先进制造：工业制造的集成创新

徐玮

一、制造业正在从传统产业链模式转变为以用户为中心的网络模式

制造业正在从传统产业链模式转变为以用户为中心的网络模式，模式的迭代导致了产业的重构，从原来的上下游产业链模式进化到以用户为中心的中心化网络模式。

制造业正在从终端消费者出发进行模式重塑。产业正在从终端消费者出发、围绕中心节点企业以扁平化的网络配置模式重塑。从消费端出发进行概念提炼，设计、融资、推广、销售等环节不再以产业链方式循序进行，而是可以同时推进，从上下游的分工化发展为扁平化。

“互联网+制造”带来的是从产业链的分工模式到中心化网络的扁平模式的变化，以工业互联网为核心发展先进制造业。

只有先搞好了“可视化”和“目视管理”，搞好了生产现场的日常管理，得到了精准有效的实绩数据，“信息化”才会真正起作用;只有拥有顺畅无停滞的流程、准确无误的数据采集、没有浪费的逻辑运算规则，“智能化”才会真正“智能”起来，而不会看上去高大上，实际很无能;只有企业具备了无论大量生产还是多品种少量生产，都可以实现快速切换、短周期制造、均衡生产的能力，“柔性化”才不会纸上谈兵。

二、先进制造的概念

1. 定义

先进制造业是相对于传统制造业而言，指制造业不断吸收电子信息、计算机、机械、材料以及现代管理技术等方面的高新技术成果，并将这些先进制造技术综合应用于制造业产品的研发设计、生产制造、在线检测、营销服务和管理的全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，即实现信息化、自动化、智能化、柔性化、生态化生产，取得很好经济收益和市场效果的制造业总称。也可以将智能制造与狭义的先进制造并列理解，将智能制造视为基于新一代信息通信技术与狭义先进制造技术的深度融合。

2. 先进制造的特点

先进制造技术的主要特点是系统与集成。与传统制造技术相比，它具有四方面特点：

（1）先进制造技术的基础是优质、高效、低耗、无污染或少污染工艺，并在此基础上实现优化及与新技术的结合，形成新的工艺与技术。

（2）传统制造技术一般单指加工制造过程的工艺办法，而先进制造技术覆盖了从产品设计、加工制造到产品销售、使用、维修整个过程。

（3）传统制造技术一般只能驾驭生产过程中的物质流和能量流，随着信息技术的列入，使先进制造技术成为能驾驭生产过程中的物质流、能量流和信息流的系统工程。

（4）传统制造技术的学科、专业单一，界限分明，而先进制造技术的各专业、学科、技术之间不断交叉、融合，形成了综合、集成的新技术。

3. 如何理解工业4.0、工业互联网、中国制造2025與第四次工业革命？

德国为了提高工业在世界的竞争力，巩固自己的领先优势，在新一轮工业革命中占领先机就提出了自己的国家级工业革命战略规划“工业4.0”。

为了保障美国在未来的全球竞争力，通用电气公司正式提出了工业物联网革命的概念，2014年，五家巨头级的公司，在美国成立工业互联网联盟。

2014年12月，“中国制造2025” 被首次提出。通过中国制造2025战略的逐步推进，中国将会从工业大国变成工业强国。

都是第四次工业革命的战略，都是推进工业互联网——把人、数据和机器连接起来。

4. 全球制造业的发展格局与转移趋势

2015年全球制造业增加值比重分布：中国（26.74%）、欧盟（19.4%）、美国（17.6%）、日本（7.5%），其他国家合计占28.8%，由此可见，全球制造业分布不均，重心主要集中在欧美日少数发达国家和中国。

全球制造业发展出现过三次较大规模的转移，目前正发生第四次转移。

第一次于20世纪50年代，美国将传统制造业陆续转向日本、德国等战败国。第二次于20世纪60-70年代向“亚洲四小龙”和部分拉美国家转移。第三次于80年代把劳动力密集型产业和低技术产业转移至改革开放的中国大陆。

近年，随着东南亚新兴经济体崛起，廉价劳动力促使部分中低端制造业开始转向东南亚、印度等新兴经济体。

5、发展先进制造，是我国制造业应对国际竞争所需

先进制造业是我国制造业转型升级的重要途径，将成为我国参与国际竞争的先导力量。如果用三个词来形容我国发展先进制造业的重要性和紧迫性的话，原机械工业部总工程师、中国机械联合会特别顾问朱森第认为是：势在必行、刻不容缓、影响深远。

在朱森第看来，我国先进制造业的发展已有一定基础，但与美国等国家的先进水平相比有较大差距。如果战略正确、措施有力、实现协同创新，经过十年二十年的努力，我国先进制造业将有较大发展并在某些领域领先。

