1　全球智能制造發(fā)展現狀

智能制造作為先進(jìn)制造技術(shù)與信息技術(shù)深度融合的成果，已經(jīng)成為制造業(yè)的發(fā)展趨勢，《中國制造2025》的頒布標志著(zhù)智能制造成為我國制造業(yè)轉型升級的主攻方向。大力發(fā)展智能制造不僅符合我國制造業(yè)轉型升級的要求，而且是推動(dòng)供給側結構性改革、適應并引領(lǐng)“新常態(tài)”的重要抓手。20世紀80年代末，Wright和Bourne合著(zhù)的《智能制造》一書(shū)的出版標志著(zhù)智能制造概念的提出。經(jīng)過(guò)了數十年的發(fā)展，智能制造的內涵逐漸豐富化，目前一般認為智能制造的含義是，在新一代信息技術(shù)的基礎上，將產(chǎn)品制造流程和生命周期作為對象，實(shí)現系統層級上的實(shí)時(shí)優(yōu)化管理，是成熟階段的制造業(yè)智能化。相比于數字化和網(wǎng)絡(luò )化階段，智能制造全面使用計算機自動(dòng)控制，并實(shí)現工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)機器人、大數據的全面綜合應用。智能制造可以大大縮短產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間、提質(zhì)增效、降低成本，體現了實(shí)體物理與虛擬網(wǎng)絡(luò )的深度融合特征。

（1）德國

德國作為全球制造業(yè)中最具競爭力的國家之一，德國的西門(mén)子、奔馳、博世、寶馬等品牌以其高品質(zhì)享譽(yù)世界。為了保持德國制造在世界的影響力，推動(dòng)德國制造業(yè)的智能化改造，在德國工程院及產(chǎn)業(yè)界共同推動(dòng)下，德國在2013年正式推出了德國工業(yè)4.0戰略。工業(yè)4.0的內涵是憑借智能技術(shù)，融合虛擬網(wǎng)絡(luò )與實(shí)體的信息物理系統，降低綜合制造成本，聯(lián)系資源、人員和信息，提供一種由制造端到用戶(hù)端的生產(chǎn)組織模式，從而推動(dòng)制造業(yè)智能化的進(jìn)程。德國智能制造以信息物理系統為中心，促進(jìn)高端制造等戰略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大幅減少產(chǎn)品生產(chǎn)成本，構建德國特色的智能制造網(wǎng)絡(luò )體系。德國工業(yè)4.0戰略的智能化戰略主要包括智能工廠(chǎng)、智能物流和智能生產(chǎn)三種類(lèi)別?？偠灾?，德國制造業(yè)的智能化過(guò)程以工業(yè)4.0戰略為依托，順應第四次工業(yè)革命的歷史機遇，通過(guò)標準化規范戰略部署，重視創(chuàng )新驅動(dòng)，實(shí)現制造業(yè)智能化轉型升級的戰略目標，使德國在全球化生產(chǎn)中保持科研先發(fā)優(yōu)勢。

工業(yè)4.0發(fā)布后，德國各大企業(yè)積極響應，產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，已經(jīng)形成工業(yè)4.0生態(tài)系統。德國的工業(yè)4.0平臺還發(fā)布了工業(yè)4.0參考架構。

2014年8月，出臺《數字議程（2014-2017）》，這是德國《高技術(shù)戰略2020》的十大項目之一，旨在將德國打造成數字強國。議程包括網(wǎng)絡(luò )普及、網(wǎng)絡(luò )安全及“數字經(jīng)濟發(fā)展”等方面內容。

2016年，發(fā)布《數字化戰略2025》，目的是將德國建成最現代化的工業(yè)化國家。該戰略指出，德國數字未來(lái)計劃由12項內容構成：工業(yè)4.0平臺、未來(lái)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、數字化議程、重新利用網(wǎng)絡(luò )、數字化技術(shù)、可信賴(lài)的云、德國數據服務(wù)平臺、中小企業(yè)數字化、進(jìn)入數字化等。

2019年11月，發(fā)布《德國工業(yè)戰略2030》，主要內容包括改善工業(yè)基地的框架條件、加強新技術(shù)研發(fā)和調動(dòng)私人資本、在全球范圍內維護德國工業(yè)的技術(shù)主權。德國認為當前最重要的突破性創(chuàng )新是數字化，尤其是人工智能的應用。要強化對中小企業(yè)的支持，尤其是數字化進(jìn)程。

（2）美國

美國是智能制造的重要發(fā)源地之一。早在2005年，美國國家標準與技術(shù)研究所提出“聰明加工系統研究計劃”，這一系統實(shí)質(zhì)就是智能化，研究的內容包括系統動(dòng)態(tài)優(yōu)化、設備特征化、下一代數控系統、狀態(tài)監控和可靠性、在加工過(guò)程中直接測量刀具磨損和工件精度的方法。2006年，美國國家科學(xué)基金委員會(huì )提出了智能制造概念，核心技術(shù)是計算、通信、控制。成立智能制造領(lǐng)導聯(lián)盟SMLC，打造智能制造共享平臺，推動(dòng)美國先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展。

