工信部規劃司 姚 珺
?
《中國制造2025》與“工業4.0時代”
工信部規劃司姚珺
十八屆五中全會發布了十三五規劃建議,明確提出來要實施《中國制造2025》,推動生產方式向柔性、智能、精細轉變,加快建設制造強國。2015年5 月19日,國務院印發了《中國制造2025》規劃,也明確指出了要加快建設制造強國,通過推動我國制造業由大到強的轉變,為實現中華民族偉大復興的中國夢打下堅實的基礎。
(一)金融危機后,發達國家都在重新反思虛擬經濟與實體經濟的關系,普遍認識到離開實體經濟支撐的虛擬經濟發展具有巨大的風險,走出經濟低迷更迫切需要尋找新的經濟增長點,因此各主要經濟體都紛紛制定實施制造業創新的國家戰略,制造業成為國家間競爭的主戰場。當前,我國正處于爬坡邁坎、轉型升級的關鍵時期,將面臨日益加劇的來自發達國家和其他新興經濟體的“雙向擠壓”挑戰。
一是發達國家紛紛制定和實施“再工業化”戰略,加速布局新一輪工業技術創新,強化高端領域競爭優勢和全球價值鏈掌控能力。美國從2009年就制定了一系列國家創新戰略,如制造業復興法案、先進制造業伙伴計劃等。英國制定了2050戰略;法國制定了新工業法國,2015年推出了第二期戰略;德國提出工業4.0戰略;韓國制定了未來增長動力計劃、制造業革新3.0戰略;日本制定了再興戰略等。全球著名的咨詢機構波斯頓咨詢公司從制造業這個綜合成本競爭力的角度對全球20多個主要的制造業經濟體進行了成本的分析,認為美國現在的制造業的綜合成本優勢與中國相比僅有4個百分點的差距。綜合考慮當前的勞動成本、匯率成本、能源成本和我們的生產效率,美國制造業的成本在2018年就有可能比中國更具有競爭力,這對中國來講是一個重大挑戰。
二是從周邊國家來看,新興市場國家正在加快成為承接產業轉移新陣地。除了發達國家在跟我們競爭以外,周邊的新興經濟體也在我們的優勢領域進行爭奪,如越南、印度、印尼等國。像一些東南亞國家,如越南,他們的勞動力成本大概是我們現在成本的十分之一到四分之一。我們傳統領域的一些企業,有些產能正在逐步向東南亞這些低成本國家進行轉移,但這方面也正面臨著一些新興經濟體的蠶食和爭奪,所以當前增強我國制造業的競爭力變得十分緊迫。一方面,我們要應對發達國家在高端領域里的部署和競爭,一方面我們還要應對其它的一些新型經濟體跟我們的一些爭奪。所以我們要加快提升我國制造業的核心競爭力。
(二)新一輪工業革命興起,信息技術與制造技術的深度融合正在全方位、全流程、全環節地深刻變革制造業發展理念和發展模式,全球制造業將跨入“工業4.0時代”。新科技變革為我們提供了“彎道超車”的機遇,在一些新興領域,如互聯網、新能源汽車、軌道交通等領域,我們已具備了挑戰前沿的能力,但由于過去長期走跟隨模仿的發展道路,導致我們在很多基礎領域缺乏足夠積累,自主創新和引領創新的能力亟待加強。提高制造業的效率方面,包括能源的利用效率,資源的利用效率和如何縮短產品的上市周期。
過去,企業可以靠一款產品生活八年到十年,現在不論是硬件還是軟件,產品的生命周期都大幅度縮短。一個手機APP的平均更新周期是1個月到2個月。智能硬件、智能手機幾乎是8個月到10個月就更新一代。我們還面臨著增加靈活性的挑戰。隨著消費結構的加快升級,人民群眾對產品的需求已經從過去的標準化到現在逐步追求個性化,追求有自己的特色和強化自身的消費體驗。個性化的大批量生產,將會越來越廣泛。應對這些挑戰,全球各個國家包括政府和企業,都在作出不同的戰略分析。德國2013年在漢諾威工業博覽會上首次提出“工業4.0戰略”,提出繼以蒸汽機應用、規模化生產和電子信息技術為標志的三次工業革命后,人類將迎來以信息物理融合系統(CPS)為基礎,以生產高度數字化、網絡化、機器自組織為標志的第四次工業革命。
在工業4.0里有一系列關鍵詞值得深入挖掘。第一個關鍵詞是感知,在工業4.0時代,我們通過各種傳感器可以實現對生產的流程和產品進行全方位更精細、更準確、更實時的感知,我們感知這個世界的能力獲得大幅度提升。第二個關鍵詞是連接。過去我們的設備都是孤立或者有限范圍內連接,未來通過移動互聯,通過工業互聯網,所有的設備,所有的系統,所有的軟件,所有的數據,包括我們人都可以高效互聯起來。第三個關鍵詞是數據。馬云說,我們現在正在從IT走向DT,恰恰說明未來數據在整個制造業的生產流程當中發揮著關鍵作用,很多管理決策,我們都將越來越多地依賴數據來獲取能力和應用能力。第四個關鍵詞是集成。過去是某個領域或某個環節的信息化,未來是全面的、高度集成的一種信息化,所以智能化必須依賴于多個系統的高度集成、綜合集成。第五個關鍵詞是定制。未來的制造業將會越來越需要響應用戶的個性化需求,未來的生產將會由現在的大規模標準化生產走向個性化定制化的生產。
從工具的角度來說,未來的工業4.0將會從自動化走向智能化。在智能化時代,工業機器人可以跟人實現友好的協同,機器人也會增加更多的感官能力,比如機器人上面加裝視覺,加裝聽覺,加裝力覺,加裝了這些傳感系統的機器人將越來越多地體現出人的屬性,是跟人的五官系統相對應的感知系統,使它更具有人的一些智慧屬性。
從生產的流程來看,工業4.0時代將會由目前的以產品為中心,走向以用戶為中心。現在企業生產流程總體上是圍繞產品開發的一個生命周期,是一個創新的流程,未來的工業4.0時代要響應用戶的個性化定制需求,就要讓生產圍繞用戶的需求,以用戶為中心來重構生產流程,所以各個環節都是以用戶為中心實現并聯,高度并聯互動。
