)美芝壓縮機(jī)工廠的機(jī)械手在工作

2017年全國兩會開幕之前兩個月間，地方兩會已陸續(xù)召開。在各地相繼公布的《政府工作報告》關(guān)于推進(jìn)供給側(cè)改革、振興實(shí)體經(jīng)濟(jì)的表述中，“智能制造”成為當(dāng)之無愧的“熱詞”。

2016年獲批創(chuàng)建“中國制造2025”長株潭試點(diǎn)示范城市群的湖南省明確提出：積極發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，全面改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)建設(shè)一批智能工廠和車間;

江西省計(jì)劃以智能制造為突破口，推進(jìn)個性化、定制化、柔性化制造，變“江西制造”為“江西智造”;

湖北省也提出，2017年將著力抓好50家國家和省級智能制造試點(diǎn)示范，帶動1000家企業(yè)實(shí)施智能化改造。

繼德國、美國等發(fā)達(dá)國家提出“工業(yè)4.0”、“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略之后，中國于2015年5月19日正式發(fā)布了制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個十年行動綱領(lǐng)——《中國制造2025》。其中，智能制造被明確定位為主攻方向。

2016年12月8日，工信部、財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)的《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》（以下簡稱《規(guī)劃》），對“十三五”期間智能制造的重點(diǎn)任務(wù)部署、實(shí)施作了總體布局。

而工信部會同有關(guān)部門編制，旨在大力推進(jìn)各項(xiàng)政策分解細(xì)化和落地的《中國制造2025》“1+X”規(guī)劃體系也已發(fā)布實(shí)施。

全球科技革命加速、國際產(chǎn)業(yè)分工格局重塑——中國正在面臨著制造業(yè)升級的重大歷史機(jī)遇。

“各方面實(shí)施條件越來越成熟的情況下，智能制造在實(shí)現(xiàn)加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、增強(qiáng)創(chuàng)新驅(qū)動力、激發(fā)經(jīng)濟(jì)新動能等國家戰(zhàn)略目標(biāo)中，核心‘抓手的作用將更加突出?！薄兑?guī)劃》起草人之一、工信部賽迪研究院裝備工業(yè)研究所所長左世全告訴《瞭望東方周刊》。

7件衣服，1件中國造

中國曾因強(qiáng)大的制造業(yè)被譽(yù)為“世界工廠”。

早年，“中國制造”幾乎是附加值較低的加工產(chǎn)品的代名詞——服裝、鞋子、玩具、臺燈……

而今，情況已大有不同。一位在美國大學(xué)任職的華人在買衣服時發(fā)現(xiàn)，他所挑選的7件衣服里只有一條褲子是中國制造，其他則分別來自印度尼西亞、越南、埃及、孟加拉國和泰國。

“這樣的情況其實(shí)在更早的時間就已經(jīng)顯現(xiàn)了。如今，全球制造業(yè)布局逐漸調(diào)整，正在加快向東南亞、南亞等成本更為低廉的地區(qū)轉(zhuǎn)移。”智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長曾玉波告訴《瞭望東方周刊》。

美國波士頓咨詢集團(tuán)（BCG）2015年發(fā)布的報告《全球制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)大挪移》顯示：生產(chǎn)同樣一件產(chǎn)品，在美國的成本是1美元，在中國則需要0.96美元;預(yù)計(jì)到2018年美國制造成本將比中國低2%～3%。

目前，中國正在面臨資源能源短缺、環(huán)境治理壓力加大、消費(fèi)需求升級等現(xiàn)實(shí)，這意味著制造業(yè)無法再延續(xù)過去主要依靠資源要素投入、規(guī)模擴(kuò)張的粗放發(fā)展模式及低價競爭策略。

而與在中低端產(chǎn)品上逐漸失去制造優(yōu)勢相比，左世全認(rèn)為，更值得思考的是：在發(fā)達(dá)國家紛紛推出“制造業(yè)復(fù)興”“再工業(yè)化”計(jì)劃之時，中國制造該如何向中高端市場轉(zhuǎn)移，搶占高端制造業(yè)的先機(jī)？

“我們需要形成新的生產(chǎn)方式和盈利模式、打造自己的品牌、構(gòu)筑新的競爭優(yōu)勢。這不僅決定著制造業(yè)的未來，更關(guān)系著中國經(jīng)濟(jì)的未來。而這也正是過去多年一系列頂層設(shè)計(jì)方案出臺的背景和主要原因，也是智能制造承擔(dān)的戰(zhàn)略意義所在。”左世全說。

