摘要：智能制造是供给侧结构性改革的“短板”之一, 是未来我国产业国际竞争力的关键;其关键不仅仅是智能产品规模, 更在于智能生产过程。根据企业调研综合考察, 我国智能制造处于初级发展阶段, 呈现出多线并进的发展趋势;智能制造区际分布不均衡, 与传统制造业具有空间分布相似性;智能制造面临传统制造的产业链难题, 核心元器件、智能化生产设备依赖进口;智能制造组织系统 (IMS) 亟待提升, 亟需IMS提供商;需要培育智能制造产业公地核心体系。对比智能制造先行者的步伐及其动态目标, 总体来看, 目前我国智能制造完成了不到30%的进程;其中, 智能制造技术和智能制造组织系统是产业竞争力的两大短板, 各自完成了约20%的进程。根据调研预测, 2025年我国智能制造能达到超过50%的进程;2035年达到70%的进程;2045年达到90%的进程。为此, 需要多管齐下, 采取综合措施, 提升我国智能制造竞争力。
关键词：智能制造; 产业链; 制造组织系统; 产业公地;
Abstract：Intelligent Manufacturing (IM) is one of weak links in the Supply-side Reform. Instead of emphasizing the product quantity, we should give priority to the process of IM itself, for it is vital to the competitiveness of China's industries in the future. China should upgrade from Traditional Manufacturing (TM) to IM. According to our investigation across the mainland, IM is still on the initial stage. Regional distribution of IM is out of balance, similar to that of TM. The problem of IM is that almost all key components and automatic equipments have to be imported. So it is urgent to upgrade the whole intelligent manufacturing system (IMS) , but we are badly short of qualified IMS providers. Industrial commons of IM is a poor system and it is important to build the service platform for the whole industrial chains. Compared with IM of developed countries, China's IM in general has covered less than 30% of its development process. Based on our research, it is predicted that China's IM will reach its middle stage of development by 2025, and will complete 70% and 90% of its development process by 2035 and 2045 respectively. This paper concludes by presenting a number of measures to promote the competitiveness of China's IM.
Keyword：Intelligent Manufacturing; Industrial Chains; Manufacturing System; Industrial Commons;
2014年3月27日, 在巴黎举行的中法建交50周年纪念大会上, 习近平主席提到:“拿破仑说过, 中国是一头沉睡的狮子, 当这头睡狮醒来时, 世界都会为之发抖。中国这头狮子已经醒了, 但这是一只和平的、可亲的、文明的狮子。”狮子已经醒了, 这意味着我们百年求解的“李约瑟之谜” (历史上中国为什么由盛而衰) 呈现出新的曙光。作为发展中大国, 中国正在进行一项伟大的事业——努力实现中华民族的伟大复兴。2009年中国GDP超过日本, 位居世界第二位, 这是中华民族复兴的一个重要标志。遥想当年, 中国有何其兴盛, 又有何其屈辱。今日中国, 处于复兴进程的关键时期。这种复兴, 如能成功持续, 将是一种奇迹:这也许是人类历史上由盛而衰、再由衰至盛的为数不多、甚至可能是迄今唯一的大国案例。其模式贡献的世界意义不言而喻。
