一、引 言
智能制造是指將大數據、物聯網和云計算等新一代信息技術,貫穿于管理、設計、生產和服務等制造活動的各個環節,具有對信息的深度敏感性、決策優化的自動型、自動控制和執行的精確性等功能,是先進制造模式、系統和過程的總稱。智能制造的概念起源于上世紀90年代,最初出現在美國,其后各個發達***紛紛將發展智造業列入***重點發展計劃,美國、德國、日本等國經過多年的發展,已在技術和經驗方面獲得巨大的優勢,一些發展中***也正在加入這個行業,全力支持智造業發展。
改革開放以來,中國制造業發展迅速,2010年產值正式超越美國,成為全球制造業第一大國,但中國制造業的發展面臨著多重困境,首先一方面***,用工荒現象普遍出現,制造業勞動力成本優勢逐漸喪失;另一方面,中國制造業產品同質化嚴重,技術含量不高,與發達***前沿制造業水平還存在一定的差距,企業間惡性競爭嚴重,造成制造企業生存困難,而以前高能耗、高污染和高投入的生產方式已難以適應經濟發展的需要,急需進行產業轉型升級,發展現代智造業。
正是在這種背景下,2015年5月國務院發布《中國制造2025》,規劃“三步走”戰略方針,2025年進入制造強國行列,2035年達到世界制造強國陣營中等水平,2049年綜合實力進入世界制造強國前列。智造業作為高端制造業的一個重點領域,是信息化與工業化深度融合的重要體現,已被明確作為大力發展對象,對于加快中國制造業轉型升級和實施綠色發展都有著非常重要的意義。
二、國外智造業的發展經驗與趨向
21世紀以來,全球制造業面臨著產業結構調整帶來的機遇和挑戰。特別是自2008年金融危機以來,世界各國為了保障經濟的穩定增長,開始重新重視制造業,加大了對制造業發展和科技創新的支持力度。如美國2012年頒布了《先進制造業***戰略計劃》,德國政府2013年公布了《德國工業4.0戰略》,英國2013年制定了《英國工業2050戰略》。新興經濟體也意識到通過制造業帶動經濟發展的重要性,2014年印度規劃了“印度制造”戰略,越南、巴西等國也積極承接發達***產業轉移,智造業已經成為各國國際競爭的主要焦點。
一是 政府制定嚴謹政策,規劃智造業的發展思路。美國為促進智造業發展,2010年和2012年先后頒布《制造業促進法案》和《先進制造業***戰略計劃》,明確重振制造業;為了挽救制造業競爭實力的下滑,德國在20世紀90年代初制定了“生產2000”制造業發展計劃,并在2013年推出“工業4.0”,以推動本國智造業發展。
二是完善的融資政策、環境,扶持智造業企業發展。日本1980年為中小企業制定設備借貸制度和現代化貸款制度,由***和都道府縣各出一定金額作為貸款資金,幫助中小企業引入現代化設備,為中小企業設備投資進行貸款,提高中小企業的生產率。美國2011年頒布了《先進制造伙伴計劃》,集合聯邦政府、工業界和高校等力量,為可以創造就業機會的高端制造業和能夠提高美國制造業競爭力的技術革新進行投資,大力扶持智造企業發展。
三是借助各方力量,共同發展智造業。近年來,美國政府為吸引“制造業回歸”,并推動高端制造業和智造業的發展,自2009年以來,先后推出了“ 購買美國貨”、“內保就業促進” 等倡議計劃和活動,同時在宏觀政策領域制定和頒布了多項有力的規劃和法案,為美國制造業智能化升級和快速高效發展提供支持。
四是重視技術研發,創新技術發展。為促進環境友好型制造業發展,德國政府大力推動清潔制造,改善制造業對環境的影響,特別加大了對產業升級影響深遠的研究領域的投資,譬如通過開發面向制造的信息技術,研究高效、可控的智造業系統,加速產品制造過程和減少運輸費用,同時利用技術研發可重復利用的材料和產品,縮短產品開發和制造的周期等,以便對新的市場需求做出快速響應,提高制造業的產業競爭力。
三、中國智造業發展的優勢及環境
中國智造業起步較晚,與發達***還存在一定的差距,但在***政策的大力推動下,中國智造業還是取得一定的發展,形成了一些優勢企業,以智能控制系統、工業機器人、自新型傳感器、動化成套生產線為代表的智能制造裝備產業體系初步形成。中國制造正逐漸走出單純模仿和復制的階段,技術創新正成為中國制造企業發展的新動力和核心源泉。2013年,規模以上工業企業平均每7家企業擁有一個研發機構,中國智造業企業研發經費總額達到9075.8億元,在納米材料、3D打印、生物醫學工程等一些重點領域,企業紛紛結成技術研發戰略聯盟,有力推動了這些產業的快速發展。
