中國(guó)制造2025下“智能工廠”建設(shè)的分析

郭躍+鹿玉曼+陳欣蕾

【摘要】中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)工作已有序推進(jìn)，寧波作為“中國(guó)制造2025”的首批試點(diǎn)城市，在“中國(guó)制造2025”的建設(shè)中起著重要的示范作用。本文主要以寧波汽配業(yè)為例對(duì)寧波制造企業(yè)智能工廠的建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，并對(duì)在建設(shè)智能工廠時(shí)所遇到的問(wèn)題提出一些建議。

【關(guān)鍵詞】中國(guó)制造2025 智能工廠 建設(shè) 建議

一、引言

面對(duì)工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新工業(yè)革命浪潮，由于大多數(shù)中國(guó)制造企業(yè)沒(méi)有掌握制造的核心材料、設(shè)備及工藝，還處于勞動(dòng)密集型“規(guī)模化流水線”的工業(yè)2.0時(shí)代，仍然徘徊在價(jià)值鏈的低端。互聯(lián)網(wǎng)引導(dǎo)下的新工業(yè)革命使得企業(yè)必須改變傳統(tǒng)制造方式，提高生產(chǎn)效率，建立專業(yè)、高效的智能制造工廠或者將資源聚焦到產(chǎn)品的前端創(chuàng)新研發(fā)和后端用戶服務(wù)以有效支撐企業(yè)走向低碳、智能、創(chuàng)新發(fā)展，占據(jù)激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的有利地位，掌握發(fā)展主動(dòng)權(quán)。而中國(guó)制造2025的提出就是為了實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造業(yè)由大而弱轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠖鴱?qiáng)，由制造大國(guó)升級(jí)為制造強(qiáng)國(guó)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)從依靠投資和出口推動(dòng)向技術(shù)進(jìn)步和效率推動(dòng)的轉(zhuǎn)變。

2016年8月，工信部、中國(guó)工程院、新華社和寧波市政府聯(lián)合發(fā)布，寧波成為中國(guó)制造2025的首個(gè)試點(diǎn)城市，工信部副部長(zhǎng)辛國(guó)斌表示，寧波制造業(yè)有著扎實(shí)的基礎(chǔ)，制造業(yè)產(chǎn)業(yè)格局清晰，寧波作為試點(diǎn)城市，以提質(zhì)增效為核心，利用區(qū)域優(yōu)勢(shì)和政策優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展具有自身特色的新型制造業(yè)體系，著力推進(jìn)智能經(jīng)濟(jì)。

二、國(guó)內(nèi)外智能工廠建設(shè)現(xiàn)狀

（一）國(guó)外研究現(xiàn)狀

在德國(guó)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的建議和推動(dòng)下，德國(guó)政府于2013年4月的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出了“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略。該項(xiàng)目旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價(jià)值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其核心是連接，技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)，目的是把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品、客戶緊密連接在一起。德國(guó)在推動(dòng)工業(yè)4.0這一國(guó)策時(shí)將重點(diǎn)放在智能工廠上，這與德國(guó)制造業(yè)在德國(guó)經(jīng)濟(jì)中有著舉足輕重的地位分不開。德國(guó)擁有強(qiáng)大的設(shè)備和機(jī)床制造能力，是最具競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)家之一，推動(dòng)智能工廠這個(gè)項(xiàng)目，可以全方位地提升德國(guó)工業(yè)界的整體實(shí)力，對(duì)于整個(gè)制造產(chǎn)業(yè)鏈（信息技術(shù)、生產(chǎn)物流管理技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、工業(yè)科技產(chǎn)品的科研和開發(fā)、3D技術(shù)、復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的管理技術(shù)和電子嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等）產(chǎn)生顛覆性的變化。

同時(shí)德國(guó)工業(yè)4.0可以概括為：一個(gè)核心，兩個(gè)重點(diǎn)，三大集成，四個(gè)特征和六項(xiàng)措施。（如表1）

