如何从“制造”迈向“智造”
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发布时间：2022-04-28 20:21
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时间：2022-06-23 01:58
从三个维度认识“智能制造”
*发展研究中心产业经济研究部 王晓明
国际金融危机后，许多国家对制造业在推动贸易增长、提高研发和创新水平和促进就业等方面的重要作用有了新的认识，纷纷提出制造业国家战略，如美国的《先进制造业国家战略计划》、德国的“工业4.0计划”和日本的《制造业*》等。制造业正重新成为国家竞争力的重要体现。面对各国的战略举措和全球制造业竞争格局的重大调整，中国也出台了《中国制造2025》，明确提出把智能制造作为两化深度融合的主攻方向。那么，如何认识“智能制造”?我们可以从技术创新、组织创新和模式创新等维度来入手。
其一，“智能制造”不是横空出世，而是先进制造发展的最新形态。“智能制造”作为先进制造的最新形态一经提出，就获得制造业内众多专业人士的广泛响应，正在成为中国制造业转型升级的新方向、新趋势。但是也应该看到，“智能制造”并非只是一个横空出世的概念，而是制造业依据其内在发展逻辑，经过长时间的演变和整合逐步形成的。可以说，“智能制造”是随着市场需求的变化，集成了技术创新、模式创新和组织方式创新的先进制造系统，是集成制造、精益生产、敏捷制造、虚拟制造、网络化制造等多种先进制造系统和模式的综合。
其二，市场需求是先进制造发展的根本动力。上世纪中期以来，随着市场经济的日益繁荣，消费者对商品的需求变得日益多样化和个性化，要求现代制造业必须有最短的交货期、最优的产品品质、最低的产品价格和最好的服务，促使工业制造从最初的规模化战略、成本导向战略发展到后来的质量战略、服务战略。随着消费者环境意识的提高，环保战略又成为工业制造的重要导向之一。目前，单一的制造业发展战略已经让位于综合性的制造服务战略，先进制造系统必须在时间、质量、成本、服务和环境等几个方面同时能够满足市场和社会需求，从而获取最大的经济和社会效益，这就对制造系统提出了更高的要求，也提供了更大的发展动力。
其三，技术进步是先进制造发展的关键因素。从制造业发展的历史长河来看，先进制造业的发展过程也是制造技术进步的过程。瓦特发明了蒸汽机，开启了第一次工业*，同时也开启了工业化制造的新篇章。上世纪中期以后，科学技术的发展也进入了一个日新月异的时代，电子信息技术和自动化技术发展迅猛，以互联网为代表的信息技术*为制造业注入了新的生命力，计算机集成制造、敏捷制造、虚拟制造等技术系统应运而生。从上世纪50年代开始出现的数控机床，到60年代开始出现的计算机辅助设计、计算机数控、计算机辅助制造，到70年代计算机集成制造系统，制造业沿着一条信息化程度不断深化的路径快速发展，到目前已经发展到借助计算机仿真技术的虚拟制造和借助人工智能的智能制造阶段。
其四，组织方式创新是先进制造发展的灵魂。美国的福特发明了流水线，*了传统欧洲作坊式的生产组织方式，使生产率大幅度提高，就是一种典型的制造组织方式创新。19世纪中叶到20世纪中叶的工业社会阶段，制造系统和模式是刚性的大批量生产，流水线和泰勒工作制得到广泛的应用。到了20世纪后半叶，市场需求的多样化迫使工业制造向多品种、小批量、缩短生产周期方向演进，刚性制造模式逐渐被柔性制造模式所替代，与之对应的生产组织也由金字塔式的科层管理向扁平化、矩阵式管理的方向演变。
比如，日本丰田公司精益生产方式的产品开发与生产均以销售为起点，按订货合同组织多品种小批量生产，在生产组织上把工人组成作业小组，不仅完成生产任务，而且参加企业管理。美国一些大企业实施的敏捷制造，为了快速满足消费者高质量、高性能产品和服务的要求，采取快速响应的组织方式，利用企业网实现企业内部工作小组之间的交流和并行工作，利用互联网实现异地设计和制造，及时建立最优动态联盟。到了网络化制造阶段，一些企业发展为平台型企业，通过研发平台、营销平台和信息平台实现与大量中小企业的连接。扁平化有了新的内涵，集中垂直式管理被分散合作式所替代，生产者与消费者联系更加直接。
