智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級主攻方向

“應(yīng)盡快擺脫平臺軟件主要依賴進口的危險局面，我國基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)零部件、工業(yè)軟件等絕不可陷入‘拿來主義’”。

工信部裝備工業(yè)司原司長、中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專家委員會委員、中國智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商聯(lián)盟專家委員會主任張相木，在“搶占新基建風(fēng)口·破局智能制造”高端云講堂系列活動中作如上表述。

他指出，智能制造的主角應(yīng)為“制造者”，制造者對智能制造應(yīng)擁有更多的話語權(quán)。“如果沒有制造者的擔(dān)當，我國智能制造之路不會走太遠?！?/p>

發(fā)展先進制造業(yè)已成國家戰(zhàn)略

制造業(yè)是實體經(jīng)濟的主體、國民經(jīng)濟的支柱，是衡量一個國家綜合國力的重要標志。

美國瓦科拉夫·斯米爾在《美國制造》一書中寫到：如果沒有一個強大而且極具創(chuàng)新性的制造業(yè)體系，以及它所創(chuàng)造的就業(yè)機會，那么任何一個先進的經(jīng)濟體都不可能繁榮發(fā)展。

他認為，對任何一個現(xiàn)代經(jīng)濟體來說，制造業(yè)都是關(guān)鍵的組成部分，其重要性遠非對GDP的貢獻率所能反映出來的。

***總書記曾指出，國家強大要靠實體經(jīng)濟，實體經(jīng)濟是國家的本錢，必須始終高度重視發(fā)展壯大實體經(jīng)濟，抓實體經(jīng)濟一定要抓好制造業(yè)。制造業(yè)是實體經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)，一定要把我國制造業(yè)搞上去，把實體經(jīng)濟搞上去，扎扎實實實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標。

毋庸置疑，國家的繁榮和強大離不開制造業(yè)。但張相木表示：“必須看到，傳統(tǒng)制造業(yè)存在諸多問題，如生產(chǎn)效率低、資源消耗大、污染排放高、附加值低、勞動力密集、產(chǎn)能嚴重過剩?！?/p>

他分析指出，歷史上對制造業(yè)曾有過兩種不同的選擇，一是以德國為代表的“轉(zhuǎn)型升級”，二是以美國為代表的“去工業(yè)化”。

金融危機爆發(fā)以來經(jīng)濟持續(xù)低迷，讓世界各國都認識到產(chǎn)業(yè)空心化的危害，同時，隨著各種新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，制造業(yè)正在發(fā)生深刻變革，傳統(tǒng)制造業(yè)正在向先進制造業(yè)轉(zhuǎn)型。在此背景下，工業(yè)發(fā)達國家不約而同提出“再工業(yè)化”和“重振制造業(yè)”的戰(zhàn)略。

黨的十九大明確提出，加快建設(shè)制造強國，加快發(fā)展先進制造業(yè)，培育若干世界級先進制造業(yè)集群。這既是深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、推動經(jīng)濟發(fā)展的重要內(nèi)容，也是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強國的客觀需要。

“所謂‘制造強國’，一個基本標志就是‘先進制造’在其制造業(yè)發(fā)展中的比重和規(guī)模。推進我國由制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵是加快發(fā)展先進制造業(yè)。發(fā)展先進制造業(yè)是推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、建設(shè)制造強國的重大戰(zhàn)略任務(wù)。”張相木說。

智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級主攻方向

上世紀九十年代，美國在全球首先提出“先進制造業(yè)”概念，認為先進制造業(yè)是擁有先進制造技術(shù)的行業(yè)。2009年，英國商業(yè)、創(chuàng)新和技能部將“先進制造業(yè)”定義為：運用高水平設(shè)計方法或技能來生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜的產(chǎn)品或流程的行業(yè)。

2011年美國總統(tǒng)科技顧問委員會提出，“先進制造”是通過信息、自動化、計算機、軟件、傳感、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合創(chuàng)新，或使用尖端材料和新的物理和生物方法來生產(chǎn)產(chǎn)品的一系列制造活動。

國內(nèi)對于“先進制造業(yè)”也有諸多描述，有的強調(diào)先進技術(shù)得以應(yīng)用，有的強調(diào)生產(chǎn)方式的變革，有的則認為應(yīng)從先進技術(shù)、制造模式、生產(chǎn)組織方式和管理模式多個層面來理解先進制造業(yè)。

張相木認為：“這些描述各有側(cè)重，但是有一點是共同的，即都認為先進制造業(yè)既包括用先進生產(chǎn)方式制造現(xiàn)有產(chǎn)品，也包括用先進技術(shù)培育和發(fā)展新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)。”

他指出，發(fā)展先進制造業(yè)的主要途徑為，要改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化智能化，產(chǎn)品高端化、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化），培育發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)（高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化）。

在張相木看來，智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向，“什么是智能制造，這是新時代我國制造業(yè)發(fā)展的一個核心問題，目前業(yè)界對這個核心問題并沒有真正搞清楚”。

