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1　全球智能制造發展現狀

智能制造作為先進制造技術與信息技術深度融合的成果，已經成為制造業的發展趨勢，《中國制造2025》的頒布標志著智能制造成為我國制造業轉型升級的主攻方向。大力發展智能制造不僅符合我國制造業轉型升級的要求，而且是推動供給側結構性改革、適應并引領“新常態”的重要抓手。20世紀80年代末，Wright和Bourne合著的《智能制造》一書的出版標志著智能制造概念的提出。經過了數十年的發展，智能制造的內涵逐漸豐富化，目前一般認為智能制造的含義是，在新一代信息技術的基礎上，將產品制造流程和生命周期作為對象，實現系統層級上的實時優化管理，是成熟階段的制造業智能化。相比于數字化和網絡化階段，智能制造全面使用計算機自動控制，并實現工業互聯網、工業機器人、大數據的全面綜合應用。智能制造可以大大縮短產品研發時間、提質增效、降低成本，體現了實體物理與虛擬網絡的深度融合特征。

（1）德國

德國作為全球制造業中最具競爭力的國家之一，德國的西門子、奔馳、博世、寶馬等品牌以其高品質享譽世界。為了保持德國制造在世界的影響力，推動德國制造業的智能化改造，在德國工程院及產業界共同推動下，德國在2013年正式推出了德國工業4.0戰略。工業4.0的內涵是憑借智能技術，融合虛擬網絡與實體的信息物理系統，降低綜合制造成本，聯系資源、人員和信息，提供一種由制造端到用戶端的生產組織模式，從而推動制造業智能化的進程。德國智能制造以信息物理系統為中心，促進高端制造等戰略性新興產業的發展，大幅減少產品生產成本，構建德國特色的智能制造網絡體系。德國工業4.0戰略的智能化戰略主要包括智能工廠、智能物流和智能生產三種類別。總而言之，德國制造業的智能化過程以工業4.0戰略為依托，順應第四次工業革命的歷史機遇，通過標準化規范戰略部署，重視創新驅動，實現制造業智能化轉型升級的戰略目標，使德國在全球化生產中保持科研先發優勢。

工業4.0發布后，德國各大企業積極響應，產業鏈不斷完善，已經形成工業4.0生態系統。德國的工業4.0平臺還發布了工業4.0參考架構。

2014年8月，出臺《數字議程（2014-2017）》，這是德國《高技術戰略2020》的十大項目之一，旨在將德國打造成數字強國。議程包括網絡普及、網絡安全及“數字經濟發展”等方面內容。

2016年，發布《數字化戰略2025》，目的是將德國建成最現代化的工業化國家。該戰略指出，德國數字未來計劃由12項內容構成：工業4.0平臺、未來產業聯盟、數字化議程、重新利用網絡、數字化技術、可信賴的云、德國數據服務平臺、中小企業數字化、進入數字化等。

2019年11月，發布《德國工業戰略2030》，主要內容包括改善工業基地的框架條件、加強新技術研發和調動私人資本、在全球范圍內維護德國工業的技術主權。德國認為當前最重要的突破性創新是數字化，尤其是人工智能的應用。要強化對中小企業的支持，尤其是數字化進程。

（2）美國

美國是智能制造的重要發源地之一。早在2005年，美國國家標準與技術研究所提出“聰明加工系統研究計劃”，這一系統實質就是智能化，研究的內容包括系統動態優化、設備特征化、下一代數控系統、狀態監控和可靠性、在加工過程中直接測量刀具磨損和工件精度的方法。2006年，美國國家科學基金委員會提出了智能制造概念，核心技術是計算、通信、控制。成立智能制造領導聯盟SMLC，打造智能制造共享平臺，推動美國先進制造業的發展。

2017年，美國清潔能源智能制造創新研究院（CESMII）發布的《智能制造2017—2018路線圖》指出，智能制造是一種制造方式，在2030年前后就可以實現，是一系列涉及業務、技術、基礎設施及勞動力的實踐活動，通過整合運營技術和信息技術的工程系統，實現制造的持續優化。該定義認為智能制造有四個維度，“業務”位于第一位，智能制造最終目標是持續優化。該路線圖的目標之一就是在工業中推動智能制造技術的應用。

2018年，發布《先進制造業美國領導力戰略》，提出三大目標，開發和轉化新的制造技術、培育制造業勞動力、提升制造業供應鏈水平。具體的目標之一就是大力發展未來智能制造系統，如智能與數字制造、先進工業機器人、人工智能基礎設施、制造業的網絡安全。

