智能制造及其驱动下的经济发展动力浅析

作者:未知

  摘要:智能制造(IM)是“中国制造2025”的主攻方向,对于促进我国经济又好又快健康发展具有重要意义。本文回顾了世界工业革命发展简史以及智能制造的概念及发展意义;在分析德国工业4.0典型做法的基础上获取了对我国智能制造发展的几点启示;在此基础上,分析认为智能制造企业自身技术能力、行业带动能力、需求挖掘能力的提升是智能制造驱动我国经济发展的动力所在。
  关键词:智能制造;工业4.0;经济发展
  一、引言
  以制造业为核心的实体经济才是保持国家竞争力和经济健康发展的基础,这是世界各国的共识[1]。制造业是我国国民经济发展的重要支柱,是我国经济转型快速发展的核心战场。在新的时代背景下,实现中国特色制造强国的构建对于促进我国经济又好又快健康发展具有重要意义。“中国制造2025”是我国政府颁布的首个制造强国战略行动纲领,有助于提高我国产业化集成水平,完善人才多层次培养体系,促进我国产业转型升级与经济的蓬勃发展。智能制造被公认为是“中国制造2025”的主攻方向[2]。
  二、智能制造的概念
  纵观世界工业发展历史,世界范围内共发生了四次工业革命,而在每次工业革命中制造业都经历了较为深刻的变化。第一次工业革命后,隨着蒸汽动力的出现,机器生产走进历史舞台,出现了手工作坊式的制造过程,该模式具有较好的灵活性,但是其生产效率过低,难以完成大批量生产;第二次工业革命后,制造业的机械化程度明显提高,电力驱动的流水线作业走进历史舞台,开始出现了工厂化的集中生产,生产制造规模及效率均大幅增加,大批量的生产制造模式也促使生产成本有效降低;随着生产需求多样性及复杂性的日益强化,以计算机及信息技术革命为特征的第三次工业革命悄然而至,计算机集成制造、精益生产、环保可持续制造等进入世界舞台,呈现出“基础制造迁移至发展中国家,生产制造高附加值核心环节保留至发达国家”的世界制造业发展布局,制造业的全球分工体系与可持续发展理念在本时期内日益强化;在第四次工业革命阶段,人工智能技术、云计算技术、物联网技术、现代网络通讯及传感技术、自动化技术、新能源及新材料技术等得到了迅速的发展,制造业在产品多样化、复杂度、环境友好性及可持续发展性等方面也有了更高的要求,基于先进技术集成的新型智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)具有较高的迫切需求度。
  有学者们将工业4.0的相关要求概括整理成十六个大字,即“一个网络、两大主题、三项集成、八项计划”[3]。其中:“一个网络”指的是信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS);“两个主题”是指智能工厂及智能生产;“三项集成”指的是横向集成、纵向集成和端对端的集成;“八项计划”体现的是比较宏观的指导意见,涉及标准化和参考架构、管理复杂系统、综合的工业宽带基础设施、安全和保障、工作的组织和设计、培训和持续的职业发展、是监管框架、资源利用效率等八个关键的领域。(见图1)
  总体来说,智能制造是第四次工业革命目标的重要体现形式,其本质上是在人工智能技术、云计算技术、物联网技术、现代网络通讯及传感技术、自动化技术、新能源及新材料技术等多学科融合的背景下建立起的具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程及系统。智能制造装备具有分析、推理、决策及自适应、人机交互等方面的能力,这是与传统制造的本质区别。智能制造的出现也将彻底改变传统制造业的产业链、价值链以及产业模式。
  三、德国工业4.0的典型做法及有关启示
  工业4.0则是利用信息化技术促进产业变革的时代,也就是智能化时代,这个概念于2013年4月被德国正式提出。德国政府从三个维度推动智能制造的快速发展:1)规划了适用于制造业升级发展的顶层设计方案,先后编制出台《高技术战略2020》、《保障得到制造业4.0战略的建议》等规划性文件,通过国家战略的引领作用推动新一代智能技术与传统制造业的深度融合;2)建设适用于制造业升级发展的物理信息系统,将生产设备、物及人三者有机地联系在一起,实现了物理世界与虚拟世界的融合发展,该系统的应用不仅可实现制造全流程的无死角监测、分析及决策,而且可以实现制造生产线上各企业、装备、人员的协同制造,大幅地提高了生产效率,有效的配置了生产资源;3)依托智能工厂及智能生产推动智能制造发展,智能工厂实现了对生产制造环节中人、物、信息等资源的信息化、可视化及网络化管理,建立起从市场端、研发端、资源供应端、生产制造端、配送端、用户端、售后服务端的一条龙式无缝连接体系,极大提高了资源配置效率,而智能生产将人工智能、云计算、机器人等智能制造技术应用与传统的生产制造环节中,使生产制造过程具有了自学习、分析与决策的能力,可以以较优的方式组织生产制造。
  根据德国推动智能制造发展的相关措施中,可以得到如下启发:1)政府作为特殊职能部门应当设计较为完善的配套顶层制度,起到姣好的行业引导作用;2)传统制造业的升级必须依托互联网技术,不仅要实现企业内部各环节的紧密连接,还要建设适用于我国国情的各企业间的智能制造互联网联盟;3)在推进智能制造发展过程中,要探索适合我国国情的智能制造生产模式,找出具体的实施难点,先试点再推广,将智能制造融入到整个制造业的生产实践中。
  四、智能制造驱动下的经济发展动力分析
  目前看来,以智能制造为主攻方向的信息化与工业化深度融合,是中国经济发展“弯道超车”的最佳路径,智能制造驱动中国经济发展的主要动力可概括为:
  (一)企业自身技术能力提升促使经济发展:智能制造推动了制造企业本身的技术升级,智能化全新制造方式的引入提高了传统制造页的技术水平,提高了产品质量及生产制造效率,降低了生产制造成本,从而使得制造企业的盈利空间得到有效地拓宽;
  (二)企业较强的行业带动能力促使经济发展:智能制造企业基本可划定为高新技术企业,具有很强的市场带动能力,能够带动一大批关联产业(诸如大数据服务等)的发展;
  (三)企业新生的需求挖掘能力促使经济发展:智能制造可以推动生产制造业创造出更多的市场需求,挖掘出消费者更多的潜在需求,同时根据需求调整资源的配置比例,进而能够达到优化资源配置的有益效果。
  五、总结与建议
  综上所述,智能制造是“中国制造2025”的主攻方向,是第四次工业革命目标的重要体现形式;通过对德国工业4.0典型做法的分析,可对推动我国智能制造发展得到许多重要的启发;智能制造企业自身技术能力、行业带动能力、需求挖掘能力的提升是智能制造驱动我国经济发展的动力所在。
  参考文献:
  [1]徐习明,王瑞,韩谊,詹颖,田轶.“中国制造2025”战略解读:制造业转型靠什么?[J].智能制造,2018(08):26-33.
  [2]纪成君,陈迪.“中国制造2025”深入推进的路径设计研究——基于德国工业4.0和美国工业互联网的启示[J].当代经济管理,2016,38(02):50-55.
  [3]赵新平,黄春元,赵凯悦.德国“工业4.0”、信息化红利及中国制造业的机遇[J].全球化,2015(10):74-88.
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