對于工業(yè)4.0時代，網(wǎng)上有一段流傳很廣的論述：“互聯(lián)網(wǎng)+制造就是工業(yè)4.0，工業(yè)4.0是德國推出的概念，美國叫工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，我國叫‘中國制造2025’，這三者本質(zhì)內(nèi)容是一致的，都指向一個核心即智能制造。”

但張相木對此有不同的觀點：“其實這三者并不在一個層次上。工業(yè)4.0是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命或革命性的生產(chǎn)方式，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是第四次工業(yè)革命的敲門磚，而智能制造只是‘中國制造2025’的一個主攻方向?！?/p>

事實上，智能制造這一概念經(jīng)歷了較為漫長的演進過程。1988年，美國學(xué)者賴特和伯恩出版了智能制造業(yè)研究領(lǐng)域的專著——《制造智能》，首次提出智能制造概念；到了90年代初期，日本、美國、歐洲等國家或地區(qū)圍繞智能制造技術(shù)開展了國際合作研究，并提出了智能制造的系統(tǒng)概念。

張相木說：“限于當時的技術(shù)條件，傳統(tǒng)智能制造僅限于局部的生產(chǎn)過程，只是個體制造單元的智能化，導(dǎo)致傳統(tǒng)智能制造在長達20多年的時間里沒有發(fā)展起來?！?/p>

新一代信息技術(shù)與人工智能下的智能制造

近十年來，隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展及在制造領(lǐng)域的應(yīng)用，智能制造被賦予了新的內(nèi)涵，也進入到新的發(fā)展階段，逐漸形成了新一代信息技術(shù)條件下的智能制造概念。

智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016~2020年）提出，智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。

而隨著新一代人工智能（工業(yè)人工智能）技術(shù)的群體突破和與先進制造技術(shù)的滲透和融合，又逐漸產(chǎn)生了基于新一代人工智能的智能制造概念。

張相木指出，基于新一代人工智能的智能制造的本質(zhì)特征為，制造系統(tǒng)不僅具有強大的感知、計算分析和控制能力，更具有學(xué)習(xí)提升，產(chǎn)生知識的能力。

“智能制造源于人工智能的研究及在制造領(lǐng)域的應(yīng)用，智能制造中的‘智能’一詞既由此得來。新時代智能制造的核心要義為裝備的智能化、生產(chǎn)的自動化、信息流和物資流合一，與價值鏈的同步?！?/p>

不過，他認為，智能制造的發(fā)展是一個循序漸進的過程，需要在長期的探索和實踐中不斷迭代和完善。“現(xiàn)在就要準確定義智能制造還為時尚早，但智能制造的基本內(nèi)涵和本質(zhì)特征是可以認知的?！?/p>

目前通常認為，智能制造是先進制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)融合的產(chǎn)物。張相木指出，“這種融合貫穿研發(fā)、設(shè)計、制造、管理和服務(wù)各個環(huán)節(jié)”。

通過構(gòu)建數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)了數(shù)字世界和物理世界的融合，創(chuàng)造出一個虛實合一的制造生態(tài)系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中，數(shù)字系統(tǒng)與物理系統(tǒng)可同步運作，人可以通過數(shù)字系統(tǒng)對物理系統(tǒng)進行操控。

智能制造的內(nèi)涵特征與本質(zhì)

與傳統(tǒng)制造相比，智能制造最本質(zhì)的變化是制造系統(tǒng)由物理和信息兩個系統(tǒng)組成，這兩個系統(tǒng)分別屬于現(xiàn)實物理世界與虛擬數(shù)字世界，兩者一一對應(yīng)并互相映射。智能制造可以通過網(wǎng)絡(luò)將機器設(shè)備、生產(chǎn)線、車間、供應(yīng)商、產(chǎn)品、客戶緊密連接在一起。

智能制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，而它的起點則是智能工廠。對此，張相木解釋道：“工廠是勞動者、工業(yè)設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)以及原材料等最終匯合的場所。生產(chǎn)要素的融合發(fā)生在工廠，未來制造業(yè)的革命也將首先發(fā)生在工廠?！?/p>

智能制造的精髓是智能工廠，可以通過數(shù)字技術(shù)設(shè)施將工業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)的要素進行橫向、縱向和端到端的高度集成。

張相木認為，實現(xiàn)智能制造需要一個虛實合一的制造生態(tài)系統(tǒng)，需要構(gòu)建數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施?！拔阌怪靡桑?a target="_blank">物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息通信技術(shù)是構(gòu)建數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的利器。”

然而，智能制造是一種基于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的現(xiàn)代制造模式?！凹热皇侵圃炷Ｊ剑瑪?shù)字基礎(chǔ)設(shè)施就必須要深入制造中的應(yīng)用場景實現(xiàn)上，那么就有很多問題需要解決?！?/p>

他指出，數(shù)學(xué)模型、數(shù)據(jù)、復(fù)雜參數(shù)等都是待解決的問題。“解決這些問題要靠制造知識，智能制造中起主導(dǎo)和決定作用的因素是制造知識。不掌握核心技術(shù)，不懂得制造機理，不了解工藝特點，好比一個人手里有榔頭卻沒有釘子，那將一事無成?！?/p>