“兩化”融合與打通

生產(chǎn)車間內(nèi)人與機(jī)器可以“對話”，機(jī)器與機(jī)器也可以“對話”;機(jī)器運(yùn)行狀況和生產(chǎn)流程、進(jìn)度等數(shù)據(jù)都可以同步流向管理端，而管理系統(tǒng)內(nèi)關(guān)于訂單、庫存、物料等情況的數(shù)據(jù)也實(shí)時在生產(chǎn)端流通;生產(chǎn)的智能產(chǎn)品在使用過程中也可以形成數(shù)據(jù)分析結(jié)果，這個結(jié)果將反饋到設(shè)計(jì)端進(jìn)行改進(jìn)。其最終所能達(dá)到的效果則是，縮短產(chǎn)品的研制周期、降低運(yùn)營成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、減少資源能源消耗。

轉(zhuǎn)型工場CEO，中歐工業(yè)升級風(fēng)險投資基金管理合伙人闞雷這樣向《瞭望東方周刊》描述智能制造可實(shí)現(xiàn)的極致場景。

“對于智能制造，公眾可能更熟悉的另一個概念叫‘兩化融合，也就是生產(chǎn)的自動化和管理的信息化融合。如果分別來梳理這‘兩化的發(fā)展軌跡，你就會發(fā)現(xiàn)，‘智能制造所涵蓋的內(nèi)容其實(shí)很早前就有了。”闞雷告訴本刊記者。

在西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁王海濱看來，“工業(yè)自動化半個世紀(jì)前就有了，只不過是自動化程度越來越高，已經(jīng)由最初簡單、單個工站的自動化，演變成了復(fù)雜設(shè)備的自動化乃至整個生產(chǎn)流水線的自動化?！?/p>

自動化主要是解決機(jī)器的協(xié)作，而信息化解決的則是人的協(xié)作。

一個工業(yè)企業(yè)通常會有研發(fā)、生產(chǎn)和業(yè)務(wù)三大部門，每個部門又會存在若干個小部門，為了提高各個部門之間的協(xié)作效率，就需要各種軟件系統(tǒng)來管理。

“研發(fā)部有PLM、生產(chǎn)部有MES、業(yè)務(wù)部有ERP，放在一個汽車制造企業(yè)，PLM幫你管理汽車的設(shè)計(jì)圖、工藝路線、仿真測試這些信息，ERP是告訴你要生產(chǎn)多少輛汽車、價格多少、成本多少、庫存和物料需求，MES則主要負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理生產(chǎn)這些汽車的每個步驟和工序如何實(shí)現(xiàn)、過程數(shù)據(jù)采集、序列號管理、產(chǎn)品追蹤，等等?！标R雷舉例稱。

伴隨著技術(shù)的進(jìn)步，自動化和信息化的水平在不斷提高，智能制造的內(nèi)涵和外延也一直在不斷更新、擴(kuò)大。

“概括來講，智能制造就是將發(fā)展演變趨于完善的自動化和信息化兩個分支兩套系統(tǒng)徹底打通，比如自動化的生產(chǎn)線和生產(chǎn)管理要融合，生產(chǎn)管理和企業(yè)財(cái)務(wù)、決策系統(tǒng)也要融合?！弊笫廊嬖V本刊記者。

小朋友們在3D打印體驗(yàn)館內(nèi)參展3D打印機(jī)

2.0補(bǔ)課、3.0普及、4.0示范

無論是產(chǎn)品的低成本個性化、智能化，還是生產(chǎn)資源的云化、生產(chǎn)服務(wù)化，智能制造能夠發(fā)揮“魔力”的前提離不開智能工廠的載體。

智能工廠則包含著生產(chǎn)管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助工具和智能裝備等軟硬件設(shè)施。比如高檔數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、智能傳感器、智能檢測與裝配裝備等硬件;計(jì)算機(jī)輔助工具，如CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)）、CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）等;工廠或車間業(yè)務(wù)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)，如ERP、MES、PLM等。

“這些軟硬件系統(tǒng)包含了從工業(yè)1.0到4.0的機(jī)械化、電氣化、自動化和‘兩化融合各個階段的概念。而中國制造業(yè)的問題在于，企業(yè)發(fā)展水平差距較大，有的企業(yè)在基礎(chǔ)自動化方面還處于補(bǔ)課的階段?！蓖鹾I告訴本刊記者。

中國信息通信研究院泰爾認(rèn)證研究所副總工程師鄭永亮在一篇文章中提到：目前國內(nèi)制造企業(yè)的產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、設(shè)備管理、倉儲物流管理、質(zhì)量管理等方面的信息化應(yīng)用尚未普及，也沒有充分打通各部分的信息流轉(zhuǎn)通道，大量數(shù)據(jù)沒有得到有效地收集和開發(fā)利用，現(xiàn)場管理主要還在依靠管理人員的經(jīng)驗(yàn)。

