智能轉型提升中國制造業
http://www.debgrams.com 2016-05-17 16:53 來源：中國科學網
智能制造成為推動信息技術與制造技術融合的主攻方向。圖片來源：百度圖片
當前，制造業已經成為全球經濟競爭的制高點，在國際國內形勢的雙重挑戰下，“十三五”將成為我國制造業提質增效、由大變強的關鍵期。
5月11日，由工業和信息化部、中國工程院共同主辦的2016智能制造國際會議在京召開。工信部部長苗圩在會議上指出，制造業發展數字化、網絡化、智能化趨勢明顯，智能化更是其突出鮮明的特征，我國已將智能制造作為推動新一代信息技術與制造技術深度融合發展的主攻方向。
據悉，工信部目前正在加緊編制智能制造“十三五”發展規劃，研究中國未來五年智能制造發展的思路和目標，有序實現制造業的數字化、網絡化、智能化。
制造業已到換擋期
過去30多年，制造業一直是我國經濟快速增長的引擎，然而近年來我國制造業卻呈現增速放緩的態勢，經濟進入中高速增長的新常態，制造業面臨前所未有的挑戰。
與此同時，國際金融危機促使發達國家重新反思制造業在國民經濟中的戰略作用，各國競相發展、改造和提升制造業，紛紛制定以重振制造業為核心的“再工業化”戰略。如美國提出《先進制造業伙伴計劃》、德國提出“工業4.0計劃”以及法國的《新工業法國計劃》、英國的《英國制造2025》等。
在這一趨勢下，生產制造的自動化、智能化對簡單勞動的替代，將對我國制造業傳統的勞動力成本優勢形成重大沖擊，我國制造業亟須在“雙重擠壓”下尋找出路。
苗圩指出，隨著發達國家“再工業化”戰略的實施，一方面，高端制造業出現向發達國家回流的態勢；另一方面，發展中國家利用資源、勞動力等比較優勢，也開始在中低端制造業上發力，以更低的成本承接勞動密集型制造業的轉移。
“從中國來看，隨著經濟發展進入新常態，增長速度換擋、經濟結構調整和發展動力轉移，制造業發展站到了爬坡過坎、由大變強的新的歷史起點上，如何做到換擋不迷失，推動產業結構向中高端邁進，重點、難點和出路都在制造業。”苗圩分析道。
對于智能制造，德國的“工業4.0”就為我們展現了一幅全新的工業藍圖：在一個智能、網絡化的世界里，物聯網和服務互聯網技術將滲透到所有的關鍵領域，產業鏈分工將被重組，傳統的行業界限將消失，并會產生各種新的活動領域和合作形式。
德意志聯邦共和國駐華大使館大使柯慕賢表示，目前，德國已經完成傳統工業的轉型升級，工業制造向著生產高效、可持續和以客戶為中心轉變，工業產值保持在GDP最大份額。他同時表示，中國也將迎接工業制造的挑戰，面對工業化需求，實現最大產能、完成創新成果將是中國工業現代化面臨的挑戰之一。
智能制造呈現新特點
隨著新一代信息通信技術與先進制造技術的深度融合，全球興起了以智能制造為代表的新一輪產業變革。苗圩指出，從生產方式看，作為“制造業+互聯網”的最高表現形式，智能制造已成為制造業變革的核心；從發展模式看，綠色化、服務化日漸成為制造業發展新趨勢；從創新方式看，網絡協同創新將重構傳統制造業創新體系。
中國機械工程學會榮譽理事長、兩院院士路甬祥表示，當前，工業文明已向知識網絡文明進化，正在形成以數字化、網絡化、綠色化、個性化、定制式、注重用戶體驗和價值創造的網絡智能制造文明，而綠色低碳、網絡智能、融合創新、共創分享正成為全球網絡智能制造服務的新特點。
“基于知識網絡和大數據，綠色智能設計制造將從注重單個產品、全生命周期的物耗能耗最低、排放和有害廢棄物最少、對生態環境壓力最小，進化到注重實現整體系統的綠色化。”路甬祥指出，綠色低碳、精準高效是智能制造的目標。
在日前召開的德國漢諾威工業博覽會上，綠色智能設計制造就隨處可見。在一個裝有控制室的造紙廠模型中可以看到，通過監控需水量、原料成分、熱能消耗等各項數據，并調節生產流程，生產的新型纖維產品可替代石油、木材等原料消耗。而在國內，不少企業也已經加入了綠色智能設計制造，例如華中科技大學開發的具有智能學習功能的智能注塑機，能量可按需供應，節能超過60%。
