國外智能制造發展戰略與經驗啟示

陳德金+包則慶

【摘 要】新一代信息技術與制造業深度融合，全球創新競爭進一步加劇，各國普遍加大科技創新和智能制造發展力度。梳理比較各國智能制造規劃，探討其運作機理，對我國實施制造強國戰略具有重要意義。

【關鍵詞】智能制造；發展戰略；經驗啟示

[Abstract] A new generation of information technology and manufacturing make global innovation competition intensified depth fusion， universal strengthen scientific and technological innovation and intelligent manufacturing development. It will be of great importance for our country to carry out the strategy of manufacturing powerhouse in combing compare countries intelligent manufacturing planning， and discusses its operation mechanism.

[Key words] intelligent manufacturing； development strategy； experience and inspiration

新一代信息技術與制造業深度融合，技術更新和成果轉化不斷加快，形成新的生產方式、產業形態、商業模式和經濟增長點，正在引發影響深遠的產業變革。尤其制造業已成為一個國家經濟健康穩定發展的基礎，是立國之本、興國之器、強國之基，為此世界上主要工業發達國家（區域）都加大科技創新力度，推動3D打印、大數據、移動互聯網、云計算、新能源、新材料等領域取得新突破，著力實施智能制造戰略。在我國大力實施“中國制造2025”背景下，研究國外智能制造發展戰略與規劃，探討其運作機理、政策體系與經驗啟示，對我國發展成為制造業強國具有重要意義。

1 智能制造有關研究

智能制造在國際上尚無權威界定，1988年首次由美國Wright與Bourne教授提出：通過集成知識工程、制造軟件系統、機器人視覺和機器控制對制造技工的技能和專家知識進行建模，以使智能機器人在沒有人工干預的情況下進行小批量生產。林漢川等認為智能制造由最初的制造自動化擴展到生產的柔性化、智能化和高度集成化，范疇包括智能制造前端的工業設計、工業制造設計的智能產品、智能制造方式方法的應用等五個領域。左世權認為智能制造由新一代信息技術構成的物聯網和服務互聯網貫穿于生產過程，是信息技術與制造業融合發展和集成創新的新型業態。總體來說，在現代傳感、網絡、自動化、擬人化智能等先進技術發展基礎上，智能制造貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動各環節，進行分析、推理、判斷、構思和決策等，具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行等功能。

2 國外智能制造戰略規劃

大數據、云計算等信息技術正在發生新的變革，世界新一輪科技革命和產業變革蓄勢待發，智能制造成為世界各國競爭的焦點，美、德、日等紛紛制定以重振制造業為核心的戰略，依靠能源革命、智能制造等，夯實制造業創新發展基礎，構建制造強國新優勢。

2.1 美國智能制造戰略規劃

1992年美國執行新技術政策，美國政府希望借助此舉改造傳統工業并啟動新產業。2009年初美國開始調整經濟發展戰略，同年12月公布《重振美國制造業框架》；2011年6月和2012年2月相繼啟動《先進制造業伙伴計劃》和《先進制造業國家戰略計劃》，并通過積極的工業政策，鼓勵制造企業重返美國。為此，美國著力打造智能制造戰略支撐平臺，創建全國制造業創新研究網絡，由聯邦政府出資10億美元，自2012年起10年內創建15個制造業創新研究所，著重研發和推廣3D打印技術，進行數字化設計、工程和制造等過程的技術和流程研發與應用。同時構建完善的配套政策體系，加強技術創新政策，促進制造業創新、研發和勞動力技術提升；改善投資經營環境，提供新稅收優惠政策，改革投資美國的審批制度；為美國制造業創造公平競爭和開拓海外市場的條件；改革教育、簽證制度，確保美國制造業獲得所需人才通道暢通等。

2.2 德國智能制造戰略規劃

德國高度重視制造產業的智能化，早在上世紀90年代初制定了“生產2000”產業計劃，2011 年漢諾威工業博覽會上，德國相關協會提出工業 4.0 的初步概念，2013年正式實施以智能制造為主體的“工業4.0”戰略，并納入《高技術戰略 2020》中，正式成為一項國家戰略，以確保德國制造業的未來?！肮I4.0”旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統相結合，將制造業向智能化轉型，項目涉及智能化生產系統及過程的智能工廠，以及生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中應用的智能生產。憑借在工業過程中廣泛應用的信息和通信技術、強大的機械和裝備制造業、在嵌入式系統和自動化工程方面的高技術水平和全球市場的領導地位，德國通過“工業4.0”計劃的實施正在進一步鞏固其作為全球領先生產制造基地、生產設備供應商和IT業務解決方案供應商地位。

