“互联网+”背景下智能制造产业发展模式与路径创新研究

唐德淼

摘 要：《中国制造2025》指出，我国要大力推动制造业的数字化、网络化和智能化，建立起一个全新的智能工业体系。智能制造产业的发展是第四工业革命的核心内容之一，也是重塑国家间产业竞争力的关键因素。目前，我国智能制造产业已呈现多头并进的发展态势，但《2016中国制造业竞争力调研报告》表明，我国智能制造才走了不到30%的路程。为加快这一进程，着重对智能制造产业的发展模式、发展路径与供给侧对策进行剖析。

关键词：智能制造产业；发展模式；路径创新

中图分类号：F426 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2016）33-0035-03

引言

《中国制造2025》，将“推进信息化与工业化深度融合”作为主要战略任务之一，提出研究制定智能制造发展战略、加快发展智能制造装备和产品、推进制造过程智能化、深化互联网在制造领域的应用等具体任务。而《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》和《关于开展2016年智能制造试点示范项目推荐的通知》等文件，提出在产业发展过程中重点推进智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造，打造智能协同制造技术服务平台，形成智能制造业协同发展的产业生态体系；以推进智能制造产业发展为主攻方向，提升工业共性技术能力，促进产业化创新和转型升级，促进制造业的数字化、网络化和智能化，建立起一个全新的智能工业体系，打造智能制造产业生态链，构成新常态下经济增长新动力。

智能制造是基于新一代信息技术，在现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能的基础上，以信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行为主要特征，包括从智能制造单元扩展到车间、生产线、企业、供应链等环节在内的制造生态系统。智能制造的实现主要通过信息—物理系统（CPS），实现网络信息系统和实体空间的深度融合，形成智能决策与控制，从而推进整个制造业的智能化发展。为此，对智能制造产业的发展模式、實现路径等内容的研究，显得非常有现实意义。

一、智能制造产业发展新模式

（一）“政府+企业”发展模式

“政府+企业”发展模式指智能制造业在发展过程中由政府作为其主要支配力量，政府为企业的发展提供资金、人才等资源，企业在政府的大力支持下优先享用政府资源，受政府相关政策的保护，从而不断发展壮大，最终成长为智能制造业的“舵手型”企业。这类企业往往涉及一些与国家利益直接相关的产业领域，或是与国家的重要发展战略息息相关，因而这些企业受到政府部门的调节和支配，能够在政府的大力扶持下迅速成长起来。

（二）“智能制造业产业化创新平台”协同发展模式

智能制造业产业化创新平台由政府和产业链上的“舵手型”企业共同发起，平台由“舵手型”企业以创新的商业模式驱动运营。激发平台的产、学、研和企业的协同创新智慧，通过该平台共享和增值，促进创新要素发挥乘数效应的作用。该创新平台的有效运营由政府的产业政策驱动，全面涵盖智能制造产业发展的利益相关方，促进智能制造业的良性发展。保证所有相关基础技术与组件的自主创新能力，提供开放、实时的运行环境，数字生态系统的优化整合、数据分析以及协同的功能，促进智能制造业产业化创新平台的共享运行。面向智能制造的全过程、全产业链、产品全生命周期，建立起智能产业部门的协作，发展网络化协同制造新生产模式，支持产业与互联网的融合，制定智能制造的共性技术标准、关键技术标准和行业应用标准与规范，并在相应领域推广；实现智能制造产业系统中的物理对象与相应的虚拟对象之间无缝协同融合；推动实施国家重点研发计划，实施智能制造重大产业工程，强化制造业自动化、数字化、智能化基础技术和产业支撑能力，加快构筑自动控制与感知、工业云与智能服务平台、工业互联网等制造新比较优势，增强智能制造业数字化连接能力、数据增值能力、网络集成能力、智能认知能力、智能优化配置的能力，促进全产业链的智能协同。