從制造的技術維度看,制造業的技術的廣度和深度都將全面拓展。從廣度上來看,3D打印、激光加工、超聲加工、仿生加工等等新的加工手段和制造工藝正在不斷突破和發展,將不斷豐富制造業的技術內涵。
從制造業的技術深度看,制造技術將進一步向極限拓展,通過極大尺寸的制造,極小尺寸的制造,極精制造,未來所能制造出來的產品將更加豐富多彩,比如說納米尺度的超精密加工,超大尺度構件的加工,現在風力發電機5兆瓦7兆瓦,不斷增加功率,葉片尺寸已經到50米60米,不斷向超大構件這個方向拓展。
從生產模式上看,將從現在的大規模標準化生產走向大規模個性化定制生產,生產模式的變化也會帶來企業組織結構的變化,未來會出現很多平臺性的企業,會出現很多網絡化的企業,組織架構將更加扁平化。國內也有很多企業開始探索,比如海爾,過去從董事長總經理到部門,再到分廠,再到班組,是一種科層式的架構。現在海爾倡導的是企業平臺化、員工創客化,把整個企業變成一個創客平臺,所有的資源都是為企業的每一個員工、每一個創客提供創業支持。海爾的組織變革正是在互聯網這種形態下,在工業4.0模式中做的一個非常好的組織架構的變革探索。
從業態上看,工業4.0時代將會越來越多地體現跨界融合和開放協同,多領域多技術多業態的交叉融合正在打破原有的技術邊界、產品邊界、企業邊界、產業邊界,新產業、新業態、新模式正在加速涌現。過去研發一款材料需要非常長的周期,從材料的分子結構設計到材料的制造工藝設計和制造加工,包括后面的性能試驗,需要做大量的多批次的實物材料來反復迭代改進才能夠最終定型。隨著信息技術跟材料技術的融合,所有這些設計環節、驗證環節、工藝環節,包括性能的仿真、試驗、模擬等等,都可以在計算機環境里面模擬,這樣就大大加速了材料的研發流程,提高了材料創新的效率。現在的制造業技術體系正在變得日趨復雜,過去單打獨斗式的創新模式已越來越力不從心。
面對全球制造業正在經歷的一些新的變革,我們的優勢是什么?我們有全球最完整的產業體系,我們有超大規模的內需市場,我們有最大規模的人才培養體系。在研究制定2025的時候,馬凱副總理說,與過去的歷次工業革命相比,在這一輪變革當中,中國面臨著最難得的機遇,我們一定要把握住這次機遇,過去的幾次工業革命,中國因為各種歷史原因錯過了,但是這一輪我們看到了,也正在親身經歷,所以我們一定要抓住這樣一個機遇。
(三)我國經濟發展進入新常態,傳統經濟增長動力衰退,居民消費結構升級步伐加快,能源資源和生態保護等外部約束日趨強化,面對制造業外部環境和條件變化,以規模擴張為特征的粗放發展模式已走到盡頭,迫切要求制造業提質增效、優化升級。從資本的供給能力來看,過去是資本短缺,現在資本非常充裕,包括龐大的外匯儲備。從政府和市場的關系來看,過去是市場對資源配置起基礎性作用,現在已經明確市場在資源配置中起決定性作用,市場機制更加完善,市場機制的作用也會得到更充分的發揮。從發展的條件來看,過去的發展靠粗放的大規模的要素投入,現在或未來的制造業發展,能源資源等環境的外在因素會越來越強。從發展的動力來講,過去是要素驅動,未來是創新驅動。新常態下,制造業的發展環境和發展條件都跟過去30年有很大不同。
新常態下制造業發展也面臨一些新的挑戰。從制造業的能力來看,我們的制造業能力與經濟結構優化升級,四化同步發展的新需求不相適應,創新供給創造需求的能力還不足。有統計數據顯示,我們一年海外消費高達1萬億人民幣,折合1900億美元左右。現在全球的奢侈品消費當中,中國占了31%,將近三分之一的比重。在工業增長的內在動力方面,在中低端環節,我們傳統的競爭優勢正在逐步削弱,過去的人口紅利、資源要素紅利都在減弱。而新興產業規模尚小,創新驅動能力還沒有很好很穩固地建立起來,還不足以對沖傳統行業較快回落的影響。全要素生產率是反映技術進步對經濟社會發展貢獻的一個重要指標。通過專業機構分析,近幾年我們國家的全要素生產力呈下降趨勢,說明技術進步對整個經濟增長的貢獻率有所下降。如何來銜接未來創新驅動的發展道路,如何來支撐未來真正的驅動力轉換,我們面臨的挑戰是非常大的。
新常態的核心并不是常態,而在于什么呢?在于變革,是產業結構的優化升級,是新技術新產業新業態新模式的迭代更新,適應和引領新常態關鍵是要勇于打破對傳統發展方式和思維方式的依賴,對傳統的路徑依賴,尤其是要破除舊的思維方式和發展模式,加快建立以創新質量品牌服務等為核心的新的發展理念、發展路徑和競爭優勢。
《中國制造2025》提出來一個宏偉的戰略目標,那就是要建設制造強國。我們會同工程院設計了一個制造強國的綜合指數、評價指數,從規模、質量、結構、持續性四個方面確定了十八項指標,用這十八項指標對全球主要的制造業經濟體做了一個評價。從評價結果看,全球主要的制造業經濟體分三個陣營,第一個陣營是美國,第二個陣營是日本和德國,第三個陣營是中國和其它國家。圍繞三個陣營的劃分,我們確定了未來中國制造強國建設的三步戰略。第一步到2025年,我們要通過十年的努力,縮小差距,重點突破,邁入制造強國的第二陣營;再過十年到2035年,我們鞏固這一地位,進一步提升我們的層次,整體居于制造強國第二陣營的前列;再過十幾年,到建國一百周年的時候,我們希望通過努力奮斗,實現制造業創新引領跨越發展,邁入全球制造強國第一陣營,能夠跟美國同臺競技。
