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当前,新一轮科技革命与产业变革加快孕育突破,信息化、网络化和传统工业的融合成为各国制造业竞争的制高点,主攻方向则是智能制造。江苏应积极顺应这一趋势,把加快发展智能制造作为实现两化深度融合、推进产业转型升级的战略选择。
一、智能制造是江苏制造业升级的主攻方向
通常认为智能制造是智能制造技术(IMT)与智能制造系统(IMS)的总称。随着互联网技术的成熟和云计算、大数据、物联网的快速兴起,智能制造的内涵有了新的完善和丰富。我国将智能制造定义为面向产品全生命周期,实现泛在感知条件下的信息化制造。智能制造具有以下特点:一是创新性。智能制造是一种全新的制造方式,将改变制造业的生产组织方式,带来制造方式、商业模式的创新。二是系统性。智能制造贯穿于研发、生产及管理服务等产品生产全过程,不仅包括智能制造装备,还包括软件及系统集成,以及智能管理和服务平台。三是可扩展性。随着智能制造技术的进步及在更多领域的推广应用,智能制造的范围将不断扩展。
发展智能制造是推动江苏经济迈上新台阶的客观要求。制造业是江苏经济的支柱。实现江苏经济强,制造业必须首先要强。制造业要强,就必须在科技创新、产业创新、企业创新、市场创新、产品创新、业态创新、管理创新等方面实现新突破,加快形成以创新为主要引领和支撑的产业体系和发展模式。从国内外的实践看,智能制造既能为传统产业提供精准制造、敏捷制造、资源节约、节能减排、提升信息化水平的技术和先进装备支持,促进传统产业提档升级;也能为新能源、新材料、生物医药、新一代信息网络、智能电网、绿色运载工具、生态环保、海洋空天、公共安全等新兴产业发展提供先进的技术支撑,助推新兴产业加速发展。因此,发展智能制造,必将推动江苏制造业产业链重构,必将带动江苏制造业加快转型升级,从而提升江苏制造业整体素质,为实现江苏经济强奠定坚实基础。
发展智能制造是破解结构性矛盾的迫切需要。“十二五”以来,江苏制造业转型升级步伐加快,综合实力显著增强,但结构性问题和深层次矛盾不容忽视。一是产业结构偏重。江苏工业增加值占GDP比重超过45%,传统重化工业增加值占工业的70%左右。二是自主创新能力还不强。制造业对外技术依存度高达60%左右,高于创新型国家30个百分点。江苏专利申请量和授权量全国领先,但成果转化率还不高。三是产业处于价值链的中低端环节。制造业在国际分工体系中的位置较低,从事加工组装的较多,研发设计、品牌经营等高附加值环节较少,自主知识产权和自主品牌产品不多。发展智能制造,为攻克解决上述问题提供了新的途径。首先,发展智能制造有利于促进加工制造的精密化和快速化、自动化技术的柔性化和智能化,改变制造业的设计方式、生产方式、管理方式和服务方式,使生产系统具有更完善的判断与适应能力。其次,发展智能制造有利于优化生产过程,将人的生产活动与智能机器有机融合,形成精益制造信息化管理系统,降低用工成本,降低物耗,提高产品质量,提高产出效率。最后,发展智能制造有利于满足用户多样化需求,为消费者定制生产,对消费者的个性化需求做出快捷回应,进而扩大产品的市场占有率。因此,发展智能制造,必将促进江苏制造业行业结构、组织结构、技术结构的调整优化,推动江苏制造业向价值链的中高端迈进。
发展智能制造是缓解环境资源约束的重要途径。江苏人均环境容量小,能源资源紧缺,经济发展面临土地、资源、环境等巨大压力。智能制造在提高专业化分工与协作配套、促进生产要素的有效集聚和优化配置、节约资源能源等方面具有重要作用。大力发展智能制造,广泛运用知识、技能相结合的绿色制造生产模式,综合运用先进制造技术与工艺,为实现制造业低能耗、低污染排放提供了现实可能。尤其是在循环经济领域,对回收再生技术进行智能化改造,将有效减少生产制造过程、报废产品对环境的污染。
