陳環(huán)宇，方燕翎，孫光煜，毛義華

(浙江大學(xué)濱海產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院 天津300020)

1 建設(shè)的意義與必要性

智能制造是我國實(shí)現(xiàn)由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的重要戰(zhàn)略。制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)主體，是經(jīng)濟(jì)增長的發(fā)動機(jī)和國家安全的重要保障。當(dāng)前，新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命正在重構(gòu)全球先進(jìn)制造業(yè)競爭格局。隨著美國發(fā)布實(shí)施先進(jìn)制造業(yè)戰(zhàn)略計(jì)劃，德國提出“工業(yè) 4.0”戰(zhàn)略，我國的制造業(yè)在經(jīng)歷 30年快速增長后，面臨著發(fā)達(dá)國家“高端回流”和發(fā)展中國家“中端分流”的雙重?cái)D壓。2015年，國務(wù)院發(fā)布并實(shí)施以兩化深度融合為主線、以智能制造為主攻方向的“中國制造 2025”規(guī)劃，旨在實(shí)現(xiàn)我國制造業(yè)由要素驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變，由低成本競爭優(yōu)勢向質(zhì)量效益競爭優(yōu)勢轉(zhuǎn)變，由資源消耗大、污染排放多的粗放制造向綠色制造轉(zhuǎn)變，由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)我國由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變。

智能制造是我市制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向，是推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、加快建設(shè)全國先進(jìn)制造研發(fā)基地的重要舉措。天津市為落實(shí)貫徹京津冀協(xié)同發(fā)展規(guī)劃綱要和“中國制造 2025”戰(zhàn)略部署，順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)＋”發(fā)展趨勢，出臺了以先進(jìn)制造為支撐，以科技創(chuàng)新為動力，以研發(fā)轉(zhuǎn)化為先導(dǎo)，做強(qiáng)天津制造，提升天津質(zhì)量，打造天津品牌，建設(shè)研發(fā)制造能力強(qiáng)大、占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈高端、輻射帶動作用顯著的全國先進(jìn)制造研發(fā)基地的實(shí)施方案，發(fā)布了“關(guān)于推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革加快建設(shè)全國先進(jìn)制造研發(fā)基地的實(shí)施意見”，明確了壯大一批先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群、建設(shè)一批先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新平臺、推進(jìn)智能制造試點(diǎn)示范、深入實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)＋協(xié)同制造”等主要任務(wù)與重點(diǎn)舉措。

建設(shè)智能制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院是我市制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型的重要保障。當(dāng)前，天津市處于京津冀協(xié)同發(fā)展、一帶一路、濱海新區(qū)開發(fā)開放、天津自貿(mào)區(qū)、國家自主創(chuàng)新示范區(qū)等五大重大戰(zhàn)略疊加時期，制造業(yè)面臨前所未有的機(jī)遇。我市制造業(yè)應(yīng)充分利用戰(zhàn)略機(jī)遇疊加的優(yōu)勢，主動適應(yīng)、積極引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)，在國家重大戰(zhàn)略中抓機(jī)遇、求作為、尋動力，實(shí)現(xiàn)依靠創(chuàng)新驅(qū)動推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。智能制造被認(rèn)為是制造業(yè)繼機(jī)械化、自動化、數(shù)字化后的第四次工業(yè)革命，是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。智能制造的核心是物理對象或制造單元的數(shù)字化(即信息物理系統(tǒng)CPS)、各類數(shù)字化制造單元的網(wǎng)絡(luò)化(即各級 CPS的互聯(lián))和制造系統(tǒng)的智能化(即數(shù)字化制造單元互聯(lián)后形成的大制造系統(tǒng)的優(yōu)化)。由于制造業(yè)涵蓋 31個具體行業(yè)，我市不同區(qū)域、不同行業(yè)、不同企業(yè)的自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展極不平衡，處在總體未完成大規(guī)模機(jī)械化和工業(yè)自動化的階段，就需要面對智能化的挑戰(zhàn)。建設(shè)智能制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，為我市制造業(yè)提供自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的共性關(guān)鍵技術(shù)和解決方案，支撐我市科技型企業(yè)發(fā)展，培育創(chuàng)新型智能制造產(chǎn)業(yè)集群，帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的智能轉(zhuǎn)型升級。

