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我國十四五規劃將在2021年全面展開,未來五年將是打造數字經濟新優勢的重要階段。以智能制造為契機推動制造業高質量發展,既是中國數字經濟與實體經濟融合發展的主攻方向,也是實現雙循環新發展格局的關鍵突破口。

新冠疫情暴發以來,制造業企業大都經歷了生產中斷、供應鏈斷裂、復工復產的過程,老牌企業多年積累的競爭優勢有可能被顛覆,新生企業也有可能抓住機遇快速發展壯大,行業競爭格局有望被重塑。

然而現在很多制造企業陷入關注技術單點優化,輕視整體價值提升的誤區,造成數據孤島嚴重、設備和系統連通性差等問題。并且在智能制造轉型方面,市場上大部分供應商不具備集成解決方案能力。這些都導致企業投資不小,但見效甚微。

文章將從產業發展概況、企業發展現狀、產業轉型等角度全面探討我國智能制造產業高質量發展之路。 

01中國智能制造發展概況

1．全球主要國家智能制造戰略

美國——《國家先進制造戰略規劃》,該戰略提出了中小企業投資教育體系建設、多界合作關系、聯邦投資、國家研發投入等戰略目標,注重工業互聯網的建設。《美國先進制造領先戰略》,該戰略強調通過發展新技術、培育人力、 擴展提升國內制造業供應鏈3大戰略方向。相關技術包括工業機器人、人工智能基礎設施、網絡空間安全、高性能材料、增材制造、連續制造、生物藥物制造、半導體設計工具與制造、農業食品安全生產與供應鏈等。

德國——《工業4．0戰略實施建議》,該戰略提出并定義第四次工業革命即工業 4．0。工業4．0作為智能、網絡化世界的一部分,重點是創造智能產品、程序和過程,關鍵主題為智能工廠、智能生產、智能物流。德國工業4．0重點關注5大領域——價值網絡下的橫向集成、全價值鏈的端到端工程、縱向集成和網絡化制造系統、工作場所中新的社會基礎設施、虛擬網絡-實體物理系統技術。

法國——《新工業法國》,該戰略提出通過創新重塑工業實力,使法國處于全球工業競爭力第一梯隊。該戰略為期10年,主要解決3大問題:能源、數字革命和經濟生活,共包含可再生能源、電池電動車無人駕駛、智慧能源等34項具體計劃,展現了法國在第三次工業革命中實現工業轉型的決心和實力。

日本——《日本制造業白皮書》(以下簡稱《白皮書》),《白皮書》分析了日本制造業現狀及面臨問題,除了相繼推出大力發展機器人、新能源汽車、3D打印等政策之外,特別強調了發揮IT的作用。《白皮書》還將企業的職業培訓、面向年輕人的技能傳承、理工科人才培養等視作亟待解決的問題。《白皮書》已經更新到2019版,對于原有概念調整,開始專注到“互聯工業”,與美國工業互聯網建立不同的定位,希望突出“工業”的核心地位。

中國——《中國制造2025》,文件主要綱領為:“一 ”個目標:從制造業大國向制造業強國轉變;“兩”化融合:信息化和工業化深度融合;“三”步走戰略目標:第一步,力爭用十年時間,邁入制造強國行列;第二步, 到2035年,我國制造業整體達到世界制造強國陣營中等水平;第三步,新中國成立一百年時,制造業大國地位更加鞏固,綜合實力進入世界制造強國前列;“四”項原則:市場主導、政府引導;立足當前,著眼長遠;全面推進,重點突破;自主發展、合作共贏;“五”條方針:創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化、人才為本;“五”大工程:制造業創新中心建設工程、工業強基工程、智能制造工程、綠色制造工程、高端裝備創新工程;“十”個重點領域突破:新一代信息技術、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械、農業機械裝備。