发展智能制造是在更高层次上参与全球制造业竞争合作的必然选择。当前,全球经济结构深度调整,发达国家纷纷实施再工业化战略,利用新一代信息技术和先进制造技术进行改造升级,部分高端制造业出现了向欧美等回流的趋势。同时,东南亚、南美等一些新兴经济体正利用劳动力、土地、融资、原材料成本较低的比较优势,加速在中低端制造环节的竞争,部分劳动密集型产业出现了向其他新兴经济体分流的迹象。发展智能制造是江苏应对日趋加剧的国际竞争的有效途径。一方面,智能制造网络化的生产经营模式,打破地理、时间的限制,对各种生产要素进行高效配置,将有力地提高制造业的产出效率。另一方面,智能制造作为物化了的最新科技成果,既能推动高档数控机床、工业控制系统、工业机器人、智能家电、智能家居等产业的发展,又有助于推动在线监控诊断、电子商务、供应链金融等生产业的发展壮大。由此可见,产出效率的提高、新的经济增长点的不断形成,必将有力地促进江苏制造业国际竞争力的提升。
二、江苏智能制造喜中有忧
近年来,江苏智能制造各项工作扎实推进,取得了一批阶段性成果,但也存在一些亟须研究解决的问题。
智能制造发展基础良好。江苏规模以上工业增加值达3万亿元,总量居全国第一,十大新兴产业销售收入突破4万亿元,在若干细分行业中已有一批企业达到或接近世界先进水平。第三方抽样调查表明,江苏企业信息化投入占当年销售收入的0.69%,75%的企业设置了信息化部门,81%的企业编制了信息化规划,超过85%的企业对编码进行企业级统一管理。目前,全省两化融合示范企业达到500家,试点企业3000家。软件产业10年上了7个台阶,年均增速40%。2014年,软件业务收入突破5000亿元,软件企业数超过5000家,均居全国第一。集成电路封装技术水平国际领先,下一代互联网、未来网络、北斗导航核心芯片和设备的研发取得明显进展。组建了大数据产业联盟,大数据在装备、汽车、电力、能源等行业逐步得到应用。2014年,全省区域两化融合发展水平总指数达92.17,连续三年居全国第一。
智能制造装备产业发展迅速。江苏大力实施数控机床、工业机器人、高速电梯等技术质量攻关,支持首台(套)重大装备首购首用,组织认定首台(套)重大装备及关键部件产品380多个,高端数控机床、工业机器人、3D激光打印装备、高端仪器仪表等重点产品产销都保持较高增幅,全省重点行业骨干企业装备自动化率达85%以上。2014年,全省高端装备制造业实现产值1.74万亿元,数控成形机床占全国市场份额41%,数控金属切削机床占全国份额12%。
以智能制造为核心的技术改造步伐加快。大力实施“百项千亿”技改工程、大中型企业智慧化推进计划,引导企业围绕智能设计、生产、管理、服务等环节,加大技术改造投入力度,提升智能制造水平。2014年,安排2亿元省级专项资金,支持企业应用工业机器人等自动化、智能化装备进行技术改造,建设具有行业示范效应和推广作用的智能车间。全省重点技改项目中,智能制造项目占43.7%。
一批智能制造示范基地脱颖而出。南京、苏州、无锡等地建立了高端装备产业基地。常州“机器人及智能装备产业园”聚集了通用、博世等一批世界500强企业。徐工集团4个大型智能化制造基地,机器人、数控中心等智能制造装备占比达70%以上,大吨位装载机智能化制造基地具有长达7公里的全自动装备流水线、AGV运输机器人等自动化物流系统,工程机械领域智能化水平位居全国前列。