其五，模式创新是先进制造演变的集中体现。制造模式的创新主要是围绕对消费者需求的响应程度来演进的。随着生产效率的大幅度提高和产品的极大丰富，工业制成品的市场竞争越来越激烈，而消费者的话语权却越来越大，如何更好、更快地满足消费者的个性化需求成为制造模式创新的重要因素。美国波音、通用电气等企业采取的并行工程强调并行地进行产品及其相关过程的协同设计开发，缩短产品开发周期。德国大众公司实施的模块化生产方式，把大规模制造的成本优势和满足消费者个性化需求的定制化结合起来，实现了大规模定制化生产，在满足消费者更加个性化需求的同时，大大加快了对需求的响应时间。
为了更好地服务消费者，制造业出现了由单纯制造向服务型制造模式转变的新趋势。在服务型制造模式下，制造企业以“产品+服务”的形式为客户提供全面解决方案。比如，英国的罗尔斯罗伊斯公司为客户提供的不仅仅是传统的维修服务，还整合了增值服务，保障了航空公司服役飞机良好的使用状态。
总之，先进制造业是以顾客为中心，不断响应市场需求变化，综合了技术创新、组织方式创新和模式创新，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，从而取得理想的经济社会效益的制造系统的总称。而“智能制造”是先进制造业发展到当前阶段，整合了物联网、云计算、大数据等新一代信息技术，由集中式控制转向分散式增强型控制，并通过物联网与互联网的融合，以及三项集成（纵向集成、端对端集成、横向集成），实现智能化、社会化生产的最新形态。从技术创新、组织创新和模式创新三个维度认识“智能制造”，有利于更好地把握中国制造业当前所处位置以及未来努力的方向，避免盲目求新和急于求成的倾向。
如何从“制造”迈向“智造”
工业和信息化部国际经济技术合作中心 王喜文
随着移动互联网、物联网以及云计算和大数据技术的成熟，新一轮工业*正在向我们袭来。制造业正在发生巨大变化。无论是美国的“工业互联网”，还是德国的“工业4.0”;无论是制造业的参与者角色、制造的理念、模式，还是驱动力，都在出现*与重构。
（一）
上世纪，大规模生产模式在全球制造业领域占据统治地位，它曾经极大地促进了全球经济的飞速发展，使整个社会进入全新阶段。但是，随着世界经济的日益发展，市场竞争的日趋激烈，消费者的消费观和价值观越来越呈现出多样化、个性化的特点，随之而来，市场需求的不确定性越来越明显，大规模生产方式已无法适应这种瞬息万变的市场环境。而且，劳动力成本和原材料成本的上涨也从客观上对未来制造业构成了极大的压力。此外，受资源相对短缺、环境压力加大、产能加剧过剩等外界环境影响，传统的以能量转换工具为推动力的工业经济将难以维系。从某种程度上说，传统工业化的发展模式已经失去了竞争力。
21世纪以来，制造业面临着全球产业结构调整带来的机遇和挑战。尤其是2008年国际金融危机之后，主要发达国家为了寻找促进经济增长的新出路，开始重新重视制造业。以美、德两大制造业大国为例，新工业时代，美国推出“制造业回归”战略，德国推出“工业4.0”战略，可以说，两国在制造业上争相发力，但目的都是期望抢占未来制造业的主导权。随着美国“制造业回归”的强力推动以及我国国内劳动力、土地等成本的上升，我国制造业依赖传统比较成本优势参与国际竞争的局面难以为继。加快制造业智能化的发展进程，培育和发展新优势，是在新一轮国际产业竞争中主动出击，促进工业转型升级的重大战略抉择。
在国际制造业竞争加剧、传统比较优势不复存在、新一轮工业*正在酝酿的复杂背景下，我国制造业面临着严峻的挑战和重大的机遇。在机遇与挑战面前，唯一的选择是建设制造强国，紧紧抓住当前难得的战略机遇，积极应对挑战，加强统筹规划，由“制造”向“智造”转型升级，完成中国制造由大变强的战略任务。
（二）
对未来制造业，发达工业国家都提出了各自的愿景。美国利用互联网优势，让互联网吞并制造业;德国基于制造业根基，让制造业互联网化。