2008年以来, 全球形成了产业共识:制造业创新发展是大趋势, 必须高度重视其对于一个国家 (地区) 经济安全与经济发展的重要意义。近400年来, 在全世界发生的所有金融危机和货币危机的背后都是实体经济的危机, 都是制造业的危机。近现代世界经济发展的主题是全球化背景下的工业化以及由工业化带来的城市化, 这一进程将持续下去。
“中国梦”的核心是强国, 强国的核心在于把握历史规律和发展趋势。中国强国战略的载体是什么?改革开放以来, 中国经济高速增长的主要动力是工业, 特别是制造业。工业是中国成为世界有影响力大国最重要的经济基础, 直接支撑着中国的国际地位。中国的工业化是一个意义极其巨大的世界历史事件, 使全球工业化版图发生巨大变化。工业强国战略是“中国梦”的微观载体。《中国制造2025》指出, 力争通过三个十年的努力, 到新中国成立一百年时, 把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国, 为实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实基础。
当前我们正处在新工业革命时代, 这是一场波及全球的革命, 将带来一场颠覆性的变化, 会对产业发展和经济社会转型形成极大的影响和冲击。大数据、人工智能、机器人、数字制造等技术对制造范式带来的影响, 将对中国制造业产生颠覆性的冲击[1]。我们必须认清这场革命的实质, 无论是主动, 还是被动, 全球化时代的我们, 必须从传统制造TM (Traditional Manufacturing) 迈向智能制造IM (Intelligent Manufacturing) 。我们应该把握这一机遇, 通过智能制造构建国家价值链, 进而引领全球价值链。未来产业国际竞争力在于智能制造。
当前, 关注产业竞争力, 需要突破思维范式, 不能仅仅关注产出规模 (产品数量及产值占世界的比重) , 更要关注生产过程。生产过程决定产品品质。生产过程的智能化程度, 决定了产业国际竞争力的高度。生产过程的智能化, 主要取决于三个方面:智能制造技术和设备来自何处, 在智能化产业链中处于何种地位;智能制造组织系统发育程度如何, 能否顺利把消费者需求翻译成机器语言;智能制造产业公地 (产业共享体系) 建设情况如何, 零部件的互换性与依存性如何。
围绕上述问题, 2016年笔者课题组历经数月, 走访珠三角、长三角以及京津冀等地区的60多家智能制造企业与创新科技公司进行调研 (1) , 力求对我国智能制造业发展的短板进行梳理, 通过考察企业诉求, 提炼智能制造发展的关键环节, 进而提出政策取向。
一、中国智能制造业发展现状
(一) 智能制造多线并进初成长
中国制造业大而不强, 这是共识。目前智能制造处于初级发展阶段, 其发展具有多重复杂性。但可喜的是, 任何事物都是从弱小发展而来的, 智能制造的诸多领域, 中国已经开始发出声音。目前尚无正式的智能制造统计数据, 工信部公布的智能制造试点示范项目具有较好的产业基础。据此可看出, 中国智能制造多领域发展, 项目涉及面广, 覆盖23个行业, 装备制造是重点扶持行业。2015年示范项目有46个, 其中第二产业39个、第三产业7个;2016年有63个, 其中第一产业1个、第二产业61个、第三产业1个。
(二) 细分行业发展各异
中国机床生产规模与消费规模全球领先, 从数控机床迈向智能机床需要提质增效。机床是制造业的基础, 发展经历四个阶段:传统机械化机床;数控技术形成自动化生产线;以信息技术为核心的计算机集成制造;智能制造, 包括智能数控系统、智能元器件、智能化应用技术开发。整体判断, 中国机床行业发展处在第二、三阶段, 离第四阶段还有很长的路程。机床贸易处于逆差状态, 出口特征是量高价低, 要谨防中国机床产业像轻工业产品那样沦为世界加工厂;进口特征是量高价高, 进口重在最终使用而非生产。
中国机器人产业快速发展, 成为全球第一大工业机器人应用市场, 但需要提升密度加强服务。全国多个省份已将工业机器人产业作为重点发展对象。但中国工业机器人使用密度低, 只有全球平均水平的一半。机器人制造在我国渐起风浪, 服务应用刚起步, 未来将向标准的机器人系统、机器人作业单元方向发展。
中国是3D打印领域的“后起之秀”。3D打印 (添加制造或增材制造) , 被誉为“具有工业革命意义的制造技术”。全球已初步形成“美国为龙头、德国日本以色列跟随、中国后起”的格局。《中国制造2025》将3D打印列为智能制造发展方向之一重点扶持。《国家增材制造产业发展推进计划 (2015-2016年) 》把3D打印提升到国家战略层面。
无人机成为“中国创造”代名词。中国消费级无人机已处于国际前列, 在市场份额、研发制造能力、应用广度深度方面均具有一定优势。中国生产的民用无人机80%的市场在海外, 成为为数不多的向国外输出、能够出口创汇的高科技产品。