对智能制造的扶持力度不断加大。江苏先后出台了《江苏省信息化条例》、《“十二五”国民经济和社会发展信息化规划》,以及扩大信息消费、建设“宽带江苏”等政策文件。2014年10月出台的《关于推进智慧江苏建设的实施意见》及《智慧江苏建设行动方案(2014~2016年)》,以信息化升级版为目标,进一步明确了信息化引领产业转型发展的路线图、时间表。2015年,省政府出台了《关于更大力度实施技术改造推进制造业向中高端迈进的意见》,与工信部签署了共同推进智能制造创新发展战略合作协议。省财政厅、经信委和科技厅等部门都安排了战略性新兴产业和科技创新与成果转化等各类专项资金,加大对智能制造的支持力度。
可以说,江苏智能制造一直走在全国前列,为其他地区发展智能制造起到了一定的示范和引领作用。但在看到江苏智能制造成果斐然的同时,不能忽视存在的问题。
智能制造基础理论和技术体系建设亟待加强。基础理论和技术研究是发展智能制造的基础,但是,对于智能制造的发展规律以及3D打印机、工业机器人等前沿技术的发展趋势等,尚缺乏深入系统的研究。江苏智能制造的发展侧重技术追随和技术引进,基础研究能力不足,原始创新匮乏,控制系统、系统软件等关键技术环节薄弱,许多重要装备和制造过程尚未掌握系统设计与核心制造技术,大部分高端装备的核心控制技术(包括软件和硬件)严重依赖进口,精密测量技术、智能控制技术、智能化嵌入式软件等自主技术缺乏。
发展智能制造的技术路线尚待明晰。国际金融危机爆发以来,发达国家将包括智能制造在内的先进制造业发展上升为国家战略,制定了相应的发展战略规划与政策。尽管我国一直重视智能制造的发展,及时了《智能制造装备产业“十二五”发展规划》和《智能制造科技发展“十二五”专项规划》,但国家和省级层面智能制造发展的技术路线图还不清晰,智能制造发展的宏观协调和管理工作尚待加强。
智能制造装备对外依存度较高。江苏智能装备的现状难以满足智能制造发展的需求。据有关方面调查,65%的工业机器人、80%的集成电路芯片制造装备、40%的大型石化装备、70%的汽车制造关键设备、核电等重大工程的自动化成套控制系统及先进集约化农业装备严重依赖进口,船舶电子产品本土化率还不到l0%。以高端机床为例,一些机床企业主要借用美国、德国、荷兰、瑞士等国家的技术开展整合组装,竞争力较弱,高端机床市场几乎被国外品牌占据。
企业生产的数字化和网络化水平较低。据调查,江苏企业生产设备数字化率平均为32%,其中,大型企业平均为50%;数字化生产设备联网率为23.9%,其中,大型企业为40.4%;关键生产工序数控化率为27.8%,其中,大型企业为49.9%,数控化率低于30%的规上工业企业比例达52.9%。无论是装备数字化水平、数字化装备协同作业能力,还是过程数控化水平都不高,影响了企业生产装备优化调度和现场数据的采集使用,影响了生产制造的准确性和稳定性。
三、江苏智能制造前景广阔
智能制造将带来生产制造方式的创新转变。智能制造将智能技术和装备渗透进制造业领域,在制造业内部构建信息物理系统,将改变制造业的生产组织方式,带来制造方式、商业模式的创新。根据微笑曲线理论,制造业产业链的前端是研发,中端是制造,后端是服务,前端和后端是制造业高附加值区域,未来的制造业业态将融合更多的现代服务业特征,智能制造的发展必将推动制造业由传统的生产型制造向服务型制造转变。智能制造将设计、研发、制造、营销、服务等各个阶段融合起来,必将带来制造业领域劳动生产率的大幅提升。据有关方面测算,传统产业实施智能改造后,平均运营成本将降低20%,产品研制周期缩短20%,生产效率提高20%,产品不良品率降低10%,能源利用率提高4%。
智能制造将改变居民的生活方式。智能制造不仅改变企业生产模式,也将改变居民“衣食住行”各个方面。一方面,随着机械、航空、船舶、汽车、轻工、纺织、食品、电子等行业生产设备的智能化改造,智能交通工具、服务机器人、智能家电、智能照明电器、可穿戴设备等产品的需求空间将进一步拓展。另一方面,芯片、传感器、仪表、软件系统等智能化产品嵌入智能装备,使得产品具备动态存储、感知和通信能力,实现产品的可追溯、可识别、可定位和线上线下服务。例如,在医疗领域,智能技术的运用和诊断网络化的推进,就有可能推出家庭级疾病诊断设备,使诊断数据能够通过网络上传给医生,并通过医患互动做出建议或推荐专门医院和医生进行进一步诊疗,这就将引发全新的家庭医疗服务行业和全新的医疗保险服务品种。