圍繞這個戰略目標,我們提出未來的中國制造業發展的總體要求。從中心任務方面,制造業的發展要從過去的重規模擴張轉向重質量和效益,中心任務是提質增效由大變強,要由粗放走向集約。從主線方面,我們確立走信息化和工業化深度融合的道路,跟全球對未來制造業或未來新的工業產業變革走勢分析高度一致。智能制造作為未來發展的主攻方向,德國的工業4.0,美國的工業互聯網還有中國提出來的智能制造,本質上都是推動信息技術與制造業的深度融合和創新,通過這種創新來實現制造業的整體變革。
《中國制造2025》進一步細化提了五個基本方針。第一是創新驅動,這是制造業發展的核心引領。第二是質量為先,這是制造業發展的一個命門和短板。第三是綠色發展,這是走可持續發展的必由之路。第四是結構優化,這是當前推動制造業轉型升級的關鍵環節。第五是人才為本,這是實現中國制造由大變強的根本保障。
《中國制造2025》五個基本方針驅動一條主線就是實現制造強國這個戰略目標。圍繞這條主線,圍繞這個戰略目標,貫徹落實五個基本方針,我們進一步提出來了九個方面的戰略任務和十個重點優先領域,五個重大工程和八項政策措施,這是整個《中國制造2025》的骨架,也是總體布局。圍繞這個總體布局,在具體的實施當中,從路徑上來看是推動中國制造業由大變強,核心路徑是創新驅動加四化發展。在創新驅動這一核心引擎的帶動下,制造業要走四化發展的道路,四化就是智能化、綠色化、服務化和國際化。
(一)第一個重點任務是以制造業創新中心的建設為抓手,增強制造業的創新能力。近幾年在整體的國家戰略中,創新取得了很多突出成就,國家不斷加大對創新的投入。2014年年研發投入已經占到GDP的2.09%,總額居世界第二位,僅次于美國。在人才培養方面,我們每年畢業的大學生有700萬左右,理工科有130萬,中國有非常龐大的學生數量,人才培養的規模。我們的研發人員總數將近400萬,也是全球第一,從一些產出的指標衡量,我們的專利申請量、專利授權量,科技論文發表數量,每年都是百分之幾十的增長,取得了非常大的成就。尤其是最近屠呦呦獲得諾貝爾生物學獎,這是科技界的巨大突破,對我國廣大科技工作者以及青少年鼓舞作用極大。
當然,我們也存在很多突出問題,尤其是從產業部門來看,國家的投入提高,但是企業的研發投入依然還沒有提高。大中型工業企業研發經費占銷售收入比重還不到1%,“十二五”工業轉型升級規劃里提到,希望在十二五末大中型工業企業研發投入占比提到1%,但這個指標現在看來實踐起來還是有一定困難的,我們內部摸底的情況大概只有0.82到0.83,跟美國日本德國這些國家相比,差距還是比較大的。我們在很多產業的核心環節對外依存度太高,專利數量上來了,但是質量還有待于進一步提升,尤其是核心專利。我們的科技成果轉化率不高,有專家說只有10%。
我們的創新體系是不健全的,彌補關鍵共性技術研發的市場失靈,提高制造業整體的創新效能,這是我們通過對制造業創新鏈分析以后得出來的一個重要結論。
《中國制造2025》提出要建設一批國家制造業創新中心。這個創新中心是由政府、高校、科研院所和相關企業組成的緊密合作的政產學研用協同創新聯合體,它的使命是為全行業提供關鍵共性技術的研發支撐,它是一種非營利性的實體機構,要開展競爭前關鍵共性技術研發和試驗驗證,要構建新的體制機制,來整合相關的創新資源,要把他們所形成的技術成果進行開放和共享,向整個行業去輻射,包括培養人才,培養創新型工程人才、產業人才,開展勞動力職業培訓等等,作為這樣一個機構來填補從基礎研究到產業化創新之間的鴻溝,為企業面向市場的產業化創新提供強有力的外部支撐。
(二)第二個重點任務是以智能制造為主攻方向,推進新一代信息技術與制造業的融合創新。智能制造是制造技術與數字技術、智能技術、信息技術交叉融合,面向產品全生命周期的具有信息感知優化決策、執行控制功能,旨在高效優質清潔安全的制造產品和服務用戶的一種制造模式。智能制造要推進三個方面的創新:終端產品創新,使機械產品向“數控一代”和“智能一代”發展,從根本上提高產品功能、性能和市場競爭力;生產技術創新,使制造業向數字化、網絡化、智能化集成制造發展,全面提升產品設計、制造和管理水平;商業模式創新,將大大促進規模定制生產方式的發展,延伸發展基于制造產品的服務價值,深刻地改變制造業的生產模式和產業形態。
第一個維度的創新。從智能產品的角度看,當前市場上推出了很多冠以智能化標簽的一些產品,比如醫療護理機器人,比如情感機器人,比如谷歌開發的戰場機器馱驢來配合作戰,幫他們背負武器裝備,減輕戰士的負擔。比如說智能電視、智能手機、智能冰箱、智能微波爐等等。智能產品會給制造業和經濟社會帶來一些變革和影響。
第一它會顛覆我們對一些產品的定義。比如說汽車,汽車傳統的定義是交通工具,但是未來智能化的汽車將會是一個移動的智能終端。未來的智能汽車里邊,它周身都可以是屏幕,你可以在汽車里邊隨時隨地訪問你的家庭信息、工作信息、娛樂信息,全部都集成在車里邊。
