工業(yè)4.0時(shí)代：北京現(xiàn)代制造業(yè)的戰(zhàn)略突破點(diǎn)

賈品榮

工業(yè)4.0時(shí)代：北京現(xiàn)代制造業(yè)的戰(zhàn)略突破點(diǎn)

賈品榮

新科技革命下的產(chǎn)業(yè)布局，不能只是發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，必須建立強(qiáng)大的制造業(yè)中心。對(duì)北京而言，就要發(fā)展能夠支撐北京未來經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。對(duì)此，需要從源頭上思考如何建設(shè)北京現(xiàn)代制造體系。

北京現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展分析

北京現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)分布主要集中在電子、機(jī)電、交通、醫(yī)藥四大領(lǐng)域，呈現(xiàn)幾個(gè)重要特點(diǎn)：

通信電子產(chǎn)業(yè)科技驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。北京信息科技驅(qū)動(dòng)能力全國(guó)領(lǐng)先。2014年，北京電子商務(wù)指數(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)指數(shù)、互聯(lián)網(wǎng)上市公司數(shù)量全國(guó)排第一，每萬(wàn)人口信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)就業(yè)人數(shù)全國(guó)最高，移動(dòng)寬帶普及率和互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入通達(dá)行政村比重排名全國(guó)第一。

創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)機(jī)電制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

北京的機(jī)電制造業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。2013年，北京機(jī)電制造業(yè)人員效率為1.58，資本效率為0.69，初步體現(xiàn)了系統(tǒng)化、智能化的發(fā)展。

汽車制造面向工業(yè)4.0時(shí)代。

汽車產(chǎn)業(yè)是首都經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。世界500強(qiáng)之一的北汽集團(tuán)是北京最大的國(guó)有企業(yè)，代表著北京制造業(yè)的水平。北汽集團(tuán)加大研發(fā)投入，技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)高端、自主、智能的特征。在技術(shù)創(chuàng)新的強(qiáng)力支撐下，北京汽車制造產(chǎn)業(yè)正逐漸成為首都高精尖發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，新能源汽車的動(dòng)力電池全自動(dòng)生產(chǎn)線較磷酸鐵鋰體系動(dòng)力電池，其能量密度提高50%以上，功率密度提高100%，車輛續(xù)航里程提高30%以上?！氨本┍捡Y”的發(fā)動(dòng)機(jī)加工，自動(dòng)化率已高達(dá)95%，堪稱“工業(yè)4.0”的典范。

醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是北京重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。北京醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)在全國(guó)具有核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，擁有全國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域41%的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，大興醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園區(qū)是目前中國(guó)規(guī)模最大的醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)專屬發(fā)展區(qū)域。北京醫(yī)藥制造產(chǎn)業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值，從2004年44.7億元增長(zhǎng)到2013年的254.21億元，十年間累計(jì)增長(zhǎng)約5.7倍，年平均增長(zhǎng)率為21.8%。目前，北京醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)利潤(rùn)率高于其他各個(gè)產(chǎn)業(yè)，排名首位。

新工業(yè)革命背景下北京仍需大力發(fā)展現(xiàn)代制造業(yè)

但是，必須清醒地認(rèn)識(shí)到，與發(fā)達(dá)國(guó)家首都相比，目前北京市制造業(yè)的創(chuàng)新能力仍整體偏弱，規(guī)模以上企業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)占主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的比重僅為1.14%，遠(yuǎn)低于2%－3%的國(guó)際平均水平。

值得注意的是，全球金融危機(jī)后，發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)施“再工業(yè)化”，啟動(dòng)新一輪工業(yè)革命，以信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)為依托，大力發(fā)展適應(yīng)未來技術(shù)發(fā)展方向和市場(chǎng)需求變化趨勢(shì)的新興產(chǎn)業(yè)。美國(guó)制造業(yè)“回歸”戰(zhàn)略使工業(yè)投資在國(guó)內(nèi)集中，保持美國(guó)制造業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力以及產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)；德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略旨在將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型，主要分為兩大主題，一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。發(fā)達(dá)國(guó)家的這些做法啟示我們，新科技革命下不能只是發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，必須建立強(qiáng)大的制造業(yè)中心。對(duì)北京而言，就要發(fā)展能夠支撐北京未來經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

新工業(yè)革命對(duì)制造業(yè)的影響體現(xiàn)在三個(gè)方面：

影響之一：生產(chǎn)制造快速成型。第一次工業(yè)革命中企業(yè)依賴機(jī)器實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，第二次工業(yè)革命中企業(yè)基于生產(chǎn)流水線開展大規(guī)模作業(yè)，第三次工業(yè)革命中出現(xiàn)了以3D打印技術(shù)為代表的新型生產(chǎn)設(shè)備，將制造業(yè)帶入數(shù)字化時(shí)代。3D打印通過“分層制造、逐層疊加”實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的快速成型，根本異于傳統(tǒng)制造業(yè)需要先加工零部件、再組裝的制造方式。

