我國智能制造政策研究

鄖彥輝

當前，新一輪科技革命和產業變革加速發展，新一代信息技術正在與制造業深入融合，數字化、網絡化、智能化已經成為全球制造業發展的重要方向。智能制造是產業變革的重要驅動力量，對于促進制造強國建設、實現高質量發展具有重要意義。我國應抓住智能制造發展機遇，積極推動制造業轉型升級。本文首先對智能制造的內涵進行了分析，并對我國智能制造的政策體系及其特點進行了研究，最后提出推進我國智能制造發展的對策建議。

智能制造的內涵

智能制造是制造業未來發展方向。智能制造推動生產方式、組織形式發生系統性、整體性變革，為產業轉型升級和持續發展提供支撐，是推動制造業高質量發展的有效途徑。

智能制造的定義

1988年，美國的賴特（P.K.Wright）和伯恩（D.A.Bourne）在《智能制造》一書中首次提出智能制造概念。該書認為智能制造的定義為“通過集成知識工程、制造軟件系統和機器人控制來對制造技工們的技能和專家知識進行建模，以使智能機器可自主地進行小批量生產”。

然而迄今為止，智能制造尚未形成一個統一的概念。我國發布的《智能制造發展規劃（2016—2020年）》將智能制造定義為基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節，具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型生產方式。

智能制造是制造技術和信息技術的創新集成，可以促使企業實現生產智能化、管理智能化、服務智能化和產品智能化，打造核心競爭優勢。

智能制造的特征

智能制造集自動化、柔性化、集成化和智能化于一體，可以實時感知、優化決策、動態執行，具體來看，其特征主要表現為以下幾個方面。

自組織能力。智能制造中的各組成單元能夠根據工作任務需要，結合成一種超柔性最佳結構，完成特定的工作。運行方式具有柔性，結構組成也具有柔性。

自律能力。自律能力的基礎是強大的知識庫和基于知識的模型。智能制造系統可以對環境信息和自身信息進行理解并分析，能夠監測環境和自身作業狀況并對信息進行處理，根據處理結果自行調整控制策略，以采取最佳方案運行，使整個制造系統具有自適應能力，不被干擾、容錯糾錯。

自學習能力。智能制造系統在實踐中不斷學習，更新和充實原有的專業知識庫，刪除不合適的知識，使知識庫更加完善合理化。在運行過程中，對系統故障進行診斷、排除和自我修復，系統可以進行自我優化調整并適應復雜環境。

智能集成。智能制造系統的各個子系統不僅實現智能化，而且各個子系統整合為一體，形成整個制造環境的智能集成，實現系統整體的智能化。

人機一體化。智能制造系統不僅包括智能機器，還包括人。在人機一體化過程中，人在制造環境中處于核心地位，在智能機器的運行過程中，人機之間各自發揮作用，并可以相互協作，相輔相成。

虛擬現實。虛擬制造技術是以虛擬現實和仿真技術為基礎，對產品的設計、生產過程統一建模，在計算機上仿真和模擬從產品設計、加工、裝配到檢驗等的全部流程。

通過虛擬制造技術，企業能夠在設計階段就對產品制造的全過程進行虛擬集成，預測、檢測、評價產品性能和制造可行性，達到產品的開發周期和成本最小化、產品設計質量的最優化以及生產效率的最大化。

智能制造技術的發展

18世紀后期，蒸汽機的發明使得人類進入了蒸汽時代，歷史上發生了第一次工業革命，工廠機械化代替了人類的手工勞動。19世紀后半期至20世紀初，世界進入電氣時代，人類進入第二次工業革命時期，大規模分工合作模式開啟，零部件的生產和產品裝配分離，產品實現批量生產，石化等工業實現了大發展。20世紀50年代后，電子技術、空間技術、生物工程等領域取得重大突破，電子和信息技術廣泛應用開辟了信息時代，人類開啟了第三次工業革命，制造的自動化程度不斷提升。第四次工業革命以信息物理系統（Cyber—PhysicalSystem，簡稱CPS）為基礎，石墨烯、量子技術、生物技術等實現巨大突破，生產實現由集中轉變為分散。