任何產業的發展都離不開市場規模的支持,中國智造業市場巨大并快速發展,可以為中國智能設備制造業提供巨大的市場需求空間,如根據國際機器人聯盟(IFR)的數據顯示,2012年中國機器人市場已經成為世界第二,僅在日本之后;而另一方面,中國智造企業,相比外國企業和產品,對本國市場更為熟悉,可以根據本國市場的需求,有針對性地開發需要的產品,提出解決方案,可以及時響應市場的服務需求,在與外資企業和產品的競爭中,保持自己的競爭優勢。 相較于西方***競爭對手,中國智能設備制造企業另一個較為明顯的競爭優勢在于產品的價格優勢。國內智造業的產品價格較低或者說性價比更高。中國智造業產品一直憑借著廉價的勞動力優勢打入國際市場,可以形成規模經濟,相比外國制造業具有明顯的成本優勢,并且本國智造業產品后期維護可以由本國工程師完成,也進一步降低了智造業成本。
四、中國智造業發展存在的問題
中國智造業水平在不斷提升,發展前景看好,但目前仍然面臨核心技術、產業配套和高端人才在內的諸多困難。制造業產業轉型所面臨的最大、最多問題也將體現在智造業領域。
(一)制造業現階段的產業結構抑制了智能制造的需求
中國智能制造發展前景廣闊,但現階段的產業結構抑制了制造業的發展,因為長期以來中國勞動力成本較低,相比智能化設備,企業更偏愛廉價的勞動力,以致現在很多企業還沒有開始使用智能設備,智能化升級的動力不足;還有一些企業雖然意識到了智能化的好處,但大多把智能化理解為簡單地使用幾臺智能化加工設備或局部智能化,沒有從設計、研發、應用和服務等各環節進行智能化整合,沒有建立智能化制造體系的戰略思維和規劃。并且更為重要的是,目前中國制造業高端生產所需的零部件與生產設備主要依賴進口,國內生產仍以中低端產品為主,對高端的智能裝備需求有限,這在一定程度上也延緩了中國智能制造的發展。
(二)制造業技術水平與國際品牌存在明顯差異
作為一個正在成長和培育的新興產業,我國智造業技術創新能力薄弱,先進核心技術受制于外國,在新產品和新技術的研發上,與發達***智造企業相比仍存在著一定的技術差距,如在機器人的智造上,雖然中國是世界第二大機器人應用市場,但國內的機器人仍然以模仿和集成模式為主導。工業發達***在智造業投資和建設方面起步較早,經過多年的發展,已經積累了較大的技術優勢,國內智造企業和國際品牌企業之間存在著明顯的差距,目前國內智造業市場國外廠商占有率高就證明了這點。
(三)國內智造業產業配套能力不足
但目前中國智造業產業配套能力嚴重不足,大多智能設備企業對國內產業鏈配套的供給能力和產品質量并不滿意,因此也就造成智能設備的主要零部件依賴進口,高端設備和核心零部件幾乎都來自國外,如工信部的統計表明,幾乎全部高檔液壓件、密封件和發動、95%的高檔數控系統和80%的芯片都長期依靠進口。這也導致國內智造業的發展對外依賴性增強,產品整體競爭力減弱,并具有較大的外部控制風險。
(四)高素質人才短缺制約行業發展
但目前中國智能制造業高端人才嚴重不足,復合型人才非常缺乏,已經不能滿足傳統制造業向智能高端制造業的發展。中國制造業中低端和初級人才較多,單一人才較多,而高端和復合型人才非常稀少,特別是缺乏經過系統培訓的、具有發展戰略眼光的高端領軍人物和高端技術研發人才,這已成為困擾中國傳統制造業向智能高端制造業發展的嚴重瓶頸。
(五)智能化企業規模小且融資困難
智能制造裝備產業在我國起步晚,產業基礎薄弱,產業的規模比較小,中小企業居多,競爭力較弱,缺乏國際競爭力。而相應的是,目前中小企業融資渠道較為單一、融資成本較高,很多時候中小企業只能依靠自有資金進行智能化改造,或從農村信用社以及小型城市商業銀行貸款,與國有及大型企業相比,貸款成本明顯偏高,使得他們無力支撐企業的智能化升級。而目前中國企業中90%以上為中小企業,因此中小企業能否實現智能化是中國智造業發展的關鍵所在,相應的如何緩解中小制造企業的融資困難,也成為中國智造業發展亟需解決的問題。
五、中國智造業的發展水平評價
衡量一國或地區的智造業發展水平指標有多種,其中標準化體系建設是根基,沒有標準化體系建設,那么信息化和工業化就無從融合,也就無法大規模應用推廣,同樣標準化制定后,智能制造體系的構建將會事半功倍。而智造業的發展,最終將會體現在工業化和信息化融合、關鍵智能制造部件、裝備和系統自主化能力的提升,產品、生產過程、管理和服務等智能化水平的提高,項目實現運營成本降低、產品研制周期縮短、生產效率提高、產品不良率降低、能源利用率提高、物耗及污染物排放降低,以及制造業產品創新能力、產品質量競爭力、制造業數字化、網絡化、全員勞動生產率等提升等方面,為此我們構建如下的智造業發展水平評價指標體系(表1)。