美國(guó)政府戰(zhàn)略推動(dòng)創(chuàng)新，積極實(shí)施“再工業(yè)化”實(shí)現(xiàn)美國(guó)的先進(jìn)制造。金融危機(jī)后，美國(guó)政府將發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)上升為國(guó)家戰(zhàn)略，希望以新的革命性生產(chǎn)方式重塑制造業(yè)。自2009年起，美國(guó)政府出臺(tái)《重振美國(guó)制造業(yè)框架》，并先后啟動(dòng)“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃”和“先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃”，發(fā)布《國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計(jì)》，集中力量推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展，力圖打造一批具有先進(jìn)制造能力的創(chuàng)新集群。

美國(guó)的先進(jìn)制造，主要是借助信息化智能化來(lái)實(shí)現(xiàn)智能制造，著力發(fā)展納米技術(shù)、生化科學(xué)，在信息、材料、能源、控制等工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位，著力發(fā)展高級(jí)智能制造，總得來(lái)說(shuō)美國(guó)先進(jìn)制造主要有一下特征：（1）繼續(xù)發(fā)展前沿科技，并利用先進(jìn)技術(shù)對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行改造；（2）在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域保持絕對(duì)的領(lǐng)先，在制造業(yè)利用先進(jìn)技術(shù)，如先進(jìn)傳感器、工業(yè)機(jī)器人、3D打印和智能化工廠等；（3）前沿科技相互交叉，催生新技術(shù)并發(fā)展新技術(shù)的新興市場(chǎng)；（4）制造方式更加的低碳、智能、柔性化，體系技術(shù)創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。

日本推行的特色工業(yè)4.0，其突破口是人工智能。它的一大特色是通過(guò)對(duì)人工智能產(chǎn)業(yè)的探索來(lái)解決勞動(dòng)力斷層的問(wèn)題，而其首先應(yīng)用的領(lǐng)域就是工業(yè)化生產(chǎn)線。如本田公司通過(guò)對(duì)機(jī)器人等先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品的采用及改良，大幅縮短生產(chǎn)線，建成了世界上最短的高端車型生產(chǎn)線。與此同時(shí)，日本政府還加大了對(duì)3D打印機(jī)等尖端技術(shù)的財(cái)政投入，計(jì)劃實(shí)施“以3D造型技術(shù)為核心的產(chǎn)品制造革命”的大規(guī)模研究開發(fā)項(xiàng)目，開發(fā)世界最高水平的金屬粉末造型用3D打印機(jī)。

（二）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

中國(guó)面對(duì)第四次工業(yè)革命，在2015年發(fā)布《中國(guó)制造2025》十年行動(dòng)綱領(lǐng)，希望通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革和效益的增加，躋身世界制造強(qiáng)國(guó)行列，完成三步走戰(zhàn)略。（如圖1所示）

浙江省針對(duì)《中國(guó)制造2025》，自2013年開始，每年實(shí)施5000個(gè)機(jī)器換人項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)5000億元機(jī)器換人投資，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)方式由“制造”向“智造”轉(zhuǎn)變。作為浙江省第二大城市以及“中國(guó)制造2025”的首個(gè)試點(diǎn)示范城市，寧波制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)行得如火如荼，在智能工廠建設(shè)上已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段。如今，寧波市已與全球最先進(jìn)的智能制造企業(yè)西門子公司開展對(duì)接洽談，全面打造智能工廠。智能工廠將先在一些電器以及汽車零部件行業(yè)進(jìn)行試點(diǎn)，到2016年10月，寧波市將啟動(dòng)智能工廠的整體設(shè)計(jì)方案，5000多家中小型電器及汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)將嘗到智能工廠的“頭口水”。數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人及智能化、高端化設(shè)備也將得到大幅度應(yīng)用。

