智能製造產業：新製造 新機遇

一、智能製造產業概述

1. 智能製造產業定義

「智能製造」最早出現在1988年美國P.K.Wright和D.A.Bournede 的《Manufacturing Intelligence》一書中，指出智能製造是利用集成知識工程、製造軟體系統及機器人視覺等技術，在沒有人工干預條件下智能機器人獨自完成小批量生產的過程。

智能製造產業內涵豐富，以高檔數控機床、工業機器人、3D列印等為代表的智能製造裝備工業，以智能家電、智能汽車、智能穿戴設備為代表的智能製造消費品工業，以及與之相關的個性化定製服務、全生命周期管理、網路精準營銷及在線支持服務等生產性服務業，構成了智能製造產業的主體部分。

2. 智能製造的核心構成

智能製造集軟體、電子、控制、機械為一體，以智能生產終端為核心，主要由三大方面構成：

（1）「雲」：工業大數據及雲計算。 「中國製造2025」要推動的是智能化和信息化，而非僅僅自動化。自動化設備產生的大量數據通過感測系統等路徑，實現採集、反應和預測，形成可行為的大數據（Actionable Data），幫助製造形成從生產到銷售的整個閉環。

（2）「網」：工廠內物聯網及覆蓋產業鏈整體的工業互聯網。目前國內製造業信息化升級，可以採用感測器、RFID、機器視覺、人臉識別等20餘種方式來實現工業數據的採集並匯總至中央控制平台，這是打造工廠內物聯網及產業鏈整體互聯網的「基石」。

（3）「端」：智能機床、機器人、感測器、機器視覺等智能生產設備，AGV、服務機器人等智能物流設備以及智能製造在其他領域的應用，如新能源汽車、能源互聯網、智能製造裝備等。智能生產終端是核心，最先受益且業績彈性巨大。中長期角度來看，智能生產設備後續的競爭力取決於其對硬體與軟體結合的能力。

3. 智能製造的產業鏈

智能製造產業鏈涵蓋智能裝備、工業互聯網、工業軟體及將上述環節有機結合的自動化系統集成及生產線集成等。

智能製造的主要過程是將智能裝備（包括但不限於機器人、數控機床、自動化集成裝備、3D列印等）通過通信技術有機連接起來，實現生產過程自動化；並通過各類感知技術（感測器、RFID、機器視覺等）收集生產過程中的各種數據，通過工業乙太網等通信手段，上傳至工業伺服器，在MES/DCS軟體系統的管理下進行數據處理分析，並與企業資源管理軟體（例如ERP），提供最優化的生產方案或者定製化生產，最終實現智能化生產。

上游：製造行業的零部件以及感知層次的相關產品；

中游：網路層的相關信息技術、管理軟體和平台軟體等；

下游：執行層和應用層，以工業機器人、智能機床、3D列印為產品構成的自動化生產線和智慧工廠。

二、海外強國智能製造產業戰略布局

1. 美國智能製造：工業互聯網

金融危機後，美國政府出台了一系列法案，包括《保障美國在先進位造業的領導地位》、《獲取先進位造業國內競爭優勢》以及《振興美國先進位造業》，著力興建製造業創新研究中心，希望以高新技術改造傳統製造業。美國發展智能製造的基本思路是，利用美國在新一代信息技術和智能軟體等基礎產業的全球領先優勢「反哺」製造業，顯著提升製造企業智能化、數字化水平，從而在靈巧性、質量、效率和可持續性等方面重塑美國製造的長期競爭力。

在發展重點上，美國優先發展三項製造技術：先進感測、控制和製造平台技術，可視化、信息化和數字化的製造技術，以及先進材料製造。其中前兩項技術重在提升企業對信息作出快速和高效響應的能力。而標準對信息有效流動和系統的快速響應具有至關重要的作用，所以美國發展智能製造的戰略思路可以歸納為「信息先行、標準支撐」。

2. 德國智能製造：工業4.0

德國製造業大致經歷了三個階段的發展：「山寨英國—建立自主—小規模定製+重工業化結合」。現如今，德國製造業佔GDP比重25%，其最大的12個機器設備製造部門出口佔據市場中比例均在10%以上。自動化製造已成為德國大型企業的標配，並開始轉向信息化和柔性製造，不同程度地邁入智能製造時代。

德國之所以能夠打造享譽世界的「德國製造」品牌，和其對自主創新的追求密不可分。自上而下角度，政府鼓勵科技創新，在基礎研究領域和企業共同投資經費，且建立了較為完善的教育體系；而自下而上角度，非政府的行業標準認證組織推動了行業追求高品質的發展。以德國標準化協會（DIN）為例，其指定的標準90%以上都已經成為國際標準，是世界工業重要的產品標準之一。