在具體評價時,可以代入相應指標數值,運用主成分分析法來比較和判斷各年國內智造業發展水平的高低,判斷各區域智造業發展水平的高低,而且可以與國外智造業發展水平比較,判定本國智造業或本區域智造業發展水平在國際比較中處于怎樣的地位。進一步,還可以對世界智造業發展階段進行具體的劃分,并對中國智造業處于哪個階段進行具體判斷,從而有利于制定有針對性的政策,促進中國制造業產業的轉型升級。
六、中國智造業發展對策分析
對中國智能設備制造企業而言,廣闊的市場空間、較為明顯的成本優勢、對國內市場變化的快速響應是其競爭優勢的主要來源,而加大產品科研投入、提高產品的科技含量將是未來中國智造業發展的重點。
(一)***政策層面注重政策的支持性和連續性
1. 創造優良產業環境,增加技術創新的政策支持
智造業的發展關鍵在于技術創新,目前中國技術創新的相關政策不能有效地滿足企業的創新需要,企業和行業需要政府出臺更為切實的支持智造業發展的產業政策與法規,為中國智能制造產業培育一個有利于激發技術創新的產業環境,也更加期望政府在稅收和融資方面給予更多的優惠,向智造業轉型升級的傳統中小制造企業的融資提供保障,使融資更加便利,融資成本降低,增強企業對智造設備應用水平的提高,降低中小制造企業智能化轉化的成本與風險。
2. 加強政府間合作,促進技術進步
中國的工業機器人、集成電路芯片制造裝備等重大工程的自動化成套控制系統很大程度依賴進口。發達***的智造業一般都比較發達,而且具有良好的發展經驗,如德國制造業經歷了以機械生產代替手工勞動為標志的1.0、依靠生產線實現批量生產為標志的2.0、依靠電子系統和信息化實現生產自動化為標志的3.0,目前正在實施的工業4.0則以智能制造為主導,核心是推動制造業產業由自動化向智能化升級。其實,從本質上看,德國工業4.0與“中國制造2025”在發展趨向上是一致的,均通過借用互聯網+,以及發展先進制造業來帶動新一輪產業和技術革命。加強中國與德國等發達***的合作,共同設立研究機構,借助國外的技術和管理經驗來發展中國智造業是一個非常不錯的途徑,而深化行業協會及雙方企業間的交流合作,聘請國外專家作為中國智造業發展顧問和指導,聘請國外高端專業人士對中國智造業人才進行專業培訓,這種外力的借助和合理利用將有利促進中國智造業發展。
3. 完善產業鏈配套,保障智造業的發展
智造業產業鏈配套不足問題已影響到了中國智造業的發展。解決產業鏈配套問題需要產業相關各方共同努力,既需要企業自身不斷加強技術水平、提高產品質量,也需要政府加強對產業鏈關鍵環節的引導和提供足夠的政策激勵,同時還需要相關行業協會組織作為橋梁,來促進行業內企業之間的交流和合作,特別是要改變目前的這種技術研發各自為政的狀況,構建資源共享與合作交流平臺,促進智能制造行業內部的信息交流,實現協同發展,增強競爭力,保障中國智造業的健康發展。
(二)企業層面注重管理和整體性
1. 精簡企業結構,提高工作效率
對于制造企業來說,智能化有一個很大的問題,就是組織架構問題。目前的那種“金字塔式”的管理結構層級多,官僚化嚴重,導致企業對市場反應的決策遲緩,容易喪失機遇,同時這種架構下員工的彼此橫向合作意識比較弱,缺少信息和經驗的共享與交流。在互聯網和智能化時代,企業應對市場快速發展,應調整現有的組織架構,從“金字塔”的組織結構向扁平化組織結構轉變,應打破內部部門間的壁壘,去除多余的中間層級,推進企業各部門的橫向協作,縮短對市場的反應,提高組織執行力,防止決策信息在傳達中的失靈,提高企業工作效率。
2. 注重智造業發展的協調性,實現整體管理
在制造業發展中,由于經驗不足,中國企業由于缺乏整體規劃,把過多重點放在了單個軟件和局部設備的應用上,注重單點和單個設備的應用,但整體集成弱,忽視了兩化融合、業務流程控制、系統流程分析和解決方案實施等方面的要求。企業智造的改進和建設應該是一個整體的系統建設,而不是各種應用軟件、設備的簡單拼接,應是一個從局部應用逐步過渡到整體應用和規劃的過程。智造企業應整合各類應用軟件和智能化設備,對公司的管理和運營進行整合和優化,降低產品制造和設備使用過程中的各種成本,提高企業運作的效率,實現人、過程、系統和信息的高效集成,讓整個企業能夠有條不紊地運作,實現企業整體有序的管理,從而增強企業競爭力。
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