陳德金 鄒光盛

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兩岸智能制造融合發(fā)展路徑研究*

陳德金1鄒光盛2

1.福建省科技發(fā)展研究中心 2.福建省科協(xié)閩臺(tái)科技交流中心

在歸納智能制造有關(guān)研究基礎(chǔ)上，對兩岸智能制造發(fā)展的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、政策規(guī)劃、范疇領(lǐng)域、支撐平臺(tái)等進(jìn)行了比較分析，并從發(fā)展合作模式、合作領(lǐng)域、人才聯(lián)合培養(yǎng)等方面提出兩岸智能制造融合發(fā)展的實(shí)施路徑。

智能制造 融合發(fā)展 實(shí)施路徑 比較分析

當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢待發(fā)，科技創(chuàng)新競爭日趨激烈，技術(shù)更新和成果轉(zhuǎn)化更加快捷，各地普遍加大科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革力度，積極加強(qiáng)科技資源統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn)，搶抓發(fā)展主動(dòng)權(quán)。尤其是兩岸具備良好的智能制造技術(shù)儲(chǔ)備、產(chǎn)業(yè)合作基礎(chǔ)等優(yōu)勢，研究兩岸發(fā)展的合作模式、合作領(lǐng)域與實(shí)施路徑等，有利于高效推動(dòng)兩岸智能制造融合發(fā)展。

1 背景介紹與相關(guān)研究

1.1 背景介紹

隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)推陳出新，各國都在大力推動(dòng)智能制造應(yīng)用，智能制造已成為各國制造業(yè)升級(jí)的重要抓手。我國是世界制造大國，但還不是制造強(qiáng)國；制造技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，創(chuàng)新能力不強(qiáng)；產(chǎn)品以低端為主；制造過程資源、能源消耗大，污染嚴(yán)重。尤其與發(fā)達(dá)國家相比，智能制造方面還存在一定差距，任宇（2015）從工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和3D打印對美、日、德、中進(jìn)行比較研究發(fā)現(xiàn)，我國智能制造存在不少差距：核心技術(shù)缺失、自主品牌薄弱、企業(yè)小而散。而在臺(tái)灣地區(qū)，智能制造發(fā)展迅速，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，2013年產(chǎn)值突破百億，是亞洲乃至全球智能制造的研發(fā)與生產(chǎn)區(qū)域。

1.2 研究意義

智能制造具備廣闊的市場，TrendForce 旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究所預(yù)估2018年全球智能制造及智能工廠相關(guān)市場規(guī)模將達(dá) 2500 億美元，且呈現(xiàn)明顯的特征：因應(yīng)大量定制化需求，制造服務(wù)業(yè)趨勢興起；標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)訂定成為兵家必爭之地；新興科技與大數(shù)據(jù)形成的智能管理建設(shè)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)革新。目前，在各地政策積極推動(dòng)、各項(xiàng)技術(shù)逐步到位的聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，智能制造有效降低生產(chǎn)維護(hù)成本、提升生產(chǎn)效率，引領(lǐng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型已勢在必行。在“中國制造2015” “工業(yè)4.0” “互聯(lián)網(wǎng)+”、“機(jī)器人”等新常態(tài)下，兩岸在智能制造領(lǐng)域開啟合作新征程。尤其是兩岸智能制造產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)性大于競爭性，智能制造是兩岸合作的方向，通過合作搭建橋梁，促進(jìn)兩岸企業(yè)互動(dòng)交流、投資，有利于創(chuàng)新工業(yè)合作領(lǐng)域。

1.3 智能制造相關(guān)研究

智能制造最早由P.K.Wright和D.A.Bourne教授提出，是指通過集成知識(shí)工程、制造軟件、機(jī)器人視覺和控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，以實(shí)現(xiàn)在沒有人工干預(yù)情形下開展小批量生產(chǎn)。20世紀(jì)90年代，我國開始研究智能制造，中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)2011年出版的《中國機(jī)械工程技術(shù)路線圖》指出：智能制造是一門綜合交叉技術(shù)，用于研究在制造活動(dòng)中的信息感知與分析、知識(shí)表達(dá)與學(xué)習(xí)、智能決策與執(zhí)行。2012年的《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》定義智能制造裝備是“具有感知、決策、執(zhí)行功能的各類制造裝備的統(tǒng)稱”。

