从“制造”到“智造”：变革、困境和举措※

杜人淮

从“制造”到“智造”：变革、困境和举措※

杜人淮

智能制造（“智造”）是我国制造强国战略的主攻方向和突破口。从“制造”到“智造”是我国制造业转型升级的新一轮变革，实现从“制造”到“智造”转型升级，还面临着信息技术和制造技术总体水平偏低、制造业发展整体水平低且不平衡、相关配套制度建设不够系统和完备等困境。为加快推进从“制造”到“智造”转型升级，需要发挥好战略规划的统筹和牵引作用、相关制度的保障和激励作用、自主创新和人才的支撑作用。

“制造” “智造” 转型升级 变革 困境 举措

2013年4月德国推出以智能制造为主导的 “工业4．0”后，一场被称之为“第四次工业革命”或“智能化工业革命”（金培，2015）的浪潮席卷全球。顺应这一潮流我国启动了制造强国战略，经过前期充分准备和酝酿，2015年5月国务院发布了《中国制造2025》，为扭转我国制造业“大而不强”和迈向“制造强国”明确了新的发展路线图；通过进一步实施 《中国制造2025》、《中国制造2035》、《中国制造2045》等行动纲领，到建国一百周年时把我国打造成全球领先的制造强国。为了更好落实制造强国战略，2015年6月成立了国家制造强国建设领导小组。我国推出的制造强国战略，智能制造被确立为主攻方向和突破口，加快推动制造业由传统制造向智能制造转型升级，着力打造“中国制造”升级版——智能制造。

一、从“制造”到“智造”：制造业转型升级的新一轮变革

制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。近年来，我国制造业发展面临前所未有的挑战，加快 “中国制造”到“中国智造”迈进，是推动制造业转型升级的当务之急。按照德国划分标准，制造业发展先后经历四个阶段：工业1．0——机械化，以机械替代人力；工业2．0——电气化，以电力推动机械；工业3．0——自动化，以电脑替代人脑；工业4．0——智能化，实现智能制造。“智造”是把云计算、物联网、大数据等新一代信息技术，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造生命周期各环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统和模式的总称；以智能工厂为载体，以全流程的智能化为切入点，以端对端的数据流为基础，以网络互联为支撑是智能制造主要特征（李东，2015）。可见，“智造”不等同于数字化，也不等同于自动化，它是制造业转型升级的新一轮变革。

1．传统单纯制造技术向信息技术与制造技术融合转变

从“制造”向“智造”转型升级，是新一代信息技术与制造技术深度融合的过程。为此，《中国制造2025》把推进信息技术和制造技术深度融合放在第一位，强调需要着力发展智能装备和智能产品，推进生产过程智能化，培育新型生产方式，全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。①国务院印发 《中国制造2025》，《新华网》2015年5月19日，http：／／news．xinhuanet．com／politics／2015－05／19／c＿1115331338．htm．提高制造智能化水平过程，是新一代信息技术与制造技术深度融合过程。新一代信息技术的产生及其在制造领域广泛应用，为智能化制造提供了有力技术支撑，集机械技术、计算机技术、自动控制技术、虚拟化技术、大数据、工业互联网、3D打印等高新技术于一体，重构制造业技术体系，其中，融合现代计算机技术、自动化技术、传感技术、智能化感知技术、人机交互技术、模糊控制技术、人工神经网络技术和智能控制软件等“智造”装备，将实现设计过程、制造过程智能化；有机植入新材料技术、数字技术和智能技术等产品，从根本上改变产品功能和性能，将提高产品的智能化水平；基于信息物理系统、传感型智能机器人等技术的智能工厂，将使简单重复和一般技能劳动被智能装备和智能生产所替代。用新一代信息技术对制造业自动化系统进行改造，不仅使制造企业自动化系统结构更为合理，而且智能化水平更高，从而使自动化系统的控制和管理更加方便和高效。

现代制造不是传统意义上的“加工制作”，而是指产品形成过程中相关操作及相关活动的集合，包括开发设计、工程制图、技术和工艺准备、加工、装配、质检、生产管理和服务等产品制造生命周期的一系列环节。因而推动“制造”向“智能”转型，需要在产品研发设计、生产制造、经营管理、销售服务等全流程综合集成应用信息技术，特别是新一代信息技术，也就是要将人工智能技术、机器人技术和数字化制造技术等技术相结合的“智造”技术贯穿于设计、加工、组装、管理和服务等制造各环节。一是将信息技术融入设计环节，创新智能化研发设计手段、研制开发智能产品；二是将信息技术融入生产环节，发展智能装备，建设智能工厂，推动加工、总装、涂装等生产线智能化；三是将信息技术融入管理和服务环节，发展智能管理和服务手段，推动智能化管理和服务。

