智能制造的国家竞争,实质上是在重新构建世界制造业竞争格局。
他们正谋求在10年后夺回世界制造业王冠。
其实这是一场20年前已经开始的战争。
1990年左右,美国、欧盟、加拿大、日本等国分别提出了各自关于发力智能制造的国家战略。
此时,中国刚刚改革开放未久的市场,充满活力。廉价的中国劳动力让印有“中国制造”标志的各种产品迅速占领世界绝大多数市场。但似乎,这并不是一个反超逆袭的故事,而是依然追赶。
6月11日,美国,旧金山。
在苹果公司全球开发者大会上,人们惊讶地在宣传视频中看到,“苹果设计,加州生产”的广告词。苹果通过美国本土制造,强化了自己的美国血统,也让人感到,制造业回归美国,已然开始。
两个月后,苹果的老对手谷歌重磅推出新款手机“Moto X”。让人惊讶的,不是摩托罗拉时隔两年后高调回归,而是“Moto X”从设计到制造均在美国完成。
似乎一切早有信号。2012年年底,苹果首席执行官蒂姆·库克就曾宣布,将在今年投资1亿美元支持美国制造业。
围绕在制造业回归发达国家的背后逻辑是,他们此次将要兴建的厂房不再是堆满煤块、摆满蒸汽机的传统工业作坊,而是以信息化、自动化结合为背景的,以智能制造设备带动的新时代生产线。
制造之忧
智能制造时代中国会成为局外人?
这似乎不完全是危言耸听,近年来,虽然“中国制造”雄冠全球,但是劳动力成本上升、人民币升值以及环境、资源等问题,也促使中国的成本优势逐步消失。目前,中低端制造业的接力棒正从中国转移到成本更低的东盟国家,而“中国制造”依然未能摆脱低附加值之困,仍徘徊在世界制造业产业链中下游。据美国旧金山联邦储备银行计算,美国消费者支出的88.5%花在了“美国制造”上,其中包括占消费支出大头的服务费用;支出在“中国制造”方面仅占2.7%。
美国《华盛顿邮报》网站于2012年1月发表了题为《为什么说现在轮到中国担心制造业了?》一文,文章认为,过去“美国一直十分担心他们会在制造业上输给中国”,但“这一局势很快将会改变”。该文作者认为人工智能、机器人以及数字化制造会在未来20年让美国在制造业上“打败中国”。
这样的言论并非空穴来风。2012年3月,美国总统奥巴马提出 “制造创新国家网络”计划。2012年底,美国GE公司提出将人、机器与数据相连,旨在提高效率和节约成本的“工业互联网”概念。
不仅在美国,德国联邦教研部和联邦经济技术部正在大力推进内涵相似的“工业4.0”项目,该项目被看做是提振德国制造业的有力催化剂。
这是一个不进则退的时刻。未来新的竞争优势来自高端制造的重振,欧美制造业正在利用巨大的创新优势和全球资源的整合能力强势回归。如果中国不能真正建立起创新基础,不能尽快提高全要素生产率,又逐步失去低成本优势,将会导致低端制造和高端制造优势的双重流失,这是中国经济未来10年最大的挑战之一。
何以解忧?唯有发力智能制造。
依旧是追赶者
我国本土企业直到2000年以后才真正开始切入智能制造产业,相对于上世纪70年代就已经发展工业机器人的日本等国家,我国工业智能制造发展起步较国外晚了几十年。
不可否认,近几十年来我国制造业取得了巨大的成就。尤其是在机械制造领域,从引进消化吸收开始走向自主创新的道路。形成了以广东、沈阳、徐州、湖南和浙江为代表的、颇有影响力的产业集聚地。尤其在大型装备、交通运输装备、航天、海洋工程领域,其自主化水平都得到了全面提高。
在智能制造涉及的相关领域,也已经取得了一大批相关的基础研究成果,掌握了长期制约我国产业发展的智能制造技术,如机器人技术、感知技术、复杂制造系统、智能信息处理技术等;攻克了一批长期严重依赖并影响我国产业安全的核心高端装备,如盾构机、自动化控制系统、高端加工中心等;建设了一批相关的国家级研发基地;培养了一大批长期从事相关技术研究开发工作的高技术人才。
目前在中国智能制造技术已开始应用于生产。在电视机生产企业长虹,已有多条生产线实现智能化改造。其中,长虹的虹微车间基本上已实现无人化生产,包括无人小车配送物料、自动封箱、自动测试等全靠一些机器、设备在操作。长虹的目标是,简单的人工操作,用自动化设备作替代;复杂的人工操作,用智能化机器作替代;人对设备、机器的操作,可以用信息化系统作替代。
