智能制造发展的现状、存在的问题及对湖州的发展建议
技术进步与装备处 李永新
随着新一代信息技术与制造技术的不断融合发展，催生产生了智能制造，这是未来制造业变革的方向。智能制造的发展不仅能有效提高生产效率，大幅增强制造业的竞争力。而当前我市、全省乃至全国的智能制造发展，仍然存在行业标准不统一、制造企业智能化改造成本压力大、自主创新能力较弱及智能制造服务业相对滞后等阻滞智能发展的突出共性问题，本调研报告围绕我市“中国制造2025”试点示范城市建设特别是智能制造发展，试图通过对以上问题作进一步的分析研究，以尝试对如何制定做好智能制造顶层标准以及重点行业领域推广应用、如何实施精准的政策资金扶助和引入社会资本、组建智能制造创新中心、大力发展现代智能制造服务业等提出相关的对策建议。
一、国内外智能制造发展的现状
1.全球发展基本情况
总体来看，国际发达国家处于智能制造领先位置，掌握着大部分的关键智能技术及智能器件的控制权，发展中国家基本上处于模仿、引进、不断学习等追赶态势。与此同时，大部分的装备制造业尤其是高端制造业方面的国际标准，由国外发达国家所把持。不仅如此，欧美的制造业强国近些年都在积极谋划制订高端装备特别是智能制造发展规划，持续发力向制造业顶端稳步推进。美国从2008年金融危机以来，连续出台《重振美国制造业框架》《制造业促进法案》《先进制造业伙伴计划》和《互联网到机器人发展路线图》等政策措施，试图重新构筑制造业的全球竞争优势。德国2013年发布了《保障德国制造业未来：关于实施“工业4.0”战略的建议》（包含八项具体的行动计划），计划通过大力发展信息物理系统，突出以智能工厂及智能生产为载体，引领带动智能制造发展。英国于2013年发布《未来制造业：一个新时代给英国带来的机遇与挑战》，意图通过对先进制造技术发展的领先布局来推动英国智能制造发展。
此外，世界顶级的跨国公司也在不断加大对智能制造的投入，比如美国的谷歌公司，于2013年收购了八家与机器人研发制造相关的公司， 2014年又陆续收购人工智能公司和智能家居公司。1998年以来全球新装工业机器人年均增速达9%，金融危机后，全球机器人行业市场规模不断扩大，2015年全球工业机器人销量超过25.4万台。根据国际机器人联合会（IFR）发布的最新报告，2016年全球工业机器人销量继续保持高速增长，达到29.4万台，同比增长14%。其中，中国工业机器人销量9万台，同比增长31%。IFR预测，未来十年，全球工业机器人销量年平均增长率将保持在12%左右。其中2017全年全球工业机器人销量预计在34.6万台左右。销售额来看，2016年全球工业机器人销售额首次突破132亿美元，2017年预计可达147亿美元。这一销售额数据不包括软件、外围设备和系统工程的费用（整个工业机器人系统市场产值大约是工业机器人销售额的3倍）。工业机器人逐渐呈现出智能化发展态势，智能制造系统的自适应能力和人机交互功能逐渐增强。
2.国内发展现状
我国国内智能制造的发展起步相对较晚，但是近几年政府及企业已开始注重智能制造跨越发展。一是智能制造的产业发展政策不断完善。从《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、《中国制造2025》(国发[2015]28号)和《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》(国发[2016]28号)，《智能制造发展规划(2016-2020年)》，都是以发展先进制造业为核心目标，布局规划落实制造强国的实现路径。二是初步培育形成智能制造装备产业体系。2016年工业自动化控制系统和仪表仪器、数控机床、工业机器人等部分装备产业规模销售收入超过10000亿元，此外还取得了一批智能制造技术的突破，包括机器人技术、感知技术、智能信息处理技术等，建立了一批国家级研发基地。此外还取得了一批智能制造技术的突破，包括机器人技术、感知技术、智能信息处理技术等，建立了一批国家级研发基地，但智能制造的一些关键性技术仍旧依赖于进口，自主创新能力还较弱。三是部分发达省市率先布局智能制造发展。较为典型的比如广东、福建、四川、上海、浙江等省市，2015年已启动智能制造的规划布局，领军制造企业积极进行生产的智能化升级，例如海尔2012年就开始筹建数字化互联网工厂，已经建成两大支撑平台及四大互联工厂等一套较为完整的互联工厂体系；奥克斯空调公司等已步入“黑灯工厂”的智能化生产时代。
3.湖州智能制造发展现状
