1.2.1 智能制造国家战略
进入21世纪,智能制造已成为世界制造业发展的客观趋势,世界主要的发达国家都在大力推广和应用。目前,在全球范围内具有广泛影响的是德国“工业4.0”战略、美国“先进制造业伙伴(AMP)”计划、我国的“制造强国”战略等。
1.德国“工业4.0”
2013年4月,在汉诺威工业博览会上,德国政府宣布启动“工业4.0”国家级战略规划,意图在新一轮工业革命中抢占先机,奠定德国工业在国际上的领先地位。德国“工业4.0”的核心是利用信息物理系统(CPS,也译为“赛博物理系统”)的理念,把企业的各种信息与自动化设备等整合在一起,打造智能工厂。在智能工厂中,通过数据的无缝对接实现设备与设备、设备与人、设备与工厂、各工厂之间的连接,实施监控分散在各地的生产系统,使其实行分布自治的控制。
工业4.0的主要内容概括起来就是“1438”模型,如图1-3所示,即建设1个网络——信息物理系统网络CPS;研究4大主题——智能生产、智能工厂、智能物流和智能服务;实现3项集成——横向集成、纵向集成及端到端集成;实施8项计划——标准化与参考架构、管理复杂系统、工业宽带基础、安全和保障、工作的组织和设计、培训和再教育、监管框架、资源利用效率。通过10年的时间演进到工业4.0时代:在一个“智能、网络化的世界”里,互联网、物联网和务联网(服务互联网)将渗透到所有的关键领域,创造新价值的过程逐步发生改变,产业链分工将被重组,传统的行业界限将消失,并产生各种新的活动领域和合作形式。
图1-3 工业4.0战略框架
2016年,德国发布《数字化战略2025》,目的是将德国建成现代化的工业化国家。该战略指出,德国数字未来计划由12项内容构成:工业4.0平台、未来产业联盟、数字化议程、重新利用网络、数字化技术、可信赖的云、德国数据服务平台、中小企业数字化、进入数字化等。
2019年,德国又提出“国家工业战略2030”,内容涉及完善德国作为工业强国的法律框架、加强新技术研发和促进私有资本进行研发投入、在全球范围内维护德国工业的技术主权等,旨在稳固并重振德国经济和科技水平,深化工业4.0战略,推动德国工业全方位升级,保持德国工业在欧洲和全球竞争中的领先地位。
2.美国先进制造业伙伴计划
2011年,为巩固美国制造业竞争优势并确保其在世界制造强国中的领先地位,推动政产学研合作,美国提出并启动了“先进制造业伙伴”(AMP)计划。2012年,美国制定并发布了该计划,提出了中小企业、劳动力、伙伴关系、联邦投资和研发投资等五大发展目标和具体实施建议,将发展先进制造业上升到美国国家战略层面。2014年,美国又发布了《加速美国先进制造业》报告。该报告俗称AMP 2.0,是一份美国先进制造业的执行方案,确立了构造美国先进制造技术未来领导权生态系统的3大支柱:促进创新、技术人才培养和改善商业环境,如图1-4所示。
2018年10月,美国发布了《美国先进制造领先战略》,作为对“先进制造国家战略”计划的更新,该战略提出确保美国在先进制造业的领先地位,以维护国家安全和经济繁荣的愿景。该战略提出开发和转化新的制造技术、培育制造业劳动力、提升制造业供应链能力等三大任务,以及若干具体目标,并将目标分解落实到了具体的联邦部门。2019年,美国发布了《人工智能战略:2019年更新版》,为人工智能的发展制定了一系列目标,确定了8大战略重点。
此外,美国通用电气公司(GE)于2012年提出了工业物联网(IIoT)概念,将智能制造设备、数据分析和网络人员作为未来制造业的关键要素,以实现人机结合的智能决策。2014年,GE牵头,联合AT&T、思科、IBM和英特尔在美国波士顿成立工业互联网联盟(IIC),以期打破技术壁垒,促进物理世界和数字世界的融合。
图1-4 AMP 2.0的3大支柱16项政策
3.制造强国
为实现制造强国的战略目标,我国提出了以新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以智能制造为主攻方向,强化工业基础能力,促进产业转型升级,实现制造业由大变强的历史跨越。明确了智能制造重点发展的“9 大任务”、“10 大重点领域”和“5项重点工程”,如图1-5所示。
图1-5 制造强国战略主要内容
2016年,工业和信息化部、财政部发布了《智能制造发展规划(2016—2020年)》,明确了加快智能制造装备发展、加强关键共性技术创新、建设智能制造标准体系、加大智能制造试点示范推广力度、推动重点领域智能转型等十大重点任务。
“十三五”以来,通过试点示范应用、系统解决方案供应商培育、标准体系建设等多措并举,我国制造业数字化、网络化、智能化水平显著提升,形成了央地紧密配合、多方协同推进的工作格局,发展态势良好。供给能力不断提升,智能制造装备国内市场满足率超过50%,主营业务收入超10亿元的系统解决方案供应商达4家。支撑体系逐步完善,构建了国际先行的标准体系,发布国家标准285项,主导制定国际标准28项;培育具有一定影响力的工业互联网平台70余个。推广应用成效明显,试点示范项目生产效率平均提高45%、产品研制周期平均缩短35%、产品不良品率平均降低35%,涌现出离散型智能制造、流程型智能制造、网络协同制造、大规模个性化定制、远程运维服务等新模式、新业态。