制造業經歷了機械化、電氣化、自動化三次技術革命后，智能制造的誕生拉開了第四次工業革命的帷幕。同時，我們發現制造技術的生產方式沿著“手工—機械化—單機自動化—剛性流水自動化—柔性自動化—集成敏捷虛擬自動化—數字網絡綠色智能化”方向發展。

智能制造技術發展經歷了三個階段，數字化制造、網絡化制造、智能化制造。首先是數字化制造，數字化技術不斷普及，在制造業中深入應用，企業大量采用計算機輔助設計、計算機輔助制造等數字化建模，計算機集成制造系統得以應用，企業產品質量有較大提升。

其次是數字化網絡化制造，即“互聯網+制造”，在數字化制造的基礎上實現了網絡化，制造業和互聯網融合發展。通過網絡將人、流程、數據等實現連接。企業內部、企業之間的供應鏈實現連接，數據流、信息流實現共享。企業和用戶之間的互動提升，大規模個性化定制、網絡協同制造等新模式不斷興起。

最后，制造將實現數字化網絡化智能化制造。大數據、云計算、物聯網等新一代信息技術快速發展，人工智能技術不斷實現突破，推動形成新一代智能制造，數字化網絡化智能化制造。制造系統具有“認知學習”能力，隨著增強學習、遷移學習等技術的深入應用，智能制造結構體系不斷完善，形成真正的智能制造。

智能制造的幾種模式

一般而言，智能制造包括離散型智能制造、大規模個性化定制、網絡協同制造、流程型智能制造、遠程運維服務等模式。

如，在離散型制造中，產品被分解為多個任務來完成。離散型智能制造模式具有以下要素，擁有工廠布局、產品工藝的數字化模型，建立了產品數據管理系統，生產線的數控化率較高，關鍵設備之間實現信息互通互聯，建立生產過程的數據采集、管理系統，建立車間制造執行系統和企業資源計劃系統，建立信息安全防護系統。

大規模個性化定制模式中，產品實行模塊化設計，通過個性化定制服務平臺，企業與用戶之間進行信息交流，建立產品數據庫，對用戶需求進行挖掘，企業的數字化制造系統實現集成。

當前，隨著新一代信息技術的深入應用，推動新興制造模式不斷涌現，出現了社會化企業、云制造、制造物聯等新模式。如，云制造是將云思想應用于制造的全生命周期之中。

我國智能制造政策體系

我國智能制造推進體系已形成了央地協同、產學研用聯合創新，各方面共同推進的格局。在國家層面，我國已經出臺不少政策，地方政府紛紛響應，根據本地區特點制定相關政策。

國家層面政策

近年來，我國先后出臺了《關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》《智能制造發展規劃（2016—2020年）》《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》等政策文件，為智能制造發展提供有力的政策保障體系。其中部分主要政策如下：

《智能制造發展規劃（2016—2020年）》提出2025年前，推進智能制造發展實施“兩步走”戰略：第一步，到2020年，智能制造發展基礎和支撐能力明顯增強，傳統制造業重點領域基本實現數字化制造，有條件、有基礎的重點產業智能轉型取得明顯進展;第二步，到2025年，智能制造支撐體系基本建立，重點產業初步實現智能轉型。其中，規劃制定了2020年的具體目標，智能制造技術與裝備實現突破，發展基礎明顯增強，智能制造生態體系初步形成，重點領域發展成效顯著。

《國家信息化發展戰略綱要》提出以智能制造為突破口，加快信息技術與制造技術、產品、裝備融合創新，推廣智能工廠和智能制造模式，全面提升企業研發、生產、管理和服務的智能化水平。普及信息化和工業化融合管理體系標準，深化互聯網在制造領域的應用，積極培育眾創設計、網絡眾包、個性化定制、服務型制造等新模式，完善產業鏈，打造新型制造體系。

《智能制造工程實施指南（2016—2020）》提出，“十三五”期間通過數字化制造的普及，智能化制造的試點示范，推動傳統制造業重點領域基本實現數字化制造，有條件、有基礎的重點產業全面啟動并逐步實現智能轉型;“十四五”期間加大智能制造實施力度，關鍵技術裝備、智能制造標準/工業互聯網/信息安全、核心軟件支撐能力顯著增強，構建新型制造體系，重點產業逐步實現智能轉型。

