先進(jìn)制造如何在全球布局

“中國(guó)制造2025”出臺(tái)一年多來(lái)，中國(guó)加快了從制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的腳步。與此同時(shí)，全球制造業(yè)先發(fā)國(guó)家近年也不約而同提出“重振制造業(yè)”相關(guān)戰(zhàn)略。

 

各國(guó)競(jìng)相在制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)力并非偶然。專家認(rèn)為，這反映了制造業(yè)正在發(fā)生深刻變革，傳統(tǒng)制造業(yè)正在被以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特征的先進(jìn)制造業(yè)取代，而后者代表著全球制造業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

 

制造變?yōu)?ldquo;智造”

 

所謂先進(jìn)制造，是相對(duì)于傳統(tǒng)制造而言。如果說(shuō)工匠精神成就了傳統(tǒng)制造業(yè)，那么先進(jìn)制造業(yè)依靠的是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。

 

自上世紀(jì)中葉以來(lái)，隨著信息產(chǎn)業(yè)與高新技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)制造業(yè)不斷吸收電子信息、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、材料以及現(xiàn)代管理技術(shù)等方面創(chuàng)新成果，并將這些先進(jìn)技術(shù)綜合應(yīng)用于制造業(yè)全過(guò)程。

 

“制造業(yè)發(fā)展數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化趨勢(shì)明顯，而智能化更是其突出特征。”對(duì)于傳統(tǒng)制造向先進(jìn)制造轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)，中國(guó)工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩在“2016智能制造國(guó)際會(huì)議”上這樣總結(jié)。

 

德國(guó)最先將這一發(fā)展趨勢(shì)概括為“工業(yè)4.0”。按照德國(guó)“工業(yè)4.0平臺(tái)”的說(shuō)法，“工業(yè)4.0”代表第四次工業(yè)革命，是產(chǎn)品生命周期內(nèi)全價(jià)值鏈的組織和控制的一種新水平。在“工業(yè)4.0”條件下，人、物品和系統(tǒng)相互聯(lián)接，形成有活力、實(shí)時(shí)優(yōu)化、具有自我組織功能、跨企業(yè)的價(jià)值附加網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)成本和資源消耗等不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化。

 

英國(guó)設(shè)菲爾德大學(xué)校長(zhǎng)博內(nèi)特接受新華社記者采訪時(shí)指出，在工廠生產(chǎn)中，“工業(yè)4.0”的概念表現(xiàn)為更加“智能”的空間：更加精確的機(jī)械和機(jī)器人設(shè)備重新定義了生產(chǎn)區(qū)域；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)化、綜合性以及數(shù)字技術(shù)輔助的組裝線能夠被實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可以根據(jù)工廠的需求調(diào)整設(shè)置。

 

以一條智能化“工業(yè)4.0”生產(chǎn)線為例，人工工位依舊存在，但已在輔助機(jī)器人幫助下工作，如已投入應(yīng)用的瑞士ABB公司雙臂工業(yè)機(jī)器人Yumi、德國(guó)博世公司可靈活編程的機(jī)器人APAS等，都可以代替工人做重復(fù)性“臟活、累活”。人的負(fù)擔(dān)得以減輕，出錯(cuò)率大幅降低，人機(jī)互動(dòng)的安全性得到最大程度保障。

 

“這是工業(yè)領(lǐng)域成長(zhǎng)的新遠(yuǎn)景，會(huì)對(duì)制造業(yè)的需求和產(chǎn)能帶來(lái)極大變化，不但讓制造業(yè)更符合可持續(xù)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)給未來(lái)增長(zhǎng)和創(chuàng)新帶來(lái)更大機(jī)會(huì)，”博內(nèi)特說(shuō)。

 

各國(guó)“必爭(zhēng)之地”

 

發(fā)達(dá)國(guó)家重回制造業(yè)，原因可以概括為兩方面：一是新一輪制造業(yè)革命呼之欲出，能否在其中爭(zhēng)得一席之地關(guān)系到國(guó)家未來(lái)的產(chǎn)業(yè)布局與核心競(jìng)爭(zhēng)力；另一方面，2008年金融危機(jī)爆發(fā)以來(lái)經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷，讓各國(guó)認(rèn)識(shí)到產(chǎn)業(yè)空心化的危害，寄希望于通過(guò)“重振制造業(yè)”提振經(jīng)濟(jì)。

 

在此背景下，發(fā)達(dá)國(guó)家在2010年前后相繼出臺(tái)了先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展相關(guān)戰(zhàn)略。

 

美國(guó)奧巴馬政府自2011年以來(lái)積極推動(dòng)建立全國(guó)先進(jìn)制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)，以期幫助制造業(yè)回流美國(guó)，主要措施是通過(guò)政府資金支持、企業(yè)主導(dǎo)、高校及研究機(jī)構(gòu)共同參與方式打造產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的制造業(yè)創(chuàng)新中心，目前已在全國(guó)成立9家制造業(yè)創(chuàng)新中心。

 

俄羅斯政府2011年成立“戰(zhàn)略創(chuàng)意機(jī)構(gòu)”，為先進(jìn)制造發(fā)展提供有力支撐。該機(jī)構(gòu)主要工作包括接納、審議和支持俄各界制訂的對(duì)本國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域具有重要?jiǎng)?chuàng)新意義和推動(dòng)作用的各種項(xiàng)目或規(guī)劃，每年向由俄總統(tǒng)普京親自擔(dān)任主席的監(jiān)事會(huì)提交一份“國(guó)家技術(shù)創(chuàng)意”市場(chǎng)開發(fā)路線圖，一旦其中所列項(xiàng)目獲批，即可獲得俄政府資金支持及這家機(jī)構(gòu)提供的融資和政策便利。