2019年，發布《人工智能戰略：2019年更新版》，為人工智能的發展制定了一系列的目標，確定了八大戰略重點。

（3）日本

日本在智能制造領域積極部署。積極構建智能制造的頂層設計體系，實施機器人新戰略、互聯工業戰略等措施，鞏固日本智能制造在國際上的領先地位。

日本提出以工業互聯網和物聯網為核心的協同制造發展策略。事實上，日本的智能生產起步很早，在上世紀70、80年代，日本就提出柔性制造FMS()。1989年，日本率先提出了智能制造系統IMS()的概念，主要關注工廠內部系統智能化，并沒有加入互聯網因素。2015年起，日本開始發力智能制造。2015年1月發布“新機器人戰略”，其三大核心目標分別是世界機器人創新基地、世界第一的機器人應用國家及邁向世界領先的機器人新時代。2015年10月，日本設立IoT推進組織，推動全國的物聯網、大數據、人工智能等技術開發和商業創新。之后，由METI（日本經濟貿易產業省）和JSMEMSD（日本機械工程師協會）發起產業價值鏈計劃，基于寬松的標準，支持不同企業間制造協作。2016年，日本提出IVR，開始推動信息技術在工業領域的應用，并發布相應的體系架構。2017年3月，日本明確提出“互聯工業”的概念，安倍發表《互聯工業：日本產業新未來的愿景》的演講，其中三個主要核心是：人與設備和系統的相互交互的新型數字社會，通過合作與協調解決工業新挑戰，積極推動培養適應數字技術的高級人才。互聯工業已經成為日本國家層面的愿景。在《制造業白皮書（2018）》中，日本經產省調整了工業價值鏈計劃是日本戰略的提法，明確了“互聯工業”是日本制造的未來。為推動“互聯工業”，日本提出支持實時數據的共享與使用政策；加強基礎設施建設，提高數據有效利用率，如培養人才、網絡安全等；加強國際、國內的各種協作。2019年，日本決定開放限定地域內的無線通信服務，通過推進地域版5G，鼓勵智能工廠的建設。

（4）歐盟

歐盟委員會于2020年3月發布了面向2030年的《歐盟新工業戰略》，與《歐盟數據戰略》《人工智能白皮書》共同構成歐盟“數字化轉型計劃”的重要組成部分。《歐盟新工業戰略》旨在推動歐盟工業在氣候中立和數字化的雙重轉型中保持領先，意圖搶占數字化工業主導地位、提升全球數字競爭力、釋放數字經濟潛力，以應對全球經濟前景的不確定性。戰略提出，綠色、循環、數字化是工業轉型的關鍵驅動因素，并提出了一系列具體行動計劃，特別是在新冠肺炎疫情爆發的背景下，強調借助數字基礎設施、數字技術等手段提高歐盟工業競爭力和戰略自主性至關重要，值得深入思考。

通過觀察，各國在推動本國制定的戰略的同時，也在積極開展合作。比如美國和德國在積極對接后，提出工業4.0平臺和IVC進行合作，因為他們認為彼此的架構是相互呼應的，可以融合發展，在一系列產品解決方案、參考架構對接和標準化工作方面進行全方位的合作。此外，德國在對各國智能制造戰略進行系統性研究后，明確了自己的國際化戰略。即不管是對美國還是對中國，一方面強調通過貿易和設備供應的方式，與不同國家進行合作；另一方面又非常強調在技術和標準上以“我”為主，強化合作。

2　全球智能制造業格局

當今世界的很多工業強國都在將人工智能看成是下一個發展風口。日本、德國、美國自不必說，巴西、印度等新興經濟體同樣把人工智能看做是一個新興領域不斷加持。它作為全球下一輪科技革命與產業革命的關鍵領域，對整個世界的發展具有重大意義。

根據《全球智能制造發展指數報告》評價結果顯示，美國、日本和德國名列第一梯隊，是智能制造發展的“引領型”國家；英國、韓國、中國、瑞士、瑞典、法國、芬蘭、加拿大和以色列名列第二梯隊，是智能制造發展的“先進型”國家。目前全球智能制造發展梯隊相對固定，形成了智能制造“引領型”與“先進型”國家穩定發展，“潛力型”與“基礎型”國家努力追趕的局面。

新一代信息技術與制造業深度融合，正在引發影響深遠的產業變革，形成新的生產方式、產業形態、商業模式和經濟增長點。各國都在加大科技創新力度，推動三維（3D）打印、移動互聯網、云計算、大數據、生物工程、新能源、新材料等領域取得新突破。基于信息物理系統的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領制造方式變革；網絡眾包、協同設計、大規模個性化定制、精準供應鏈管理、全生命周期管理、電子商務等正在重塑產業價值鏈體系；可穿戴智能產品、智能家電、智能汽車等智能終端產品不斷拓展制造業新領域。我國制造業轉型升級、創新發展迎來重大機遇。

當前，智能制造已經成為全球價值鏈重構和國際分工格局調整背景下各國的重要選擇。各發達國家紛紛加大制造業回流力度，提升制造業在國民經濟中的戰略地位。德國的“工業4.0”，美國“工業互聯網”戰略、日本《機器人新戰略》、法國“新工業法國”方案，均在積極部署自動化、智能化。

除了國家以外，企業也在進行積極的探索。例如相當一部分的傳統制造業基于傳統制造能力的優勢，著重提升數字化的能力，推動智能制造。西門子著手智能制造的推進，依托自己在裝備和自動化技術上的優勢，通過合作、并購不斷補齊數據、軟件等信息技術的短版，打造了一個全面化智能制造解決方案體系。這是非常傳統經典的提升路徑。還有一些老牌裝備企業，利用互聯網技術重構生產體系，推動智能制造。以GE為例，通過構建工業互聯網平臺Predix，將傳統層級制造體系轉化為以平臺為核心的網絡制造體系，通過開放平臺，引入產業合作力量，塑造產業競爭新優勢。這是非典型的工業企業的轉型發展路徑。還有一些互聯網企業通過引發產品變革乃至顛覆原有產業形態，來推動智能制造。以谷歌為例，其不斷將其互聯網技術和思維傳遞至工業領域，促進工業企業推出智能化產品，并使得原來以產品銷售為核心的產業形態轉化為以智能服務為核心的新形態。

文章摘自《中國智能制造產業發展報告（2022年）》

摘自《自動化博覽》2023年7月刊