天津落實全國先進制造研發基地建設的必要路徑

陳環宇，方燕翎，孫光煜，毛義華

(浙江大學濱海產業技術研究院 天津300020)

1 建設的意義與必要性

智能制造是我國實現由制造大國向制造強國轉變的重要戰略。制造業是國民經濟的物質基礎和產業主體，是經濟增長的發動機和國家安全的重要保障。當前，新一輪科技和產業革命正在重構全球先進制造業競爭格局。隨著美國發布實施先進制造業戰略計劃，德國提出“工業 4.0”戰略，我國的制造業在經歷 30年快速增長后，面臨著發達國家“高端回流”和發展中國家“中端分流”的雙重擠壓。2015年，國務院發布并實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”規劃，旨在實現我國制造業由要素驅動向創新驅動轉變，由低成本競爭優勢向質量效益競爭優勢轉變，由資源消耗大、污染排放多的粗放制造向綠色制造轉變，由生產型制造向服務型制造轉變，實現我國由制造大國向制造強國轉變。

智能制造是我市制造業轉型升級的主攻方向，是推進供給側結構性改革、加快建設全國先進制造研發基地的重要舉措。天津市為落實貫徹京津冀協同發展規劃綱要和“中國制造 2025”戰略部署，順應“互聯網＋”發展趨勢，出臺了以先進制造為支撐，以科技創新為動力，以研發轉化為先導，做強天津制造，提升天津質量，打造天津品牌，建設研發制造能力強大、占據產業鏈高端、輻射帶動作用顯著的全國先進制造研發基地的實施方案，發布了“關于推進供給側結構性改革加快建設全國先進制造研發基地的實施意見”，明確了壯大一批先進制造業產業集群、建設一批先進制造業創新平臺、推進智能制造試點示范、深入實施“互聯網＋協同制造”等主要任務與重點舉措。

建設智能制造產業技術研究院是我市制造業智能轉型的重要保障。當前，天津市處于京津冀協同發展、一帶一路、濱海新區開發開放、天津自貿區、國家自主創新示范區等五大重大戰略疊加時期，制造業面臨前所未有的機遇。我市制造業應充分利用戰略機遇疊加的優勢，主動適應、積極引領經濟新常態，在國家重大戰略中抓機遇、求作為、尋動力，實現依靠創新驅動推動產業轉型升級。智能制造被認為是制造業繼機械化、自動化、數字化后的第四次工業革命，是制造業發展的必然趨勢。智能制造的核心是物理對象或制造單元的數字化(即信息物理系統CPS)、各類數字化制造單元的網絡化(即各級 CPS的互聯)和制造系統的智能化(即數字化制造單元互聯后形成的大制造系統的優化)。由于制造業涵蓋 31個具體行業，我市不同區域、不同行業、不同企業的自動化、數字化、網絡化發展極不平衡，處在總體未完成大規模機械化和工業自動化的階段，就需要面對智能化的挑戰。建設智能制造產業技術研究院，為我市制造業提供自動化、數字化、網絡化和智能化的共性關鍵技術和解決方案，支撐我市科技型企業發展，培育創新型智能制造產業集群，帶動區域經濟提質增效，實現制造業的智能轉型升級。

2 建設思路和原則

深入貫徹落實我市建設全國先進制造研發基地的戰略部署，以“政府資金引導、政產學研合作、全球資源匯集、創新基地打造、開放平臺搭建”為主要手段，以建設智能制造研發基地為目標，按照“114”建設思路，即圍繞“互聯網＋制造”1條主線，聚焦“智能車間”1個方向，實現“人才培養引進、產業技術研發、成果培育轉化、產業升級服務”四大功能，開展一流的智能制造產業技術研究院的建設，推進我市供給側結構性改革。

2.1 明確定位、突出重點

研究院的建設定位是支撐制造業智能化轉型升級的公益性研發與服務機構，圍繞我市優勢產業、高新技術產業和戰略性新興產業，以創新人才和創新團隊建設為中心、以產業需求為導向、以項目為抓手、以服務為宗旨，重點開展與智能車間相關的技術開發、成果轉化、產業服務和人才培養工作。

2.2 協同創新、多方共贏

密切跟蹤國際智能制造先進技術和創新團隊，著力整合有利于智能制造研發基地建設的全球創新資源，探索建立符合市場經濟和兼具我市特色的科技-產業-金融緊密結合、公益性與營利性有機結合、技術研發與創新服務有機結合的協同創新體制，促進技術、人才、金融等創新要素向實體經濟與制造企業流動，實現多方共贏。

2.3 改革開放、全面創新

緊抓京津冀一體化、一帶一路、自創區、自貿區、濱海新區開放等五大歷史機遇，以體制機制創新為突破口，創新對外開放合作機制，發揮國際科技合作機構、校友與商會資源優勢，廣泛集聚科技創新資源，建設全面開放的創新基地和服務平臺。

