從三個維度理解“智能制造”
國務院發展研究中心產業經濟研究部王小明
國際金融危機後，許多國家對制造業在促進貿易增長、提高R&D和創新水平、促進就業等方面的重要作用有了新的認識，紛紛提出制造業國家戰略，如美國《先進制造業國家戰略計劃》、德國《工業4.0計劃》、日本《制造業白皮書》等。制造業再次成為國家競爭力的重要體現。面對各國的戰略舉措和全球制造業競爭格局的重大調整，我國也發布了《中國制造2025》，明確提出要把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向。那麽，如何理解“智能制造”？可以從技術創新、組織創新、模式創新等維度入手。
第壹，“智能制造”不是天生的，而是先進制造業發展的最新形式。“智能制造”作為先進制造的最新形態，得到了眾多制造業專業人士的廣泛響應，正在成為中國制造業轉型升級的新方向和新趨勢。但也要看到，“智能制造”並不僅僅是壹個誕生的概念，制造業是按照其內在發展邏輯，通過長期的演變和融合逐漸形成的。可以說，“智能制造”是隨著市場需求的變化，集技術創新、模式創新、組織創新於壹體的先進制造系統，是集成制造、精益生產、敏捷制造、虛擬制造、網絡化制造等先進制造系統和模式的綜合體。
第二，市場需求是先進制造業發展的根本動力。自上世紀中葉以來，隨著市場經濟的日益繁榮，消費者對商品的需求日益多樣化和個性化，這就要求現代制造業具有最短的交貨時間、最佳的產品質量、最低的產品價格和最佳的服務，從而推動工業制造從最初的規模戰略和成本導向戰略發展到後來的質量戰略和服務戰略。隨著消費者環保意識的提高，環保戰略已經成為工業制造的重要方向之壹。目前，單壹的制造業發展戰略已經讓位於全面的制造業服務戰略。先進制造系統必須能夠在時間、質量、成本、服務、環境等方面滿足市場和社會需求，才能獲得最大的經濟效益和社會效益，這對制造系統提出了更高的要求，提供了更大的發展動力。
第三，技術進步是先進制造業發展的關鍵因素。從制造業發展的歷史長河來看，先進制造業的發展過程也是制造技術進步的過程。瓦特發明了蒸汽機，開啟了第壹次工業革命，也開啟了工業制造的新篇章。自上世紀中葉以來，科學技術的發展也進入了壹個日新月異的時代。電子信息技術和自動化技術發展迅速。以互聯網為代表的信息技術革命為制造業註入了新的活力，出現了計算機集成制造、敏捷制造、虛擬制造等技術體系。從20世紀50年代數控機床的出現，到60年代計算機輔助設計、計算機數控和計算機輔助制造的出現，再到70年代計算機集成制造系統的出現，制造業沿著壹條信息化不斷深化的道路快速發展，目前已經發展到借助計算機仿真技術的虛擬制造和借助人工智能的智能制造階段。
第四，組織模式的創新是先進制造業發展的靈魂。美國福特發明了流水線，顛覆了歐洲傳統的作坊式生產組織模式，大大提高了生產率，是典型的制造業組織模式創新。65438+9世紀中葉到20世紀中葉的工業社會階段，制造體制和模式是剛性的大規模生產，流水線和泰勒工作制被廣泛使用。20世紀下半葉，市場需求的多樣化迫使工業制造向多品種、小批量、縮短生產周期的方向演變。剛性制造模式逐漸被柔性制造模式所取代，相應的生產組織也從金字塔式的官僚管理演變為扁平化、矩陣式的管理。
比如日本豐田公司精益生產方式的產品開發和生產都是以銷售為出發點，按照訂單合同組織多品種小批量生產，在生產組織上把工人組織成作業組，既完成生產任務，又參與企業管理。為了快速滿足消費者對高質量、高性能產品和服務的要求，美國壹些大企業采用快速反應組織模式，利用企業網絡實現企業內部工作組之間的溝通和並行工作，利用互聯網實現異地設計和制造，及時建立最優動態聯盟。在網絡化制造階段，壹些企業已經發展成為平臺型企業，並通過R&D平臺、營銷平臺和信息平臺與大量中小企業連接起來。扁平化有了新的內涵，集中垂直管理被分散合作取代，生產者和消費者更加直接相連。