第二它可能會顛覆我們的技術體系。現在很多產品總體是以機械為核心,或者是機電一體化,但是未來我們的產品將更多以軟件為核心,所以操作系統、APP應用軟件將會在產品當中越來越多地占據核心位置,所以現在一些新的概念化的汽車產品,正在把汽車變成一個個的軟件模塊,比如說導航模塊、通信模塊、娛樂模塊。
第三它會顛覆我們的產業生態。我們的智能化產品,一個典型的產業生態就是云管端,我們是“終端+APP+云”這樣一個產業生態。最近有一款產品叫智能馬桶,馬桶是入口,大健康是后臺。過去我們到醫院要做尿檢和便檢,現在在馬桶里就可以實現,馬桶上加裝傳感器,在家里就可以進行尿檢和便檢,檢測的數據傳到網絡,再到我們手機上的APP,可以傳到它的服務端,服務端對這個數據分析以后,幾分鐘就把可以把數據發到手機上,在家里就可以實時看到檢測結果。以智能產品為入口,以互聯網為平臺,將為制造業企業延伸拓展高價值服務提供廣闊的空間,這也將改變制造企業自身的屬性和價值形態。
第二個維度的創新,就是生產技術創新,也就是構建智能化的生產系統。智能化的生產系統概括地說是一套軟硬件高度集成的,以移動互聯為載體和連接的高度集成軟硬件集成系統。在這個集成系統里,把所有的軟件、硬件通過高速的、安全的移動互聯網高效地集成在一起,形成一個相互連接的、高度集成的綜合系統。
從具體的、智能化的生產的微循環角度來看,它就是感知、通信、決策和執行四個環節。實際上跟人類智能化所謂智慧生物的工作原則是非常相似的。冷還是熱,我們首先是通過我們的感官去觸摸它,觸摸以后得到的信號通過我們的神經網絡傳到大腦,大腦來判斷是冷還是熱,應該怎么去做,來指揮我們的肌肉來操作,是拿開手還是把手繼續放在那上面,這就是為什么叫智能化的生產系統,在未來的生產系統里邊,通過一個一個這樣的微循環,最后疊加起一個完整的、軟硬件高度集成的智能化的大生產系統。
在智能化生產里邊,智能制造要整合三個方面的要素。一是數字世界,包括數字化的模型、工業控制系統、工業軟件、工業大數據。二是機器世界,包括各種物理設備,比如說工業機器人、數控加工中心、生產線、檢驗檢測等等。三是人,包括企業內部的人、用戶,要讓人可以隨時隨地與物理世界和數字世界進行交互、鏈接和控制。在未來的智能制造里,我們要把人、數字化的世界和機器的世界高度整合起來。
通過智能化生產,最終要實現三個維度的集成:第一就是企業間的橫向集成。智能化不是光企業自己智能化,還包括產業鏈的上下游企業,只有大家形成一個緊密協作的整體,智能化才能發揮最大效益。第二要實現企業內縱向集成。要把企業內各個環節從研發到設計到生產到營銷這些環節集成起來,要構建一個基于統一的數據模型的數據庫的集中管控的集成系統。第三要實現端到端的集成。要把用戶納入進來,通過互聯網使用戶的需求能夠時時反映到我們生命周期的各個環節,時時響應用戶需求的這種變化。現在很多企業也在響應智能制造的這種發展趨勢。在智能化的生產當中,有幾個關鍵的基礎設施,一個是傳感器,另一個是大容量存儲。
第三個維度的創新是商業模式創新,進一步說,它就是數據驅動的精益管理與智能服務。過去國內企業對數據的重視實際上是非常不夠的,我們做了很多實驗,也買了很多軟件,開發了很多東西,但這些數據沒有很好地保存下來,很多數據可能是記在師傅的腦海里,師傅一走全都沒有了。
美國是全球做數據做的最好的國家,一百多年前的貿易數據現在都有,都能查得到。越來越多的證據表明數據正在成為企業的一項關鍵生產資料,比如生產的數據,設備的數據,能源的數據,質量的數據,用戶的數據,這些數據都需要不斷積累,通過這些數據的積累形成大數據基礎,通過大數據對它進行挖掘,形成知識后我們才能夠對智能化生產提供強有力的支撐。
除了前面三個創新,還有一個需要強調的是制造業要加互聯網。制造業各個環節跟互聯網的結合都會誕生很多新的形態和業態。設計+互聯網會產生眾包眾創,制造+互聯網會形成分布式的協同制造,管理+互聯網會形成一系列的虛擬企業、平臺企業,營銷加互聯網會產生電子商務線上線下O2O,包括服務和融資。所以制造業的每個環節都可以跟互聯網發生更緊密的融合。谷歌的智能化汽車已經跑了30多萬英里,很快就要取得駕照,可以上路正式行使。中國的三大互聯網巨頭BAT,每家企業都在搞互聯網,BAT(百度、阿里、騰訊),每家企業都在找合作對象,在搞智能化的汽車。這些互聯網企業都在向傳統的制造業領域滲透。有些領域甚至是在顛覆,比如樂視、小米這些互聯網企業顛覆了很多電視的產業生態。但是我們的傳統制造業,我們要加互聯網,我們要通過與互聯網的融合來實現自我變革。
海爾現在研發了一個叫眾創匯的系統。在網站上面,任何一個用戶只要登錄進去,都可以提交你的設計需求和設計理念,然后大家在一個社區里通過相互討論,反復對這個設計概念進行迭代,迭代到一定程度以后,海爾的工程師就把它去實現,在海爾的工廠里邊把它做出來。
從制造的協同上來說,我們的大飛機,協同了幾十家企業,好幾個國家的企業來共同研發設計C919大型客機。大家通過網絡平臺共享一個飛機模型,實時動態地進行更新,進行仿真試驗,進行模型的交互。
互聯網無論是從產品的創新,從生產制造,從商業化應用等都提供了很好的一些平臺,關鍵是我們要主動去研究互聯網能夠給我們帶來什么價值,要主動去融入它,要利用好這樣一個平臺。
在推進智能制造的過程當中我們還要有一定的策略:
第一就是中國的智能制造還是要分步實施。畢竟中國的企業跟德國、美國、日本的企業不一樣。我們很多企業還處在半自動化狀態,有的甚至還在2.0時代,還沒有進入3.0的自動化時代,所以我們的制造企業要想一下子進入4.0時代,無論是從技術條件還是從人力條件可能都還不具備。有專家總結現在是2.0補課,3.0普及,4.0試點,實際上也是按照這個階段去推進。我們還要用4.0的技術,4.0的手段來統籌推進2.0、3.0的一些問題。
第二是標準要先行。我們在制定《中國制造2025》包括實施智能制作的時候,同步成立了一個智能制造綜合標準化工作組,就是要智能制造。它涉及到一系列的軟硬件集成,這里涉及到多個信息化系統,這些系統要高度互聯就需要有標準,所以在推進智能制造的時候,我們就堅持標準先行,沒有這個標準信息系統還是孤立的,各自發展下去,最后越來越難以集成,所以一定要做好頂層標準的設計。
第三是示范引領。要探索不同行業不同企業實施的路徑,我們想通過智能制造的試點示范的專項,每年從行業里邊找一些代表性的企業,代表性的領域,在這些企業里去試點,摸索不同行業實施智能制造的經驗,形成好的方案以后向全行業進行推廣。
第四要實現自主可控。我們要著力培育一批自主的解決方案供應商,形成核心技術。關鍵部件、重大裝備的自主的支撐體系也非常重要。如果智能制造實施十年以后,到企業里你說你這個智能化生產線很先進,這里邊如果都是西門子的,都是GE的,那也不是我們推動制造2025實現制造業做強的初衷,不希望是這樣的一個結果。
第五就是要注重實效。智能制造的實施不是一下子就跨入到4.0時代,也不是一下子都去搞高大上的集成系統。在實施過程當中,還是要從解決當前的實際問題、瓶頸問題入手。先去解決當前的薄弱環節,不僅要關注增量、新的東西,還要關注存量,要注重利用智能化的技術、手段來改造提升存量,也就是我們的傳統產業。所以智能制造在推進的過程當中,不能成為一種概念炒作,而是要扎扎實實通過智能制造的實施,來帶動和提升整個制造業的素質,實現提質增效。
(三)第三個重點任務就是以“四基”為重點,著力強化工業基礎能力。
在2025里邊我們把工業基礎能力聚焦到四個方面,第一個是基礎原材料,第二個是基礎工藝,第三個是基礎零部件、元器件,第四個是產業技術基礎,標準、計量、檢驗檢測等等。當前我們的工業基礎能力的落后,已經嚴重制約整機和系統集成創新的空間。事實上在綜合的高端裝備上,我們能做,但是把這個裝備分解下來,我們有很多卡脖子環節是高度依賴于國外。不是說這個裝備所有的東西我們都要自己做,但是幾乎所有卡脖子的東西我們都做不了,這顯然不符合我們的未來發展的需求。
基礎能力表現在什么地方?比如說精密性。我們的精度控制,人家是0.001,我們是0.01,我們的穩定性、可靠性、一致性不行。比如說材料,我們也許能做,但是人家做十批的材料波動性很小,都是一樣的,這樣我們的終端用戶才敢用。我們現在就面臨很多這樣的問題,很多材料我們能做,但就是一致性不行,穩定性不行,可靠性不行。
基礎能力現在已經成為中國制造業發展的一個瓶頸,我們在很多環節被卡脖子。比如說高鐵,現在我們高鐵裝備很先進。但是高鐵里邊有一個“永不松動的螺母”,一個高鐵列車大概用兩萬多個,這個基本上全部要進口。小的如圓珠筆,我們一年生產380億只圓珠筆,但是我們筆尖的鋼珠做不好,總理在兩次會上都提到圓珠筆這個問題。小鋼珠放在筆尖的位置上面,要保證什么呢?一直持續地順暢地出水,既不能出的太快,又不能干澀。實際上這里邊基礎的工藝問題,制造工藝問題還是很復雜,但是我們這些問題解決不好。
要夯實中國的工業基礎能力,那么我們的路徑在什么地方?
第一要加強基礎研究。過去我們很多時候是跟蹤模仿,拿來別人的東西仿造一下。然后通過長期的仿造我們大概了解了它的一些原理,但是在很多地方我們仍知其然不知其所以然,還是沒有把根子搞明白,把機理性的東西搞清楚。機理是什么?比如說參數表,比如說曲線,參數曲線這些東西,我們沒有真正掌握,所以很多時候只是了解一個范圍內的內容,但是對整個范圍的東西,我們了解得不清楚。一旦設計的時候,就會發現由于缺少這些核心東西,我們設計出來的產品性能就不穩定。
第二要加強工程試驗和數據積累。我們過去對試驗數據的積累沒有給予足夠的重視。很多試驗也許做了,但是沒有把這些數據很好地完整地保存下來,還有一些企業對試驗環節重視、認識都不到位。最近在機床企業調研,他們在產品開發過程中,需要做大量的試驗,但很多時候企業只關注最終出廠的那幾個考核指標,這幾個考核指標通過了就出廠了。南方有一些民營企業就意識到機床必須做大量的長期試驗,所以專門開一個實驗工廠天天用來試驗。試驗什么呢?不同溫度不同壓力下機床平臺的變形,什么變形?為什么呢?因為數控機床的精度,除了自身的精度以外,還有一個是靠補償,一旦有硬力,一旦有溫度,這種變化通過補充系統——軟件來測算誤差有多少,把這個誤差通過補充系統補償回去,保證精度。試驗就是去做這個補償的表,一天24小時不斷地做。這就是核心競爭力。
第三要注重持續的質量改進,提升制造業工人的素養。夯實工業基礎能力作為未來到2025年實現中國制造業第一個跨臺階的重點,是需要我們集中力量補的一個短板。
我們提出要實施工業強基工程,一方面要開展政產學研用的聯合攻關,突破一批關鍵基礎材料、核心零部件、基礎工藝,同時還要把這些突破的基礎工藝、基礎材料用起來,鼓勵國內的企業能用它。我們會采取一些首臺套、首批次這樣一些保險的政策,鼓勵這種自主技術產品的應用。同時還要打造一批公共服務平臺,我認為這應是實施重點。