工业软件是我国智能制造的短板之一, 亟待发展。嵌入式软件是智能制造的核心环节。2015年中国软件业务收入4.3万亿元, 其中嵌入式系统软件为7077亿元, 仅占1/6。
传感器智能化亟待提升。传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。目前中国传感器产业已经形成从技术研发、设计、生产到应用的完整产业体系。但新产品明显不足, 高新技术类产品更少;数字化、智能化、微型化产品严重欠缺。
智能消费快速发展, 但亟须提升智能服务。部分智能终端产品应用的物联网系统进入使用状态。智能家居, 重在智能服务平台而非制造环节。服务型制造模式正在兴起, 客户需要的不是产品, 而是产品方案。从单纯提供产品的制造商向提供解决方案的供应商转型, 是企业发展的必然趋势。
二、智能制造的区际分布
(一) 区际分布不均衡
根据工信部公布的智能制造试点示范项目可看出我国智能制造的区际分布特征。东部沿海地区凭借资本和技术优势, 在2015、2016年智能制造试点示范项目中占据明显数量优势, 拥有5个以上示范项目的省份几乎悉数位于东部沿海地区。中部地区多数省份仅拥有1-2个示范项目, 远远落后于东部地区。东北地区作为传统工业基地, 没有体现出其强大工业基础发展优势, 吉林更是没有出现智能制造试点项目。如何促进老工业区转型升级, 是中国智能制造必须解决的重大问题之一。西部地区由于资本、技术等要素禀赋较为缺乏, 智能制造发展进程明显落后于中东部地区, 除新疆较为突出以外, 西藏、甘肃和青海均没有试点示范项目。可见, 智能制造如何避免区域发展不平衡, 将成为必须解决的问题之一。
(二) 省际差异显着
山东、广东是智能制造试点示范项目第一、第二大省, 山东15项, 广东11项。北京和上海凭借其技术和资本要素禀赋优势, 均达到7项, 并列第三。浙江、新疆和陕西均为6项, 其中新疆凭借农业集约化发展和资源禀赋优势, 项目涵盖电力、油田、化工产品等多个领域。辽宁、湖北和福建均为5项, 进入全国前十行列。目前, 除香港、澳门和台湾地区以外, 智能制造试点示范项目已覆盖27个省份, 只有吉林、西藏、甘肃和青海尚无项目。
(三) TM与IM时代具有分布相似性
目前, 中国智能制造产业尚未形成明显的产业集聚区特征, 但基于TM时代产业园发展而来的IM, 具有空间分布相似性:东部地区最强, 中部地区次之, 西部地区较弱。长江三角洲、珠江三角洲、环渤海地区智能制造业集群化分布格局初步显现。长三角地区智能制造业以江苏、上海和浙江为核心区域。珠江三角洲智能制造产业在人力资源、科技、资本等生产要素市场、产业配套能力和政策支撑等方面具备较为雄厚的发展基础。环渤海地区智能制造产业以辽东半岛和山东半岛为核心区域。
从智能制造技术及产学研一体化、智能设备及生产线、企业家精神、新产品及智能化服务等方面综合考察, 东部沿海地区智能制造发展水平, 长三角地区、珠三角地区、环渤海地区具有齐头并进趋势。这与TM时代“珠三角、长三角、环渤海依次发展”的梯次格局有所不同。
三、智能制造的产业链分布
(一) 制造业的核心在于“怎样生产”
制造业, 不仅仅在于生产多少皮鞋、手机、空调, 更在于这些产品是怎样生产出来的。是用人力 (劳动密集型) 构筑产业链的“血肉长城”, 还是用自动化、标准化、精密化、智能化的机器构筑产业链的钢铁长城?历史实践证明, “血肉之躯”很难抵过“钢铁长城”。用自动化、标准化、精密化、智能化的机器, 构筑产业链的钢铁长城, 是必然选择。关键在于:这些机器来自何处?TM时代, 中国制造业处于“机器+人力生产产品”阶段, 引进机器设备生产产品进而出口, “用机器生产机器”的环节在境外。未来时期, 我们不仅要维持“用机器生产产品”的世界地位, 更要谋求“用机器生产机器”。智能制造, 必须在这一新的起点上前进。
(二) 产业链分布特征
在当今的IM时代, 企业依然碰到TM时代的难题。1.核心元器件依赖进口。控机制 (及工业软件) 依赖进口, 部分企业能够做到二次开发。减速器 (质量取决于原材料钢材) 依赖进口, 不是技术不行, 而是原材料质量不过关。电机依赖进口, 传感器核心材料等也依赖进口。2.自动化生产设备全部或绝大部分需要进口。高端的生产设备均是进口的, 而国产的生产设备一般较为低端, 这就是中国制造业进一步发展难以跨越的一个门槛。中间投入的生产设备、生产线依赖进口, 产业关联效应将会“外移”。自动化、标准化、精密化、智能化的生产设备, 如何摆脱依赖进口的困境, 这是中国面临的一个关键问题。3.部分智能产品生产依然以劳动密集型加工组装企业为主。产品智能化了, 生产却依然处在TM时代。电子产品企业依然显示出行业劳动密集型特点。4.部分科技型企业具备一定的国内价值链或区域价值链特征, 这类企业技术性特征明显, 既谋求规模经济, 又谋求范围经济。这类企业的自主创新与产业链相联系, 代表着企业转型升级与集群式发展的方向。基于产业链联系的集聚, 更能充分发挥专业化分工与协作的效率优势。