而中国正处于加快推进工业化进程中，制造业是国民经济的重要支柱和基础。今年3月召开的*常务会议强调，要顺应“互联网+”的发展趋势，以信息化与工业化深度融合为主线，重点发展新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械、农业机械装备10大领域，强化工业基础能力，提高工艺水平和产品质量，推进智能制造、绿色制造。可以说，“互联网+工业”将会促进中国制造业的转型升级，实现“中国制造2025”的宏伟目标。
以往，提到制造业不得不提微笑曲线。在国际产业分工体系中，发达国家的企业往往占据着研发、售后服务等产业链高端位置，发展中国家的厂商则被挤压在低利润区的生产与制造环节。就全球产业链来看，尽管“中国制造”铺天盖地，但是，中国制造大多是处于“微笑曲线”中间区域的生产与制造环节，投入大量的劳动力，获取少得可怜的利润。以往的思路认为，想要摆脱传统制造业的低附加值境地，就必须向“微笑曲线”的研发和服务这两端延伸，通过高新技术实现产业升级和发展制造业周边服务业是必经之路。从产业层面来看，“研究与设计”环节意味着发展高新技术产业，“营销与服务”环节则是要提高制造业周边服务业的比重。但是，这一过程会遇到诸多挑战，且不能实质性地走出微笑曲线的底部，也不能短期内走出微笑曲线的底部。
但是，“互联网+工业”时代，很多问题在发生改变。制造业传统意义上的价值创造和分配模式正在发生转变，借助互联网平台，企业、客户及利益相关方纷纷参与到价值创造、价值传递及价值实现等生产制造的各个环节。因为 “互联网+工业”不仅仅是“信息共享”，还将广泛开展“物理共享”，从而形成新的价值创造和分享模式，开创全新的共享经济，带动大众创业和万众创新。
（三）
今年5月，《中国制造2025》出台。这项规划更注重中长期，主要围绕我国工业有待加强的领域进行强化，为我国现代化工业强国之路描绘出清晰的路线图。
第一，强调新一代信息技术与制造业融合。近年来，工信部一直致力于推进“两化融合”工作，通过信息化的融合与渗透，对传统制造业产生了重大影响。但是，随着新一轮工业*的到来，云计算、大数据、物联网等新一代信息技术在未来制造业中的作用愈发重要。所以，需要在“两化”融合的基础上，以加快新一代信息技术与制造业融合为主线，实现“中国制造2025”的阶段性目标。
《中国制造2025》强调，以推进智能制造为主攻方向，推进制造过程智能化。在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间，加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理、增材制造等技术和装备在生产过程中的应用，促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和适应控制。加快产品全生命周期管理、客户关系管理、供应链管理系统的推广应用，促进集团管控、设计与制造、产供销一体、业务和财务衔接等关键环节集成，实现智能管控。这为下一步实现从“制造”向“智造”转型升级指明了方向。
第二，强调从资源驱动变为信息驱动。随着移动互联网和云计算、大数据等新一代信息技术的发展，工厂车间内越来越多功能强大的智能设备以无线方式实现了与互联网或设备之间的互联。由此衍生出物联网、服务互联网，推动着物理世界和信息世界以信息物理系统的方式相融合。也可以说，信息物理系统将使制造业领域实现资源、信息、物品、设备和人的互通互联，形成智能制造。
《中国制造2025》将智能制造作为主攻方向，通过互通互联，云计算、大数据这些新一代信息技术，与以前的信息化、自动化技术结合在一起，工厂内的生产设备和设备之间、工人与设备之间实现纵向集成，把整个工厂内部的联结起来，形成信息物理系统，可以相互协同、遥相呼应，生产方式从资源驱动变成了信息驱动。信息驱动下产品制造的过程，体现出了智能制造的价值所在，即能够科学地编排生产工序，提升生产率，实现个性化定制生产，还可以调整资源使用，采用最节约能耗的方式，从而真正实现制造业的转型升级。