(四)第四個重點任務就是以高端裝備為突破口,著力提升綜合集成能力,帶動制造業整體素質的提升。
高端裝備是未來產業競爭的制高點,是先進技術、材料、工藝等的綜合集成,生產工具的先進性和制造業競爭力的集中體現,是知識技術密集和高附加值的產品。李克強總理進一步提出裝備、高端裝備是未來創新的主戰場。未來制造業工廠里,說到生產線是全球最先進的,那我們看到的生產線的裝備都是中國的,如果做到這樣,那我們的制造業就實現了提質的目標。實際上,整個高端裝備對整個產業的基礎帶動性也是非常強的,比如說集成電路里面用的光刻機(現在全球高端光刻機80%只有荷蘭的阿斯麥一家企業)里邊涉及469項理論和工程技術,是技術工藝材料等高度的一個綜合集成。很多企業為什么產業化快,你把裝備買來,安裝起來,把線建起來,很快就可以產業化。但這種產業化實際上是基于國外的這種裝備的產業化,我們只是在終端上面做出產品,沒有把自身的這種產業體系真正的建立起來。
在未來的高端裝備發展方面我們提出來幾個問題。
第一是發展智能化的裝備。要實現裝備的智能化,一是裝備中會融入越來越多的傳感器,要實現對裝備的運行參數、運行狀態、運行故障等實時動態感知。二是裝備中加入越來越多的控制,使裝備以機械為核心走向以軟件為核心,在裝備當中增加操作系統增加應用軟件,現在很多產品都是沿著這個路徑。過去的電視是遙控,就是接上有線電視信號,現在的所謂智能電視,加了安卓系統,加了操作系統,加了APP,你可以訪問互聯網,通過網站下載視頻,可以看網絡視頻。三是要加網絡,通過在裝備里邊裝上網絡實現裝備的互聯,比如說車聯網、船聯網等等實現網絡互聯,包括工廠網絡,工廠現場的各種裝備之間的互聯。四是裝備要通過智能化提升更好的服務,提升裝備的使用體驗。
第二是裝備的模塊化,現在在一些領域,越來越通過模塊的設計,通過模塊的供貨來提高裝備的研發生產效率也是一個非常重要的趨勢。比如說谷歌正在研發的模塊化手機,現在手機軟件更新的速度比較快,但是要換硬件我們必須換手機,那么谷歌的模塊化手機系統的目的就是將來換手機時,硬件的哪個部分換了,只換那個模塊,不用換整個手機,它是按照這個思路來推進模塊手機。比如說大眾正在開發的模塊化汽車,它也是把汽車從現在的零部件組裝的這種模式,變成一個個模塊,比如動力模塊,車身模塊等等。按照模塊來進行組裝,實現不同產品的開發,實現不同產品之間基于模塊的高度互換和定制。還有海爾正在開發模塊化冰箱等。模塊化的發展也在成為裝備的一個非常重要的趨勢。
第三是裝備的綠色化。以前說要推進綠色制造,實際上綠色制造一個非常重要的落腳點就是在于裝備要綠色化。現在的生產線上無論是流程性行業還是傳統性行業,最終都是靠裝備把它連接起來,所以裝備能耗、資源利用水平很大程度上就決定了產業和企業的能耗水平和排放水平。所以在裝備的綠色化方面,裝備的生態設計,包括材料的選擇,包括可收回性、可拆卸性、可維護性,裝備的能源資源利用效率再進一步提高,包括我們預熱預壓的利用,包括輕量化材料。現在有很多輕量化材料,比如說碳纖維、鋁合金,很多企業在探討碳纖維車身,比如說寶馬i3做了一個全碳纖維的車身,車身很輕,幾百公斤,比現在一噸兩噸的車要輕得多,車身的重量降下來以后,車的能耗自然就下來了。電動汽車的行使里程就會大幅度提高。比如說輕質高強的鋁合金,現在國內鋁產能過剩,很多鋁企業都在研究,把鋁產能向汽車板這個方面去拓展,研究車身用鋁合金來替代鋼板材。還有精密成型、綠色包裝,還有產品再制造。所以裝備的綠色化應該是未來裝備發展必然的趨勢。
在發展高端裝備方面,我們要著力提升五個方面的能力。
一是總體設計能力。裝備越來越復雜,融入越來越多的技術和產品,是一個高度綜合集成,系統的復雜性也決定了我們的設計能力成為越來越高的一個門檻。波音現在越來越走向外包,把很多模塊幾乎連發動機都外包,但是把握總體設計這一復雜系統是別的企業進不來的門檻。最近有很多學者也在研究波音的這種模式和理念,掌握大復雜系統的總體設計,然后把很多零部件制造創新都外包給第三方企業。二是系統的集成能力,三是資源整合能力,四是供應鏈管理能力,五是全球化的服務能力。
(五)第五個重點任務是大力發展服務性制造,拓展和提升制造業價值鏈,提高制造業企業價值的創造能力。
當前制造業的高附加值環節正在從制造加工環節向服務環節轉變。制造業要推動服務化。走服務化路線有一些內在的動力,從創新方面來看,過去注重技術創新,現在越來越注重商業模式創新,即能不能給用戶帶來良好的、差異化的服務。商業模式創新成為制造業創新的重要內容。從企業層面來說,通過差異化的服務會大幅度提高消費者的消費體驗和滿意度,因為未來的生產都是自動化的,從生產環節上已經體現不出太多的差異。那么給用戶帶來的體驗就在于你的服務。從產業層面來講,制造業與服務業的深度融合將開拓制造業的新業態,拓展整個制造業的產業效率。從國家層面來講,通過制造業的服務化,我們可以提升本國制造業在全球制造業領域和國際貿易當中的地位和主導權。針對制造業服務化,無論是從創新、企業、產業還是從國家層面,我們都要把它作為一個重要的方向,以此推動制造業向服務化轉型。