（三）“工业4.0”引领发展模式

发达国家大力推进再工业化与制造业回归，推进网络信息技术、人工智能与制造业的深度融合。重点关注互联网、智能技术对制造业发生的作用，其中CPS是网络世界与实体世界的融合，具有在空间和时间维度感知和处理外部环境复杂性的能力，对产业互联网与工业互联网产生巨大影响。在美国，这种影响将重点发生在智能生产设备、流程、自动化、控制、网络和新产品设计等产业。CPS能够实现管理大数据、提升机器互联、建设智能化、提升对设备管理弹性和自适应能力等目标。对制造业的硬件设备、工厂、移动设备、物流、服务和人和过程进行连接、整合、分析和动态调整，具有跨界协同的特征。要重点推进能适应“工业4.0”的智能制造业发展模式，提升智能化制造业的CPS能力。首先，实体空间的数字化能力，将设备、移动终端、工厂、流程、服务等供应链中所有环节等“实体空间”要素，进行数字化呈现与连接的能力，实现万物智慧互联；其次，大数据基础上，网络空间对数据进行集成分析，发展人—机智能交换，提升认知层的智能决策能力；最后，网络—实体空间交互能力，形成智能价值网络、商业生态，实现智能协同增值。

二、智能制造产业发展的创新路径

（一）提升重点领域智能机器人智慧能力

面向《中国制造2025》十大重点领域，聚焦智能生产、智能工厂、智能企业的智能机器人的智慧能力提升，攻克智慧机器人关键技术，围绕重大科技领域，培育智慧生活、现代服务、特殊作业等方面的需求，重点发展人机协作智慧机器人、双臂机器人等标志性智慧机器人产品，引导智慧机器人向中高端发展，推进专业服务机器人实现系列化、商品化，促进服务机器人向更广领域发展。

（二）大力发展智慧机器人关键零部件

从优化设计、材料优选、制造工艺、装配技术、专用制造智能装备、智能产业化能力等多方面入手，实施技术创新，突破技术壁垒，解决智能工业机器人用的关键零部件性能、可靠性差，使用寿命短等问题。聚焦感知、控制、决策、执行等智能制造核心关键环节，突破关键核心与关键零部件，开发智能工业机器人、增材智能制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等核心技术装备，以装备为支撑，全面提升高高性能机器人专用伺服电机和驱动器、智能控制器、智能传感器、智能末端执行器等五大关键零部件的质量稳定性和产业化生产能力，推动智能制造产业发展。

（三）推进智能制造产业共性关键技术产业化创新

积极跟踪智能机器人的发展趋势，推进新一代智能机器人共性技术产业化创新，建立健全智能制造机器人的创新平台。充分利用和整合现有科技资源和研发力量，组建面向全产业链的智能机器人创新中心，打造政产学研用（企业）紧密结合的协同创新载体。重点聚焦人工智能、机器人深度学习等基础前沿技术和共性关键技术，突破高性能智能机器人的设计、精确参数辨识补偿、协同作业与调度、编程等工业机器人的关键技术；重点突破智能制造模块化、标准化体系结构设计、信息技术融合、生肌电感知与融合等服务机器人关键技术；重点开展，突破机器人通用控制软件平台、人机共存等新一代智能机器人核心技术。同时，推进智能制造共性关键技术标准体系建设以及检测体系认证与应用。

（四）打造“舵手型”企业和“智能工厂”

引导企业开展产业链横向和纵向整合，支持互聯网企业与智能制造企业的共享联合，通过联合重组、合资合作及跨界融合，加快培育智能化管理水平高、创新能力强、市场竞争力和产业整合能力强的“舵手型”企业，打造市场渗透力强的智能制造机器人知名品牌，充分发挥“舵手型”企业带动作用，以“舵手型”企业为引领形成良好的智能制造产业生态系统，形成全产业链协同发展的局面。通过“舵手型”企业，打造“智慧工厂”，以制造资源、生产操作流程和产品为核心，以产品生命周期数据为基础，应用仿真技术、虚拟现实技术、实验验证技术等，使产品在生产工位、生产单元、生产线以及整个工厂实现智能化生产和运营。在信息化、网络化、数字化以及智能化都成熟的前提下，从基础IT与自动化，到业务流程变革，再到系统集成，参照CPS以及工业4.0的技术标准，建立智能车间、智能化工厂、智能化企业以及整个智能制造产业生态系统。

三、智能制造产业发展的供给侧对策

（一）加强智能制造产业发展的政策引导

实施智能制造产业发展的分布规划，在制造的优势行业、重点企业，开展智能制造发展的应用示范，政策鼓励企业建设智能车间、智能工厂和智能企业，推进智能制造和智能生产性服务；分层推进智能化技术应用，推进智能技术产业应用。在互联网、物联网、云计算、大数据等泛在信息的强力支持下，推进智能化制造产业支撑能力建设，加强工业互联网等网络基础设施建设，推动制造企业的互联网化和智能化，突破和发展智能化关键共性技术和高端核心智能工业软件、智能制造装备及其关键部件和装置研发和生产，通过供给侧结构性改革，建立和完善有利于智能制造产业创新升级、推进智能制造的制度环境，促进智能制造产业的升级发展。

