构建嵌入式制造“智能生产”系统。在构建工业生产的各种要素中,除了传统的土地、劳动、资本、企业家等要素之外,数据将成为一种重要的甚至是影响全局的生产要素。依托于信息物理系统,智能工厂生产出可实时生成数据的“智能产品”,形成大数据系统。大数据经过实时分析与归总后,形成“智能数据”,经过可视化和互动式加工,向智能工厂反馈产品和工艺流程的实时优化方案,从而形成“智能工厂—智能产品—智能数据”闭环,驱动生产系统走向智能化。而这一切的实现,依赖于云技术等互联网基础设施的建设和应用。智能工厂和智能产品构成嵌入式制造系统,该系统的特点是:企业间的业务流程构成横向价值链,企业内部的运营流程构成纵向价值网络,终端到终端技术实现横向和纵向的整合。在智能工厂的基础上,通过物联网和服务联网,将智能交通、智能物流、智能建筑、智能产品和智能电网等相互连接,以新型工业化实现经济社会系统的全面智能化。
英国:重构制造业价值链。2008年的国际金融危机中,曾一度推行去工业化战略的英国实体经济遭受沉重打击,迫使英国政府重新摸索重振制造业的方法。为增强英国制造业对全球的吸引力,英国政府积极推进制造基地建设,面向境外企业进行招商。2011年12月,英国政府提出“先进制造业产业链倡议”,支持范围不仅包括汽车、飞机等传统产业,还包括在全球领先的可再生能源和低碳技术等领域,政府计划投资1.25亿英镑,打造先进制造业产业链,从而带动制造业竞争力的恢复。
日本:巩固“机器人”大国地位。早在1990年6月,日本通产省就提出了智能制造研究的十年计划,并联合欧洲共同体委员会、美国商务部协商共同成立IMS(智能制造系统)国际委员会。在随后的10年,日本共投资1500亿日元进行智能制造系统的研究和实验。1992年,日、美、欧三方共同提出研发能使人和智能设备不受生产操作和国界限制的合作系统,并于1994年启动了先进制造国际合作研究项目,其中包括全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制等。日本机器人在制造业工厂迅速普及,八大汽车制造商都广泛采取智能制造技术,注重自动化、信息化与传统制造业的融合发展,通过计算机软硬件技术将自动化制造系统有机集成起来。
二、我国推动智能制造的主要瓶颈
我国工业化起步晚,技术积累相对落后,先进技术的产业化能力也与发达国家存在显著差距,致使国产智能制造产品和系统的发展同时面临技术和市场的瓶颈。
关键零部件受制于人,导致国产智能制造装备价格倒挂,缺乏竞争力。以智能制造最核心的装备——工业机器人为例,目前我国精密减速机、控制器、伺服系统以及高性能驱动器等机器人核心零部件大部分依赖进口,而这些零部件占到整体生产成本70%以上。其中,精密减速器75%的份额被日本垄断,国内高价购买占到生产成本的45%,而在日本仅为25%,我国采购核心零部件的成本就已经高于国外同款机器人的整体售价,在高端机器人市场上根本无法与国外品牌竞争。绝大多数国内机械零部件企业都只能生产低端产品,不能够满足高端智能装备产业发展的要求,而这些产业的升级远比组装装配环节的制造业要困难得多,需要的时间也更漫长。短期内,我国智能制造装备产业的发展仍然需要采购国外零部件,但必须降低进口部件采购成本,实现采购渠道的稳定和多元化。
软件系统发展滞后。长期以来,我国重硬件制造、轻软件开发的思维十分普遍,智能制造装备生产企业的软件技术积累严重不足。智能制造基础软件系统的开发仍十分匮乏,国产数控机床、机器人等高端产品还大量使用国外软件系统,在跨国公司布局智能制造装备模块化生产和操作系统研发时,我国的智能制造装备产业将面临基础操作系统缺失的风险。