先进制造业将成为引领我国制造业由大变强的利器。中国工程院院士柳百成表示，先进制造技术是制造业及战略性新兴产业的基础技术，对发展经济和国家安全至关重要。制造技术已成为发展我国制造业的薄弱环节，要十分重视发展先进制造技术。

着眼内部，国内研发投入持续快速增长，产业结构向全球价值链高端攀升，新常态下经济面临新旧动能转换，中国正从制造业大国迈进制造业强国。

通过发展先进制造，可以顺应国家政策，国内制造业也可以积累品牌，进行技术革新。

疫情后，双循环发展的新格局有望拉动国内制造业向“微笑曲线”两端提升，产业有望进入价值发现新阶段。

可以肯定的是，先进制造业是制造业的发展方向，先进制造业的发展将使我国有可能在第四次工业革命中发挥重要作用，将引领我国制造业走出一条发展新路，将极大支撑起我国国民经济发展和国防建设，加快发展先进制造业影响深远。

党的十八大就明确指出：要推动战略性新兴产业、先进制造业健康发展。“制造业的持续健康发展仍是我国经济发展的主要动力，而转型升级是主旋律。”朱森第指出。

6. 传统制造业强国的状态

分析全球竞争力驱动因素发现，传统制造业强国在除了成本竞争力的其他各因素都远远领先于韩国、中国和印度。从德国的“工业4.0”、美国的“先进制造伙伴战略”到英国的“高价值战略”，全球主要制造业大国均在积极推动制造业转型升级。

20世纪的传统制造业强国随着先进制造业战略的落地实施，制造业的竞争力和优势都在不断提升。

全球区域间的制造业实力分化加剧，技术密集型制造业和劳动力密集型制造业会在区域间不断分化加剧。

三、国外标杆案例

1. 美国

集群作为区域经济发展的重要组织形式，是美国经济发展的重要特征。美国先进制造业集群数量众多，类型多样，先后诞生了硅谷高科技产业集群、休斯顿石油化工产业集群、底特律汽车产业集群、波士顿生物技术产业集群等。

18世纪60年代，第一次工业革命促使纽约、芝加哥、洛杉矶等城市聚集了大量人口和制造企业，并通过不断竞争和兼并，产业集中度越来越高。

20世纪70-80年代，美国调整产业结构去工业化，传统制造业开始向海外转移，集群主导产业由劳动密集型产业过渡到资本密集型和技术密集型产业。

2009年美国联邦政府发布“美国创新战略”，要求促进区域创新集群发展。

2011年美国联邦政府公布了多个部门负责的区域创新集群计划，推动信息技术、生物医药、航空航天、新材料等一批高科技产业集群的崛起。

政府提供政策支持和公共服务：虽然美国产业集群发展主要依靠市场力量，但政府制定相应的政策措施给予扶持和引导也是必不可少的。

产业布局与区位资源优势相耦合：美国产业集群在布局上遵循因地制宜原则，与区域资源禀赋、交通区位、研发基础、社会资源等相耦合。

以市场需求为导向：美国产业集群的发展基本上是以市场导向为主，依赖产业与市场的互动，来提高产业自身竞争力和内源力。

产学研协同创新：产学研一体化的技术创新网络是美国制造业保持创新的重要驱动力。

企业网络组织在集群中起主导作用：政府、企业、科研机构、中介机构等自发建立的网络化组织是美国产业集群治理的主导者，致力于通过提供专业咨询、教育培训、信息分享、业务开拓、政策识别、关系网构建等服务来促进集群发展。

2. 英國

从2008年起，英国政府推出“高价值制造”战略，鼓励英国企业在本土生产更多世界级的高附加值产品，确保高价值制造（HVM）成为英国经济发展的主要推动力，促进企业实现从概念到商业化整个过程的创新。

（1）在HVM创新方面的直接投资翻倍，达到每年5000万英镑。

（2）利用22个制造业能力组合制定投资决策，它们可以分为五个战略主题——资源效率、制造系统、材料集成、制造工艺和商业模式。

（3）集中投资那些能保证英国从全球市场受益的技术和行业。

（4）投资HVM弹射中心，为世界级技术的商业化提供尖端设备和技能资源。

（5）提供开放共享的知识交流平台，如知识转化网络（KTN）、HVM弹射中心等，帮助企业聚合最佳的制造创新，创造世界一流的产品、工艺和服务。航空工业的制造创新是英国高价值制造战略的重要扶持对象。

四、我国制造业发展现状

我国先进制造业的持续发展面临诸多问题。例如，资源环境的制约异常突出，产业发展乏力，产业技术创新能力薄弱，产业结构调整的任务非常艰巨，发展方式转变十分困难。要实现由制造大国向制造强国的转变，加快发展先进制造业势在必行。