2 建設(shè)思路和原則

深入貫徹落實(shí)我市建設(shè)全國先進(jìn)制造研發(fā)基地的戰(zhàn)略部署，以“政府資金引導(dǎo)、政產(chǎn)學(xué)研合作、全球資源匯集、創(chuàng)新基地打造、開放平臺搭建”為主要手段，以建設(shè)智能制造研發(fā)基地為目標(biāo)，按照“114”建設(shè)思路，即圍繞“互聯(lián)網(wǎng)＋制造”1條主線，聚焦“智能車間”1個方向，實(shí)現(xiàn)“人才培養(yǎng)引進(jìn)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)、成果培育轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)升級服務(wù)”四大功能，開展一流的智能制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院的建設(shè)，推進(jìn)我市供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。

2.1 明確定位、突出重點(diǎn)

研究院的建設(shè)定位是支撐制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的公益性研發(fā)與服務(wù)機(jī)構(gòu)，圍繞我市優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，以創(chuàng)新人才和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)為中心、以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向、以項(xiàng)目為抓手、以服務(wù)為宗旨，重點(diǎn)開展與智能車間相關(guān)的技術(shù)開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)服務(wù)和人才培養(yǎng)工作。

2.2 協(xié)同創(chuàng)新、多方共贏

密切跟蹤國際智能制造先進(jìn)技術(shù)和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，著力整合有利于智能制造研發(fā)基地建設(shè)的全球創(chuàng)新資源，探索建立符合市場經(jīng)濟(jì)和兼具我市特色的科技-產(chǎn)業(yè)-金融緊密結(jié)合、公益性與營利性有機(jī)結(jié)合、技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新服務(wù)有機(jī)結(jié)合的協(xié)同創(chuàng)新體制，促進(jìn)技術(shù)、人才、金融等創(chuàng)新要素向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)與制造企業(yè)流動，實(shí)現(xiàn)多方共贏。

2.3 改革開放、全面創(chuàng)新

緊抓京津冀一體化、一帶一路、自創(chuàng)區(qū)、自貿(mào)區(qū)、濱海新區(qū)開放等五大歷史機(jī)遇，以體制機(jī)制創(chuàng)新為突破口，創(chuàng)新對外開放合作機(jī)制，發(fā)揮國際科技合作機(jī)構(gòu)、校友與商會資源優(yōu)勢，廣泛集聚科技創(chuàng)新資源，建設(shè)全面開放的創(chuàng)新基地和服務(wù)平臺。

2.4 市場導(dǎo)向、持續(xù)發(fā)展

強(qiáng)化與產(chǎn)業(yè)界的緊密互動，建立與企業(yè)共建共享研發(fā)平臺的機(jī)制，按照公益性、準(zhǔn)企業(yè)化運(yùn)行，前期主要依靠政府、企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)、民間的投資，后期逐步增強(qiáng)研究院的造血功能，過渡到依靠技術(shù)轉(zhuǎn)移、產(chǎn)業(yè)化后回饋，實(shí)現(xiàn)自主經(jīng)營、自主發(fā)展的運(yùn)行目標(biāo)。