目前，寧波制造企業(yè)智能工廠建設(shè)的一大共同特點(diǎn)是：通過(guò)進(jìn)口或自行研發(fā)的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備、先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)以及各種信息匯總系統(tǒng)及軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流水線的少人化。以往需要花費(fèi)大量人力才能完成的工作，現(xiàn)在許多都能通過(guò)各類軟件或系統(tǒng)的運(yùn)用來(lái)高效率地解決。就目前寧波制造企業(yè)建設(shè)智能工廠的大體情況來(lái)看，ERP系統(tǒng)以及倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)等這類基礎(chǔ)性的信息系統(tǒng)已經(jīng)較為普及。除去這些基礎(chǔ)性的信息系統(tǒng)之外，其他更新、更高端的信息系統(tǒng)如條碼系統(tǒng)，也在企業(yè)內(nèi)部人才不斷地向外學(xué)習(xí)并自行研發(fā)中得以逐漸發(fā)展，并在各制造企業(yè)中得到了不同程度的應(yīng)用。寧波在《“中國(guó)制造2025”寧波行動(dòng)綱要》中立足國(guó)際，以建成國(guó)際一線制造業(yè)創(chuàng)新體系為目標(biāo)，在石墨烯、稀土磁性材料、高端金屬合金材料、關(guān)鍵基礎(chǔ)件、專用裝備、光學(xué)電子、汽車電子、專用集成電路等8大細(xì)分行業(yè)，打造一批千億級(jí)企業(yè)，在智能工廠的建設(shè)上有著表率作用。

江蘇省聚焦新一代信息技術(shù)、新材料、高端裝備等15個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，著力做好高端裝備創(chuàng)新建設(shè)、質(zhì)量品牌建設(shè)、智能制造工程建設(shè)，加速健全智能工廠實(shí)現(xiàn)制造業(yè)國(guó)際化、綠色制造。南京作為江蘇省省會(huì)，“中國(guó)制造2025”試點(diǎn)城市群，在2015年發(fā)布《中國(guó)制造2025南京實(shí)施方案》，其瞄準(zhǔn)新一代信息技術(shù)、高端裝備制造、新材料、生物醫(yī)藥和醫(yī)療器械等七大類14個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，明確主攻方向，集中力量突破一批關(guān)鍵技術(shù)和重大裝備（產(chǎn)品），加快產(chǎn)業(yè)化步伐，引領(lǐng)制造業(yè)向中高端邁進(jìn)。

三、寧波“智能工廠”發(fā)展現(xiàn)狀

在全球經(jīng)濟(jì)放緩、需求萎縮、成本上升的大環(huán)境下，寧波制造同樣面臨挑戰(zhàn)。成為試點(diǎn)城市后，寧波將探索4種產(chǎn)業(yè)培育模式：“產(chǎn)城融合+要素聚集”、“需求牽引+定制推廣”、“民營(yíng)經(jīng)濟(jì)+開放協(xié)同”、“基礎(chǔ)技術(shù)+平臺(tái)服務(wù)”。

制造業(yè)是寧波的支柱性產(chǎn)業(yè)，2015年寧波實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值16700億元，其中規(guī)模上工業(yè)總產(chǎn)值13757億元，2016年寧波實(shí)現(xiàn)工業(yè)增加值3766.6億元，其中規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值2799.1億元。分企業(yè)類型看，規(guī)模以上大、中、小型企業(yè)工業(yè)增加值分別增長(zhǎng)12.4%、4.1%和5.0%。分經(jīng)濟(jì)類型看，有限責(zé)任公司、國(guó)有企業(yè)增加值分別增長(zhǎng)15.7%和13.3%；私營(yíng)企業(yè)增長(zhǎng)7.1%；港澳臺(tái)投資企業(yè)增長(zhǎng)4.0%，外商投資企業(yè)增長(zhǎng)5.2%。全年規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售產(chǎn)值13886.2億元，增長(zhǎng)4.1%，其中出口交貨值2816.9億元，下降1.5%。全年規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額993.8億元，增長(zhǎng)30.5%，實(shí)現(xiàn)利稅總額1746.9億元，增長(zhǎng)18.0%。從以上數(shù)據(jù)可以看出，寧波工業(yè)在近幾年保持了中高速的增長(zhǎng)。