2．传统大批量标准化生产向小批量定制化生产转变

从“制造”向“智造”转型升级，是实现制造模式由传统大批量标准化生产向小批量定制化生产变革，从而及时、灵活、有效地满足市场多样化个性需求的过程。现代科技发展使产品的复杂化程度越来越高，社会经济不断发展和人们生活水平不断提高，使产品需求层次呈现多样化趋势，传统大批量标准化生产越来越难以满足现代市场的多样化个性需求。市场环境稳定、产品结构单一、大批量标准化生产的传统生产制造模式，是基于传统卖方市场要求，目标是为了提升企业生产率，以解决不断增长的产品需求和生产效率低下的矛盾。随着卖方市场向买方市场的转变，制造业面临的主要矛盾演变为日益多样化的产品需求与生产制造灵活性低下的矛盾。为了解决这一矛盾，制造业需要更多考虑如何适应市场多样化个性需求问题。因而推动传统大批量标准化生产向小批量定制化生产转变，是“制造”向“智造”转型升级的必然要求。

面对激烈而复杂的市场竞争环境，基于提高生产效率的传统模式，已无法满足现有市场多样化个性需求，也越来越难以在激烈竞争市场中获取战略先机。而“智造”不仅可通过提高制造系统的自动化水平和柔性化，提高制造生命周期各环节的智能化水平，使生产制造系统具有更完善和更灵活的判断与适应能力，按用户需求进行单件或小批量定制化生产；而且可通过云计算、大数据、互联网、物联网等在信息的强力支持下，以及制造商、服务商、用户等基于开放共享网络平台的互动，彻底解决企业内部生产灵活性和市场多样化、个性化需求等问题，促进制造商用单件小批量定制化生产取代大批量标准化流水线生产，确保制造企业能在激烈市场竞争中求得生存和发展，确保制造企业实现利润最大化目标。

3．传统集中控制模式向高度分布式控制模式转变

从“制造”向“智造”转型升级，还是实现传统集中控制模式向高度分布式控制模式转变。随着制造企业计算机运算能力的不断加强、网络信息技术的不断发展，工厂、车间及机器等智能化程度的不断提高，特别是智能工厂、智能车间和智能机器等运营而生，制造企业的传统集中控制模式逐步被高度分布式控制模式取代。在这种高度分布或“智造”环境中，智能工厂、智能车间、智能机器等在没有中央调度和控制系统状况下可直接接收用户生产请求，有关车间、机器也可直接通过智能化技术协商和分配生产任务。如果某车间或机器一旦发生故障，则可向其它相关车间或机器请求帮助，以完成相关生产任务，确保不耽误对用户的供货，保证企业信誉和市场竞争力。企业制造工程师及车间管理人员等专业人员的职责，主要是解决智能车间、机器等不能解决的难题，而不是对车间、机器等进行控制。

高度分布式控制模式下，制造工程师和管理人员基于Internet或Web等用户界面可在任何时间、任何地点实时了解和掌握制造过程相关数据，以及车间、机器的布置、运行和故障等状况，从而实现远程调度和远程机器操作，大幅度提高制造效率和效益。与此相适应，企业的管理体制和经营方式也必然随之发生变革，即由传统金字塔式管理体制向扁平化管理体制转变，由传统自上而下集中式经营方式向分散的经营方式转变，实现对计划层、执行层、控制层的一体化控制，满足多目标和不同条件下的计划排产、调度和优化等要求，实现企业信息流、控制流、物流和价格的闭环控制，从而降低企业库存和资金占用，提高生产能力，减少生产脱节时间，使产品制造和服务能够有效地对市场做出更加灵敏和快速反应，增强企业市场竞争力。

二、实现从“制造”向“智造”转型升级所面临的主要困境

同世界制造业先进水平国家相比，我国制造业“大而不强”，制造水平相对落后，自主创新能力、信息化程度、产业结构水平、资源利用效率、质量效益等有非常明显差距。按照《中国制造2025》提出的实施“智造”工程目标要求，到2020年，我国制造业重点领域智能化水平显著提升，试点示范项目运营成本降低30%，产品生产周期缩短30%，不良品率降低30%；到2025年，制造业重点领域全面实现智能化，试点示范项目运营成本降低50%，产品生产周期缩短50%，不良品率降低50%。①国务院印发《中国制造2025》，《新华网》2015年O5月19日，http：／／news．xinhuanet．com／politics／2015－05／19／c＿1115331338．htm．我国实现从“制造”向“智造”转型升级不仅任务紧迫而艰巨，而且面临诸多现实挑战和困境。