(三) 离岸创新趋势
部分智能制造企业在境外设立研发中心, 这是一个趋势, 也是一个理性选择, 但设立动机与欧美跨国公司不同。欧美跨国公司设立海外研发中心, 重在资源获取和市场跟踪功能。中国企业设立海外研发中心, 一是利用获取境外创新资源和智力支持, 侧重于立足市场需求的应用技术开发和转移;二是为了与国际专利标准接轨, 按照国际标准申请专利, 以便未来应对知识产权争议。后者更为重要。离岸创新中心, 是国际合作创新的一种模式, 尤其是在互联网时代和全球化时代。核心是创新要素的自由流动, 不求所有, 但求所用。
(四) 全产业链:波浪曲线逐步取代微笑曲线
智能制造取得较好进展的企业, 既是专注的, 又是开放的。专注, 企业要做出精致的产品, 不能跨太多;开放, 需要跨越时空, 顺势而进。IM时代, 生产组织方式、平台模式渐成主流, 企业的边界逐渐模糊。产品运营, 短周期逐步替代长周期, 速度极为重要。企业的竞争, 实际上是全球 (或跨区域) 资源配置能力的竞争, 是全产业链资源组织能力的竞争。这意味着波浪曲线将逐渐替代微笑曲线, 全产业链竞争会成为一种趋势。
四、智能制造的组织系统
(一) IMS解决匹配难题
如何实现供求之间真正的有效匹配, 通过何种机制掌握消费者所有可能的个性化需求并同时实现低成本批量生产, 进而达到大规模标准化生产和个性化定制之间的“无缝对接”?这是一个亟待解决的难题。智能制造系统 (Intelligent Manufacturing System, 简称IMS) , 就是要解决这一问题。按照其技术成熟度与智能化发展水平, IMS分为:装备级、生产线级、车间级、工厂级以及联盟级5个层级。不同的发展层级, 代表着不同的智能制造业竞争力。
(二) IMS初成长
大规模生产成就了美国工业, 柔性制造成就了日本制造业, 中国制造业能否利用IMS实现从世界制造第二梯队进入由美、日、德组成的第一梯队的战略目标, 至关重要。总体判断, 中国IMS中装备级与生产线级发展具有一定基础, 车间级正在试点发展, 工厂级和联盟级处在规划探索中。根据工信部数据, 智能制造应用在企业研发设计、生产线上比重较大, 中国工业企业在研发设计方面应用数字化工具普及率达到54%, 在规模以上工业企业中, 生产线上数控装备比重达到30%。从信息化迈向IMS, 我们还有很长的路要走。可喜的是, 企业“春江水暖鸭先知”, 顺应智能制造的发展趋势, 已经行动起来。
宝时得科技 (中国) 有限公司, 是一家集电动工具研发、制造于一体, 由中国人自主创立、以苏州为制造基地、拥有国际高端品牌的跨国公司。该公司采用全自动化高精度电机生产控制系统, 采用规模化的全自动CNC数控加工中心进行全部产品主要零部件的生产, 采用全自动注塑生产设备和全自动产品使用测试系统。目前该公司正在进行智能工厂筹划与建设。
跨国公司在华企业智能工厂建设走在了前列。GE医疗天津生产基地将智慧工厂和全球领先的磁共振生产技术、绿色制造等精益生产理念落户本土, 利用工业互联网技术构建智能制造生产基地。基于工业互联网云平台的智慧工厂解决方案与先进制造相结合, 实时捕捉产品和设备的工业参数并将其数字化, 利用大数据和软件进行分析, 经过云端传输至车间显示屏、手机、平板电脑等多种平台, 管理人员可以随时随地检测产品生产参数、生产状态等关键信息。生产和管理人员可以整体把握工艺与产品质量水平、判断产品质量与生产效率, 开发人员、工程师和数据科学家能够在更大范围的工业解决方案层面展开合作。
(三) IMS助力企业非线性成长
TM时代, 制造业企业升级, 是一步一步逐渐形成的, 处于线性成长状态。IM时代, Always On (永远在线) , 企业在切入价值链初期, 就可能凭借具有差异性的竞争优势, 占据价值链高端, 从而呈现出与以往不同的、非线性的成长路径。在互联网和全球化背景下, 依托“一带一路”战略, 我们要构建基于互联网及大数据的全球区域分布式智能制造系统。
依托IMS, 中国制造要从工业2.0与3.0并存为主的格局演变为工业3.0与4.0并存为主的格局, 从TM到非互联网的智能制造进而到互联网下的IMS。依托IMS的构建与提升, 中国赶超制造业第一梯队, 需要按照三步走战略:依托《中国制造2025》, 2025年前跟随美、日、德, 关键领域不掉队;力争到2035年在诸多领域与美、日、德齐头并进;力争到2045年在诸多领域赶超美、日、德。
(四) 亟需智能制造系统提供商
多数企业已经应用或即将把生产制造执行系统 (MES) 等应用到生产车间。企业对MES较重视, 这是智能制造的基础。但总体而言, 中国在工业机器人、智能工厂解决方案等细分领域出现一些企业和试点项目, 但缺乏像德国西门子、博世等能够架构整体的数字物理系统和全流程数字化解决方案的综合集成企业。