智能制造将深刻影响劳动力结构。随着经济增长以及劳动力结构的改变,江苏劳动力成本显著增长。实施智能制造以后,一方面,将整体削减普通劳动力数量,降低用工成本,特别是从事危险、环境恶劣、简单重复操作岗位的工人数量会大幅度减少。另一方面,对具有智能制造知识和技能的软件设计人员、远程维护人员、管理人员的需求则大幅度增加,这必将推动劳动力由加工制造向生产业转移,进一步调整优化劳动力结构。
四、江苏发展智能制造的基本路径
欧美等发达国家和地区从事智能制造的经验,可以为江苏发展智能制造以重要启迪。如明确发展战略,大力度多元化投入,标准化引领,制定专门法律,重视高端人才,等等。因此,江苏发展智能制造,要准确把握世界科技革命新趋势,主动适应国际需求调整、国内消费升级新变化,认真贯彻落实《中国制造2025》提出的新要求,着力在以下几个方面寻求新突破:
突出重点环节。一是加快智能车间建设。智能车间是制造业智能化改造的基础。要认真贯彻落实国家和江苏促进智能制造发展的政策措施,推动企业加快应用虚拟设计制造、智能测控以及集成协同等技术开展智能化改造。研究制定智能车间建设标准和认定办法,选择有意愿且行业示范带动作用强的企业进行智能车间建设诊断、认定和授牌。以现场会等形式,适时宣传推广先进智能车间经验。在智能车间建设的基础上,选择有条件的企业向智能工厂发展。二是推进关键生产环节智能化改造。以冶金、化工、建材等主要耗能行业为重点,推进耗能企业能源管理中心建设,加强重点耗能工序用智能监测监管体系建设,切实提高能源使用效率和综合利用水平。围绕细分行业,支持徐工、南京高速齿轮、无锡一棉等重点企业应用智能装备和技术,支持苏宁云商、联创集团等重点企业探索智慧服务新业态。三是推进智能制造装备专项。实施高档数控机床与基础制造装备专项,重点开发航空、航天、船舶、汽车、能源设备等行业需要的关键高精密数控机床与基础装备。实施“数控一代”装备创新工程,重点在石化、冶金、食品加工、纺织、印刷等行业,推进传统机械装备数控化区域和企业示范。在电力、节能环保、农业、资源开采等国民经济重点领域分步骤、分层次开展智能制造成套装备应用示范。
主攻关键技术。首先,加快发展工业核心软件。推进操作系统、数据库、中间件等核心软件技术研发,重点突破工业控制芯片、数控设备、国产操作系统等关键技术。指导行业协会优秀工业核心软件目录。其次,突破一批关键共性环节。围绕关键基础材料、核心基础零部件、先进工艺技术等领域,系统突破设计、材料、工艺、试验、检测等一批关键共性环节,提高制造业基础能力。最后,促进科技成果产业化。加强政策引导,健全技术转移机制,促进先进科技与产业深度融合。积极推广运用新技术、新产品,优先将智能装备技术产品列入全省重点推广应用目录。大力推进产学研金介政“六位一体”协同创新,支持骨干企业与科研机构、高校组建产业技术创新战略联盟。
强化市场应用。推动信息网络技术在智能制造中的应用。推进制造过程智能化,加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理、增材制造等技术和装备在生产过程中的应用,促进制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制。加快产品全生命周期管理、客户关系管理、供应链管理系统的推广应用,促进集团管控、设计与制造、产供销一体、业务和财务衔接等关键环节集成,实现智能管控。