《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》提出大力推廣智能制造、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸等新業態、新模式。打造智能制造高端品牌，著力提高智能制造核心裝備與部件的性能和質量，打造智能制造體系，強化基礎支撐，積極開展示范應用，形成若干國際知名品牌，推動智能制造裝備邁上新臺階。大力發展智能制造系統，推動智能制造關鍵技術裝備邁上新臺階，打造增材制造產業鏈。

《國務院關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》提出到2025年，基本形成具備國際競爭力的基礎設施和產業體系，到2035年，建成國際領先的工業互聯網網絡基礎設施和平臺，形成國際先進的技術與產業體系，工業互聯網全面深度應用并在優勢行業形成創新引領能力，安全保障能力全面提升，重點領域實現國際領先。主要任務包括夯實網絡基礎，打造平臺體系，加強產業支撐，促進融合應用，完善生態體系，強化安全保障，推動開放合作。

《國家智能制造標準體系建設指南（2018年版）》提出到2018年，累計制修訂150項以上智能制造標準，基本覆蓋基礎共性標準和關鍵技術標準。到2019年，累計制修訂300項以上智能制造標準，全面覆蓋基礎共性標準和關鍵技術標準，逐步建立起較為完善的智能制造標準體系。建設智能制造標準試驗驗證平臺，提升公共服務能力，提高標準應用水平和國際化水平。建設思路是構建智能制造系統構架、智能制造標準體系結構、智能制造標準體系框架。建設內容包括基礎共性標準、關鍵技術標準、行業應用標準。

《工業互聯網發展行動計劃（2018—2020年）》提出，到2020年底，初步建成工業互聯網基礎設施和產業體系。初步建成適用于工業互聯網高可靠、廣覆蓋、大帶寬、可定制的企業外網絡基礎設施，企業外網絡基本具備互聯網協議第六版（IPv6）支持能力;初步形成各有側重、協同集聚發展的工業互聯網平臺體系，遴選10個左右跨行業跨領域平臺，培育一批獨立經營的企業級平臺。還將推動30萬家以上工業企業上云，培育超過30萬個工業APP。

《工業和信息化部關于工業大數據發展的指導意見》提出部署了3項重點任務，推動全面采集、高效互通和高質量匯聚，包括加快工業企業信息化“補課”、推動工業設備數據接口開放、推動工業通信協議兼容化、組織開展工業數據資源調查“摸家底”、加快多源異構數據的融合和匯聚等具體手段，目的是為了形成完整貫通的高質量數據鏈，為更好地支撐企業在整體層面、在產業鏈維度推動全局性數字化轉型奠定基礎。

地方層面政策

為積極配合國家在智能制造方面的戰略布局，各地區陸續出臺的相關政策，促進智能制造行持續穩定發展，對我國智能制造產業發展和格局產生重要影響。

如，北京發布了《北京市加快科技創新發展智能裝備產業的指導意見》《北京市機器人產業創新發展行動方案（2019—2022年）》等，江蘇省出臺了《江蘇省“十三五”智能制造發展規劃》，浙江省制定了《浙江智能制造行動計劃（2018—2020年）》，廣東省發布《廣東省新一代人工智能發展規劃（2018—2030 年）》《廣東省深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的實施方案》等。

2020年8月，天津發布《天津市人民政府辦公廳印發天津市關于進一步支持發展智能制造政策措施的通知》支持企業智能化升級、支持工業互聯網發展、加快培育新興產業、支持發展綠色制造、提升研發創新能力、支持優質企業發展、加快大數據產業發展，并規定了支持方式。接著又制定了《市工業和信息化局落實天津市關于進一步支持發展智能制造的政策措施實施細則》，共包括7個方面，23條政策細則。對支持智能制造的政策進一步細化，明確了支持的比例，對不同的企業設置不同的支持力度。