3 建設(shè)的難點(diǎn)及關(guān)鍵問題

3.1 建設(shè)智能化制造車間實(shí)驗(yàn)室

制造業(yè)是我市的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，要在新一輪科技與工業(yè)革命中實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)市的目標(biāo)，生產(chǎn)車間的智能化是必須要突破的瓶頸。由于制造設(shè)備千差萬別、生產(chǎn)物流異常復(fù)雜，長期以來車間一直是企業(yè)信息化的難點(diǎn)和盲點(diǎn)，迫切需要利用新一代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)車間的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，實(shí)現(xiàn)制造車間的提質(zhì)減耗增效。然而，由于我市甚至全國缺乏智能車間的典型樣板，制造企業(yè)難以系統(tǒng)直觀地了解智能車間的模樣，即使企業(yè)想改造自己的車間也無從下手。建設(shè)一個體現(xiàn)信息物理融合的智能化車間模型，以全面展現(xiàn)智能車間的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，使企業(yè)能夠制定實(shí)施智能制造的技術(shù)路線圖。同時，智能車間的建設(shè)，對研究院而言，一方面有助于吸引智能制造高端人才和團(tuán)隊(duì)，為智能制造創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供平臺；另一方面，有助于細(xì)化智能制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)的研發(fā)方向，以及研發(fā)成果的應(yīng)用測試。

同時，智能化制造車間涉及硬件、軟件和系統(tǒng)集成眾多方面的內(nèi)容，在充分考慮各方訴求的前提下，如何整合相關(guān)資源以快速建成智能化制造車間樣板，是需要解決的關(guān)鍵問題。

3.2 提供企業(yè)個性化智能制造解決方案

智能制造是制造技術(shù)發(fā)展的高級階段，涉及的學(xué)科和技術(shù)極其廣泛。一個較完整的智能制造系統(tǒng)大致可分為智能設(shè)備層、智能物流層、智能傳感層、智能執(zhí)行層、智能業(yè)務(wù)層等。企業(yè)實(shí)施智能制造是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要一個循序漸進(jìn)不斷完善的長期過程。同時，不同行業(yè)的不同制造企業(yè)，由于處于不同的發(fā)展階段，工業(yè)化和信息化水平參差不齊，迫切需要解決的問題也各不相同，因此企業(yè)實(shí)施智能制造的方案必然需要個性化定制。智能制造需要工業(yè)化和信息化的深度融合，在實(shí)施過程中，如果影響到企業(yè)的正常運(yùn)行，必將失敗。另外，智能制造作為一個新生事物，需要突破傳統(tǒng)的思維方式和管理模式，需要培養(yǎng)擁有新思想、新思維的技術(shù)人員。

建立智能制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院的根本目的是我市推動制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，因此研究院的建設(shè)必須結(jié)合制造企業(yè)的實(shí)際需求進(jìn)行。如何根據(jù)企業(yè)的個性化需求定制智能制造解決方案，是研究院要解決的關(guān)鍵問題。

采用企業(yè)需求拉動的模式開展相應(yīng)的研發(fā)工作，在不斷解決企業(yè)與智能制造相關(guān)問題的過程中，逐步積累技術(shù)從而形成智能制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)公共平臺。建立智能制造技術(shù)模塊庫管理系統(tǒng)、企業(yè)智能制造個性化解決方案定制系統(tǒng)，并結(jié)合智能化制造車間實(shí)驗(yàn)室、智能制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)平臺和科技成果供需信息平臺，為制造企業(yè)提供個性化的智能制造解決方案(見圖1、2)。

圖1 企業(yè)智能制造定制服務(wù)系統(tǒng)的組成Fig.1 Schematic of the tailored service system of enterprise intelligent manufacturing

圖2 企業(yè)智能制造定制服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of the tailored service system of enterprise intelligent manufacturing

①智能制造技術(shù)模塊庫管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)為智能制造模塊化解決方案提供平臺支持，主要由技術(shù)模塊庫、解決方案框架庫、配置規(guī)則庫 3個部分組成，并提供相應(yīng)的庫管理工具。

②智能制造解決方案個性化定制系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)實(shí)施智能制造的需求，在智能制造技術(shù)模塊庫管理系統(tǒng)的支持下，為企業(yè)提供定制的智能制造解決方案，并對企業(yè)個性化的智能制造解決方案的全生命周期進(jìn)行管理。