IMS的起点是理解设备, 这需要对机器设备的部件构成与运行参数极其了解。从研发系统到制造系统, 需要高水平综合性的IMS提供商。目前我国极其缺乏这样的提供商。对此, 华为公司做出了较好的探索, 为苏州工业园宝时得科技 (中国) 有限公司IMS提供了较好的规划实施方案。当中国IMS供应商崛起时, 智能制造才能“一桥飞架南北, 天堑变通途”。
五、智能制造的产业公地体系
(一) 智能制造需要产业公地体系
产业公地 (Industrial Commons) , 是一系列能够对多个产业的创新提供支持的技术能力和制造能力的集合[2]。它具有溢出效应、网络效应与孵化加速效应, 核心是产业和企业之间的互换性和相互依存性, 具体包括实验 (设备) 平台、技术平台、知识平台、人才平台、政策及服务平台、基础设施平台及缄默知识、行业规则、区域品牌等。发达国家基于产业链和企业生命周期提供网络化的产业公地体系, 成为创新的关键。美国将产业公地作为提升产业竞争力的战略举措, 2012年的《先进制造业国家战略计划》将产业公地建设作为三大战略之一。德国将工程学和工艺流程的精密性组织作为其产业公地的核心来建设, 形成大中小企业共生的组织形态。日本产业公地的核心是元器件和工匠精神, 通用元器件研发和升级形成了日本各产业发展的基干。
改革开放以来, 中国制造业形成了相对丰富的产业公地体系。TM时代形成了丰富的产业公地体系, 为IM提供了高水平的发展基础。以产业园公地体系为例。北京打造全球科技创新中心, 依托以中关村为核心、连同北京各产业功能区, 建立强大技术创新发展中心, 本质就是产业技术创新公地;广州开发区通过集群式引进和产城融合, 构架公共设施 (试验检测) 、公共配套、公共服务、人才、知识要素等发展载体;深圳嫁接国内乃至全球的大学研究机构, 形成虚拟大学园区, 形成嫁接型创新公地;苏州工业园则致力于“三螺旋 (政府-大学-企业) ”的创新实践。
(二) 智能制造的产业公地体系亟待完善
智能制造技术平台统筹利用水平亟待提升。中国部分地区技术平台数量少、规模小、效率低, 缺乏有效的统筹及协同, 呈行政条块分割式布局, 导致产业技术资源分散、低效;市场化、工程化平台少, 难以满足企业在研究开发、技术转移、成果转化等各环节的需求;平台运营管理不够专业, 平台效益不高;企业实验室与行业通用设备开放不足;部分企业设备生产能力、实验室检测能力仅够满足本企业需要, 尚不具备充足的对外承担部分公共服务平台功能的能力;企业平台如何进行市场化有偿服务、如何定价, 需要探索。
产业链综合服务平台建设滞后, 充分利用“互联网+”建设产业链综合服务平台, 至关重要。部分地区配套政策并不适合互联网企业发展, 不适合创业型小企业, 还存在过度引入大公司的生产制造车间的倾向。基础配套设施停留在工业化规模化生产阶段, 无法适应IM时代的需求。
缺少专业化服务商与市场化供给。专业服务商是产业公地体系的重要微观载体。苏州工业园成立教育科技投资发展有限公司, 集聚了国内外大量教育科技机构和人员;上海张江各园区成立专门的园区发展服务商, 统筹产业公地建设。多数产业园区的专业服务商数量少、规模小, 尚未发挥重要作用。产业公地首先需要政府搭台, 特别是建设之初需要政府强力支持。但随着公地发展成熟, 市场化供给将逐步占主导, 企业服务企业模式逐步形成。目前我国企业服务企业模式尚未形成, 产业公地的多元化供给机制尚未形成。
(三) 培育产业公地的核心体系
大力发展企业实验平台。产业公地的核心是制造互换性与相互依存性。企业实验室是创新的核心, 是为了更好地整合研究和商业活动。美国杜邦公司、通用电气公司、美国电话电报公司和西屋电气公司都建立了实验室。企业实验室中往往具备行业通用设备。中国亟须发展企业重点实验室建设。
大力发展基础共性技术。基础共性技术是产业共享的核心能力。可充电电池是高能效型交通工具的心脏, 机床是国防工业、航空航天技术和汽车工业的工作母机, LED是新一代节能照明技术发展的根基。研究表明, 机械、仪器仪表和电子是三个最主要的创新流出部门。我国智能制造业需要成为创新流出部门。
形成开放性人力资本体系。建设产业共享的人力资本基础, 从科学、技术和工程领域的劳动人员开始着手。这一群体一般由在科学、工程学和数学领域具有学士或硕士学位的劳动力组成。没有企业会把科研实验室安置在一个缺乏一流科学家和工程师的地方。在德国几乎每一所综合性大学都开设经济工程学专业。我国的理工学科需要把握这一历史机遇。
构建全产业链服务体系。供应链是共享性资产。不同产业间在供应链方面相互交叉, 基于产业链的综合服务平台如采购平台、融资平台、设备租赁平台等, 尤其是第三方平台, 是每一个产业成长的基础和土壤。企业孵化器与加速器是产业链服务的关键组成部分。
