一、智能制造產(chǎn)業(yè)概述

1. 智能制造產(chǎn)業(yè)定義

“智能制造”最早出現(xiàn)在1988年美國P.K.Wright和D.A.Bournede 的《Manufacturing Intelligence》一書中，指出智能制造是利用集成知識工程、制造軟件系統(tǒng)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(chǎn)的過程。

智能制造產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵豐富，以高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人、3D打印等為代表的智能制造裝備工業(yè)，以智能家電、智能汽車、智能穿戴設備為代表的智能制造消費品工業(yè)，以及與之相關的個性化定制服務、全生命周期管理、網(wǎng)絡精準營銷及在線支持服務等生產(chǎn)性服務業(yè)，構成了智能制造產(chǎn)業(yè)的主體部分。

2. 智能制造的核心構成

智能制造集軟件、電子、控制、機械為一體，以智能生產(chǎn)終端為核心，主要由三大方面構成：

（1）“云”：工業(yè)大數(shù)據(jù)及云計算。 “中國制造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(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)通過傳感系統(tǒng)等路徑，實現(xiàn)采集、反應和預測，形成可行為的大數(shù)據(jù)（Actionable Data），幫助制造形成從生產(chǎn)到銷售的整個閉環(huán)。

（2）“網(wǎng)”：工廠內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)及覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈整體的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。目前國內(nèi)制造業(yè)信息化升級，可以采用傳感器、RFID、機器視覺、人臉識別等20余種方式來實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的采集并匯總至中央控制平臺，這是打造工廠內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)及產(chǎn)業(yè)鏈整體互聯(lián)網(wǎng)的“基石”。

（3）“端”：智能機床、機器人、傳感器、機器視覺等智能生產(chǎn)設備，AGV、服務機器人等智能物流設備以及智能制造在其他領域的應用，如新能源汽車、能源互聯(lián)網(wǎng)、智能制造裝備等。智能生產(chǎn)終端是核心，最先受益且業(yè)績彈性巨大。中長期角度來看，智能生產(chǎn)設備后續(xù)的競爭力取決于其對硬件與軟件結(jié)合的能力。

3. 智能制造的產(chǎn)業(yè)鏈

智能制造產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋智能裝備、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)軟件及將上述環(huán)節(jié)有機結(jié)合的自動化系統(tǒng)集成及生產(chǎn)線集成等。

智能制造的主要過程是將智能裝備（包括但不限于機器人、數(shù)控機床、自動化集成裝備、3D打印等）通過通信技術有機連接起來，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化；并通過各類感知技術（傳感器、RFID、機器視覺等）收集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，通過工業(yè)以太網(wǎng)等通信手段，上傳至工業(yè)服務器，在MES/DCS軟件系統(tǒng)的管理下進行數(shù)據(jù)處理分析，并與企業(yè)資源管理軟件（例如ERP），提供最優(yōu)化的生產(chǎn)方案或者定制化生產(chǎn)，最終實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。

上游：制造行業(yè)的零部件以及感知層次的相關產(chǎn)品；

中游：網(wǎng)絡層的相關信息技術、管理軟件和平臺軟件等；

下游：執(zhí)行層和應用層，以工業(yè)機器人、智能機床、3D打印為產(chǎn)品構成的自動化生產(chǎn)線和智慧工廠。

二、海外強國智能制造產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局

1. 美國智能制造：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

金融危機后，美國政府出臺了一系列法案，包括《保障美國在先進制造業(yè)的領導地位》、《獲取先進制造業(yè)國內(nèi)競爭優(yōu)勢》以及《振興美國先進制造業(yè)》，著力興建制造業(yè)創(chuàng)新研究中心，希望以高新技術改造傳統(tǒng)制造業(yè)。美國發(fā)展智能制造的基本思路是，利用美國在新一代信息技術和智能軟件等基礎產(chǎn)業(yè)的全球領先優(yōu)勢“反哺”制造業(yè)，顯著提升制造企業(yè)智能化、數(shù)字化水平，從而在靈巧性、質(zhì)量、效率和可持續(xù)性等方面重塑美國制造的長期競爭力。

在發(fā)展重點上，美國優(yōu)先發(fā)展三項制造技術：先進傳感、控制和制造平臺技術，可視化、信息化和數(shù)字化的制造技術，以及先進材料制造。其中前兩項技術重在提升企業(yè)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(tǒng)的快速響應具有至關重要的作用，所以美國發(fā)展智能制造的戰(zhàn)略思路可以歸納為“信息先行、標準支撐”。

2. 德國智能制造：工業(yè)4.0

德國制造業(yè)大致經(jīng)歷了三個階段的發(fā)展：“山寨英國—建立自主—小規(guī)模定制+重工業(yè)化結(jié)合”。現(xiàn)如今，德國制造業(yè)占GDP比重25%，其最大的12個機器設備制造部門出口占據(jù)市場中比例均在10%以上。自動化制造已成為德國大型企業(yè)的標配，并開始轉(zhuǎn)向信息化和柔性制造，不同程度地邁入智能制造時代。

德國之所以能夠打造享譽世界的“德國制造”品牌，和其對自主創(chuàng)新的追求密不可分。自上而下角度，政府鼓勵科技創(chuàng)新，在基礎研究領域和企業(yè)共同投資經(jīng)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(yè)標準認證組織推動了行業(yè)追求高品質(zhì)的發(fā)展。以德國標準化協(xié)會（DIN）為例，其指定的標準90%以上都已經(jīng)成為國際標準，是世界工業(yè)重要的產(chǎn)品標準之一。