在北京福田戴姆勒汽车有限公司采用了数字智能化计算的生产线,仅仅3.44秒就能有一台重卡下线,在涂装、焊接等工艺流程中机器人的采用极大地提高了效率和可靠性,降低了人工成本。
虽然上述典型企业取得了一些成绩,我国的智能制造应用还十分薄弱。国内多数企业一定程度上只是实现了生产过程的自动化,但是还远未达到生产智能化的高度。福田汽车、长虹、中联重科等业内重点企业虽然一定程度上实现了某一生产工艺的智能化,但是到实现完全的智能化还为期尚早。
一个具有说服力的数字是,目前工业发达国家每万名生产工人对应200台左右的机器人数量在我国只有15台,是日本的1/20。目前我国在智能制造的核心技术积累方面,比如智能技术和模拟仿真技术、传感器、仪器仪表、机器人、液压及气动装置、伺服电机等关键零部件和装置,以及以数控机床为代表的智能制造装备方面,均与欧美存在较大的差距。
不仅如此,参与中国制造的工人知识水平也远远不能满足智能制造的要求。“某厂引进一台设备,班组长要求工人在启动界面用键盘输入4个0进入系统,而该工人却屡次以字母‘o’来尝试,导致操作失败。”这个故事极端地近似于一个笑话,但是确实恰当地比喻了工人在智能制造领域中的重要地位。
罗克韦尔自动化公司总裁兼首席执行官基斯诺斯布什在接受国内媒体采访时也非常担忧制造部门员工对自动化能力和技术的掌握。他连发三问,他们是否能够使用这些先进的技术?他们是否能够使用这些新的信息科技?具备了这些高水平的技能和知识,才能够维护、开发和操作复杂的自动化设备。
在他看来,智能制造需要受过高级培训有丰富技术知识的人员,但他们不需要操作那些机器,因为那些机器“聪明”到可以自己运作了。
希望所在
不过事情并非那么绝望。早在3年前,国务院就发布七大战略性新兴产业规划,将高端装备制造位列第四。智能制造装备则与现代航空装备、卫星及应用产业、先进轨道交通装备和海洋工程装备一起,被列为高端装备制造的重点方向。
近年来,国家在这一领域的政策支持力度明显加大。年初国家发展和改革委员会连同财政部、工业和信息化部发布《关于组织实施2013年智能制造装备发展专项的通知》,要求继续组织实施智能制造装备发展专项。此外,工业和信息化部发布的《智能制造装备产业“十二五”发展规划》也曾提出,要重点突破以自动控制系统、工业机器人、伺服和执行部件为代表的智能装置,并达到国际先进水平;加大对智能制造的金融财税政策支持力度。
中国工程院院士卢秉恒认为,在发展智能制造技术上,国家已经有一些科研计划支撑以及对企业的鼓励政策。
在基斯诺斯布什看来,中国存在两个极端,一方面,手工的、劳动密集型的、非常老式的生产制造还在继续;另一方面你可以看到最先进的钢铁厂和汽车制造工厂。中国需要深入研究中国国情及制造业所处阶段,结合产业基础及技术水平,参考借鉴并制定出适合国情的发展战略和技术路线。
对此,赛迪智库装备工业研究所所长左世全认为,目前中国智能制造基础理论和技术体系建设滞后。而对于智能制造技术的基础研究能力而言,中国的企业和高校与国际水准差距较大,这导致了原始创新匮乏。更为重要的是,中国智能制造业中长期发展战略缺失在没有合适的顶层设计与统筹的情况下,很多一下企业进行着盲目发展。在设备方面,中国目前高端智能制造装备对外依存度高,就算拥有巨大的设备拥有量也不能证明中国的智能制造水平。说到底,是中国智能装备领域重硬件轻软件的思维模式根深蒂固,最终制约着智能制造业的发展。
面对这些问题,左世全建议,中国首先应该构建并发展智能制造业基础理论体系,尽早研究制定并发布适合中国国情的《智能制造中长期发展战略》。这些顶层设计需要明确中国发展智能制造业的发展原则、阶段目标、重点任务、技术路线和政策措施。与此同时,中国还需要建立完善的智能制造业产业体系,能够做到从设计设备、生产设备到实现设备应用纵向一体化。在左世全看来,提高智能制造自主创新能力是眼下的当务之急,而另一个至关重要的急迫事情就是加快推进智能基础部件产业化。
中国要围绕重大智能制造成套装备研发以及智能制造技术的推广应用,实现典型智能测控装置和部件产业化,并建立以优势企业为主体的产学研用一体化产业联盟,构筑成套装备制造企业和智能测控装置与部件制造企业间的信息资源平台,突破智能制造发展瓶颈。
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