影響之二：新材料復(fù)合化、納米化。第一次工業(yè)革命初期，生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精密度低，而后煉鐵技術(shù)的成熟使得機(jī)器生產(chǎn)走向復(fù)雜化和精密化；第二次工業(yè)革命中，煉鋼技術(shù)的重大突破使得鋼鐵逐漸代替熟鐵成為機(jī)械制造、鐵路建設(shè)、房屋橋梁建筑和軍事等方面的新材料；在第三次工業(yè)革命中，復(fù)合材料和納米材料使得材料的強(qiáng)度、質(zhì)量、性能和耐用性均優(yōu)于傳統(tǒng)材料。

影響之三：生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字化、智能化。第一次工業(yè)革命中，郵政服務(wù)是企業(yè)信息交流的主要渠道，生產(chǎn)運(yùn)輸和貿(mào)易則主要通過蒸汽輪、火車等交通工具，通信和交通工具的單一和落后使得整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)呈現(xiàn)效率低下的狀態(tài)；第二次工業(yè)革命中，企業(yè)通過電報(bào)和電話等新型通信工具進(jìn)行信息交流，并借助汽車、飛機(jī)等新型交通工具，在公路、高速公路、機(jī)場(chǎng)、港口形成的交通網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素的快速流通，使生產(chǎn)系統(tǒng)效率大幅提高；而在新工業(yè)革命中，生產(chǎn)系統(tǒng)借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)全面趨向數(shù)字化和智能化，互聯(lián)網(wǎng)成為貿(mào)易、信息交流的關(guān)鍵性渠道，同時(shí)也構(gòu)成整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。信息技術(shù)向工業(yè)、服務(wù)業(yè)全面嵌入，以及制造技術(shù)的顛覆性創(chuàng)新將打破傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)流程，制造業(yè)和服務(wù)業(yè)不僅在產(chǎn)業(yè)鏈上縱向融合，產(chǎn)業(yè)鏈本身也將重組，產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要實(shí)現(xiàn)第二、第三產(chǎn)業(yè)的深入融合。同時(shí)，第二、第三產(chǎn)業(yè)在地域上將呈現(xiàn)聚集的趨勢(shì)，過去分別由第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)形成的產(chǎn)業(yè)集群也將重組，第二、第三次融合發(fā)展的產(chǎn)業(yè)集群將成為主要發(fā)展方向。

這些技術(shù)發(fā)展方向?yàn)楸本┲圃鞓I(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)指明方向。

北京現(xiàn)代制造業(yè)的戰(zhàn)略架構(gòu)

工業(yè)4.0時(shí)代：北京現(xiàn)代制造業(yè)的戰(zhàn)略突破點(diǎn)

筆者認(rèn)為，北京適應(yīng)新工業(yè)革命的現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展思路是：增強(qiáng)一大動(dòng)力，建設(shè)三個(gè)系統(tǒng)，實(shí)施四大工程。

1.增強(qiáng)一大動(dòng)力

即增強(qiáng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)力。在新工業(yè)革命背景下，北京必須瞄準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展方向，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，抓住適應(yīng)新工業(yè)革命的10項(xiàng)核心制造技術(shù)——高檔數(shù)控機(jī)床及基礎(chǔ)制造裝備關(guān)鍵技術(shù)；數(shù)字化、智能化設(shè)計(jì)制造與管理技術(shù)；小于45nm極大規(guī)模集成電路專用設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)；微米/納米制造技術(shù)；流程工業(yè)綠色制造與自動(dòng)化技術(shù)；節(jié)能轎車和新能源汽車技術(shù)；高鐵成套裝備設(shè)計(jì)制造技術(shù)；綠色制造技術(shù)；關(guān)鍵基礎(chǔ)件設(shè)計(jì)制造技術(shù)；機(jī)器人技術(shù)。

2.建設(shè)三個(gè)系統(tǒng)

即建設(shè)北京現(xiàn)代制造設(shè)計(jì)系統(tǒng)、北京現(xiàn)代制造工藝與裝備系統(tǒng)、北京現(xiàn)代智能控制與智能制造系統(tǒng)。

北京現(xiàn)代制造設(shè)計(jì)系統(tǒng)為多專業(yè)、多系統(tǒng)、大規(guī)模的協(xié)同工作平臺(tái)。設(shè)計(jì)人員在分布式環(huán)境下協(xié)同工作，利用數(shù)據(jù)的并發(fā)處理和控制功能及時(shí)獲取同步的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)過程中的各種關(guān)系，對(duì)設(shè)計(jì)過程實(shí)施并行、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)控制。通過建立知識(shí)庫(kù)輔助設(shè)計(jì)，根據(jù)總體指標(biāo)自動(dòng)對(duì)發(fā)生沖突的各分項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)衡和優(yōu)化，將分析所得到的知識(shí)集成到業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)中，大幅提高北京制造設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)差錯(cuò)，提高研發(fā)效率，增強(qiáng)并行協(xié)同設(shè)計(jì)制造能力，保證智能設(shè)計(jì)的總體最優(yōu)，進(jìn)而提高北京制造水平。