近年来我市在智能制造上持续发力，特别是自2017年获批建设“中国制造2025”试点示范城市以来，智能制造更是取得了突破性的进展，主要体现在三个方面：一是以智能化改造为主的“机器换人”成果丰硕。制定《2017年湖州市“机器换人”工作推进方案》，全力推进“机器换人”扩面升级，狠抓数字化车间和智能工厂示范。鼎力机械股份、永兴特种不锈钢列入2017年技术改造专项中央预算内投资项目（全省4个）。南浔区木地板行业“机器换人”智能化改造试点示范区、长兴县非金属制品行业机器换人试点示范区列入2018年省工业和信息化领域区域（行业）试点示范。鼎力机械等两个项目入选2017年技术改造专项中央预算内投资项目；天能动力等2家企业入选工信部第一批绿色制造示范名单。二是产品的智能化创新升级实现新突破。紧紧围绕七大重点产业的重点领域和企业，多管齐下实施装备制造业首台（套）认定、优秀工业新产品评选、浙江制造精品认定等创新组合拳。2017年，全市新增省级工业新产品备案1160项、通过省级鉴定103项，新增装备制造业首台（套）17项、省优秀工业新产品12项；累计为企业向上争取资金1150万元。三是项目化推动智能制造成效明显。实施《湖州市智能制造三年行动计划》，开展《智能制造百日攻艰行动》，中科院自动化研究所、力太科技、天心天思等第三方系统解决方案供营商，针对性开展开展企业智能化专项改造。2017年，微宏动力、泰普森和中莹电子等企业实施的智能制造新模式应用项目入选工信部项目（向上争取资金5800万元）；老恒和等16家企业实施的智能制造新模式应用项目入选省级项目；9家企业列入2017年工信部两化融合管理体系贯标试点企业，占全省入围总数的19.6%（全省入围46家）；19家企业列入省制造业与互联网融合发展示范企业，11家企业列入省制造业与互联网融合发展试点企业，共占全省总数的17.1%（全省175家），全市共完成企业上云4059家，完成省下达任务的101.5%。
二、智制造发展中较为突出的问题
1.智能制造行业标准尚未统一
制造业智能化过程中所需的各种智能化器件、网络端口的链接、系统软件的集成等，均要有一个标准作为实现制造业智能化在更为广泛的空间中得以顺利对接的前提性条件。智能制造行业标准的不统一，会造成行业发展紊乱，阻碍智能制造行业的快速发展。设备之间良好的链接能够带来整个系统的信息交流、分析，实现更大边界范围中的资源整合。美国、德国等国外制造业强国不断扩大对先进制造业国际标准的控制权，积极发展本国智能制造行业标准的制定及推广工作。而国内不少传统制造企业间自动化系统中的技术参数不同，来自于不同的厂商。即使其中的一些标准在各种学科领域、协会机构和工作单位中得到了使用，但是缺乏对这些标准的协调统一，不同网络之间、设备之间存在严重的异构异质问题。随着全球智能制造的发展大势已经明确，行业标准的不规范、不统一问题将会越发明显地制约制造业变大变强。我市的智能制造也存在类似的共性问题和困难，信息孤岛的最后一公里需要尽快打通。
2.企业实施智能制造改造升级成本较高
智能化制造是一种全新的生产方式，需要新的技术、新的设备、高技术性人才，然而我市乃至全省不少传统企业以成本最小化为竞争策略，大部分制造企业处于产业链附加值低端，对改造升级中所产生的成本面临较大压力。一是前期投入、购买智能机器成本及学习培训成本等较高，企业缺乏积极性，引发企业智能化改造障碍。二是智能制造是网络化、智能化、系统化的新型生产模式，具有颠覆性的创新，因此，企业在实施过程中会遇到人、财、物等更诸多成本压力。三是智能制造是制造技术和网络技术不断发展的结果，企业在升级过程中需要智能化技术的引入，然而现实中大型供应商提供的技术、软件系统的价格都比较高，影响企业改造的积极性。四是智能制造的一些关键性技术、设备、软件系统由国外大型企业所控制，大型跨国公司把价格定在较高的位置。
3.智能制造业的发展缺乏自主创新能力
产业的持续发展需要强大的创新支撑，自主创新的落后会导致过分依赖于外部，失去产业高端价值链的主导权。近些年我们国家在智能制造领域确实取得了一定的成就，但更多的是停留在引进模仿创新，自主创新能力较弱，致使难以登上制造产业链的顶端。例如姚景源指出我国制造业面临如下突出问题：机床产量占到全球总体的38%，但是高端数控机床大部分依赖于进口，我们钢铁产量位居世界第一，但是港口码头上的高吨位起重机所用的钢丝得进口，我们的铝产量位居世界首位，但是飞机用的比较先进的铝需要进口。而国外发达国家持续注重创新的领先发展，美国通过构建完善的创新网络体系来促进智能制造的发展，全球众多与智能制造技术相关的研发产品，均来自于美国大学的研究机构和企业的研发中心。2013年奥巴马政府提出建立45个制造业创新研究所，已经启动了增材制造业创新研究所、数字制造和设计创新研究所、轻型现代金属制造业创新研究所、新一代电力电子制造业创新研究所及先进复合材料制造业创新研究所5个区域创新研究中心。
