單素敏

在實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、增強創(chuàng)新驅(qū)動力、

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

佛山美的集團美芝壓縮機工廠的機械手在工作

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)于推進供給側(cè)改革、振興實體經(jīng)濟的表述中，“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”長株潭試點示范城市群的湖南省明確提出：積極發(fā)展先進制造業(yè)，全面改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，重點建設(shè)一批智能工廠和車間;

江西省計劃以智能制造為突破口，推進個性化、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示范，帶動1000家企業(yè)實施智能化改造。

繼德國、美國等發(fā)達國家提出“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任務(wù)部署、實施作了總體布局。

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

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)升級的重大歷史機遇。

“各方面實施條件越來越成熟的情況下，智能制造在實現(xiàn)加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、增強創(chuàng)新驅(qū)動力、激發(fā)經(jīng)濟新動能等國家戰(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

中國曾因強大的制造業(yè)被譽為“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?！敝悄苤圃飚a(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（BCG）2015年發(fā)布的報告《全球制造業(yè)的經(jīng)濟大挪移》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、消費需求升級等現(xiàn)實，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，左世全認為，更值得思考的是：在發(fā)達國家紛紛推出“制造業(yè)復(fù)興”“再工業(yè)化”計劃之時，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？

“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)濟的未來。而這也正是過去多年一系列頂層設(shè)計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)人與機器可以“對話”，機器與機器也可以“對話”;機器運行狀況和生產(chǎn)流程、進度等數(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)計端進行改進。其最終所能達到的效果則是，縮短產(chǎn)品的研制周期、降低運營成本、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)容其實很早前就有了?！标R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)財務(wù)、決策系統(tǒng)也要融合。”左世全告訴本刊記者。

小朋友們在3D打印體驗館內(nèi)參展3D打印機

2.0補課、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)、計算機輔助工具和智能裝備等軟硬件設(shè)施。比如高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人、智能傳感器、智能檢測與裝配裝備等硬件;計算機輔助工具，如CAD（計算機輔助設(shè)計）、CAPP（計算機輔助工藝設(shè)計）、CAM（計算機輔助制造）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、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。

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，《中國制造2025》中明確提出的實施思路是：工業(yè)1.0、2.0補課，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)、云計算、大數(shù)據(jù)以及智能機器人、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的，為企業(yè)進行智能化改造、打造數(shù)字工廠乃至進行智能制造提供了可能性。”左世全說。

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，政府負責(zé)創(chuàng)造良好環(huán)境。

企業(yè)如何發(fā)展？

左世全認為，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)進行自動化改造，降低用工成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益作為重點。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)，采取的是財政補貼的方式。因為對政府來講，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)濟發(fā)展是有長遠益處的。”左世全說。

更普遍的做法是，政府直接補貼一些服務(wù)平臺，比如引進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，一個不可否認的事實是，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)實力之上的。

左世全也認為，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?！暗聡穆窂绞窍葘σ恍c的技術(shù)進行突破，各個點做好后再連起來，就是一個整體的工廠解決方案。我們在一些技術(shù)關(guān)鍵點上都還沒突破，舉個例子，機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會，因為中國具有龐大的制造業(yè)市場，需求會推動技術(shù)加速進步。

事實上，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?。