作為智能制造的基石，精益生產(chǎn)指的是生產(chǎn)過程中一切無用和多余的東西都被精簡的生產(chǎn)體系和管理方式?！熬嫔a(chǎn)提供各種量化的方法和工具，使工廠變成可量化的工廠。在需要的時候按需要的量生產(chǎn)所需的產(chǎn)品，做到零庫存、零缺陷、零浪費、零故障、零不良、零停滯與零災(zāi)害?！睆埾嗄颈硎尽?/p>

他強調(diào)，精益生產(chǎn)是推行智能制造必須經(jīng)歷的變革過程，“不懂精益生產(chǎn)搞智能制造等于在沙灘上建大廈”。

智能制造應(yīng)更重視“制造”

張相木認為，智能制造的根本宗旨是實現(xiàn)生產(chǎn)效率更高、產(chǎn)品質(zhì)量更優(yōu)、生產(chǎn)成本更低，以及資源消耗更少、環(huán)境污染更小、市場響應(yīng)更快等。而其最終目標是從根本上解決傳統(tǒng)制造業(yè)的突出問題，實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、清潔、靈活、定制化的生產(chǎn)。

“智能制造的實質(zhì)是‘制造’，而非智能。智能知識是實現(xiàn)智能制造的手段，沒有強大的制造實體，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化都是空中樓閣?！?/p>

當前智能制造領(lǐng)域關(guān)注較多的仍是“智能”，但張相木認為，應(yīng)該更多地重視“制造”，特別是先進制造技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能條件下的工藝創(chuàng)新和流程再造等?！爸挥羞@樣才能推動先進制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)的深度融合。推動智能制造發(fā)展不僅需要IT部門的專家，更需要制造領(lǐng)域的人才?！?/p>

相較之下，雖然國外企業(yè)的起點比國內(nèi)企業(yè)高，在推行智能制造過程中卻非常務(wù)實，均立足“制造”而非“智能”。

新一輪產(chǎn)業(yè)革命的核心是制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化?！皩崿F(xiàn)制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，絕對不是一蹴而就的，而是一個循序漸進、不斷進化的過程。”張相木說。

他指出，數(shù)字化制造是智能制造的基礎(chǔ)，我國還有相當多的企業(yè)需要補課；新一代信息技術(shù)條件下的智能制造實質(zhì)是“互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化制造”，這是大多數(shù)企業(yè)今后主要的著力點?！岸谌斯ぶ悄艿闹悄苤圃毂举|(zhì)上則是‘人工智能+互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化制造’，有條件的企業(yè)可超前部署和探索。”

“兩輪”驅(qū)動分步推進智能化轉(zhuǎn)型

發(fā)展智能制造需要“兩個輪子”驅(qū)動，“一個輪子是制造技術(shù)的創(chuàng)新，一個輪子是信息技術(shù)的應(yīng)用，兩個方面相輔相成，不斷滲透和融合。任何一個輪子有短板都會讓企業(yè)在發(fā)展智能制造的路上走不開更走不遠?！睆埾嗄痉治稣f。

智能制造是企業(yè)脫胎換骨式的自我變革過程，需要改造的維度巨大，不可能一步到位，應(yīng)當分布推進智能化轉(zhuǎn)型。

張相木強調(diào)，發(fā)展智能制造需腳踏實地，一步一步去探索，分階段分層級不斷往前推進?！安灰诼浜蟮墓に嚰夹g(shù)上搞自動化，不要在落后的管理基礎(chǔ)上以及不具備數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上搞智能化。”

同時，還要“因企制宜”推行智能制造，加快建設(shè)公共服務(wù)平臺，大力推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的發(fā)展與應(yīng)用，加快建設(shè)智能制造網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

不同行業(yè)與企業(yè)所處的環(huán)境和自身情況有很大差異，發(fā)展階段和實際“痛點”也各有不同，導(dǎo)致不同行業(yè)和企業(yè)間的成功經(jīng)驗和模式難以快速復(fù)制。因此，發(fā)展智能制造不可能“千企一面”，需要結(jié)合行業(yè)和企業(yè)發(fā)展需要，實事求是地探索適合本行業(yè)和企業(yè)實際的智能化轉(zhuǎn)型路徑。

張相木強調(diào)，要著力提升供給能力和水平，深入實施工業(yè)強基工程，“把智能制造所需的智能傳感器、智能儀器儀表、核心元器件和零部件、關(guān)鍵材料等掌握在自己手里”。

此外，建設(shè)和完善標準體系、培育龍頭企業(yè)和系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商與培育智能制造專業(yè)人才，也是推動中國智能制造發(fā)展的必要條件。

“要積極輸出我國智能制造標準化研究成果，爭取國際標準的話語權(quán)，抓緊相關(guān)標準的制度和宣貫，用標準引領(lǐng)制造的智能化轉(zhuǎn)型?！睆埾嗄菊f。

而且，隨著智能制造的推進，人才培養(yǎng)的標準與市場崗位對接正在悄然發(fā)生變化。要加快培養(yǎng)智能制造高端專業(yè)人才，以及具有運行和維護關(guān)鍵智能設(shè)備的一線人才，為中國智能制造的健康發(fā)展提供人才支撐。
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