4.智能制造相关的现代服务业发展滞后
智能制造的发展需要先进制造服务业的支撑，先进生产性服务业的发展能极大地促进智能制造的发展。智能制造产前、产后需要整套的服务体系，从智能技术的供应、智能设计、智能物流、智能监测、智能系统软件和管理软件等都要求发展一批智能制造相关的现代服务业。而我们在生产性服务业这块，与发达国家相比还较弱。一是市场化程度较低，智能制造的服务业市场还没有完全打开，市场的竞争性没有体现出来，存在一定的垄断现象，知识产权、数据产权等政策体系不完善。二是传统服务业比重过大，新兴服务业、知识密集型服务业比例偏小，传统的商贸流通、餐饮、旅游、批发零售等存在供给过剩问题，而先进生产性服务业等存在供给不足问题。三是智能制造专业人才供应及培训服务体系发展滞后，在智能制造中，工人需要在虚拟网络、现实机器、工厂控制系统和生产管理系统中进行组织和协调，加上信息网络技术、自组织技术和系统管理软件的发展，带来了对具有组织能力、强技术的专业性人才极大的需求，我国需尽快建立智能制造人才培育和职业学习计划体系。
三、推动我市智能制造发展的对策建议
1.呼吁加快制定顶层标准及重点行业的推广应用
制造企业面临的技术、网络及设备等标准不统一的问题，首先要靠政府根据国际标准及实际情况先行制定顶层文件，然后联合核心企业、行业一同推广应用。建立的智能制造综合标准化体系，应根据现存的标准进行修改或重新制定等策略，对重点行业领域的现有标准进行总结分析，规划建立包含已发布、在制定和待制定标准的智能制造综合标准化技术体系，首先实施基础性和通用性较强的智能制造标准。智能制造标准需要分领域、分行业地依次推进，着重根据国际标准变化趋势加强对共性技术、关键性技术标准的统一，然后在具有关联效应强的大型制造企业和电力、航空航天、能源等重点行业进行推广应用。
2.加大政策资金扶助并引入社会资本
智能制造前期的发展需要投入大量的资金，制造企业在面对引入智能技术、系统软件及智能部件时候，面临较大的成本压力，往往使得其进行改造升级的积极性减弱。因此，政府应做好相关的优惠政策及制度支持政策，合理引导制造企业的智能化升级建设。一是可稍微降低对制造企业的税收幅度，对其购买的工业机器人、3D打印、大数据管理技术、物联网等智能技术进行一定的税收减免及补助。二是做好先进制造技术的对接工作，帮助制造企业较容易的匹配到所需的技术，减轻企业寻找技术的外部成本。三是对智能制造网络基础设施进行投入，建立区域性甚至全球性网络服务空间平台，为制造企业配置资源提供便利性。四是可建立由政府、企业及社会资本共同组成的融资体系，进行对相关制造企业的智能化升级改造。
3.引导重点及龙头企业加快建立智能制造创新中心
我们在智能制造基础技术、系统软件开发、原始创新能力与国外发达国家还存在巨大的差距，需要借鉴发达国家创新网络建设的经验，以创新驱动发展的理念推进智能制造创新体系的建设，建立以政府为主导、企业为主体、研究机构及社会资金广泛参与的智能技术与系统的创新中心。这不仅是我们湖州发展绿色制造的需要，更是全省乃至全国发展智能制造的需要。要在不同领域、不同区域建立智能制造基础技术创新研究中心、智能制造工业软件创新研究中心、智能系统集成研究中心、智能装备创新研究中心等与上述几个大类相关的研究中心。鼓励高层次研究人才参与到智能制造的创新活动中去，着力推动企业在制造技术开发中的引领作用，引导社会资本投向制造业智能化的研发过程中。
4.大力推动现代智能制造服务业发展
高端制造服务业在现代服务业的比重已经越来越高，发达国家高端制造服务业在现代服务业的比重高达70%，针对我们智能制造服务业发展滞后问题，应做好以下几方面的内容：一是打造智能生产网络平台，促进企业之间的信息资源共享及优化配置。二是建立先进制造服务业集聚区，发展一批智能制造技术的研发、智能系统的开发，及智能制造服务管理企业，同时做好先进制造服务业集聚区科技知识成果的转化服务。三是建立高端人才的培养和培训服务体系，做好先进制造业的人才供给。四是对智能制造服务业的发展给予适度的政策优惠空间，为先进制造服务业提供良好的发展空间。