除了向綠色化邁進，制造業也正在向服務化轉型。在國內，越來越多的企業開始關注以客戶為中心，一些企業逐步把標準化的批量生產轉化為客戶定制的個性化生產，從生產制造型向整個生命周期的服務型轉變。
中國工程院院士、中國機械工程學會副理事長李培根就以國內幾家代表企業舉例稱，小米手機的更新4/5來源于網民意見，1/3直接由用戶開發，這實際上就是在利用群體智慧；在青島紅領服裝公司，客戶只須提供身體18個部位的22個數據，企業就可以把電子標簽下發到工位上，7天可以提供產品。
“新的定制生產只比傳統的批量生產成本增加百分之十，但是回報超過一倍。這也給中小制造企業提供了借鑒。”李培根說。
路甬祥表示，未來，設計制造服務全過程將處于全球CPS環境之中。全球網絡、知識云、工業大數據、云計算和智慧軟件成為最重要的創新資源和網絡平臺，可實現全球知識信息的智能應用，人才智力、資本等全球自由流動，實現全球智能設計制造服務創新。網絡智能設計制造、運行監控、數據分析、經營服務等也將成為制造服務創新的新方式、新產業。
除此之外，網絡信息、物流、商務、金融等也為智能制造服務提供了前所未有的自由、快捷、透明、多樣的共創分享環境，知識信息、開放數據等成為可近零成本分享利用，并無限增值的創新資源。另外，智能制造還將呈現跨學科交叉、跨界融合創新的特點，資源能源、空天海洋、生物醫藥、微納系統等超常環境、超常功能、超常尺度、超常精準智能裝備，成為科技與制造融合創新的新高地。
“信息網絡、大數據、云計算、智慧物流、人工智能等為重塑制造服務提供了新的技術基礎和產業生態；生態環境友好材料、超級結構和功能材料、高端復合材料以及3D打印等綠色低碳、精準高效工藝成為智能制造創新的物質和工藝技術基礎。”路甬祥補充道。
“十三五”轉型在即
目前，中國制造業增加值全球占比超過20%，為世界提供了大量高性價比的商品和裝備；進口商品裝備和服務需求快速增長，已成為全球第二進口大國。而面對智能制造這一全球制造業發展的主要方向，中國也將在“十三五”期間全力推進我國制造業智能升級。
苗圩表示，一方面，中國將依托自身產業基礎，以智能制造工程為抓手，在研發和應用兩端共同發力，努力在數控機床與機器人、智能傳感與控制等領域突破一批關鍵技術裝備，大力推廣網絡協同制造、個性化定制等智能制造新模式；另一方面，充分發揮中國互聯網規模和應用優勢，開展工業云、大數據、物聯網創新應用試點，支持基于互聯網的眾包設計、云制造等新型制造模式發展。
苗圩表示，“十三五”期間，中國將同步實施數字化制造普及、智能化制造示范，重點聚焦“五三五十”重點任務，即：攻克五類關鍵技術裝備（高檔數控機床與工業機器人、增材制造裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備），夯實智能制造三大基礎（構建基本完善的智能制造標準體系，開發智能制造核心支撐軟件，建立高效可靠的工業互聯網基礎和信息安全系統），培育推廣五種智能制造新模式（高效型智能制造、流程型智能制造、網絡協同制造、大規模個性化定制、遠程運維服務），推進十大重點領域智能制造成套裝備集成應用（電子信息、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、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），持續推動傳統制造業智能轉型。
據悉，為加強智能制造的頂層設計，工信部正在加緊研究制定智能制造發展“十三五”規劃，將針對我國制造業機械化、電氣化、自動化、信息化并存，不同地區、行業、企業發展不平衡的局面，以及關鍵技術裝備創新能力不足、標準/軟件/網絡/信息安全薄弱、新模式推廣尚未起步等問題，明確中國未來五年智能制造發展的思路和目標，提出不同行業的推進重點和路徑，指導地方、行業有序實現制造業的數字化、網絡化、智能化。
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