國內(nèi)學(xué)者對智能制造進(jìn)行了系列研究，盧秉恒（2013）認(rèn)為智能制造是制造、信息和智能技術(shù)的深度融合，具備感知、分析、推理、決策和控制功能。李提偉（2013）對比智能制造裝備與智能機(jī)器人的共同點(diǎn)，介紹智能機(jī)器人的分類及智能碼垛機(jī)器人的應(yīng)用。賀正楚（2013）分析新能源汽車、風(fēng)能利用設(shè)備等制造業(yè)領(lǐng)域中5個(gè)典型的發(fā)展模式及成功做法，探尋企業(yè)發(fā)展模式變革趨勢。李坤（2013）基于高端裝備制造業(yè)成長視角研究發(fā)現(xiàn)，其成長的因素有空間集聚、技術(shù)擴(kuò)散、全球經(jīng)濟(jì)一體化和空間組織重構(gòu)等。孫柏林認(rèn)為，智能制造裝備將成為推進(jìn)我國裝備制造業(yè)邁向“高精尖”的最重要推動(dòng)力和領(lǐng)軍產(chǎn)業(yè)。陳德金（2016）立足福建省發(fā)展實(shí)際，給出了智能制造發(fā)展的方向與思考?？傊悄苤圃炝⒆阌谛乱淮畔⒓夹g(shù)，由能制造技術(shù)、控制系統(tǒng)等組成，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行功能，可開展分析、推理和決策等工作。

2 兩岸智能制造發(fā)展比較分析

2.1 兩岸產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)比較

大陸鼓勵(lì)臺(tái)商投資的方向沒有改變，智能制造是兩岸合作的方向，有利于兩岸工業(yè)從傳統(tǒng)制造業(yè)向高端制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。臺(tái)灣電子信息產(chǎn)業(yè)布局好，研發(fā)能力強(qiáng)。臺(tái)灣智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，已成為重點(diǎn)支持與發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，是全球智能機(jī)器人設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的重要區(qū)域。數(shù)據(jù)顯示，全球工業(yè)機(jī)器人2021年出貨量達(dá)到63萬臺(tái)，年均增長率達(dá)16.4%，其中美國、德國、中國大陸、韓國和日本占75%，而臺(tái)灣地區(qū)位居第6，已成為重要的市場領(lǐng)域。同時(shí)，臺(tái)灣產(chǎn)學(xué)研開展良好，當(dāng)局營造了良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，并依托高校等開展專業(yè)人才培訓(xùn)，創(chuàng)新要素之間形成了良性互動(dòng)，有力推動(dòng)科研成果轉(zhuǎn)化和人才培養(yǎng)。目前，臺(tái)企正在向精密微小型方向發(fā)展，但臺(tái)灣投資環(huán)境欠佳，加強(qiáng)與大陸在產(chǎn)業(yè)上的合作，是提升軟硬件的一大契機(jī)。而大陸整合國際資源的速度在加快，機(jī)器人制造、3D打印等技術(shù)也發(fā)展迅猛，對半導(dǎo)體、高端機(jī)床也有很大需求，市場前景可期。

2.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃與政策

中國政府高度重視智能制造發(fā)展，2015年5月發(fā)布《中國制造2025》，提出智能制造、綠色制造等五大工程和強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)、深入推進(jìn)制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等九大任務(wù)。2016年3月頒布《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2016- 2020》，著力發(fā)展機(jī)器人關(guān)鍵零部件、推進(jìn)重大標(biāo)志性產(chǎn)品率先突破、培育龍頭企業(yè)；2016年5月印發(fā)《關(guān)于深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，到2018年，制造業(yè)重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“雙創(chuàng)”平臺(tái)普及率達(dá)到80%，培育新動(dòng)能，成為促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的動(dòng)力來源。不僅如此，在“十二五”期間，圍繞智能制造裝備、技術(shù)、服務(wù)機(jī)器人等，研究制定系列規(guī)劃，如《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展路線圖》《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》《服務(wù)機(jī)器人科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》等。與此同時(shí)，工業(yè)和信息化部公布智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單，而各地也加快布局智能制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

2.3 智能制造產(chǎn)業(yè)范疇與機(jī)構(gòu)比較

梳理境內(nèi)外有關(guān)智能制造產(chǎn)業(yè)范疇，主要有北美、歐盟和日本提出的分類標(biāo)準(zhǔn)，如金屬加工機(jī)械制造，導(dǎo)航、測量、醫(yī)學(xué)和控制儀器制造。而我國的智能制造產(chǎn)業(yè)范疇包括高速、精密、復(fù)合數(shù)控等高檔數(shù)控機(jī)床，智能控制系統(tǒng)，數(shù)控特種加工機(jī)床；大型數(shù)控成形沖壓設(shè)備；高可靠性力敏、磁敏等傳感器，儀表專用芯片等。

智能制造的發(fā)展依托相關(guān)研究機(jī)構(gòu)技術(shù)研發(fā)、重點(diǎn)企業(yè)的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用、相關(guān)協(xié)會(huì)的平臺(tái)運(yùn)作與市場構(gòu)建，兩岸智能制造支撐平臺(tái)各有側(cè)重。在企業(yè)方面，大陸有大族激光、秦川發(fā)展、華中數(shù)控、機(jī)器人等上市公司，臺(tái)灣有研華、凌華、洋威等企業(yè)；在高校方面，大陸有哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等高等院校，臺(tái)灣有臺(tái)大、交通、清華等。如同臺(tái)灣的新竹科學(xué)工業(yè)園，目前大陸有著大量的智能制造產(chǎn)業(yè)園，如在天津、重慶、武漢、上海等地，均規(guī)劃建設(shè)相應(yīng)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園等。