左世全透露稱，“從全國來看，有MES執(zhí)行系統(tǒng)的企業(yè)不到10%，有PLM的則不到5%?！?/p>

正是基于這樣的現(xiàn)實(shí)，《中國制造2025》中明確提出的實(shí)施思路是：工業(yè)1.0、2.0補(bǔ)課，工業(yè)3.0普及，工業(yè)4.0示范。

而在左世全看來，值得樂觀的是，新一代信息技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)以及智能機(jī)器人、AR/VR，3D打印等技術(shù)水平大幅提升，能夠更容易地與制造業(yè)深化融合，從而實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效。

他對本刊記者舉例稱，一家公司在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)3D打印批量生產(chǎn)鑄件產(chǎn)品，開創(chuàng)了“鑄造3D打印等新技術(shù)+鑄造智能工廠”的新型鑄件生產(chǎn)方式，使鑄件生產(chǎn)簡單化，鑄造車間用工數(shù)量從280人減少到50人，人均年產(chǎn)量由36噸提升至200噸，產(chǎn)品合格率提高了20%～30%。

“更重要的是，包括傳感器、微型電池以及網(wǎng)絡(luò)接口、無線接口和快速軟件開發(fā)工具等智能軟硬件價格不斷降低，甚至有些軟件直接是免費(fèi)的，為企業(yè)進(jìn)行智能化改造、打造數(shù)字工廠乃至進(jìn)行智能制造提供了可能性?！弊笫廊f。

比如，谷歌最近就宣布，其無人駕駛公司W(wǎng)aymo旗下激光雷達(dá)的價格目前已降至7000美元左右，比7年前下降了90%。

市場主導(dǎo)，政府引導(dǎo)

發(fā)展智能制造，堅(jiān)持“市場主導(dǎo)，政府引導(dǎo)”是《中國制造2025》明確提出的基本原則。企業(yè)居于主體地位，政府負(fù)責(zé)創(chuàng)造良好環(huán)境。

企業(yè)如何發(fā)展？

左世全認(rèn)為，目前廣大中小企業(yè)應(yīng)將生產(chǎn)自動化與工藝緊密結(jié)合對企業(yè)進(jìn)行自動化改造，降低用工成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益作為重點(diǎn)。對生產(chǎn)自動化基礎(chǔ)好、管理信息化水平較高的部分大型企業(yè)而言，將探索建立數(shù)字化/智能工廠，提高柔性制造和快速響應(yīng)用戶個性化需求的能力。

而對處于轉(zhuǎn)型過程中的制造企業(yè)來講，無論是自動化改造還是建立智能工廠，都意味著資金投入。為鼓勵企業(yè)積極投入智能改造，一些地方政府已在推行支持政策。

“東部沿海像廣東、浙江一些制造業(yè)集中的地區(qū)，采取的是財(cái)政補(bǔ)貼的方式。因?yàn)閷φ畞碇v，企業(yè)遷出或者倒掉反而是稅收的一大損失，支持企業(yè)改造對地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展是有長遠(yuǎn)益處的?！弊笫廊f。

更普遍的做法是，政府直接補(bǔ)貼一些服務(wù)平臺，比如引進(jìn)一家或幾家自動化的集成企業(yè)來提供解決方案，建立云平臺，方便本地企業(yè)用更低的價格去使用其設(shè)備和軟件。

“從國家的角度來講，智能制造試點(diǎn)示范，更重要的是解決標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)字化模型這些大的體系框架問題?！标R雷告訴本刊記者，一個不可否認(rèn)的事實(shí)是，德國有西門子、美國有GE，而中國則缺乏技術(shù)水平高、擁有智能制造全鏈條的大企業(yè)，而標(biāo)準(zhǔn)恰是建立在企業(yè)實(shí)力之上的。

左世全也認(rèn)為，中國在智能制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面存在著很多缺失，其中突出的問題在于技術(shù)基礎(chǔ)薄弱。“德國的路徑是先對一些點(diǎn)的技術(shù)進(jìn)行突破，各個點(diǎn)做好后再連起來，就是一個整體的工廠解決方案。我們在一些技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)上都還沒突破，舉個例子，機(jī)器之間的通信我們叫M2M，現(xiàn)在這還在研發(fā)中，做不出來怎么制定標(biāo)準(zhǔn)？”

但中國并非沒有趕超的機(jī)會，因?yàn)橹袊哂旋嫶蟮闹圃鞓I(yè)市場，需求會推動技術(shù)加速進(jìn)步。

事實(shí)上，2015年底工信部和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會已經(jīng)聯(lián)合發(fā)布了《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）》。

“一些標(biāo)準(zhǔn)框架已經(jīng)搭起來了，委托科研院所、行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)在做。此外，我們和德國也在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化合作，也提供智能工廠的模型和標(biāo)準(zhǔn)體系，參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定?！弊笫廊嘎?。