在智能製造技術的推動下，未來10年德國製造業的生產率提升將達到製造總成本的5%-8%，總量相當於900億至1,500億歐元。其中，工業部件製造型企業的生產率提升幅度最大，為20%-30%；而汽車製造企業生產率則將提高10%-20%。

3. 日本智能製造：工業機器人

日本將1980年作為「機器人發展元年」，該年實施了一系列產業政策鼓勵自動化的發展，並成立了世界上第一個工業機器人組織（JIRA），推動工業自動化和安全生產。到了1985年，日本在自動化的帶動下，高端製造業如電器機械、精密機械的產出佔比有明顯抬升，並帶動了出口向上。同時，工業機器人產量保持了年複合20%左右的增速，一躍成為全球機器人巨頭。

2014年日本在《新經濟增長戰略》中把機器人產業當作國民經濟發展的重要動力來源，計劃將製造業機器人的應用量擴大至2倍，市場規模達到2.85萬億日元的目標。2015年1月，日本發布《機器人新戰略》，戰略重點包括：通過多方合作、人才培養、技術創新、標準推廣等培育機器人產業，使日本成為「世界機器人創新基地」；擴大機器人在製造、醫療、服務等方面的應用，打造「世界第一的機器人應用國家」；建立下一代機器人數據的互聯互通系統，使日本「邁向世界領先的機器人新時代」。

三、中國智能製造產業的戰略布局

1. 國內智能製造的發展背景

在過去的30多年中，製造業一直是中國經濟快速增長的引擎。伴隨「人口紅利」高峰將過導致的勞動力成本優勢下降、能源價格一再高企、工業用地價格攀升、工業技術水平相對低下、工業勞動率與國際先進水平差距較大、可持續發展能力不強等因素，已經構成中國在全球範圍內保持製造業競爭優勢的掣肘。隨著中國製造業增速放緩，經濟進入新常態，製造業升級已勢在必行。

2. 發展戰略：中國製造2025

中國於2015年推出《中國製造2025》戰略規劃，旨在通過「三步走」實現製造強國的戰略目標，明確提出：「加快推動新一代信息技術與製造技術融合發展，把智能製造作為兩化深度融合的主攻方向；著力發展智能裝備和智能產品，推進生產過程智能化，培育新型生產方式，全面提升企業研發、生產、管理和服務的智能化水平。」

2016年12月7日，國家工信部發布《中國智能製造「十三五」規劃》，確定十大重點發展領域：（1）新一代信息技術，重點方向包括集成電路及專用設備、信息通信設備、操作系統與工業軟體、智能製造核心信息設備；（2）高檔數控機床和機器人，重點方向包括高檔數控機床與基礎製造裝備、機器人；（3）航空航天裝備，重點方向包括飛機、航空發動機、航空機 載設備與系統、航天裝備；（4）海洋工程裝備及高技術船舶；（5）先進軌道交通 裝備；（6）節能與新能源汽車，重點方向包括節能汽車、新能源汽車、智能網聯汽車；（7）電力裝備，重點方向包括發電裝備、輸變電裝備；（8）農業裝備；（9）新材料，重點方向包括先進基礎材料、關鍵戰略材料、前沿新材料；（10）生物醫藥、高性能醫療器械。

四、智能製造產業園成建設熱點

各地政府看到了智能製造產業的廣闊前景，為拉動經濟發展和實現產業轉型，紛紛開展智能製造產業園規劃和建設。智能製造產業對產業的配套程度要求較高，齊備的產業鏈將大幅降低智能製造成本。產業園區的優勢在於其可構建集「科技研發+產業苗圃+孵化器+加速器+推廣應用」於一體的服務體系，並且能提供風投、融資等公共服務平台。

據統計，2016年我國在建或已建成的智能製造產業園區的數量為158個，主要分布在珠三角、長三角、環渤海和中西部等四個地區。從園區類型來看，至2016年我國已有超過40個機器人產業園在建或已建成，佔總體智能製造產業園區數量的31.01%；其次為綜合型園區，佔比23.42%，第三位是雲計算園區佔比12.66%。

但是目前各園區之間的定位趨於雷同，存在一定跟風現象。另外，目前國內的智能製造產業整體規模還是偏小，創新資源和產業資源分散，缺乏具有創新精神和國際競爭力的大企業集團，智能製造裝備行業對國內工業轉型升級的促進作用亟待增強。應大力提升關鍵核心技術創新能力和高技術轉化能力，鼓勵擁有自主知識產權和核心技術的產品走向市場，避免關鍵技術及核心部件受制於國外，才能保證我國的智能製造裝備產業在國際競爭中不落下風。

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