3 兩岸智能制造融合發(fā)展的實(shí)施路徑

3.1 深化兩岸智能制造發(fā)展合作模式

加強(qiáng)資源整合，創(chuàng)新合作模式。依托“一帶一路”倡議，推動(dòng)兩岸產(chǎn)業(yè)界的合作進(jìn)一步向東南亞等“海絲”沿線國家和區(qū)域延伸。充分發(fā)揮海峽兩岸機(jī)械電子商品交易會(huì)、海峽兩岸經(jīng)貿(mào)論壇、廈門工博會(huì)暨臺(tái)交會(huì)的品牌效應(yīng)，以舉辦智能制造論壇為契機(jī)，加強(qiáng)兩岸“智造”業(yè)界在展會(huì)上的接洽，積極舉辦“智能制造、機(jī)器換工”專場對接會(huì)等。兩岸智能制造產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)性大于競爭性，要多搭橋不筑墻，促進(jìn)陸企到臺(tái)灣投資，創(chuàng)新工業(yè)合作領(lǐng)域。

3.2 拓展兩岸智能制造發(fā)展合作領(lǐng)域

大陸積極鼓勵(lì)臺(tái)商投資，兩岸業(yè)界應(yīng)通過民間搭橋，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作交流，從而在標(biāo)準(zhǔn)制定、人才交流、金融合作、互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算等領(lǐng)域形成互補(bǔ)。正如郭臺(tái)銘所說，“希望兩岸產(chǎn)業(yè)界借助互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)環(huán)境，將臺(tái)灣的技術(shù)和產(chǎn)品基礎(chǔ)與大陸的人才和市場相結(jié)合，抓住‘一帶一路’發(fā)展的機(jī)遇，攜手合作，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)制造形態(tài)到智慧型生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，創(chuàng)造更大更多的商機(jī)。”

在智能制造領(lǐng)域，充分發(fā)揮兩岸在市場、科研資源、人才等優(yōu)勢，未來兩岸在認(rèn)知機(jī)器人及智慧型自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)，智能機(jī)器人與自動(dòng)化領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)研發(fā)、培訓(xùn)推廣、人才培訓(xùn)以及企業(yè)培訓(xùn)等方面可開展深入合作。尤其是未來兩岸在智能機(jī)器人的語音識(shí)別、人機(jī)交互以及導(dǎo)航定位等關(guān)鍵技術(shù)的聯(lián)合研發(fā)；服務(wù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)及市場推廣等方面。合作研究方向可涉及多方面，整合制造以下類型機(jī)器人：（1）自動(dòng)化的智慧型機(jī)器人，如學(xué)習(xí)及適應(yīng)算法研究，建模、分析及模擬，控制及規(guī)劃，感知，人機(jī)互動(dòng)，架構(gòu)與表示式等；（2）醫(yī)療及健康照護(hù)機(jī)器人，包括直覺式實(shí)體人機(jī)互動(dòng)與界面技術(shù)，自動(dòng)解析人類行為技術(shù)，自動(dòng)理解情感及心理狀態(tài)技術(shù)，可適用各種尺度的高敏捷性操作，基于感測器的自動(dòng)化健康資料提取技術(shù)；（3）智慧型服務(wù)機(jī)器人，如仿人敏捷操作科技、真實(shí)世界3D規(guī)劃與探索技術(shù)認(rèn)知、強(qiáng)健感知技術(shù)、直覺式實(shí)體人機(jī)互動(dòng)與界面技術(shù)、技能學(xué)習(xí)技術(shù)、安全機(jī)器人技術(shù)等。

3.3 兩岸聯(lián)合培養(yǎng)智能制造人才

智能制造作為知識(shí)密集型、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展離不開人才支撐，尤其是熟悉新興技術(shù)的高端人才。以中央對臺(tái)大政方針為指引，深化兩岸融合發(fā)展，建立兩岸人才、技術(shù)、信息等資源共享平臺(tái)，支持和推動(dòng)兩岸高端人才互動(dòng)，兩岸科技人員交流互訪。加強(qiáng)優(yōu)勢教育資源和產(chǎn)業(yè)資源整合，深化兩岸人才培訓(xùn)和職業(yè)教育合作，建設(shè)職業(yè)院校和臺(tái)企合作示范性實(shí)訓(xùn)基地，為智能制造發(fā)展培訓(xùn)、儲(chǔ)備人才，以夯實(shí)智能制造領(lǐng)域的人才基礎(chǔ)。

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福建省軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目“福建省智能制造發(fā)展方向與思路研究”（2015R0093）。