1．信息技术和制造技术总体水平偏低

实现从“制造”向“智造”转型升级，很大程度上受制于信息技术和制造技术的发展。目前，我国制造领域信息技术和制造技术总体水平偏低，许多领域远远落后于世界前沿水平。以制造业自动化水平为例，我国机器人拥有量为23台／万工人，德国为273台／万工人，日、韩为300台／万工人。我国是世界第一大机器人市场，机器人市场规模非常巨大，但研发能力严重滞后，国内3／4机器人市场已被外资占领。统计数据显示，中国工业机器人市场上完全国产的不到20%，其余都是从口本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。②张铁：《工业机器人及智能制造发展现状分析》，《机电工程技术》2014年第4期。网络就绪度指（NRI）——衡量信息技术推动经济发展的权威指标，2012年我国为4．03，位居世界第51位，2013年进一步降至58位。我国高端传感器、软件系统等关键核心技术和设备严重依赖进口。以芯片为例，2013年，我国80%芯片依赖进口，总额达2313亿美元，同比增长20．5%，成为我国第一大进口商品。

由于我国新一代信息技术和先进制造技术发展滞后，中国制造转型升级困难重重，长期处于全球价值链的低端，经济效益极其低下。2014年，虽然我国工业增加值达到22．8万亿元，占GDP的35．85%，500多种主要工业产品有220多种产量位居世界第一，但工业企业利润同比增幅只有3．3%，较上年度放缓8．9个百分点；2014年，我国入选“财富世界500强”企业共100家，较2008年增加65家，其中制造业企业为56家，其数量连续两年成为第二大国，仅次于美国（130多家），但企业的利润极低。我国生产一部价格为178．96美元苹果手机，国内负责组装企业仅能得到6．5美元。由于“中国制造”长期处于微利状况，信息技术、制造技术等自主创新和发展所赖以的经济基础薄弱，很大程度上又进一步影响和制约 “制造”向“智造”的转型升级。

2．制造业发展整体水平低且不平衡

中国制造业发展特别是“智造”，同美、德、日等发达国家还有很大差距。“智造”的核心内容是智能工厂、智能车间、智能装备、智能产品和智能生产管理和服务等，实现从“制造”向“智造”转型升级将是一个极其复杂系统工程，有赖于不同行业、不同领域、不同地区制造业和不同制造企业的整体提升和相互协调，有赖于零部件制造业、信息产品制造业和装备制造业等智能化的相互支撑，因而不可能依靠某几个产业、几个企业、几个产品的发展来推动和完成。目前，我国制造业不仅发展整体水平偏低，而且总体上讲发展不平衡。发达国家制造业基本上是按照机械化（工业1．0）、电气化（工业2．0）、自动化（工业 3．0）、智能化（工业4．0）的顺序依次向前串联推进。从世界范围来看，发达国家已步入信息技术与制造业全面综合集成，以数字化、网络化、智能化应用为特点的新阶段。而我国不同行业、不同领域和不同企业的制造业呈现出工业2．0、3．0，甚至1．0等几个阶段相互重叠局面，因此推动“制造”向“智造”转变，就不能走西方发达国家串联式发展道路，只能走工业2．0、3．0、4．0并联式发展道路，既要实现智能化，同时又要补上机械化、电气化和自动化发展差距。

既然 “智造”是信息技术与制造技术深度融合，“制造”向“智造”转变就必然受到制造业信息化水平的影响和制约。我国制造业信息化水平整体偏低，不同地区、行业和不同企业间的信息化水平极不平衡，结构层次参差不齐。目前，我国大型骨干企业信息化建设已进入深化阶段，但CIMS（计算机／现代集成制造系统）示范企业尚未实现全面集成应用，一些中小企业信息化应用处于较低水平，仅处于代替人工手工作业。我国企业信息化发展水平和利用信息技术对传统生产方式和工艺流程等改造，大多处于以初级或局部应用为主阶段。一些关系国家经济和国家安全的高端核心工业软件高度依赖进口，信息技术与信息安全等领域人才储备严重不足。不仅如此。我国信息化还缺乏统一规范和标准，订立的一些编码标准也被废弃。我国制造业应用软件的水平一定意义上反映了我国“智造”水平，目前我国制造业开发的应用软件基本上还处在“克隆”状态，更没有同先进制造技术深度融合。不仅如此，我国军工制造和民用制造的发展水平不平衡，军工制造整体上领先于民用制造。