從統(tǒng)計(jì)報(bào)告中可以看出，寧波高端制造業(yè)和節(jié)能環(huán)保制造業(yè)占總體工業(yè)增加值比重較輕，且在固定資產(chǎn)投資上，第三產(chǎn)業(yè)投資額度同比上漲16.5%，第二產(chǎn)業(yè)投資額度下降2.1%，2016年全市規(guī)模以上工業(yè)科技活動(dòng)經(jīng)費(fèi)支出205.9億元，比上年增長(zhǎng)12.1%。規(guī)模以上工業(yè)新產(chǎn)品產(chǎn)值4613.7億元，增長(zhǎng)14.3%，新產(chǎn)品產(chǎn)值率提高到32.0%，再創(chuàng)歷史新高。工業(yè)結(jié)構(gòu)趨新趨優(yōu)，規(guī)模以上工業(yè)中，全年戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)增加值分別為484.5億元、1153.7億元和1319.9億元，分別增長(zhǎng)10.4%、9.1%和11.1%。可以看出，近年外商投資企業(yè)、港澳臺(tái)投資企業(yè)增幅較大，但國(guó)有企業(yè)增幅較小。

四、寧波建設(shè)“智能工廠”面臨的問(wèn)題及建議

（一）面臨的問(wèn)題

（1）高端裝備制造對(duì)外依存度高。目前，寧波仍處于工業(yè)化進(jìn)程中，制造業(yè)大而不強(qiáng)，關(guān)鍵核心技術(shù)對(duì)外依存度高。隨著制造業(yè)的規(guī)模化和現(xiàn)代化，寧波制造企業(yè)開始大幅度投入，采購(gòu)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，一些企業(yè)已經(jīng)與外資企業(yè)協(xié)同開發(fā)，但是仍未掌握核心技術(shù)，寧波較多制造企業(yè)集中在較為低端的工業(yè)生產(chǎn)，關(guān)鍵零部件如自動(dòng)變速器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)等都由外資企業(yè)所掌握，這就造成寧波制造企業(yè)低附加值、低科技含量、低價(jià)格的局面。

（2）缺乏長(zhǎng)期充足的資金支持。在《中國(guó)制造2025》的規(guī)劃中提到高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人的研發(fā)和使用，需要大量的資金投入和資金支持。企業(yè)在維持生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的同時(shí)需要資金投入以擴(kuò)大生產(chǎn)，技術(shù)開發(fā)、設(shè)備購(gòu)入以及核心技術(shù)都需要大量資金，企業(yè)對(duì)高端設(shè)備和技術(shù)的投入短期內(nèi)對(duì)于經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)沒(méi)有較為明顯的改善。這就需要政府對(duì)高端設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行研發(fā)。

（3）缺乏專業(yè)技術(shù)人才。相對(duì)寧波對(duì)技術(shù)人才的要求以及智能制造發(fā)展的要求，寧波市技能人才培養(yǎng)還存在較大差距，技術(shù)人才供給出現(xiàn)明顯短缺。現(xiàn)今，行業(yè)指導(dǎo)和企業(yè)參與職業(yè)教育普遍缺乏積極性，考慮更多方面因素，眾多企業(yè)對(duì)于接受職業(yè)院校學(xué)生實(shí)習(xí)的積極性并不高。校企合作結(jié)果不盡人意，合作內(nèi)容和形式都較為單一。

（二） 建議

（1）引入高端制造裝備并掌握核心技術(shù)。寧波市政府可以資助企業(yè)自身開發(fā)或從國(guó)外引入高端材料和制造設(shè)備，同時(shí)為其配備專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在研發(fā)新技術(shù)的同時(shí)，關(guān)注和結(jié)合目前國(guó)際上已有的技術(shù)，在技術(shù)專利上不與其他國(guó)家發(fā)生沖突，但又能保證擁有該項(xiàng)技術(shù)的同時(shí)有新技術(shù)的支撐。從而改善工業(yè)原材料普遍存在的產(chǎn)品質(zhì)量低、或者質(zhì)量不穩(wěn)定的情況，以及生產(chǎn)企業(yè)必須根據(jù)原材料情況進(jìn)行調(diào)整，而造成的生產(chǎn)周期長(zhǎng)、產(chǎn)品質(zhì)量低的狀況。