2017年，美國清潔能源智能制造創(chuàng )新研究院（CESMII）發(fā)布的《智能制造2017—2018路線(xiàn)圖》指出，智能制造是一種制造方式，在2030年前后就可以實(shí)現，是一系列涉及業(yè)務(wù)、技術(shù)、基礎設施及勞動(dòng)力的實(shí)踐活動(dòng)，通過(guò)整合運營(yíng)技術(shù)和信息技術(shù)的工程系統，實(shí)現制造的持續優(yōu)化。該定義認為智能制造有四個(gè)維度，“業(yè)務(wù)”位于第一位，智能制造最終目標是持續優(yōu)化。該路線(xiàn)圖的目標之一就是在工業(yè)中推動(dòng)智能制造技術(shù)的應用。

2018年，發(fā)布《先進(jìn)制造業(yè)美國領(lǐng)導力戰略》，提出三大目標，開(kāi)發(fā)和轉化新的制造技術(shù)、培育制造業(yè)勞動(dòng)力、提升制造業(yè)供應鏈水平。具體的目標之一就是大力發(fā)展未來(lái)智能制造系統，如智能與數字制造、先進(jìn)工業(yè)機器人、人工智能基礎設施、制造業(yè)的網(wǎng)絡(luò )安全。

2019年，發(fā)布《人工智能戰略：2019年更新版》，為人工智能的發(fā)展制定了一系列的目標，確定了八大戰略重點(diǎn)。

（3）日本

日本在智能制造領(lǐng)域積極部署。積極構建智能制造的頂層設計體系，實(shí)施機器人新戰略、互聯(lián)工業(yè)戰略等措施，鞏固日本智能制造在國際上的領(lǐng)先地位。

日本提出以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)為核心的協(xié)同制造發(fā)展策略。事實(shí)上，日本的智能生產(chǎn)起步很早，在上世紀70、80年代，日本就提出柔性制造FMS()。1989年，日本率先提出了智能制造系統IMS()的概念，主要關(guān)注工廠(chǎng)內部系統智能化，并沒(méi)有加入互聯(lián)網(wǎng)因素。2015年起，日本開(kāi)始發(fā)力智能制造。2015年1月發(fā)布“新機器人戰略”，其三大核心目標分別是世界機器人創(chuàng )新基地、世界第一的機器人應用國家及邁向世界領(lǐng)先的機器人新時(shí)代。2015年10月，日本設立IoT推進(jìn)組織，推動(dòng)全國的物聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能等技術(shù)開(kāi)發(fā)和商業(yè)創(chuàng )新。之后，由METI（日本經(jīng)濟貿易產(chǎn)業(yè)?。┖蚃SMEMSD（日本機械工程師協(xié)會(huì )）發(fā)起產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈計劃，基于寬松的標準，支持不同企業(yè)間制造協(xié)作。2016年，日本提出IVR，開(kāi)始推動(dòng)信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應用，并發(fā)布相應的體系架構。2017年3月，日本明確提出“互聯(lián)工業(yè)”的概念，安倍發(fā)表《互聯(lián)工業(yè)：日本產(chǎn)業(yè)新未來(lái)的愿景》的演講，其中三個(gè)主要核心是：人與設備和系統的相互交互的新型數字社會(huì )，通過(guò)合作與協(xié)調解決工業(yè)新挑戰，積極推動(dòng)培養適應數字技術(shù)的高級人才?；ヂ?lián)工業(yè)已經(jīng)成為日本國家層面的愿景。在《制造業(yè)白皮書(shū)（2018）》中，日本經(jīng)產(chǎn)省調整了工業(yè)價(jià)值鏈計劃是日本戰略的提法，明確了“互聯(lián)工業(yè)”是日本制造的未來(lái)。為推動(dòng)“互聯(lián)工業(yè)”，日本提出支持實(shí)時(shí)數據的共享與使用政策；加強基礎設施建設，提高數據有效利用率，如培養人才、網(wǎng)絡(luò )安全等；加強國際、國內的各種協(xié)作。2019年，日本決定開(kāi)放限定地域內的無(wú)線(xiàn)通信服務(wù)，通過(guò)推進(jìn)地域版5G，鼓勵智能工廠(chǎng)的建設。

（4）歐盟

歐盟委員會(huì )于2020年3月發(fā)布了面向2030年的《歐盟新工業(yè)戰略》，與《歐盟數據戰略》《人工智能白皮書(shū)》共同構成歐盟“數字化轉型計劃”的重要組成部分?！稓W盟新工業(yè)戰略》旨在推動(dòng)歐盟工業(yè)在氣候中立和數字化的雙重轉型中保持領(lǐng)先，意圖搶占數字化工業(yè)主導地位、提升全球數字競爭力、釋放數字經(jīng)濟潛力，以應對全球經(jīng)濟前景的不確定性。戰略提出，綠色、循環(huán)、數字化是工業(yè)轉型的關(guān)鍵驅動(dòng)因素，并提出了一系列具體行動(dòng)計劃，特別是在新冠肺炎疫情爆發(fā)的背景下，強調借助數字基礎設施、數字技術(shù)等手段提高歐盟工業(yè)競爭力和戰略自主性至關(guān)重要，值得深入思考。