 

“工業(yè)4.0”在德國(guó)已由概念發(fā)展為一項(xiàng)旨在保持德國(guó)制造業(yè)領(lǐng)先地位的發(fā)展戰(zhàn)略。為推進(jìn)該戰(zhàn)略，德國(guó)2013年成立了“工業(yè)4.0平臺(tái)”，由德聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)部長(zhǎng)、教育和科研部長(zhǎng)及各行業(yè)、科技界和工會(huì)代表共同領(lǐng)導(dǎo)，為德企業(yè)投身“工業(yè)4.0”開發(fā)了一系列實(shí)用工具，并負(fù)責(zé)向德政府及企業(yè)提出行動(dòng)建議、拓展德與其他國(guó)家合作等。

 

為應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力下滑的挑戰(zhàn)，北歐國(guó)家芬蘭也出臺(tái)一項(xiàng)名為“SISU2010”的計(jì)劃，由芬蘭國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新局牽頭，在2005年至2009年期間以資金支持方式扶植制造業(yè)創(chuàng)新。這項(xiàng)為期5年的制造業(yè)創(chuàng)新計(jì)劃總計(jì)投入8100萬(wàn)歐元，超過(guò)300家企業(yè)參與其中。

 

還有一些國(guó)家并非傳統(tǒng)意義的制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，但也積極利用創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)投身這一輪制造業(yè)變革。例如，以色列經(jīng)濟(jì)部首席科學(xué)家辦公室啟動(dòng)一項(xiàng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新支持計(jì)劃，最近10年斥資約2.6億美元投入約1380個(gè)研發(fā)項(xiàng)目，惠及以色列數(shù)百家制造業(yè)企業(yè)。

 

哪些產(chǎn)業(yè)將“突圍”

 

從各國(guó)產(chǎn)業(yè)布局來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、3D打印、清潔能源、納米技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等是各國(guó)扶植重點(diǎn)，它們未來(lái)的發(fā)展?jié)撡|(zhì)已初露端倪。

 

“能源美國(guó)”是奧巴馬政府指定的9家制造業(yè)創(chuàng)新研究中心之一，主要攻克以寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)為主的下一代電力電子產(chǎn)品制造過(guò)程中的成本難題，從而推動(dòng)清潔能源發(fā)展。

 

該研究中心執(zhí)行主任賈斯蒂斯告訴記者，寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)已推出多年，具有高效節(jié)能特性，符合清潔能源發(fā)展趨勢(shì)，但由于生產(chǎn)成本極高，一直無(wú)法廣泛應(yīng)用。中心項(xiàng)目主要是改進(jìn)寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)，降低生產(chǎn)成本，推動(dòng)這種基礎(chǔ)研究成果在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

 

2016年2月，俄“戰(zhàn)略創(chuàng)意機(jī)構(gòu)”審議通過(guò)的新一期市場(chǎng)開發(fā)路線圖包含了4個(gè)大項(xiàng)，其中“未來(lái)工廠”項(xiàng)目一個(gè)主要發(fā)展方向是以3D打印為主的增材制造。

 

誕生于莫斯科附近斯科爾科沃園區(qū)的“異形打印”公司是擁有一定國(guó)際知名度的3D打印企業(yè)，其團(tuán)隊(duì)曾為2014年入軌的俄首顆小型商業(yè)衛(wèi)星“平板－極光”號(hào)提供了用于制造太陽(yáng)能電池板的3D打印機(jī)。

 

公司總經(jīng)理安東諾夫?qū)τ浾哒f(shuō)，其主要制造工藝是將強(qiáng)化纖維在打印過(guò)程中融入熱塑性聚合物，由此制成的碳纖維復(fù)合材料制品的堅(jiān)固性是普通塑料制品的15到20倍，是鋁制品的2倍，但比鋁制品輕。目前該公司還為歐洲空中客車和俄聯(lián)合航空制造公司打印機(jī)艙內(nèi)部件，為俄私營(yíng)航天企業(yè)的小衛(wèi)星制造外殼部件和太陽(yáng)能電池板等。

 

芬蘭“SISU2010”計(jì)劃一個(gè)代表性項(xiàng)目是“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)裝配”。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AR)誕生于上世紀(jì)90年代，這種技術(shù)可以在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行互動(dòng)。“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)裝配”是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的一個(gè)應(yīng)用，即在虛擬環(huán)境下進(jìn)行產(chǎn)品裝配，可以使用戶模擬實(shí)際裝配操作的方式，建立產(chǎn)品裝配序列和裝配路徑，經(jīng)過(guò)可視化和可感知的評(píng)價(jià)分析，得到合理的裝配工藝。

 

以創(chuàng)新著稱的以色列在多個(gè)先進(jìn)制造領(lǐng)域位于世界前沿，尤其是機(jī)器人行業(yè)，其規(guī)模雖小，但目前該國(guó)生產(chǎn)的服務(wù)型機(jī)器人已在全球市場(chǎng)占很大份額，在5個(gè)領(lǐng)域的服務(wù)型機(jī)器人銷售排名全球前三，分別是除草機(jī)器人、清洗游泳池機(jī)器人、外科手術(shù)的機(jī)器人、可從事CAD設(shè)計(jì)機(jī)器人以及殘疾人輔助機(jī)器人，后者也是唯一一個(gè)被美國(guó)食品和藥物管理局認(rèn)證的殘疾人輔助機(jī)器人。（新華社電 記者張瑩 劉軍 劉石磊 參與記者：欒海、沈忠浩、江宇娟、張家偉、李驥志、范小林、華義、徐謙）