（2）保障充足有效的資金投入。企業(yè)應(yīng)該積極尋找合作伙伴，籌集充足的資金，以自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)、技術(shù)和質(zhì)量吸引外資流入，或是與政府項(xiàng)目進(jìn)行合作，從而在品質(zhì)上進(jìn)行強(qiáng)有力的推廣和宣傳，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)的擴(kuò)張。同時(shí)，政府應(yīng)支持企業(yè)圍繞智能工廠開展管理經(jīng)營(yíng)模式創(chuàng)新，應(yīng)當(dāng)對(duì)制造企業(yè)加大人力、物力以及財(cái)力等方面的全面投入和支持。另外，企業(yè)應(yīng)該從自身實(shí)力出發(fā)，結(jié)合自身發(fā)展情況，合理投入資金至相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出和資金投入的正比增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)有效的資金投入和利潤(rùn)的增長(zhǎng)。

（3）增強(qiáng)自身創(chuàng)新能力，實(shí)行“開放式創(chuàng)新”。企業(yè)發(fā)展應(yīng)當(dāng)從要素驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新驅(qū)動(dòng)，樹立強(qiáng)烈的創(chuàng)新理念，轉(zhuǎn)變僅僅依靠人力的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，努力構(gòu)建成本更低廉、產(chǎn)能更迅速、質(zhì)量更穩(wěn)定的無(wú)人化工廠，簡(jiǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新，以技術(shù)優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)品牌優(yōu)勢(shì)，以提高自身核心競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，要采取創(chuàng)新優(yōu)化的管理經(jīng)營(yíng)手段，例如將層級(jí)式組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成扁平式組織結(jié)構(gòu)，減少因管理流程中繁復(fù)的手續(xù)所造成的時(shí)間上的損失。

（4）加強(qiáng)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)和引進(jìn)。真正技術(shù)研發(fā)還是在人的身上，這是企業(yè)發(fā)展的隱形競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)的工業(yè)結(jié)構(gòu)中，大型國(guó)有企業(yè)仍占主導(dǎo)地位，總體產(chǎn)能過(guò)剩，經(jīng)濟(jì)下行壓力大，高質(zhì)量產(chǎn)品創(chuàng)新能力都需要提升。社會(huì)環(huán)境中，青年人、大學(xué)生嫌棄黑臟亂，工業(yè)企業(yè)中招工困難，高素質(zhì)人員缺乏，社會(huì)對(duì)工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員評(píng)價(jià)低，直接影響工業(yè)企業(yè)的質(zhì)量提升和效益提升。因此，加強(qiáng)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)勢(shì)在必行。企業(yè)可以加強(qiáng)與周邊各高校的合作，建立起人才合作培養(yǎng)機(jī)制。同時(shí)，加大內(nèi)部員工培養(yǎng)力度和招聘優(yōu)秀人才相結(jié)合，完善多層次人才體系，也是不可忽視的的關(guān)鍵一環(huán)。

五、總結(jié)

寧波自2015年被設(shè)為“中國(guó)制造2025”試點(diǎn)城市已整一年，在智能工廠的建設(shè)上以技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)為突破點(diǎn)、以自主創(chuàng)新為發(fā)展手段，在生產(chǎn)總成本、產(chǎn)品上市周期和企業(yè)管理都有優(yōu)化。面臨的問(wèn)題主要是對(duì)資金、人才和政策的缺乏，而這些問(wèn)題都可以通過(guò)多方面的聯(lián)合，以一定的手段得以解決。《中國(guó)制造2025》下智慧制造的目的和對(duì)智能工廠的建立都可以達(dá)成。

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