我國智能制造政策體系的基本特征

我國智能制造的政策框架體系不斷得到完善。通過對這些政策的深入分析，發現我國智能制造政策呈現出以下幾個主要特征。

提升創新能力

打造創新生態體系

創新是推進實施智能制造的關鍵。當前，新一代信息技術和制造業的深度融合，推動了我國智能制造發展，高檔數控機床、工業機器人、智能儀器儀表等關鍵技術裝備發展取得積極成效。但是，我國仍面臨核心技術裝備、支撐軟件、控制系統等受制于人的情況。

因此，我國的智能制造政策的核心強調技術創新，完善創新體系，堅持以企業為主體，推動協同創新，鼓勵智能制造創新載體建設，瞄準核心關鍵共性技術，實現重大突破。

如《智能制造發展規劃（2016—2020年）》提出，突破先進感知與測量、高精度運動控制、高可靠智能控制、建模與仿真、工業互聯網安全等一批關鍵共性技術，研發智能制造相關的核心支撐軟件，布局和積累一批核心知識產權，為實現制造裝備和制造過程的智能化提供技術支撐。《國家創新驅動發展戰略綱要》提出，發展智能制造裝備等技術，加快網絡化制造技術、云計算、大數據等在制造業中的深度應用，推動制造業向自動化、智能化、服務化轉變。《山東省智能制造發展規劃（2017—2022年）》提出積極發展工業大數據技術，智能傳感、控制優化與建模仿真技術，制造工藝設計智能化與數據庫構建技術等。

推動重點領域智能化水平

發揮示范引領作用

通過促進重點領域的智能化轉型，如新一代信息技術、高檔數控機床與工業機器人、航空裝備、船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、農業裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械，以點帶面，促進我國智能制造的整體發展。

《智能制造發展規劃（2016—2020年）》提出圍繞新一代信息技術、高檔數控機床與工業機器人、航空裝備、船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車等十大重點領域，試點建設數字化車間/智能工廠，加快智能制造關鍵技術裝備的集成應用等。《智能制造工程實施指南》提出，推進電子信息、先進軌道交通、電力、節能與新能源汽車、高檔數控機床和機器人領域、航空航天裝備領域、海洋工程裝備及高技術船舶領域、農業裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械領域的智能制造集成。

從地方發展來看，地方政府根據自身產業發展實際狀況，確定本地區的重點發展領域，不同地區存在顯著差異。如，《江蘇省“十三五”智能制造發展規劃》大力支持重點行業智能轉型。圍繞制造業重點行業和領域推進智能產品設計、智能裝備應用、智能產品生產、智能服務，培育和推廣離散型、流程型、網絡協同制造、大規模個性化定制、遠程運維服務等智能制造新模式。《山東省智能制造發展規劃（2017—2022年）》確定的重點領域為汽車及零部件、機械設備、紡織服裝、輪胎、食品加工、家用電器、化工、建材、鋼鐵及有色金屬、醫藥十大重點領域。

完善智能標準體系

強化基礎支撐

推進智能制造的發展，標準須先行。我國智能制造標準體系正在逐步構建，而且形成了政府、行業、企業協同推進，系統集成商、裝備制造商、研究機構、用戶聯合實施的良好氛圍。

《國家智能制造標準體系建設指南（2018年版）》是在《國家智能制造標準體系建設指南（2015年版）》基礎上修訂完成的，進一步加強了標準體系構成要素及相互關系的說明，著重強調了新技術在智能制造領域的應用，突出強化了標準試驗驗證、行業應用與實施。該指南明確提出到2018年，累計制修訂150項以上智能制造標準，基本覆蓋基礎共性標準和關鍵技術標準。到2019年，累計制修訂300項以上智能制造標準，全面覆蓋基礎共性標準和關鍵技術標準，逐步建立起較為完善的智能制造標準體系。

《建設指南》明確了建設智能制造標準體系的總體要求、建設思路、建設內容和組織實施方式，提出智能制造標準體系包括生命周期、系統層級、智能功能等3部分，智能制造標準體系框架包括“基礎”“安全”“管理”“檢測評價”“可靠性”等5類基礎共性標準和“智能裝備”“智能工廠”“智能服務”“工業軟件和大數據”“工業互聯網”等5類關鍵技術標準。