第五，模式創新是先進制造業演進的集中體現。制造模式的創新主要圍繞對消費者需求的響應程度展開。隨著生產效率的極大提高和產品的極大豐富，工業制成品的市場競爭越來越激烈，而消費者的話語權越來越大。如何更好更快地滿足消費者的個性化需求，成為制造模式創新的重要因素。美國波音、通用電氣等企業采用的並行工程強調產品及其相關過程的並行協同設計和開發，縮短了產品開發周期。德國大眾實施的模塊化生產模式，將大規模制造的成本優勢與滿足消費者個性化需求的定制相結合，實現大規模定制生產，在滿足消費者更個性化需求的同時，大大加快了對需求的響應時間。
為了更好地服務消費者，制造業出現了從簡單制造向服務型制造模式轉變的新趨勢。在服務型制造模式下，制造企業以“產品+服務”的形式為客戶提供全面的解決方案。例如，英國勞斯萊斯公司不僅為客戶提供傳統的維修服務，還整合了增值服務，以確保航空公司服務飛機的良好使用。
總之，先進制造業是以顧客為中心，不斷應對市場需求變化，集技術創新、組織創新、模式創新於壹體，實現優質、高效、低耗、清潔、柔性生產，從而獲得理想經濟效益和社會效益的制造系統的總稱。而“智能制造”是先進制造業發展到現階段，融合物聯網、雲計算、大數據等新壹代信息技術，從集中控制向分散強化控制轉變，通過物聯網與互聯網的融合，以及三個集成(縱向集成、端到端集成、橫向集成)，實現智能化、社會化生產的最新形態。從技術創新、組織創新、模式創新三個維度理解“智能制造”，有利於更好地把握我國制造業當前的定位和未來努力的方向，避免盲目創新、急於求成的傾向。
如何從“制造”走向“智造”
工業和信息化部國際經濟技術合作中心王喜文
隨著移動互聯網、物聯網、雲計算、大數據技術的成熟，新壹輪工業革命正向我們走來。制造業正在發生巨大的變化。無論是美國的“工業互聯網”，還是德國的“工業4.0”；無論是制造的參與者角色，還是制造的理念、模式或驅動力，顛覆和重構都在發生。
(1)
在上個世紀，大規模生產模式在全球制造業領域占據了主導地位，極大地推動了全球經濟的快速發展，使整個社會進入了壹個新的階段。然而，隨著世界經濟的發展和市場競爭的日益激烈，消費者的消費觀和價值觀越來越多元化和個性化。隨後，市場需求的不確定性越來越明顯，大規模的生產方式已經無法適應這種不斷變化的市場環境。而且勞動力和原材料成本的上升，客觀上也對未來的制造業造成了很大的壓力。此外，由能源轉換工具驅動的傳統工業經濟將因外部環境而難以維持，如資源相對短缺、環境壓力加大、產能過剩加劇等。在某種程度上，傳統的工業發展模式已經失去了競爭力。
20世紀以來，制造業壹直面臨著全球產業結構調整帶來的機遇和挑戰。特別是2008年國際金融危機後，主要發達國家開始重新重視制造業，以尋找促進經濟增長的新途徑。以美國和德國為例。新工業時代，美國推出“制造業回歸”戰略，德國推出“工業4.0”戰略。可以說兩國在制造業上是在比拼實力，但目的都是為了搶占未來制造業的領先地位。隨著美國“制造業回流”的強力推動和中國國內勞動力、土地等成本的上升，中國制造業依靠傳統比較成本優勢參與國際競爭的局面難以為繼。加快制造業智能化發展進程，培育發展新優勢，是在新壹輪國際產業競爭中占據主動、推動產業轉型升級的重要戰略選擇。
在國際制造業競爭加劇、傳統比較優勢不復存在、新壹輪產業革命正在醞釀的復雜背景下，中國制造業面臨嚴峻挑戰和巨大機遇。面對機遇和挑戰，唯壹的選擇就是建設制造強國，抓住當前難得的戰略機遇，積極應對挑戰，加強統籌規劃，從“制造”向“智能制造”轉型升級，完成中國由大變強的戰略任務。
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對於未來的制造業，發達工業國家都提出了自己的願景。美國利用互聯網的優勢，讓互聯網吞並制造業；基於制造業的基礎，德國把制造業互聯網化了。