（二）促进创新体系有效智能协同

智能制造产业化水平的关键是制造业的创新能力。我国在工业无线技术、标准及其产业化，关键数据技术和安全核心技术等智能制造产业和工业互联网领域，发展水平还很低。制造业总体技术水平还处于由电气化向数字化迈进的阶段，而智能制造的支撑是数字化和智能化。按照德国工业4.0的划分，发达工业国家智能制造推进的是由工业3.0向工业4.0的发展，而我国智能制造需要的是工业2.0、工业3.0和工业4.0的同步推进。不断探索“互联网+”与各行业融合创新的新模式，以网络为纽带，实现人、机、物的互联互通，加快高速、互联、安全、泛在的基础网络设施建设，智能制造的实现设备、生产线、制造系统、产品、供应商、人之间的智能互联；强化创新驱动，持续推进智能制造企业融合创新，引导机器人产业链及生产要素的集中集聚，形成合力，推动智能制造产业健康发展，实现创新能力和智能制造技术革命的赶超，促进智能制造业与互联网深度融合协同发展。

（三）示范应用带动制造业智能化升级

激发智能制造产业发展的积极性，提升智能制造业的集成创新、产业应用、产业化创新、试点示范成效，支持产学研用合作和组建产业创新联盟，联合推动离散型数字化制造、流程型智能制造、网络协同制造、大规模个性化定制、远程运维服务等智能制造产业应用。支持智能制造系统集成和应用服务，推动形成包括多元化主体和多元化路线的产业创新和技术扩散体系，多方参与、多线并进的开放性创新机制，建立面向智能制造重点行业的工业云，采集产品数据、运营数据、价值链上大数据以及外部数据，实现经营、管理和决策的智能优化，加快构建以智能制造“母工厂”为核心的系统层面智能制造技术的应用载体。制定智能制造产业发展规划，促进各项资源向优势企业集中，鼓励机器人产业向高端化发展，聚集重点领域，紧扣关键工序智能化、生产过程智能优化控制、供应链及能源管理优化，建设智能工厂、数字化车间，分类实施流程制造试点示范与离散制造试点示范，以应用为抓手，带动制造业智能化升级。

（四）建立智能制造产业发展风险补偿机制

加强智能制造产业领域的资金扶持，以产业政策推动形成多元化的、竞争与合作并存的智能产业创新格局，鼓励以解决智能制造产业现实问题为宗旨，引导组织智能制造产业联盟合作和关键技术攻关，强化面向产业联盟的独立评估与信息公开机制，加快我国智能制造企业的整体技术进步和自主创新模式形成，主动对接国际智能制造技术产业标准，设立智能制造产业融合发展专项资金，加大对智能制造业与互联网融合发展关键环节和重点领域的投入力度，加大财税支持力度，为智能制造产业转型升级等专项资金支持机器人及其关键零部件产业化创造条件，积极探索建立智能制造产业发展风险补偿机制。

结语

如何抓住智能制造业发展的契机，促进信息化和工业化深度融合，将是我国考虑的现实问题。发展智能制造产业应该立足于新常态的新比较优势，借鉴发达国家智能制造的发展模式。注重政府对智能制造产业发展的政策引导，健全智能创新体系，促进智能协同，以应用为抓手，带动制造业智能化升级，建立智能制造产业发展风险补偿机制，积极培育智能制造人才。在供给侧对策的支持下，坚持 “政府+企业”发展模式，“智能制造业平台”协同发展模式，“工业4.0”引领发展模式，沿着推进工业机器人向中高端迈进，发展智能制造机器人的关键零部件，推进智能制造机器人的共性关键技术产业化创新，提升产业化创新能力，打造“舵手型”企业和“智能工厂”的创新路径。着力发展智能装备和智能产品，着力推进企业研发、生产、管理和服务智能化，着力智能制造产业发展的市场空间，以“智能企业”建设和智能制造产业水平为主攻方向，我国智能制造产业在全球产业链中的控制力一定能增强。