在《中國制造2025》基礎上,國家又相繼推出關于工業互聯網、工業機器人、兩化融合等政策,智能制造成為十四五規劃重點。

2、智能制造標準體系關鍵技術結構在智能制造技術發展層面,根據國家出具的《國家智能制造標準體系建設指南》,可將智能制造技術分為三大部分,即智能服務、智能工廠和智能裝備。

國家專利數量可以直觀地體現全國及萬億俱樂部城市智能制造技術的發展情況。工業場景且樣本量足夠大的工業大數據、工業軟件、工業云、工業機器人、工業互聯網等專利情況,可以反映技術的發展情況。

3、中國智能制造企業分布及融資情況自2015年提出“中國制造2025”戰略以來,一級市場對智能制造版塊的關注熱度久居不下,即使在2020年新冠疫情期間,智能制造投資額也在不斷增長。

智能制造投融資事件主要集中在北京、長三角地區和粵港澳大灣區。從融資金額來看,長三角地區融資總額最高。粵港澳大灣區融資主要集中在深圳。

02中國智能制造企業發展情況

目前我國智能制造企業發展已取得一些成績:2016年到2018年,我國實施了249個智能制造試點示范項目,企業智能制造部署從試水到逐步鋪開;有關部門也陸續完成了4項智能制造國家標準的制定或修訂工作,企業智能化標準更為規范。

《2017—2018中國智能制造發展年度報告》顯示,我國已初步建成208個數字化車間和智能工廠,覆蓋10大領域和80個行業,初步建立起與國際同步的智能制造標準體系。在全球的44個燈塔工廠中有12個工廠位于中國,并且其中有7個為端到端燈塔工廠。到2020年,我國重點領域的制造企業關鍵工序數控化率將超過50%,數字化車間或智能工廠普及率超過20%。軟件領域,2019年中國智能制造系統集成產業持續高速發展,同比增長20．7%。而全國工業互聯網市場規模在2019年也已突破700億元。硬件領域,在多年來智能制造工程帶動下,我國工業機器人、增材制造、工業傳感器等新興產業快速發展壯大,多種典型智能制造新模式推廣應用,帶動產業升級步伐明顯加快。

然而機遇與挑戰并存,目前我國智能制造企業發展面臨以下瓶頸:1、缺乏頂層設計很多制造企業還未從戰略層面繪制智能制造發展藍圖。這導致數字化轉型缺乏思想領導和戰略規劃,缺乏總體業務價值目標規劃和現狀評估分析,因此難以將新技術與智能制造應用場景深度融合,而只能根據生產的實際需求進行系統局部建設或改造。企業由此陷入了重硬件輕軟件、重局部輕整體的誤區,投資不小卻見效甚微。

2、關注技術單點優化,輕視整體價值提升大部分企業將智能制造建設等同于技術和硬件投資。比如很多企業部署自動化生產線將獨立的工序連接在一起,或者用自動化設備取代人工。表面看其自動化水平提高了,但卻帶來了更多問題,例如,產線比之前更缺乏靈活性,只能適應單一品種的生產;設備管理系統沒有跟進而造成設備故障頻繁,反而增加了設備維護工作量。

還有些企業一味地追求系統功能的大而全,企業的數字化系統跟自身的管理和業務流程不匹配,最終導致投資的浪費與設備的閑置。

3、具備集成能力解決方案供應商少工業制造覆蓋的領域眾多,系統架構十分復雜,不同企業所面臨的研發、制造、流程管理需求都不盡相同,標準化的解決方案往往難以直接為生產企業所使用。同時,智能制造涉及的技術非常多,比如云計算、工業機器人、機器視覺、數字孿生等等,而這些技術還在不斷快速演進。

因此,企業對合作伙伴的要求非常高,他們不僅要幫助企業進行現狀評估、建立智能制造的頂層規劃,設計整體框架,還要對數字化、智能化技術的應用進行總體設計,實現IT與工業自動化技術(OT)系統的集成。但是市場上大部分供應商專注于單一或者部分領域的解決方案,不具備一站式的集成解決方案能力,對于缺乏自身系統集成能力的制造企業來說,推進智能制造的障礙很高。