注重中小企業的智能化轉型

促進協同發展

我國中小企業數量眾多，所占比重在90%以上，對經濟發展具有重要貢獻。中小企業因為規模、資金等問題，在智能化轉型方面面臨著諸多困難，我國針對中小企業的智能化轉型采取多項措施。

發揮骨干大型企業的帶動作用，加強云制造平臺和服務平臺建設，帶動中小企業的信息化發展;對現有制造資源進行整合，為中小企業智能化發展提供關鍵工業軟件、生產模型等服務。對于有基礎、有條件的中小企業，鼓勵其開展生產線自動化改造，試點應用。

如，《關于促進中小企業健康發展的指導意見》提出推進發展“互聯網+中小企業”，完善中小企業智能制造支撐服務體系，促進生產線的智能化改造，推動智能設備的應用。

《中小企業數字化賦能專項行動方案》提出提升智能制造水平。針對中小企業典型應用場景，鼓勵創新工業互聯網、5G、人工智能和工業APP融合應用模式與技術，引導有基礎、有條件的中小企業加快傳統制造裝備聯網、關鍵工序數控化等數字化改造，應用低成本、模塊化、易使用、易維護的先進智能裝備和系統，優化工藝流程與裝備技術，建設智能生產線、智能車間和智能工廠，實現精益生產、敏捷制造、精細管理和智能決策。

《智能制造發展規劃（2016—2020年）》提出促進中小企業智能化改造，并提出了中小企業智能化改造專項行動。

面向客觀需求

加強人才隊伍建設

人才隊伍建設、智力支撐能力是促進智能制造順利發展的關鍵因素。我國主要從以下兩個方面培養相關人才。探索培育多層次的人才隊伍結構。培養能夠突破智能制造關鍵技術的高層次領軍人才，培養既懂制造企業的管理又懂信息技術的復合型人才，培育可以從事智能制造技術指導的專業技術人才以及高技能人才。完善相關培育機制。完善教育培訓模式，鼓勵智能制造實訓基地的建設，加強技術技能人才培養，鼓勵高校探索完善課程設置以及新的培養模式。

從各地來看，浙江省主要是加強智能制造系統集成、工業互聯網、工業軟件等關鍵領域的人才的引進和培養。河北省注重培養智能制造領軍型企業家、職業經理人和實用工程人才，注重培養滿足智能制造發展需求、具有實際操作能力的高技能人才。

進一步推動我國產業發展的對策建議

在我國智能制造政策體系的引導下，我國智能制造取得了長足的發展，如我國工業機器人約占全球市場份額三分之一，已經成為全球第一大應用市場。但整體來看，我國智能制造水平不高，仍然存在關鍵技術受制于人、智能制造裝備產業基礎薄弱等問題，所以，應完善政策體系，進一步推動我國智能制造的發展。

（一）進一步完善頂層設計，積極落實相關政策。我國已經明確了智能制造是我國強國戰略的主攻方向，今后應不斷強化戰略引導機制，積極推動戰略的落實。我國的智能制造發展規劃的實施時間為2016年到2020年，因此，要根據社會經濟形勢發展變化對相關政策進行調整和完善。完善政府各部門之間協調機制，使中央、地方、企業形成合力，共同推進我國智能制造的相關工作。

（二）強化研發，突破核心關鍵技術。當前，我國智能制造領域的部分關鍵核心技術仍有待突破，如，高端數控系統、傳感器等核心部件主要依賴進口。所以，應進一步完善以企業為主體的創新體系，鼓勵企業加大研發投入，加強關鍵共性技術的研發。瞄準前沿技術發展趨勢，加強前瞻性布局，搶占發展先機。

（三）鼓勵加大開放力度，推進國際合作。

圍繞智能制造標準體系、應用示范等領域，積極開展國內外的交流與合作。鼓勵優勢企業走出去，參與相關企業并購、建設研發中心等，積極打造全球產業鏈分工體系。推進智能制造產業園在國外的建設，加強國內外企業的合作;鼓勵跨國企業通過來我國設立智能制造示范工廠等多種方式加強合作。