北京現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)制造工藝與裝備系統(tǒng)，以新材料、材料的先進(jìn)制備、成型、加工技術(shù)和高性能產(chǎn)品及高新科技的應(yīng)用為特征，通過數(shù)字集成網(wǎng)絡(luò)化智能實(shí)現(xiàn)工作平臺(tái)自適應(yīng)調(diào)整，能自動(dòng)采集、分類、分析與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)提供零件信息輸入及特征描述、工藝過程設(shè)計(jì)、工時(shí)處理、制造資源管理、工藝文件管理及輸出等功能。

北京現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)智能控制與智能制造系統(tǒng)，適應(yīng)北京制造系統(tǒng)的高度集成化和智能化需要，克服傳統(tǒng)制造系統(tǒng)信息封閉、響應(yīng)慢、依賴模型等線性常規(guī)控制的缺陷。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)屬于能源驅(qū)動(dòng)型；而智能制造系統(tǒng)屬于信息驅(qū)動(dòng)型，要求在原料和能量上是開放的，要求在信息上也充分開放。只有開放性，才能實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作，通過人與機(jī)器有機(jī)高度結(jié)合，實(shí)現(xiàn)北京制造過程的真正智能化。

3.實(shí)施四大工程

即實(shí)施北京電子產(chǎn)業(yè)提升工程、北京機(jī)電產(chǎn)業(yè)跨越工程、北京交通產(chǎn)業(yè)推進(jìn)工程、北京醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)促進(jìn)工程。

北京電子產(chǎn)業(yè)提升工程。抓緊開展新一代移動(dòng)通信核心芯片技術(shù)和商業(yè)化的研究；以公共安全、城市管理、食品安全、社區(qū)服務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用為先導(dǎo)，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)基地和產(chǎn)業(yè)化基地，促進(jìn)RFID、傳感器、IPV6、云計(jì)算等一批關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和成果產(chǎn)業(yè)化，催生一批云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)。同時(shí)，將電子產(chǎn)業(yè)與機(jī)電產(chǎn)業(yè)融合，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)機(jī)電產(chǎn)業(yè)信息化、機(jī)電產(chǎn)品智能化與機(jī)電技術(shù)高端化。將電子產(chǎn)業(yè)與交通產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)深度融合，促進(jìn)汽車電子、醫(yī)療電子等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快推進(jìn)北京制造向“智造”轉(zhuǎn)變，為未來新的現(xiàn)代制造業(yè)提供充分的發(fā)展空間。

北京機(jī)電產(chǎn)業(yè)跨越工程。北京市機(jī)電產(chǎn)業(yè)應(yīng)定位為——高科技高產(chǎn)值、低污染低排放、強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的高端制造業(yè)。加快機(jī)電產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。面向高鐵市場(chǎng)需求，開發(fā)重型軌道龍門膛銑加工中心和大型車軸磨床。繼續(xù)支持北控磁浮公司突破整車集成、懸浮控制等磁浮關(guān)鍵技術(shù)，完善中低速磁浮車輛和系統(tǒng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，開展示范線技術(shù)支撐體系建設(shè)。

北京交通產(chǎn)業(yè)推進(jìn)工程。針對(duì)北京交通運(yùn)輸設(shè)備制造在全國(guó)具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)，支持北汽集團(tuán)做大做強(qiáng)，重點(diǎn)開發(fā)純電動(dòng)小轎車、純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車、純電動(dòng)大客車及混合動(dòng)力大客車四類新能源汽車。加強(qiáng)充電站等配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，形成區(qū)域化的純電動(dòng)汽車能源供給網(wǎng)絡(luò)。

北京醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)促進(jìn)工程。醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是北京的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，加快生物醫(yī)藥重大品種產(chǎn)業(yè)化和高端診療設(shè)備制造，努力形成以創(chuàng)新藥物研發(fā)和先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備制造為龍頭的產(chǎn)業(yè)鏈條。圍繞搭建研發(fā)技術(shù)平臺(tái)、構(gòu)建研發(fā)服務(wù)體系、創(chuàng)新藥物研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化、大品種工藝改造和提升等重點(diǎn)任務(wù)，加快建設(shè)北京醫(yī)藥創(chuàng)新孵化基地。

北京應(yīng)抓住工業(yè)4.0時(shí)代產(chǎn)業(yè)革命的重大機(jī)遇，從戰(zhàn)略層面謀劃現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展，把四大工程建設(shè)擺在北京制造業(yè)發(fā)展的核心位置。

作者單位：北京市科學(xué)技術(shù)研究院