制造業服務化轉型的本質是企業經營范圍的擴張和拓展。從提供產品到提供產品組合加服務組合是企業縱向一體化的重要表現形式。服務性制造已經成為幾乎所有優秀制造企業的基本特質,服務化轉型正在演變成為跨國公司的共同戰略和群體性,未來制造的過程就是服務的過程或者說制造本身就是一種服務。現在海爾這種小微的架構就是一種服務轉型非常好的詮釋。
在制造業服務化過程中,我們也對當前的制造業服務化模式和形態做了一些初步的整理。
第一種模式是產業加服務的模式。它是以產品為主導,通過提供附加服務實現產品增值,來提升產品的競爭力。比如說陜西鼓風機過去總開發單一產品,現在它把產品里面加裝了遠程的故障診斷系統,可以為用戶提供遠程故障診斷和預警。這樣,它的好處是減少了因為鼓風機突發停機導致整個生產線突然斷線。它可以提前通過遠程故障診斷系統的實時監測,給用戶提供預警,比如說你的產品什么時候需要檢修,什么時候會有一些故障,它會實時幫助你做診斷和分析,來降低用戶的損失和風險。另一個例子是濰柴在開發再制造,過去是發動機賣給用戶,用戶用完了就報廢了,現在濰柴建立了一個再制造循環系統,達到壽命周期的柴油機產品,企業以原價格的25%回購回來,通過再制造技術,把它改造成新產品,以低于同類產品的價格賣給用戶,不是用完了就報廢,還可以實現一次更新,而且是更低成本的更新,這給用戶的持續使用提供了一種價值選項。
第二種模式是產品與服務組合的模式,把產品跟服務捆在一起,來相互促進提高創造價值力,比如說福田雷沃重工,它在銷售農機裝備時就搭配了信貸產品,暫時買不起就可以信貸,企業提供融資服務,而且針對不同的用戶提供不同的融資方案,這樣不僅解決了用戶購買的問題,同時通過融資也延伸了企業的價值,擴展了業務形態。
第三種模式是服務+產品的模式。它是以提供集成服務為主導,實現產品的捆綁銷售,這就是我們說的總集成總承包服務。比如說過去是賣裝備,現在是從方案設計到裝備開發、安裝到后面的運營服務,整個一條龍。這個是目前很多制造業企業都在發展的一個方向,比如說清華同方,河北的新奧都從過去提供燃氣裝備變成清潔能源解決方案供應商。
第四種模式是個性化的定制模式。現在服裝、家具、家電、汽車等行業,個性化的設計、專業化的定制已經成為企業實現服務化轉型的重要路徑。有一些代表性的案例,比如說山東的紅領集團,他開展的Made-to-Measure,也就是面向測量制造,通過十幾年的努力積累,建立了一個全球最大的人體版型數據庫,同時跟其上下游企業都建立了信息化系統,現在基本上可以做到一個星期就實現個性化的服裝定制。企業把用戶身體數據的測量點放在超市或其他服裝店,用戶進去用十分鐘時間完成三圍測量,然后把這個數據通過客戶端提交到紅領集團的服務器上。數據收到以后就開始自動下單,來匹配供應方,把這個方案發給供應方后,讓供應方提供滿足需要的零部件。然后它自動開始進行裁剪,即匹配人體版型庫以后,自動在布料上進行裁剪,形成料塊,然后到生產線進行縫紉加工。在生產線上,員工也不是過去的工作模式,每個員工面前都是一個信息化的平板,在這個平板上面,他可以看到他要加工的這套服裝的所有用戶信息,跟供應系統、物流系統是緊密關聯的。
第五種模式就是服務包模式,是以價值為主導,從基于產品的服務實現向基于需求的服務來進行轉變。一個案例就是GE,GE是做發動機的,過去賣航空發動機,它獲取價值的環節是兩個,第一個是發動機的一次性銷售,第二個是發動機后續的備品備件和維修。在戰略轉變以后,服務模式也轉變了,現在的GE不是賣航空發動機,而是賣航空發動機的使用小時,飛機只要使用GE的航空發動機,在空中飛行一個小時,就要交一個小時的使用費用。所以他賣的是什么?他不是賣發動機,他賣發動機的使用小時,賣他的使用價值。通過這種服務形態,GE跟用戶實現了雙贏。用戶就不用再一次性支付幾千萬美金的發動機費用,他可以分期付費,在使用當中來付費。作為GE來講,這個發動機的資產是他的,在發動機上通過遠程傳感,通過工業互聯網,可以實時收集發動機的運行數據。他是發動機的專業供應商,通過數據分析,可以優化發動機的運行,提高發動機的運行效率,實際上降低了發動機的運行成本,同時,通過持續的跟蹤,收集來的數據可以用作后續發動機的改進改型和新發動機的研發創新。他把整個東西串起來了,GE為什么對工業互聯網做這么大的投入,實際上通過互聯網平臺,通過實時的數據采集,可以提高終端產品的使用效率。只要未來每個領域用工業互聯網提高1%的效率,那未來的市場空間就是上萬億美元的一個大空間,所以GE現在構建了一個工業互聯網聯盟,在全球推動工業互聯網戰略的實施。
《中國制造2025》的推動實施,要求構筑三個方面的保障,第一個是政策保障,第二個是人才保障,第三個是組織保障。
一是產業政策。從產業政策方面,要加快推動產業政策轉型,適應新常態下制造業發展的新的需求。過去或現在一直在實行的結構性的差異化的產業政策,要更多轉向普惠性、功能性、競爭性的產業政策,比如研發投入的加計扣除。過去的正面清單管理,在未來就要走向負面清單管理,不再去發鼓勵類的指導目錄,而是只規定不能做什么。注重前端的準入管理轉向注重事中事實后的管理。從比較注重行政手段轉向更多的依靠市場化手段。