加大信息化基础设施投资。智能制造需要实现:永远在线, 跨越时空的开放互动, 生产与消费的一体化互动, 智能化、自动化与定制互动。这需要信息化基础设施的广度与深度能够满足需求, 要做到:永远在云端, 手机就是办公室, 工厂就是3D打印机, 产品就是来自全球的创意集合体。信息化基础设施建设, 需要高标准、一步到位, 要满足未来发展的要求, 需要投资大型科技设备装置。智能制造需要的是信息的永远畅通无阻, 大数据需要大运算, 大运算需要大设备, 产生的大信息, 会反馈到大物流上。
(四) 探索产业公地的多元化供给
引导企业主动参与产业公地体系建设。通过宣传培训, 使企业理解身处一块繁荣的产业公地区域所具有的战略价值。引导企业投资于本地的产业公地体系, 这是竞争优势的源泉。利用财政手段或股权投入方式支持企业建设对社会开放的实验室、检测室、大型行业设备等。政企合作, 企业运营。鼓励行业领先企业建立具有国际影响力的实验室, 以龙头企业为主、政府提供支持的方式建立具有国际一流水平的相对公共的实验室, 制定一套行之有效的利润分配体系。投入资金, 鼓励企业建立培训学院和研究院。充分发挥行业协会、企业家联谊会在产业公地建设中的作用, 定期组织企业家之间、高校专家与企业家之间的交流活动。
形成产业公地的市场型供给。企业实验室、研究院、培训学院、博士后工作站、检测中心、检测设备、试验设备等, 往往是企业供给, 提供有偿服务。其实质是所有权和使用权的分离, 使用权市场化流动。产业公地体系建设, 需要中小企业的精耕细作。中小企业的灵活性和能动性使整个产业公地体系更具生命力。产业公地之所以能够存在, 就是该产业公地体系各用户能够产生较多的私人收益而非社会收益。
探索产业公地的公私合作 (PPP) 模式。产业公地涉及相关政府部门、企业与个人, 通过这些关键利益相关者的集体行动而实现产业公地的可持续发展。积极探索基于PPP的产业公地治理模式, 有效处理其涉及面广、间接利益驱动、集体行动难度较大等问题。
产业公地体系, 是智能制造的生态系统。IM时代, 国家间产业竞争将由企业间竞争和产业链间竞争转向产业生态系统间的竞争。这是全球工业发展模式的巨大变革, 将重新塑造全球产业竞争格局。
六、总体研判
2012年Vivek Wadhwa在《华盛顿邮报》发表文章《为什么说现在轮到中国担心制造业了?》指出, 人工智能、机器人和数字制造技术, 正在改变制造业版图, 三者互相融合将引发制造业的又一场革命, 发达国家将籍此重新夺回制造业优势[3]。发达国家已经在行动。智能制造是我国供给侧结构性改革的短板之一。补短板, 我们需快速出发, 我们已经出发。对比智能制造先行者的步伐及其动态目标可以发现, 我国智能制造业竞争力的结构特征。
(一) 两个优势
智能终端产品具有规模优势。我国智能终端产品及其应用物联网平台, 已经完成大约40%的进程, 尽管众多产品还是TM时代的制造过程。我国智能制造多领域发展, 多线并进, 初步成长。机床业以数控机床、加工中心为主, 正向智能机床迈进;机器人、3D打印和无人机具有规模优势, 正向提供优质服务转变;工业软件起步良好, 服务型制造模式兴起, 智能家居、智能消费等领域正在加快智能服务平台建设。长江三角洲、珠江三角洲、环渤海地区智能制造业集群化分布格局初步显现。
智能制造产业公地具有全球优势。产业公地是经济增长的平台, 目前我国智能制造的产业公地, 已经完成大约40%的进程, 这在很大程度上依赖于TM时代的积累, IM时代需要产业公地体系动态升级。IM时代, 国家间产业竞争将由企业间竞争和产业链间竞争转向产业生态系统间的竞争。产业公地体系是智能制造发展的产业生态系统。智能制造, 亟须提升完善产业公地体系, 发展企业实验室、基础共性技术、开放性人力资本、全产业链服务等核心部分, 探索产业公地的多元化供给。
(二) 两个短板
智能生产及智能制造技术是最大短板之一。当前我国智能生产及智能制造技术完成了不到20%的进程。IM时代, 企业依然碰到TM时代的难题:核心元器件、自动化生产设备依赖进口;部分智能产品生产以劳动密集型为主;部分科技型企业具备国内价值链或区域价值链特征;离岸创新成为趋势。如何实现智能制造技术“高路入云端”至关重要。更为重要的是, IM时代, 这一问题更严峻, 更难以用要素投入来替代。
智能制造组织系统 (IMS) 是最大的短板之二。IMS不同的发展层级代表着不同的竞争力。目前我国IMS初成长, 完成了约20%的进程, 装备级、生产线级、车间级发展具有试点和基础, 部分企业能够把消费者需求与生产过程及时高效地匹配, 但工厂级、联盟级组织系统依然在探索中, 跨越空间的分布式生产依然路漫漫。IMS可助力企业非线性成长, 但目前我国亟需IMS提供商, 实现智能制造的“天堑变通途”。
综合判断, 我国智能制造完成了不到30%的进程。此刻, 我们不能盲目地犯“去低端工业化”的错误, 即全民追求高端而全盘放弃低端制造业。当前的形势是, TM的路尚未走完, IM已经在路上。
七、政策建议