随着我国制造业的劳动力红利时代即将结束，很多发展中国家已接纳了不少转移的产业，对我国制造业形成了挑战。美国及其他工业发达国家若引领新一轮产业革命，将使其重获制造业优势。为使我国制造业不致落入“前有围堵后有追兵”的局面，加快发展先进制造业刻不容缓。

通过总结英美德，提出中国先进制造业可以参考的核心策略：

加快传统制造业升级：围绕“互联网+先进制造业”战略，双向出击，一方面要和“互联网+”融合化发展，一方面要做好先进制造业的转型升级。加快传统制造业的升级，夯实先进制造业的行业基础。

推动先进制造业融合化发展：围绕发展先进制造业的目标，要着力引导科技、文化、金融、商务服务等相关产业的跨界融合，促进产业间协同创新、功能互补、要素衔接与功能再造，着力构建先进制造业领先优势。

打造产业集群，构建全产业生态系统：构建高端化产业集群、创新集群、服务集群和集群化生态，通过这种方式可以整合资源，加强生存发展能力建设。

营造先进制造业有发展力的软环境：持续推进简政放权、放管结合，释放生产要素活力，为产业升级提供市场化发展氛围。

智能制造标准体系结构包括“A基础共性”“B关键技术”“C行业应用”等三个部分，主要反映标准体系各部分的组成关系。

先进制造业，包括“自动化”“信息化”“智能化”“柔性化”和“生态化”这五个方面，同时其基本概念有“产业先进性”“技术先进性”和“管理先进性”三部分认识。

在许多企业推进先进制造的“五化”过程中，直接上马“五化”的具体体系和工具方法之前，企业还缺乏基础或者说前提条件之类的东西。

我和许多制造业老板、经营层进行了深入交流，他们也都基本持有相同的观点。

思索和摸索了这些年，我发现目前我国的制造业企业，几乎都在言必称“精益化”。而精益化应该就是现在我们的制造业推进先进制造之前，欠缺的那个前提条件和基础。只有先做好了精益化所倡导的“带人字边的自动化”——也就是真正做到了保证设备不制造不良品、做到了在工序内保证质量，才能真正使得设备的“全自动化”有效落地;只有先搞好了“可视化”和“目视管理”，搞好了生产现场的日常管理，得到了精准有效的实绩数据，“信息化”才会真正起作用;只有拥有顺畅无停滞的流程、准确无误的数据采集、没有浪费的逻辑运算规则，“智能化”才会真正“智能”起来，而不会看上去高大上，实际很无能;只有企业具备了无论大量生产还是多品种少量生产，都可以实现快速切换、短周期制造、均衡生产的能力，“柔性化”才不会纸上谈兵;最后，只要企业全员有了“彻底排除一切浪费”“持续改善”的意识和能力，这就是在践行最有效的“生态化”。

制造业服务化是服务要素在制造业投入和产出活动中的比重日益增加的一种趋势，主要包括生产环节的服务化和消费产品的服务化两方面，这里又根据业态和模式的不同分为制造共享、延伸服务、多功能开发、供应链管理和服务型制造五种类型。

制造共享：智能工厂、智能化解决方案服务;共享生产平台（研发设计、优化控制、设备管理、质量监控等服务）。

延伸服务：发展远程运维、状态预警、故障诊断等在线服务;发展医学检测、健康管理等第三方医疗服务。

多功能开发：发展工业文化旅游，挖掘历史文化底蕴，开发集生产展示、观光体验、教育科普等于一体的旅游产品。

供应链管理：推动设计、采购、制造、销售、消费信息交互和流程再造，形成高效协同的智慧供应链网络。

服务型制造：发展柔性化定制、工程承包、设备租赁、合同能源管理等多种类型的服务型制造新业态和新模式。

五、小结

1. 广义的先进制造是制造业不断吸收新一代信息技术、现代管理技术以及机械、材料等科学技术的成果，并将其综合应用于生产制造全过程的各类制造技术的总称;也可以将智能制造与狭义的先进制造并列理解，将智能制造视为基于新一代信息通信技术与狭义先进制造技术的深度融合。

2. 精益化是制造业在推进先进制造之前，需要达到的前提条件和基础;达到精益化有五个方面的要求：自动化、信息化、柔性化、智能化、生态化。

3. 服务化是先进制造的重要升级方向，服务化是服务要素在制造业投入和产出活动中比重日益增加的一种趋势，根据业态和模式的不同分为：制造共享、延伸服务、多功能开发、供应链管理和服务型制造五种类型。