二是財政政策。首先,通過政府收購政策來支持戰略性領域,尤其是十大重點領域早期市場的培育。政府的采購政策將會有很好的培育和支持作用,例如首臺套政策。自主創新重大的基礎裝備,重要的原材料通過首臺套首批次應用的保險機制來鼓勵終端用戶使用自主創新的產品。其次,支持制造業的重點領域研發和產業化,將科技重大專項與重點研發計劃與《中國制造2025》的實施進行對接,形成工作合力。再次,打造公共服務平臺。通過工業轉型升級的一些資金支持研發設計、實驗、驗證、檢驗、檢測等公共服務平臺建設。
三是金融政策。加快完善相關制度設計,例如在融資方面,做一些中小企業的基金、貸款擔保或者鼓勵銀行設立面向中小企業融資的專業化機構;鼓勵產業鏈的龍頭企業,利用自身的資源優勢、資金優勢做供應鏈金融,利用制造業企業對整個產業鏈的企業進行把握,利用自有資金開展供應鏈金融,來解決產業鏈條上中小企業的融資問題。
人才問題是實施《中國制造2025》所面臨的一個突出的瓶頸和薄弱環節。《中國制造2025》中提出要構建三支人才隊伍,第一個是高水平的經營管理人才隊伍,第二個是創造力強的專業技術人才隊伍,第三個是素質優良的高技能人才隊伍。
當前,我們的制造業人才實際上面臨著很多風險和挑戰。當前我國的制造業勞動力的平均受教育年限在10年左右,而發達國家一般在16年。隨著數字化自動化裝備的加快應用,一般的體力或重體力活,將會被機器人所替代。高技能勞動力的需求會不斷提升,所以我們的勞動力也會面臨一定的結構性短缺。隨著經濟的轉型,金融、信息、法律等行業會吸引越來越多的眼球,人們的就業理念和認識對高素質人才進入制造業也會產生一定的不利影響。因此,如何圍繞未來制造業轉型升級的需求,培養適應制造業轉型升級需求的人才,是我國面臨的一個非常緊迫的任務。
在這方面,德國給我們提供了很多經驗。德國的工業4.0,講述了德國如何解決人才培養問題。例如,它考慮到未來的制造業是智能化的,是信息化的,所以就非常注重加強勞動者的素質和網絡能力的培養,加強這方面的課程設計。在學科設置上,德國講究專才專業化分工,但現在它把這些科學內容系統化整合化,建立了一系列的新型的復合型專業,來適應未來跨界融合的發展需求,打破了傳統的學科壁壘。在教學設施、教學條件上,在學校中建設4.0的學習工廠,讓大家去看,去實踐,保證學校跟企業在先進生產技術上的同步。把教育系統進行調整和變革,來適應工業4.0發展的新需求。
為了推動《中國制造2025》的扎實實施,從國家層面上,我們建立了國家制造強國建設領導小組,來統籌協調制造強國戰略的實施,審議重大規劃政策項目和工作的安排,領導小組的辦公室設在工信部,同時我們還建立了一個國家制造強國建設戰略咨詢委員會,作為制造強國戰略建設的重要決策咨詢機構,為整個戰略的實施提供咨詢論證。
在《中國制造2025》的實施過程中,為了更好地把2025的任務落到實處,我們構建了一個“1+X”體系,X就是支撐《中國制造2025》實施的十一個工程規劃和行動計劃,包括五個重大工程實施方案:國家制造業創新中心建設工程、智能制造工程、工業強基工程、綠色制造工程、高端裝備創新原理等。包括信息產業、新材料、醫藥等三個戰略性領域的專項規劃,還包括制造業產品質量提升,制造業人才發展,服務型制造,三個支撐性的專項規劃和行動計劃。
為了推動《中國制造2025》在區域層面的實施,我們也研究建立了重大產業工程布局協同機制,通過中央跟地方的聯動,通過這種協同機制來實現《中國制造2025》在不同區域的有效實施。通過這種聯動機制來推動政策項目和資源在不同地區的優化布局與協同實施。
在地方層面實施《中國制造2025》,需要落實幾個問題:
一是要把《中國制造2025》的精神實質落下去,把《中國制造2025》確定的制造業提質增效、做大、由大變強的精神實質,落實到各項規劃的編制和實施當中去。
二是地方要因地制宜,進行差異化實施。鼓勵地方結合自身特色和優勢實行差異化的布局。
三是要鼓勵地方更加注重軟環境建設。未來要打造更好的軟環境,例如公共服務平臺,這樣有助于構建一個更好的制造業發展外部環境。
四是鼓勵地方先行先試。尤其是制造業發展到這個階段,要從過去的做大變到做強。
五是要完善地方層面的工作推進機制。地方應該在四個鏈條當中找準定位實現協同,就是要圍繞價值鏈部署產業鏈,圍繞產業鏈部署創新鏈,圍繞創新鏈配置資源鏈,圍繞資源鏈引導資金鏈,實現這幾個鏈條之間的協同。找準本地方本地區在這幾個鏈條當中的位置,實現彼此之間的差異化發展,實現整個規劃和整個產業鏈的協同發展。
在企業層面,重構與消費者的關系,從制造商向服務商轉型,從生產流程的內部再造等環節去推動企業的創新發展。
《中國制造2025》還有一個值得深思的問題就是構建中國特色的先進制造文化。習近平總書記說:“體現一個國家綜合實力最核心的、最高層的,還是文化軟實力。”有什么樣的精神理念和價值追求就有什么樣的工業品質。因此,在建設中國特色先進制造文化的過程中,我們提出來要構建創新意識、用戶意識、綠色意識、質量意識、合作意識、信用和法治意識等等,通過這些來構建起有中國特色的制造業文化,這樣才能最終積累形成中國制造業最核心的競爭力。
《中國制造2025》制定出來,只是萬里長征走了第一步,規劃制定不易,實施更加不易,面臨的困難和挑戰很多,要見到成果,要靠社會各個方面齊心協力,擰成一股勁才能實現。
曹亞楠根據錄音整理
責任編輯:趙春燕