通過(guò)觀(guān)察，各國在推動(dòng)本國制定的戰略的同時(shí)，也在積極開(kāi)展合作。比如美國和德國在積極對接后，提出工業(yè)4.0平臺和IVC進(jìn)行合作，因為他們認為彼此的架構是相互呼應的，可以融合發(fā)展，在一系列產(chǎn)品解決方案、參考架構對接和標準化工作方面進(jìn)行全方位的合作。此外，德國在對各國智能制造戰略進(jìn)行系統性研究后，明確了自己的國際化戰略。即不管是對美國還是對中國，一方面強調通過(guò)貿易和設備供應的方式，與不同國家進(jìn)行合作；另一方面又非常強調在技術(shù)和標準上以“我”為主，強化合作。

2　全球智能制造業(yè)格局

當今世界的很多工業(yè)強國都在將人工智能看成是下一個(gè)發(fā)展風(fēng)口。日本、德國、美國自不必說(shuō)，巴西、印度等新興經(jīng)濟體同樣把人工智能看做是一個(gè)新興領(lǐng)域不斷加持。它作為全球下一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵領(lǐng)域，對整個(gè)世界的發(fā)展具有重大意義。

根據《全球智能制造發(fā)展指數報告》評價(jià)結果顯示，美國、日本和德國名列第一梯隊，是智能制造發(fā)展的“引領(lǐng)型”國家；英國、韓國、中國、瑞士、瑞典、法國、芬蘭、加拿大和以色列名列第二梯隊，是智能制造發(fā)展的“先進(jìn)型”國家。目前全球智能制造發(fā)展梯隊相對固定，形成了智能制造“引領(lǐng)型”與“先進(jìn)型”國家穩定發(fā)展，“潛力型”與“基礎型”國家努力追趕的局面。

新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠的產(chǎn)業(yè)變革，形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。各國都在加大科技創(chuàng )新力度，推動(dòng)三維（3D）打印、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據、生物工程、新能源、新材料等領(lǐng)域取得新突破?；谛畔⑽锢硐到y的智能裝備、智能工廠(chǎng)等智能制造正在引領(lǐng)制造方式變革；網(wǎng)絡(luò )眾包、協(xié)同設計、大規模個(gè)性化定制、精準供應鏈管理、全生命周期管理、電子商務(wù)等正在重塑產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈體系；可穿戴智能產(chǎn)品、智能家電、智能汽車(chē)等智能終端產(chǎn)品不斷拓展制造業(yè)新領(lǐng)域。我國制造業(yè)轉型升級、創(chuàng )新發(fā)展迎來(lái)重大機遇。

當前，智能制造已經(jīng)成為全球價(jià)值鏈重構和國際分工格局調整背景下各國的重要選擇。各發(fā)達國家紛紛加大制造業(yè)回流力度，提升制造業(yè)在國民經(jīng)濟中的戰略地位。德國的“工業(yè)4.0”，美國“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”戰略、日本《機器人新戰略》、法國“新工業(yè)法國”方案，均在積極部署自動(dòng)化、智能化。

除了國家以外，企業(yè)也在進(jìn)行積極的探索。例如相當一部分的傳統制造業(yè)基于傳統制造能力的優(yōu)勢，著(zhù)重提升數字化的能力，推動(dòng)智能制造。西門(mén)子著(zhù)手智能制造的推進(jìn)，依托自己在裝備和自動(dòng)化技術(shù)上的優(yōu)勢，通過(guò)合作、并購不斷補齊數據、軟件等信息技術(shù)的短版，打造了一個(gè)全面化智能制造解決方案體系。這是非常傳統經(jīng)典的提升路徑。還有一些老牌裝備企業(yè)，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重構生產(chǎn)體系，推動(dòng)智能制造。以GE為例，通過(guò)構建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺Predix，將傳統層級制造體系轉化為以平臺為核心的網(wǎng)絡(luò )制造體系，通過(guò)開(kāi)放平臺，引入產(chǎn)業(yè)合作力量，塑造產(chǎn)業(yè)競爭新優(yōu)勢。這是非典型的工業(yè)企業(yè)的轉型發(fā)展路徑。還有一些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)通過(guò)引發(fā)產(chǎn)品變革乃至顛覆原有產(chǎn)業(yè)形態(tài)，來(lái)推動(dòng)智能制造。以谷歌為例，其不斷將其互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和思維傳遞至工業(yè)領(lǐng)域，促進(jìn)工業(yè)企業(yè)推出智能化產(chǎn)品，并使得原來(lái)以產(chǎn)品銷(xiāo)售為核心的產(chǎn)業(yè)形態(tài)轉化為以智能服務(wù)為核心的新形態(tài)。

文章摘自《中國智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2022年）》

摘自《自動(dòng)化博覽》2023年7月刊