根据调研分析预测, 到2025年, 我国智能制造能够完成超过50%的进程;2035年, 能完成70%的进程;2045年, 能够完成90%的进程。在中国第二个“百年目标”实现时, 智能制造水平与发达国家 (地区) 并驾齐驱, 甚至在若干领域引领发展。为此, 需要多管齐下, 采取综合措施。
(一) 发挥政策红利推动企业研发
看不见的手 (市场) 与看得见的手 (政府) , 需要有效“握手”。这是规律, 也是法则。智能制造, 需要通过激励地方政府官员着眼于未来, 才能实现激励相容。研发是着眼未来的事, 智能制造, 重在研发。当前最大的政策红利是, 国家统计局按照国民经济核算国际标准《国民账户体系2008》 (2008年SNA) , 改革研发支出核算方法, 将研发支出不再作为中间消耗, 而是作为固定资本形成处理。研发投资越多, GDP越高, 这将对地区GDP排位格局形成较大冲击。目前最大的任务是, 要使地方官员充分理解这一核算方式的变化及其背后的意义。这是智能制造起飞的制度起点。智能制造的多重复杂性决定了生产与研发必须一体化。企业研发是主体, 政府政策的着力点应基于此。智能制造的发展, 需要企业与国家战略互动。对于智能制造企业, 不能仅仅看其短期赚多少钱, 更要看其为国家战略作出了什么贡献。从TM到IM迈进, 企业创新最为关键, 而且创新不是一时之事, 要有持久的耐力和信心。智能制造, 需要国企和民企携手并进, 既要看到国企的力量, 又要看到民企的活力, 不能唱衰国企, 也不能唱衰民企。
(二) 制定产业标准与开放结构
产业标准决定智能制造的互换性与相互依存性。目前智能制造缺乏统计口径和产业标准, 缺少系统完善的统计数据。部分概念、内涵的界定处于模糊阶段, 对智能制造的理解尚处于起步阶段。产业分类目录尚未建立, 基础共性标准、关键技术标准、产品标准和重点应用标准亟待研究制定, 质量认证机构亟须建立。为此, 亟须建立统计体系和标准体系, 建立智能制造产业划分标准、分类目录, 制定统计工作实施方案和统计管理办法。在此基础上, 需要采取开放式的智能制造体系结构。智能制造的需求多样化、碎片化, 企业需要面对不同行业、不同工作环境、不同标准下的工作和服务。
(三) 选择性产业政策迈向功能性产业政策
TM时代, 我国产业政策的主导模式是选择性产业政策, 通过投资审批、目录指导、直接补贴企业等手段广泛干预微观经济。IM时代, 企业通过创新探索新技术、新产品、新业态、新商业模式, 不确定性加大, 政府部门难以正确选择“应当”扶持的产业、企业和产品。这就需要政府增进市场功能, 完善市场制度、补充市场不足。补贴、税收优惠等扶持政策, 应重在扶持前沿技术和公共基础技术, 强调研发、技术标准和市场培育的协同推进, 发挥引导作用。智能制造, 不是企业迎合政府战略而被动升级, 一定是企业基于市场本能的自觉行动, 这是政策的着力点。
(四) 智能互联推进复杂产品集成
IM时代, 制造业可以突破传统的线性升级, 实现非线性升级。智能互联是非线性升级的关键, 其目标是形成复杂产品的集成系统, 不论是集中式生产, 还是分布式生产。复杂产品集成能力需要长期积累和探索。当前亟须培育集成企业和集成能力, 探索更加模块化的工业物联网技术路线, 将中国模块领域技术优势作为发展智能制造的初始战略, 并逐渐向综合集成优势提升, 形成智能工厂和联盟级系统。
(五) 鼓励创新与保护创新并重
目前我国存在“重鼓励创新, 轻保护创新”的现象。专利权得不到全面保护, 这样企业很难做大做强, 也很难成为国际合作对象。对企业而言, 国际专利官司不能输, 否则企业可能面临破产。所以造成我国企业逐步到发达国家申请专利。我国要使企业专利“有恒产者有恒心”。某些领域的大企业, 对产品升级的先进技术 (尤其是境外来的科研成果) , 价值评估不高, 从而难以在产品中嵌入先进技术。
(六) 激发企业家精神
2008年金融危机后苹果手机的热卖, 引发了与智能手机相伴随的传感器的热销, 传感器的技术, 需要企业提前储备, 需要企业家预见未来;PM2.5的网络化关注, 引发了空气净化器的热销, 无耗材式的净化技术, 需要企业提前储备, 同样需要企业家预见未来。企业的每一次市场定位、市场细分, 以及与之相匹配的技术选择与技术创新, 其实就是一次理性的赌博, 理性的冲动, 这就需要企业家精神。企业家理性的冲动选择, 是看重未来, 是创新的起点。供给侧结构性改革的微观基础之一就是企业家。企业家的国际化理念、国际化经验和国际化激情, 是决定智能制造发展水平的关键因素之一。企业家的全球要素整合能力, 至关重要。企业家的英语水平, 是竞争力因素的组成部分。
(七) 产业工人应成为中等收入者
