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世界智慧製造發展保持活躍態勢 

人類進入工業社會之後,製造業逐漸成為一個國家經濟能力乃至綜合國力的基石。當前全球經濟普遍面臨轉型壓力,作為經濟體系的穩定器,製造業迎來了前所未有的發展機遇,同時也面臨著多重挑戰。首先在市場層面,越來越多的行業面臨全球性產能過剩問題。市場競爭激烈,需求從過去的大批量、規模化,逐漸轉向小規模、個性化定製的新型模式。其次在社會層面,隨著就業人口不斷下降和勞動力成本的急劇上升,現有環境資源負擔沉重,整個社會生產組織方式面臨轉型升級壓力。最後在技術層面,在普遍自動化的基礎上,物聯網、邊緣計算、雲端計算、大資料、人工智慧等技術的發展為製造業的進一步升級提供了強大的技術支撐,同時也提出了更高的管理要求。可以說,智慧製造是技術、社會和市場多方面要素驅動的結果。近年來,世界主要工業國都紛紛將智慧製造上升到國家戰略高度,致力於在關鍵智慧製造技術上取得領先地位。

當前世界範圍內,德國、美國和日本仍然是智慧製造發展的焦點地區。德國在 2013 年正式推出“工業 4.0”戰略。2013 年和 2016 年釋出的《確保德國製造業的未來—實施戰略行動工業 4.0 的建議》和《實施工業 4.0 戰略》,提出將物聯網及服務技術融入製造業,希望通過將資訊通訊技術和物理生產系統相結合,打造全球領先的裝備製造業,使德國成為先進智慧製造技術的主要創造國和供應國。美國 2009 年開始製造業迴歸,通過智慧製造解決美國製造業在人力成本等方面的劣勢,重振美國高階製造業。2012 年和 2014 年先後釋出 AMP (Advanced Manufacturing Partnership)報告《獲取先進製造業國內競爭優勢》和《加速美國先進製造業》,明確了三個製造技術優先領域(製造業中的先進感測、先進控制和平臺系統,虛擬化、資訊化和數字製造,先進材料製造)及技術戰略建議。此外,日本也是智慧製造領域發展的一大亮點。作為機器人領域強國,日本於 2015 年提出“機器人新戰略”,通過將機器人與 IT 技術、大資料、網路、人工智慧等深度融合,在日本建立世界機器人技術創新高地,營造世界一流的機器人應用社會,繼續引領物聯網時代機器人的發展。

我國智慧製造發展面臨的機遇和挑戰 

作為國家間經濟競爭的主戰場,製造業在中國經濟轉型升級以及國際分工重新劃分中佔據著至關重要的地位,決定了這次“史詩級”戰役的成敗。在高新技術密集爆發的大背景下,智慧製造無疑是製造業發展的重要驅動力,是推動製造業高質量發展的主攻方向。大力推進智慧製造發展,是創造新動能、打造新優勢,不斷增強核心競爭力,推動我國產業邁向中高階的關鍵舉措。

在政府層面,國家和地方一起發力,積極制定政策驅動智慧製造,為我國智慧製造發展把握好大方向。國家層面,2015 年,國務院釋出實施製造強國戰略第一個十年行動綱領《中國製造 2025》,提出實現製造強國的戰略任務和重點之一是要推進資訊化和工業化的深度融合,要把智慧製造作為兩化深度融合的主攻方向。2016 年,工信部、財政部發布《智慧製造發展規劃(2016-2020 年)》,提出智慧製造發展“兩步走”戰略。2017 年 11 月,國務院釋出《關於深化“網際網路+先進製造業”發展工業網際網路指導意見》,提出要加快建設和發展工業網際網路,推動網際網路、大資料、人工智慧和實體經濟深度融合,發展先進製造業,支援傳統產業優化升級。2019 年政府工作報告中,習近平總書記提出,要推動傳統產業改造提升。