支持和鼓励大数据技术在工业企业生产经营、工业行业管理和经济运行中的应用。鼓励有条件的企业通过网络化制造模式,实现生产经营各环节的企业间协同,形成网络化企业集群。鼓励制造业创新销售和服务模式,引导企业充分运用电子商务等互联网模式实现产品营销。加快推广运用智能制造装备和产品。积极应用智能技术进行企业技术改造,促进信息技术与企业设计研发、生产制造、营销管理的全面融合。组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线,突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统、伺服电机及驱动器和减速器等一批智能核心装置,推进信息技术嵌入式应用,提高智能制造发展水平。
健全服务平台。搭建信息服务平台。支持工业云服务平台建设,推进制造资源开放共享,在全省范围内搭建智能制造供需对接平台。完善面向中小微企业的信息化服务体系,推动中小微企业数字技术应用服务平台建设,帮助中小微企业解决在技术创新、企业管理、信息咨询等方面存在的困难,提高中小微企业信息化应用能力和水平。积极发展咨询服务机构。支持提供智能制造整体解决方案的中介服务机构发展,培育一批既熟悉制造业生产流程,又具备信息系统集成能力和互联网思维的智能制造咨询服务企业,充分发挥咨询服务机构在发展智能制造中的作用。培育一批联合研发和成果交易平台。建设一批面向智能制造的技术研究机构,以产业技术创新战略联盟为基础,推动企业和科研机构、高校共建智能制造领域产业研究院、公共重点实验室和工程技术中心。建设一批有发展潜力、有行业特色的电子交易平台。
加强人才建设。一是创新人才培养模式。弘扬科学精神,营造鼓励创新、宽容失败的创新文化。开展校企联合招生、联合培养试点,拓展校企合作育人途径。推进专业技术职称和职业资格制度改革,完善高技能人才终身培养培训体系。加大智能制造引智力度,积极引进领军人才和紧缺人才。二是强化人才激励机制。深化科技体制改革,强化科技同经济、创新成果同产业、创新项目同现实生产力、研发人员创新劳动同其利益收入“四个对接”。加大科研人员股权激励力度,鼓励各类企业通过股权、期权、分红等方式,调动科研人员创新积极性。提高科研人员成果转化收益比例,完善科技成果、知识产权归属和利益分享机制,提高骨干团队、主要发明人受益比例。三是落实各项人才政策。鼓励智能制造领域人才政策先行先试,专项资金安排向重大智能制造工程和项目倾斜,完善科研人员在企业与事业单位流动的社保转移接续政策,促进人才双向自由流动。
营造良好环境。首先,坚持规划引领。按照适当超前、分步实施的原则,深化智能制造发展研究,谋划“十三五”智能制造发展的路线图,研究确定行业推进重点,加快制定并组织实施企业智能化改造升级计划。其次,加大多元化投入力度。充分发挥财政资金的引导作用,优化省级工业和信息产业转型升级专项资金支出结构,加大对企业智能化改造的支持力度。提高市场化运作的投资基金在专项资金中的比重,吸引更多社会资本投入智能化改造。落实相关税收优惠政策,支持企业境内外上市融资,引导各类金融机构加大对企业智能化改造的信贷力度,拓宽多元融资渠道。最后,健全相关法规和制度。完善知识产权保护制度,健全知识产权侵权查处机制。完善配套措施,建立首台套智能装备保险体系,推广国产首台套装备保险风险补偿机制。建立涉企收费清单制度,除法律另有规定外,涉及智能制造的各种鉴定、检验检测等结果实行互认互通。加强企业信用体系建设,健全企业信用信息征集、整合、记录、披露和使用制度,完善守信激励和失信惩戒机制。
(课题组顾问:徐一平;课题组组长:刘惟蓝、戴跃强;课题组成员:陈建清、陈霖、卢爱国、古晶、陈清华、饶立胜、黄萍、刘文辉、朱乾、刘培、邱薇薇、施金华)