2.3 日本智能制造戰略規劃

日本1989年提出智能制造系統，1994年啟動先進制造國際合作研究項目，包括公司集成和全球制造、制造知識體系、分布智能系統控制、快速產品實現的分布智能系統技術等。近年來提出《技術創新戰略》、《科技發展基本計劃》政策文件，出臺信息技術發展計劃，促進IT技術在醫療、行政等領域的應用，打造制造業的領先地位。2014年，日本把3D打印技術作為重點發展的智能制造技術之一，列為優先政策扶持對象，計劃開發世界最高水平的金屬粉末激光成形3D打印機。2015年，日本策劃實施機器人新策略，將機器人與IT技術、大數據、網絡、人工智能等深度融合，極大地促進了全智能化生產的發展。以機器人為例，日本工業機器人量為31 萬臺，占據全球1/3，擁有量世界第一，為世界上最大的工業機器人消費和應用國、最大的生產和出口國。其工業機器人工業的發展，離不開政府在市場培育、融資環境、技術研發等方面的支持政策，對行業發展起到巨大的推動作用。

2.4 其他國家（區域）智能制造戰略規劃

歐盟將發展先進制造業作為重要的戰略，在2010年制定了第七框架計劃（FP7）的制造云項目，并在2014年實施歐盟“2020地平線”計劃，將智能型先進制造系統作為創新研發的優先項目。加拿大制定的1994-1998年發展戰略計劃，將具體研究項目選擇為智能計算機、人機界面、機械傳感器、機器人控制、新裝置、動態環境下系統集成。

3 國外智能制造發展啟示

一是高度重視制造業的發展積極加強頂層設計。從美國看來，盡管其制造業整體走下坡路，但政府、企業及學術等各界均十分重視制造業發展、轉型和升級，特別是當下美國把發展先進制造業當作首要任務，不僅是為了在新一輪產業革命的競爭中要“贏得未來”，更重要的是維護美國制造業強國的地位，繼續發揮制造業在經濟發展、擴大出口、科技創新、節能環保和國家安全等方面的關鍵作用。雖然中國已成為世界制造業大國，但離制造強國還存在一定的距離，自主創新能力弱，關鍵核心技術與高端裝備對外依存度高，尤其是目前勞動力成本等外部因素影響下，一些傳統制造業開始往國外轉移，“中國制造2025”戰略的推出，正是基于新一代信息技術與制造業深度融合、全球制造業格局面臨調整、我國經濟運行環境復雜的背景，充分認識到制造業在國民經濟中的支柱作用，是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。

二是特別重視改進引資環境著力構建良好的產業政策體系。各國都出臺系列政策舉措，營造良好的產業政策體系與環境以吸引制造業回流或扶持智能制造發展。美國通過出臺“選擇美國”計劃、改革稅制、簡化引資審批手續、改革簽證制度等重要舉措，大量吸引先進制造業“回流”和其他國家的高新技術企業赴美投資。而實現制造業高端化和智能化需要進一步開放，特別是進一步改進引資的環境。我國制造業一直離不開對外開放和吸引外資，“中國制造2025”戰略目標也要在深化改革開放下進行，要繼續吸引各國新技術及經驗，保持對高端產業引進與對外產業轉移的雙向開放，在開放中進一步優化、提升和做強我國制造業。

三是打造智能制造支撐平臺完善產業布局。借鑒美國建立全國制造創新網絡的經驗，推進我國區域創新系統建設和新興產業的合理區域布局。美國建立45個制造業創新研究所（中心），基本上是分別設在45個不同的州，根據各州的資源稟賦和產業技術優勢來安排的，從創新中心來看，各州的產業技術領域不同且針對性很強。德國有大量的基礎研究機構為產業創新提供基礎支撐，這些機構包括綜合、理工類大學及霍茲聯合會、萊布尼茲協會等國家級研究中心，研究內容遍及能源、航空、醫療科學、新材料等方面，相關研究不僅為工業新技術的研發提供了堅實的理論基礎，同時也為政府的補助政策提供前瞻參考。近年來，我國各地積極謀劃智能制造發展，成立工業4.0或工業互聯網等與智能制造相關的聯盟，或出臺具體產業規劃。在我國推進“中國制造2025”過程中，宜借鑒美國經驗，加強政府對制造業發展和全國區域布局的引領作用，強化頂層設計合理安排創新系統建設和新興產業布局，充分發揮各地資源稟賦，在全國各地形成智能制造支撐平臺。

四是注重政府與各方的協調合作推動科技成果產業化。西方國家崇尚自由市場經濟，并且由聯邦政府主導建立了制造業創新網絡，政府提供初始資金，在競爭環境下由企業、高校、科研機構等合作，建立創新制造研究所。德國非常重視技術產業化，擁有弗勞恩霍夫研究所等應用研究機構，及時為企業提供相應的研究成果并推動商業化。借鑒有關經驗，我國需加強官產學研的協調合作，通過政府初始基金撬動更多社會資金，使其投入到制造業新技術研發和產業化這一中間環節。加大對應用研究的資金支持，打造一批商業轉化和技術應用能力較強的科研機構，引導社會成本參與和支持應用研究，鼓勵企業與應用機構的合作，共同促進創新技術的成果應用。完善我國政府和社會資本合作模式，并通過稅收、投融資等扶持政策，培育良好的創新創業環境，使產學研在技術創新和應用等重要環節唱主角。同時，加強產學研結合，提高職業教育水平，加大高端制造領域人才培養力度。

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*基金項目：福建省軟科學研究計劃項目“福建省智能制造發展方向與思路研究”（2015R0093）、“福建省產業轉型升級及眾創空間發展研究”（2015R0094）