同時,中央經濟工作會議於 2018 年首次提出“新基建”這一概念,至今已有 7 次中央級會議或檔案明確表示加強“新基建”。“新基建”提出的 5G、特高壓、城際高速鐵路和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大資料中心、人工智慧、工業網際網路七個方向的建設內容,適應中國當前社會經濟發展階段和轉型需求,在補短板的同時將成為社會經濟發展的新引擎。特高壓、城際高速軌道交通、新能源汽車等應用行業的競爭力建設依賴於智慧製造相關技術的快速發展,而 5G、大資料中心、人工智慧、工業網際網路等基礎性技術的進步,又將持續推動我國智慧製造技術升級的腳步。新基建目標的提出,為我國智慧製造升級進一步明確了方向,提升了內在推動力,夯實了技術基礎。作為數字經濟的發展基石、轉型升級的重要支撐,新一代資訊科技引領的新型基礎設施建設已成為我國謀求高質量發展的關鍵要素。

呼應中央政策,圍繞推動製造業高質量發展,強化工業基礎和技術創新能力,促進先進製造業和現代服務業融合發展,加快建設製造強國。地方層面,各省市利好政策不斷出臺,催生了大批智慧製造產業鏈企業。廣東、福建、安徽、江蘇、北京、天津等省市結合自身發展情況,紛紛提出了地方智慧製造發展規劃,推動智慧製造發展,並在智慧製造鏈條上建設了大量的產業園區,孕育了一大批智慧製造產業鏈企業,成為中國智慧製造產業的重要承載地和孵化器。根據《世界智慧製造中心發展趨勢報告(2019)》統計,我國共有 437 家智慧製造類產業園區,覆蓋全國 27 個省市。與此同時,《中國製造 2025》、工信部《智慧製造發展規劃(2016-2020 年)》等一批規劃綱要也提出把全面推行綠色製造作為實現製造強國戰略目標的重要內容,積極追求綠色、智慧、可持續的發展,實現與智慧製造相互補充,相互促進。

然而,我國工業化和經濟現代化起步較晚,製造業總體水平不一,創新研發實力相對薄弱,智慧製造發展面臨諸多挑戰。

首先,工業基礎設施和核心技術創新能力不足,對外依存度高。與歐美等已開發國家相比,我國在感測器、高階晶片、基礎軟硬體等方面瓶頸突出,關鍵核心技術受制於人,嚴重製約了我國智慧製造的發展。以感測器舉例,作為工廠智慧化轉型的基礎條件,感測器在汽車、電子等離散行業的資料採集上擁有大規模應用。然而,全球電子感測器市場被博世 BOSCH、MEAS、羅克韋爾 ROCKWELL 等國外企業壟斷,國內感測器大多依賴進口,自產感測器幾乎全是低端產品,難以躋身高階市場競爭。

其次,資訊化、智慧化水平整體滯後。由於我國製造業體量龐大,一些先進的製造業企業正積極探索從機械化、自動化向智慧化、資訊化發展,但是很多企業仍然未完成數字化升級,與人工智慧等前沿技術的融合還處於初級階段,我國製造業距離真正的智慧製造還有很長距離。再次,產業結構待改善,低端製造業市場同質化競爭嚴重。我國低端產業產能過剩,先進裝備、核心部件、高效能材料等中高階產業的保障能力不能得到有效滿足,導致我國裝備製造業低端市場同質化競爭嚴重,中高階市場發展缺乏技術和基礎設施支援。

最後,專業人才數量欠缺。智慧製造產業相對於傳統制造業對於高素質人才的需求更為明顯,而且更需要懂得多方面知識與技能的複合型人才,對於高階專業人才的需求更是極為迫切,但是我國在高階、複合型人才數量上嚴重欠缺,難以滿足智慧製造領域的擴張需求。面對上述問題,我國要推動智慧製造快速發展,需要從基礎軟硬體、核心技術、網路、生態等各方面入手,紮紮實實做強根基。

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