智能制造需要高素质的产业工人。中国制造2025战略实施的关键支撑环节之一, 就是要塑造一支可以和世界先进产业工人相媲美的产业工人队伍。这支队伍, 理论知识水平高, 经受过系统的实验室专业训练, 能够很快适应并操作精密化、自动化、智能化的生产流水线和设备, 既懂硬件又懂软件, 尤其是能通过工业软件调整参数, 完善并提升产品品质。当前的关键问题, 就是要扭转社会的就业偏好和就业去向, 把不愿意当产业工人的大学生, 激励成争先恐后去当产业工人的大学生。要重新塑造新产业工人身份, 使产业工人收入提高, 能过上体面生活, 成为社会仰慕的职业。需要把工科和工程学塑造成为社会热门专业, 大学生积极选、热情学。工科的繁荣之日, 就是产业强国之日, 就是产业工人社会荣光之日。技工学校和企业培训学院也亟待发展。
(八) 软件增值硬件
智能制造的核心, 是数字化转型。智能互联互通, 需要系统化的软件工程支撑。软件产生智能, 软件将改变一切, 硬件产品将很快被软件颠覆。所谓智能互联互通, 就是产品本身的软件与工业互联网、消费物联网形成一个系统, 嵌入式软件决定了产品提供的服务本身。软件本身不赚钱, 但软件可以使硬件增值。未来制造业企业都将变成物联网企业, 所有产品都将是智能化的。软件工程需要大量软件人才, 这既是企业的短板, 也是学校的短板。与此同时, 虚拟现实技术通过计算机和相关感知设备进行虚拟设计、虚拟制造、虚拟消费, 创造出虚拟世界, 使人们有接近真实世界的体验和感受。未来虚拟现实实验室将是智能制造的重要支撑。这更需要软件由嵌入式变成模块化, 并形成软件系统, 需要软件模块集成研究人员。
(九) 基础学科补短板
基础学科 (如基础算法、高压电、电路板整合) 是智能制造技术及其系统的理论基础。新材料的基础学科是化学和物理学;工业软件、智能工厂的基础理论是算法。基础学科与企业应用相结合是企业和大学合作的契合点。但当前我国大学基础学科严重滞后于企业需求, 海外留学博士生的技术在国内具有较大的优势。这是我国大学亟待补的短板, 大学理工科的专业设置与课程设置, 不能仅仅随市场热点之风而动, 而是要踏踏实实研究并讲授基础理论。智能制造需要回到数理化, 有了数理化, 走遍天下都不怕。总之, 基础学科水平决定了智能制造的长期竞争力。
(十) 巧用和普及高科技产品
我国智能制造产业当前较缺乏能够读心、知心和暖心, 获得国际社会广泛认同的产品 (1) 。科技不在于高大上, 而在于运用和普及。再尖端的、再具颠覆性的新科技, 如果缺乏应用、缺乏普及、缺乏接地气的产品, 最终也只能束之高阁。在追求新科技的同时, 应将新科技与既有中国元素、又能给大家带来童年及少年回忆的传统产业结合, 并且活化, 进一步推动创新创意产业的发展。智能制造时代, 要发现AR的新商机。将虚拟游戏、产品与现实的地点、商品结合, 成为打通线上、线下服务的新平台, 以此开拓营销的新形式, 创造长远商机。
结语:智能制造推动更好的文明进程
历史学家尤瓦尔·赫拉利在《人类简史》中指出, 经过40亿年的自然选择之后, 我们站在新时代曙光乍现的时间点, 生命即将改由智能设计来操控;如果这种可能性终于成真, 事后看来, 到这之前为止的人类历史, 就能够有新的诠释, 这是一个实验和实习的过程, 最后就是要彻底改变生命的游戏规则。智能制造时代的来临, 无论我们愿意看到, 还是不愿意看到, 这都将是一个不可阻挡的、实现人类合作秩序不断拓展的文明进程。
时代的呼唤, 需要我们行动。2012年11月15日, 习近平总书记发出了时代最强音:“人民对美好生活的向往就是我们的奋斗目标。”众多企业家作出了响应:“生产出来使人民生活变得更好的产品和服务, 是企业家的使命”。
“一个国家要生活得好, 首先必须生产得好”[4], 美国学者沃麦克在《改变世界的机器》一书中如是说。智能制造的根本目的, 是为了其产品更好地为人所用, 为了更好的生活。智能制造技术必将提出智能制造伦理的要求, 信息安全、保护隐私、事故责任划分等方面, 需要规则系统随之建立。智能社会, 需要智能规则。智能, 让生活更美好。
“除非科学终结, 否则历史不会终结” (福山曾认为, 历史发展模式已经终结。“历史终结论”成为福山的学术名片。但面对新工业革命, 福山修正了其观点) 。福山在《我们的后人类未来》一书中这样告诉我们。阿尔法围棋 (Alpha Go) 大战李世石的表现告诉我们, 机器不是一个人在战斗, 它通过网络共享一切资料, 存储能力可以无限大, 运算速度可以无限快, 可以不知疲倦地深度学习。智能, 一直在前进, 智能制造永远在路上。
参考文献
[1]黄群慧, 贺俊.“第三次工业革命”与中国经济发展战略调整——技术经济范式转变的视角[J].中国工业经济, 2013, (1) .
[2][美]加里·皮萨诺, 威利·史.制造繁荣:美国为什么需要制造业复兴[M].北京:机械工业出版社, 2014:6.
[3]Vivek Wadhwa.Why it’s China’s turn to worry about manufacturing[N].The Washington Post, Jan 11, 2012.
[4]沃麦克, 等.改变世界的机器[M].北京:商务印书馆, 1999.
http://m.rjdtv.com/jingjixuelunwen/4976.html