3．相关配套制度建设不够系统和完备

加快“制造”向“智造”转型升级，需要相关制度建设提供保障，包括战略规划、体制机制和政策法规等。目前，我国“智造”相关配套制度还存在体系不够健全、内容不够完善等问题。相比较而言，“智造”规划建设进展较快。近年来，面对美、德、日等发达国家纷纷推出以“智造”为主导的制造业振兴计划，为了抢占“智造”发展先机，我国“十二五”规划期间，已将“智造”纳入《“十二五”战略性新兴产业发展规划》、《信息化和工业化深度融合专项行动计划》（2013－2018年）等专项规划，并专门制定了《“十二五”“智能制造”装备产业发展规划》。与此同时，国家把“智造”作为制造强国战略重中之重，并在《中国制造2025》行动纲要中将“智造”工程作为首要任务。但“智造”规划体系、内容规定和执行等还有待进一步完善。而其它制度建设则相对滞后，不少领域还处于空白状态。

要加快推动“制造”向“智造”转型，需要相对完善的组织管理体系、工作运行体系和政策制度体系等提供制度保障。2015年5月我国成立的国家制造强国建设领导小组，作为实施以“智造”为主攻方向的制造强国战略的领导机构和议事机构，为全面统筹协调“智造”提供了重要组织保证，但由于尚未建立相应的协调机制和工作机制，旧有的利益格局的阻力将难以有效破除，不同领域、行业、地区和企业的“智造”将不同程度相互掣肘，由此必然影响和制约“制造”向“智造”的转型升级。同时，目前还没有建立系统完备、衔接配套的政策制度支撑体系，难以有效发挥投资、财税、金融等对推动“制造”向“智造”转型的引导、鼓励和支持功能，“制造”向“智造”的转型升级会不同程度存在动力不足等问题。

三、加快推动“制造”向“智造”转型升级的应对举措

目前，我国制造业发展已进入关键时期，智能制造正处在起步阶段，“制造”向“智造”转型将是一个漫长而艰难的过程。为了抢占制造业新一轮竞争制高点，需要立足我国制造业发展实际，放眼全球，优化战略部署，采取切实有效的应对举措。

1．发挥好战略规划的统筹和牵引作用

实现中国“制造”向“智造”转型升级涉及到国防、工业、农业、科技、交通、能源、环保与资源综合利用等部门、行业和产业，是一项极其复杂系统工程，因而需要科学完善的规划体系来统筹和牵引，以保障中国“制造”向“智造”转型升级的整体有序推进。目前，我国已颁布了《中国制造2025》，后续还将陆续制定和实施《中国制造2035》、《中国制造2045》等战略规划，作为主攻方向和突破口的“智造”将贯穿于制造强国战略的整个过程，迫切需要制定一部有关智能制造的专门规划。另外，我国只在《“十二五”战略性新兴产业发展规划》等少数专项规划中纳入有关“智造”内容，绝大多数产业等专项规划尚未安排“智造”内容。目前，不仅“智造”规划体系不健全、不完善和相关内容不配套、不协调问题比较突出，而且“智造”规划缺乏刚性约束和执行力，难以整体统筹和协调推进中国“制造”向“智造”转型升级。为此，有必要紧紧抓住制定“十三五”规划的有利契机，启动或做好制定“智造”规划的相关工作。

为了更好发挥战略规划统筹和牵引中国 “制造”向“智造”转型升级作用，需要着力强化以下几个方面：一是加快构建“智造”战略规划体系。按照国家经济社会发展总体规划和中国制造行动纲领等内容和要求，把“智造”有机纳入国家和地方经济社会发展总体规划，以及相关部门、产业等专项规划之中，并适时制定和颁布实施“智造”专门规划，明确“智造”的发展目标、重点任务、实施步骤和重大布局。二是积极推进各有关规划的相互衔接和配套。为了防范和化解各相关“智造”规划之间的矛盾和冲突，需要做好相关规划内容的统筹协调工作，确保“智造”发展目标和任务与国民经济和社会发展总体目标和任务相契合，以及“智造”的发展与各部门、各产业发展相协调，特别是要与军民融合发展规划体系相统筹、相协调，着力发挥好军工制造的领先和独特优势。战略规划不能仅仅挂在墙上，需要扎实落地和有效实施。为此，还需要加强对“智造”战略规划的检查、评估和督导力度，确保规划各项内容严格落实；坚持把落实“智造”战略规划作为衡量各级政府和有关部门领导绩效的重要标准，切实增强“智造”战略展规划的刚性约束和执行力。