③智能制造解決方案綜合測試。利用智能化制造車間實(shí)驗(yàn)室，對企業(yè)個性化智能制造解決方案和單元技術(shù)的可行性進(jìn)行測試。

④智能制造技術(shù)研發(fā)支持平臺。利用智能制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)平臺，開發(fā)新的智能制造技術(shù)模塊和解決企業(yè)實(shí)施智能制造過程中的技術(shù)難點(diǎn)。

⑤科技成果供需信息平臺。利用科技成果供需信息平臺，查找能夠滿足企業(yè)需求的科技成果或技術(shù)，向技術(shù)合作伙伴發(fā)布技術(shù)需求，以獲得企業(yè)所需的技術(shù)。

3.3 建立鼓勵雙創(chuàng)的體制機(jī)制

在現(xiàn)有體制的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮國家自主創(chuàng)新示范區(qū)的政策優(yōu)勢，探索建立智能制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院的創(chuàng)新體制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)利益分配、創(chuàng)新文化、資源分配、服務(wù)優(yōu)化等向整合和發(fā)揮創(chuàng)新資源、立足當(dāng)下著眼未來、放管結(jié)合人才為先的轉(zhuǎn)變。

建立有利于整合和發(fā)揮創(chuàng)新資源價(jià)值的利益分配機(jī)制。需要整合各方資源，需要采用互聯(lián)網(wǎng)思維包括簡約思維、迭代思維、平臺思維、跨界思維等，建立一個開放的、多方互動的、共享共贏的生態(tài)圈。

建立鼓勵創(chuàng)新寬容失敗的容錯糾錯。創(chuàng)新是走前人沒有走過的路。創(chuàng)新路上充滿了各種未知風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，尤其是科技創(chuàng)新。創(chuàng)新就如同走迷宮一樣，總會有走錯路的時間。寬容失敗，就是鼓勵改革創(chuàng)新者進(jìn)行有益的探索與嘗試，最終走向成功。國務(wù)院總理李克強(qiáng)在作政府工作報(bào)告時強(qiáng)調(diào)，要營造“敢為人先、寬容失敗的良好氛圍”。建立健全激勵機(jī)制和容錯糾錯機(jī)制，給予科技創(chuàng)新者一定的鼓勵和保障，從而釋放出更多新的活力。

4 結(jié) 論

智能制造是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。智能制造通常包括產(chǎn)品智能化、裝備智能化、生產(chǎn)智能化、管理智能化、服務(wù)智能化等 5方面內(nèi)容。數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化是智能化的基礎(chǔ)。生產(chǎn)設(shè)備間的互聯(lián)、設(shè)備與產(chǎn)品的互聯(lián)、物理與數(shù)字的互聯(lián)、萬事萬物互聯(lián)是智能產(chǎn)生的基礎(chǔ)。最終智能制造將使企業(yè)成為一個有機(jī)的整體，產(chǎn)品從誕生到消亡成為一個有機(jī)的過程，整個產(chǎn)業(yè)成為一個有機(jī)的整體。因此，建設(shè)智能制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，是天津落實(shí)全國先進(jìn)制造研發(fā)基地建設(shè)的必要路徑。

［1］ 席楓. 推進(jìn)我國先進(jìn)制造研發(fā)基地建設(shè)的路徑研究[J]. 知識經(jīng)濟(jì)，2017(2)：5-6.

［2］ 劉欣然. 天津建設(shè)全國先進(jìn)制造業(yè)研發(fā)基地研究[D].天津：天津師范大學(xué)，2016.

［3］ 陳建強(qiáng). 天津：打造全國先進(jìn)制造研發(fā)基地[N/OL].光明日報(bào)，2015-09-17(8). http://epaper.gmw.cn/gmrb/ html/2015-09/17/nw.D110000gmrb_20150917_2-08.htm ?div＝-1.

［4］ 佚名. 天津市建設(shè)全國先進(jìn)制造研發(fā)基地實(shí)施方案(2015—2020年)[J]. 天津市人民政府公報(bào)，2015(23)：7-23.