在智能制造技術的推動下，未來10年德國制造業(yè)的生產(chǎn)率提升將達到制造總成本的5%-8%，總量相當于900億至1,500億歐元。其中，工業(yè)部件制造型企業(yè)的生產(chǎn)率提升幅度最大，為20%-30%；而汽車制造企業(yè)生產(chǎn)率則將提高10%-20%。

3. 日本智能制造：工業(yè)機器人

日本將1980年作為“機器人發(fā)展元年”，該年實施了一系列產(chǎn)業(yè)政策鼓勵自動化的發(fā)展，并成立了世界上第一個工業(yè)機器人組織（JIRA），推動工業(yè)自動化和安全生產(chǎn)。到了1985年，日本在自動化的帶動下，高端制造業(yè)如電器機械、精密機械的產(chǎn)出占比有明顯抬升，并帶動了出口向上。同時，工業(yè)機器人產(chǎn)量保持了年復合20%左右的增速，一躍成為全球機器人巨頭。

2014年日本在《新經(jīng)濟增長戰(zhàn)略》中把機器人產(chǎn)業(yè)當作國民經(jīng)濟發(fā)展的重要動力來源，計劃將制造業(yè)機器人的應用量擴大至2倍，市場規(guī)模達到2.85萬億日元的目標。2015年1月，日本發(fā)布《機器人新戰(zhàn)略》，戰(zhàn)略重點包括：通過多方合作、人才培養(yǎng)、技術創(chuàng)新、標準推廣等培育機器人產(chǎn)業(yè)，使日本成為“世界機器人創(chuàng)新基地”；擴大機器人在制造、醫(yī)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(shù)據(jù)的互聯(lián)互通系統(tǒng)，使日本“邁向世界領先的機器人新時代”。

三、中國智能制造產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略布局

1. 國內(nèi)智能制造的發(fā)展背景

在過去的30多年中，制造業(yè)一直是中國經(jīng)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(yōu)勢下降、能源價格一再高企、工業(yè)用地價格攀升、工業(yè)技術水平相對低下、工業(yè)勞動率與國際先進水平差距較大、可持續(xù)發(fā)展能力不強等因素，已經(jīng)構成中國在全球范圍內(nèi)保持制造業(yè)競爭優(yōu)勢的掣肘。隨著中國制造業(yè)增速放緩，經(jīng)濟進入新常態(tài)，制造業(yè)升級已勢在必行。

2. 發(fā)展戰(zhàn)略：中國制造2025

中國于2015年推出《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃，旨在通過“三步走”實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標，明確提出：“加快推動新一代信息技術與制造技術融合發(fā)展，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向；著力發(fā)展智能裝備和智能產(chǎn)品，推進生產(chǎn)過程智能化，培育新型生產(chǎn)方式，全面提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務的智能化水平?！?/p>

2016年12月7日，國家工信部發(fā)布《中國智能制造“十三五”規(guī)劃》，確定十大重點發(fā)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(tǒng)與工業(yè)軟件、智能制造核心信息設備；（2）高檔數(shù)控機床和機器人，重點方向包括高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備、機器人；（3）航空航天裝備，重點方向包括飛機、航空發(fā)動機、航空機 載設備與系統(tǒng)、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(jié)能與新能源汽車，重點方向包括節(jié)能汽車、新能源汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車；（7）電力裝備，重點方向包括發(fā)電裝備、輸變電裝備；（8）農(nóng)業(yè)裝備；（9）新材料，重點方向包括先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料；（10）生物醫(yī)藥、高性能醫(yī)療器械。

四、智能制造產(chǎn)業(yè)園成建設熱點

各地政府看到了智能制造產(chǎn)業(yè)的廣闊前景，為拉動經(jīng)濟發(fā)展和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，紛紛開展智能制造產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃和建設。智能制造產(chǎn)業(yè)對產(chǎn)業(yè)的配套程度要求較高，齊備的產(chǎn)業(yè)鏈將大幅降低智能制造成本。產(chǎn)業(yè)園區(qū)的優(yōu)勢在于其可構建集“科技研發(fā)+產(chǎn)業(yè)苗圃+孵化器+加速器+推廣應用”于一體的服務體系，并且能提供風投、融資等公共服務平臺。

據(jù)統(tǒng)計，2016年我國在建或已建成的智能制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)的數(shù)量為158個，主要分布在珠三角、長三角、環(huán)渤海和中西部等四個地區(qū)。從園區(qū)類型來看，至2016年我國已有超過40個機器人產(chǎn)業(yè)園在建或已建成，占總體智能制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)量的31.01%；其次為綜合型園區(qū)，占比23.42%，第三位是云計算園區(qū)占比12.66%。

但是目前各園區(qū)之間的定位趨于雷同，存在一定跟風現(xiàn)象。另外，目前國內(nèi)的智能制造產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模還是偏小，創(chuàng)新資源和產(chǎn)業(yè)資源分散，缺乏具有創(chuàng)新精神和國際競爭力的大企業(yè)集團，智能制造裝備行業(yè)對國內(nèi)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的促進作用亟待增強。應大力提升關鍵核心技術創(chuàng)新能力和高技術轉(zhuǎn)化能力，鼓勵擁有自主知識產(chǎn)權和核心技術的產(chǎn)品走向市場，避免關鍵技術及核心部件受制于國外，才能保證我國的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)在國際競爭中不落下風。