近年來,由人工智能技術、機器人技術和數字化制造技術等相結合的智能制造技術開始貫穿于設計、生產、管理和服務等制造業的各個環節,正催生智能制造業,引領新一輪制造業變革。金融危機以來,在尋求危機解決方案的過程中,美、德、日等國政府和相關專業人士紛紛提出通過發展智能制造業來重振制造業。當前,我國已成為全球制造業第一大國,但“大而不強”,長期制約可持續發展的深層次矛盾和問題日益突出。努力培育和發展先進制造業,尤其是重點發展智能制造業,應成為我國制造業發展的戰略選擇。
發展智能制造業是我國制造業升級的必由之路
隨著科學技術的飛速發展,先進制造技術正在向信息化、自動化、智能化方向發展,智能制造日益成為未來制造業發展的核心內容。
發展智能制造業是實現制造業升級的內在要求。長期以來,我國制造業主要集中在中低端環節,產業附加值低。發展智能制造業已經成為實現我國制造業從低端制造向高端制造轉變的重要途徑。同時,將智能制造這一新興技術快速應用并推廣,通過規模化生產,盡快收回技術研究開發投入,從而持續推進新一輪的技術創新,推動智能制造技術的進步,實現制造業升級。
發展智能制造業是重塑制造業新優勢的現實需要。當前,我國制造業面臨來自發達國家加速重振制造業與發展中國家以更低生產成本承接國際產業轉移的“雙向擠壓”。我國必須加快推進智能制造技術研發,提高其產業化水平,以應對傳統低成本優勢削弱所面臨的挑戰。雖然我國智能制造技術已經取得長足進步,但其產業化水平依然較低,高端智能制造裝備及核心零部件仍然嚴重依賴進口,發展智能制造業也是加快我國智能制造技術產業化的客觀需要。此外,發展智能制造業可以應用更節能環保的先進裝備和智能優化技術,有助于從根本上解決我國生產制造過程的節能減排問題。
發展智能制造業是拓寬產業施政空間的重要抓手。我國已編制完成《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》,并于2011年設立“智能制造裝備創新發展專項”,今年3月,我國又出臺了《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》。分析我國已出臺的促進智能制造業發展的規劃和政策,可以發現,目前還主要將重點放在智能制造技術及智能制造裝備產業發展方面,而智能制造業是將智能制造技術的應用貫穿于產品的設計、生產、管理和服務的制造活動全過程,不僅包括智能制造裝備產業,還包括智能制造服務業。因此,要促進智能制造業的發展,應從智能制造技術、智能制造裝備產業、智能制造服務業等諸多領域加以規劃和政策扶持。
全球智能制造呈現新趨勢
智能制造技術的產業化及廣泛應用正催生智能制造業。概括起來,當今世界制造業智能化發展呈現三大趨勢:
智能制造技術創新及應用貫穿制造業全過程。主要體現在以下四個方面:一是建模與仿真使產品設計日趨智能化。建模與仿真通過減少測試和建模支出降低風險,通過簡化設計部門和制造部門之間的切換壓縮新產品進入市場的時間。二是以工業機器人為代表的智能制造裝備在生產過程中應用日趨廣泛。汽車、電子電器、工程機械等行業已大量使用工業機器人自動化生產線。三是全球供應鏈管理創新加速。信息技術的應用縮短了滿足客戶訂單的時間,提升了生產效率,使得全球范圍的供應鏈管理更具效率。四是智能服務業模式加速形成。企業通過嵌入式軟件、無線連接和在線服務的啟用整合成新的“智能”服務業模式,制造業與服務業之間的界限日益模糊,融合越來越深入。
世界范圍內智能制造國家戰略空前高漲。世界主要工業化發達國家提早布局。日本于1989年提出智能制造系統,且于1994年啟動了先進制造國際合作研究項目;美國于1992年執行新技術政策,大力支持包括信息技術和新的制造工藝、智能制造技術在內的關鍵重大技術;歐盟于1994年啟動新的研發項目,突出了智能制造技術的地位。
世界主要工業化國家將智能制造業作為重振制造業戰略的重要抓手。2011年6月,美國正式啟動包括工業機器人在內的“先進制造伙伴計劃”,2012年2月又出臺“先進制造業國家戰略計劃”,提出通過加強研究和試驗稅收減免、擴大和優化政府投資、建設“智能”制造技術平臺,以加快智能制造的技術創新;德國通過政府、弗勞恩霍夫研究所和各州政府合作投資于數控機床、制造和工程自動化行業應用制造研究;日本提出通過加快發展協同式機器人、無人化工廠,提升制造業的國際競爭力。
我國具備發展智能制造業的有利條件
我國具備發展智能制造業的產業基礎。我國已取得了一大批相關的基礎研究成果,掌握了長期制約我國產業發展的智能制造技術,如機器人技術、感知技術、復雜制造系統、智能信息處理技術等;攻克了一批長期嚴重依賴并影響我國產業安全的核心高端裝備,如盾構機、自動化控制系統、高端加工中心等;建設了一批相關的國家級研發基地;培養了一大批長期從事相關技術研究開發工作的高技術人才。
智能制造裝備產業體系初步形成。隨著信息技術與先進制造技術的高速發展,我國智能制造裝備的發展深度和廣度日益提升,以新型傳感器、智能控制系統、工業機器人、自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,2010年工業自動化控制系統和儀器儀表、數控機床、工業機器人及其系統等部分智能制造裝備產業領域銷售收入超過3000億元。
國家對智能制造的扶持力度不斷加大。近年來,我國對智能制造的發展也越來越重視,越來越多的研究項目成立,研究資金也大幅增長。我國發布了《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》和《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》,并設立《智能制造裝備發展專項》,加快智能制造裝備的創新發展和產業化進程,推動制造業轉型升級。
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