中國正處於工業化加速進程中，制造業是國民經濟的重要支柱和基礎。今年3月召開的國務院常務會議強調，要順應“互聯網+”發展趨勢，以信息化和工業化深度融合為主線，重點發展新壹代信息技術、高端數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備和高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、新材料、生物醫藥和高性能醫療器械、農業機械裝備，強化產業基礎能力。可以說，“互聯網加工業”將推動中國制造業轉型升級，實現“中國制造2025”的宏偉目標。
以前提到制造業就不得不提微笑曲線。在國際產業分工體系中，發達國家的企業往往占據R&D、售後服務等產業鏈的高端位置，而發展中國家的制造商則被擠入低利潤地區的生產制造環節。就全球產業鏈而言，雖然“中國制造”鋪天蓋地，但中國制造大多處於“微笑曲線”中間區域的生產制造環節，投入大量勞動力，導致利潤不佳。過去人們認為，要擺脫傳統制造業的低附加值，必須向“微笑曲線”的兩端延伸，通過高新技術實現產業升級，發展制造業的周邊服務業是必由之路。從產業層面看，“研究與設計”的環節是發展高科技產業，而“營銷與服務”的環節是圍繞制造業提高服務業比重。但是這個過程會遇到很多挑戰，並不能實質性的走出微笑曲線的底部，也不能在短時間內走出微笑曲線的底部。
但是，在“互聯網加工業”的時代，很多問題都在改變。制造業傳統的價值創造和分配模式正在發生變化。借助互聯網平臺，企業、客戶和利益相關者參與到了價值創造、價值傳遞、價值實現等制造業的各個環節。因為“互聯網加工業”不僅僅是“信息享受”，還將廣泛開展“實物享受”，從而形成新的價值創造和分享模式，打造全新的“享受經濟”，推動大眾創業、萬眾創新。
(3)
今年5月，《中國制造2025》發布。這壹規劃更加註重中長期，主要圍繞中國工業需要加強的領域，為中國走向現代工業強國之路繪制了清晰的路線圖。
第壹，強調新壹代信息技術與制造業的融合。近年來，工信部壹直致力於推進“兩化融合”，通過信息技術的融合和滲透，對傳統制造業產生了重大影響。然而，隨著新壹輪工業革命的到來，雲計算、大數據、物聯網等新壹代信息技術將在未來制造業中發揮越來越重要的作用。因此，要在“兩化”融合的基礎上，加快新壹代信息技術與制造業的融合，實現“中國制造2025”的階段性目標。
《中國制造2025》強調把推進智能制造作為主攻方向，推進智能制造進程。在重點領域試點建設智能工廠/數字化車間，加快人機智能交互、工業機器人、智能物流管理、增材制造等技術和裝備在生產過程中的應用，推進制造過程的仿真優化、數字化控制、實時監控和自適應控制。加快產品全生命周期管理、客戶關系管理、供應鏈管理系統的推廣應用，推進集團管控、設計制造、產供銷壹體化、業務與財務銜接等關鍵環節的整合，實現智能化管控。這為下壹步實現從“制造”到“智能制造”的轉型升級指明了方向。
二是重點從資源驅動向信息驅動轉變。隨著移動互聯網、雲計算、大數據等新壹代信息技術的發展，工廠車間越來越多的多功能、功能強大的智能設備以無線方式實現了與互聯網或設備的互聯。由此衍生出物聯網和服務互聯網，以網絡物理系統的方式促進了物理世界和信息世界的融合。換句話說，信息物理系統將使制造業實現資源、信息、貨物、設備和人的互聯，形成智能制造。
《中國制造2025》以智能制造為主攻方向。通過互聯互通、雲計算和大數據，將新壹代信息技術與以往的信息和自動化技術相結合，將工廠內的生產設備和器材進行垂直整合，將整個工廠連接起來，形成壹個信息物理系統，可以相互協作，遙相呼應。生產方式已經從資源驅動轉變為信息驅動。信息驅動的產品制造過程體現了智能制造的價值，即可以科學安排生產流程，提高生產率，實現個性化定制生產，調整資源的使用采取最節能的方式，從而真正實現制造業的轉型升級。