2.4 市場導向、持續發展

強化與產業界的緊密互動，建立與企業共建共享研發平臺的機制，按照公益性、準企業化運行，前期主要依靠政府、企業、金融機構、民間的投資，后期逐步增強研究院的造血功能，過渡到依靠技術轉移、產業化后回饋，實現自主經營、自主發展的運行目標。

3 建設的難點及關鍵問題

3.1 建設智能化制造車間實驗室

制造業是我市的優勢產業，要在新一輪科技與工業革命中實現制造強市的目標，生產車間的智能化是必須要突破的瓶頸。由于制造設備千差萬別、生產物流異常復雜，長期以來車間一直是企業信息化的難點和盲點，迫切需要利用新一代信息技術實現車間的數字化、網絡化和智能化，實現制造車間的提質減耗增效。然而，由于我市甚至全國缺乏智能車間的典型樣板，制造企業難以系統直觀地了解智能車間的模樣，即使企業想改造自己的車間也無從下手。建設一個體現信息物理融合的智能化車間模型，以全面展現智能車間的系統結構和工作原理，使企業能夠制定實施智能制造的技術路線圖。同時，智能車間的建設，對研究院而言，一方面有助于吸引智能制造高端人才和團隊，為智能制造創新人才的培養提供平臺；另一方面，有助于細化智能制造產業技術的研發方向，以及研發成果的應用測試。

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

3.2 提供企業個性化智能制造解決方案

智能制造是制造技術發展的高級階段，涉及的學科和技術極其廣泛。一個較完整的智能制造系統大致可分為智能設備層、智能物流層、智能傳感層、智能執行層、智能業務層等。企業實施智能制造是一個極其復雜的系統工程，需要一個循序漸進不斷完善的長期過程。同時，不同行業的不同制造企業，由于處于不同的發展階段，工業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，因此企業實施智能制造的方案必然需要個性化定制。智能制造需要工業化和信息化的深度融合，在實施過程中，如果影響到企業的正常運行，必將失敗。另外，智能制造作為一個新生事物，需要突破傳統的思維方式和管理模式，需要培養擁有新思想、新思維的技術人員。

建立智能制造產業技術研究院的根本目的是我市推動制造業的轉型升級，因此研究院的建設必須結合制造企業的實際需求進行。如何根據企業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鍵問題。

采用企業需求拉動的模式開展相應的研發工作，在不斷解決企業與智能制造相關問題的過程中，逐步積累技術從而形成智能制造產業技術公共平臺。建立智能制造技術模塊庫管理系統、企業智能制造個性化解決方案定制系統，并結合智能化制造車間實驗室、智能制造產業技術研發平臺和科技成果供需信息平臺，為制造企業提供個性化的智能制造解決方案(見圖1、2)。

圖1 企業智能制造定制服務系統的組成Fig.1 Schematic of the tailored service system of enterprise intelligent manufacturing

圖2 企業智能制造定制服務系統結構Fig.2 Structure of the tailored service system of enterprise intelligent manufacturing

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

②智能制造解決方案個性化定制系統。該系統根據企業實施智能制造的需求，在智能制造技術模塊庫管理系統的支持下，為企業提供定制的智能制造解決方案，并對企業個性化的智能制造解決方案的全生命周期進行管理。

③智能制造解決方案綜合測試。利用智能化制造車間實驗室，對企業個性化智能制造解決方案和單元技術的可行性進行測試。

④智能制造技術研發支持平臺。利用智能制造產業技術研發平臺，開發新的智能制造技術模塊和解決企業實施智能制造過程中的技術難點。

⑤科技成果供需信息平臺。利用科技成果供需信息平臺，查找能夠滿足企業需求的科技成果或技術，向技術合作伙伴發布技術需求，以獲得企業所需的技術。

3.3 建立鼓勵雙創的體制機制

在現有體制的基礎上，充分發揮國家自主創新示范區的政策優勢，探索建立智能制造產業技術研究院的創新體制機制，實現利益分配、創新文化、資源分配、服務優化等向整合和發揮創新資源、立足當下著眼未來、放管結合人才為先的轉變。

建立有利于整合和發揮創新資源價值的利益分配機制。需要整合各方資源，需要采用互聯網思維包括簡約思維、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、共享共贏的生態圈。

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

4 結 論

智能制造是制造業發展的必然趨勢。智能制造通常包括產品智能化、裝備智能化、生產智能化、管理智能化、服務智能化等 5方面內容。數字化和網絡化是智能化的基礎。生產設備間的互聯、設備與產品的互聯、物理與數字的互聯、萬事萬物互聯是智能產生的基礎。最終智能制造將使企業成為一個有機的整體，產品從誕生到消亡成為一個有機的過程，整個產業成為一個有機的整體。因此，建設智能制造產業技術研究院，是天津落實全國先進制造研發基地建設的必要路徑。

［1］ 席楓. 推進我國先進制造研發基地建設的路徑研究[J]. 知識經濟，2017(2)：5-6.

［2］ 劉欣然. 天津建設全國先進制造業研發基地研究[D].天津：天津師范大學，2016.

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

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