2．发挥好相关制度的保障和激励作用

推动中国“制造”向“智造”转型升级需要多方参与，因而必然涉及多方利益关系。导致我国制造业大而不强、智能制造发展相对滞后的原因比较复杂，相关配套制度建设滞后，体制机制不健全、政策法规体系不完善、相关激励力度不强和动力不足等，无疑是其中的重要因素。因此，为了加快我国智能制造发展步伐，不断提升制造业发展层次，需要强化配套制度建设，发挥好相关配套制度对智能制造的激励、引导和保障功能。国家和地方有关部门、行业必须结合我国和各自实际情况，不断完善深入实施制造强国战略的体制机制，健全相关政策支撑体系、法律保障体系，努力处理和协调好各方面利益关系，充分动员社会各方面力量，有效整合社会各方面资源，形成全社会共同推进“制造”向“智造”转型合力。

为了发挥好相关配套制度的保障和激励作用，充分调动全社会各方面内在动力，引导、扶持和激励全社会开展“智造”关键核心技术攻关，提高“智造”关键环节和重点领域创新能力，加速“智造”技术成果转化、推广、使用和商业化、产业化等，需要着力强化以下几个方面：一是健全相关体制机制。加快健全与国家制造强国建设领导小组相适应、相配合的相关组织管理体系、工作运行机制等，从整体上协调“制造”向“智造”的转型。二是完善财税金融和投资融资政策支持体系。中央、地方财税部门可采取减免税收、抵扣税收、退税、奖励、补贴等政策支持“智造”；有关金融机构可采用设立专项贷款、减息和贴息等方式为“智造”提供必要的金融政策支持；中央、地方政府可设立“智造”专项基金，支持发展“智造”风险投资机构，努力形成“风险共担、利益共享”风险投资机制等。三是发挥好市场决定性作用。确立企业“智造”主体地位，营造“智造”公平竞争环境、健全“智造”市场秩序，增强全社会推进“制造”向“智造”转型的内在动力和活力。

3．发挥好自主创新和人才的支撑作用

加快推动“制造”向“智造”转型升级，只能走“科技、人才、创新”相结合的发展道路。新一轮工业革命的核心是制造业智能化，是新一代信息技术、物联网技术和制造业的深度融合，中国制造业的发展，只有自主创新才能立于不败之地。自主创新的关键是人才，没有国际一流的创新人才，就没有国际一流的自主创新能力和水平，也就难以抢占国际智能制造高地。同发达国家相比，我国制造业自主创新能力和水平严重滞后，更缺乏国际一流创新人才。目前，我国高端装备与关键核心技术对外依存度较高，95%的高端数控系统，几乎所有的高端发动机、液压件和密封件等依靠进口。同时，我国人才资源同发达国家也有较大差距，人才流动机制、激励机制等建设滞后。

为了更好地发挥自主创新和人才资源的有力支撑作用，需要着力强化以下几个方面：一是加大“智造”自主创新投资力度。国家和地方有关方面需加大基础研究领域自主创新投资，力求在“智造”基础研究领域取得重大原创性、突破性和颠覆性创新，努力抢占“智造”领域的制高点；支持和引导社会有关方面加强对关键核心技术，特别是关键核心共性技术自主创新投资，力求抢得“智造”领域的发展主动权；鼓励社会有关方面加强对技术应用转化和产业化、商业化转化的自主创新投资，力求抢得“智造”领域的发展先机。二是加大“智造”人才队伍建设。积极依托高校、院所、企业等培训资源建立“智造”人才培训、实训基地，培养“智造”高层次人才；组织实施人才培养计划，完善研发、转化、生产、管理等“智造”各环节人才培养体系，实施国家、地方等不同层次“智造”人才建设工程，健全“智造”人才激励机制；加大“智造”领域的“引智”力度，着力引进大批国际一流的领军人才和紧缺人才。三是强化知识产权保护力度。“智造”需要各有关方面的持续创新，必须加大对知识产权等法律保护力度，激励和保护社会有关创新主体积极主动破除“智造”标准化体系、关键核心技术和品牌等发展瓶颈。

1．金培：《世界工业革命的缘起、历程与趋势》，《南京政治学院学报》2015年第1期。

2．杨君：《“智造”， 中国制造的未来路径》，《光明日报》2015年05月28日 13版。

3．居长志：《产业升级与用工短缺的关系理论探析》，《现代经济探讨》2014年第12期。

［责任编辑：吴 群］

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1009－2382（2015）11－0005－05

杜人淮，解放军南京政治学院经济学教研室教授、博导（南京 210003）。

※本文系2012年度国家社会科学基金资助项目“国防工业发展的军民融合战略研究”（项目编号：12BJY077）的阶段性成果。