中国制造2025下“智能工厂”建设的分析

郭跃+鹿玉曼+陈欣蕾

【摘要】中国制造业转型升级工作已有序推进，宁波作为“中国制造2025”的首批试点城市，在“中国制造2025”的建设中起着重要的示范作用。本文主要以宁波汽配业为例对宁波制造企业智能工厂的建设现状进行介绍，并对在建设智能工厂时所遇到的问题提出一些建议。

【关键词】中国制造2025 智能工厂 建设 建议

一、引言

面对工业4.0和工业互联网的新工业革命浪潮，由于大多数中国制造企业没有掌握制造的核心材料、设备及工艺，还处于劳动密集型“规模化流水线”的工业2.0时代，仍然徘徊在价值链的低端。互联网引导下的新工业革命使得企业必须改变传统制造方式，提高生产效率，建立专业、高效的智能制造工厂或者将资源聚焦到产品的前端创新研发和后端用户服务以有效支撑企业走向低碳、智能、创新发展，占据激烈市场竞争中的有利地位，掌握发展主动权。而中国制造2025的提出就是为了实现中国制造业由大而弱转变为大而强，由制造大国升级为制造强国，实现中国经济从依靠投资和出口推动向技术进步和效率推动的转变。

2016年8月，工信部、中国工程院、新华社和宁波市政府联合发布，宁波成为中国制造2025的首个试点城市，工信部副部长辛国斌表示，宁波制造业有着扎实的基础，制造业产业格局清晰，宁波作为试点城市，以提质增效为核心，利用区域优势和政策优势，大力发展具有自身特色的新型制造业体系，着力推进智能经济。

二、国内外智能工厂建设现状

（一）国外研究现状

在德国学术界和产业界的建议和推动下，德国政府于2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出了“工业4.0”战略。该项目旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其核心是连接，技术基础是网络实体系统及物联网，目的是把设备、生产线、工厂、供应商、产品、客户紧密连接在一起。德国在推动工业4.0这一国策时将重点放在智能工厂上，这与德国制造业在德国经济中有着举足轻重的地位分不开。德国拥有强大的设备和机床制造能力，是最具竞争力的国家之一，推动智能工厂这个项目，可以全方位地提升德国工业界的整体实力，对于整个制造产业链（信息技术、生产物流管理技术、自动化控制技术、机电一体化技术、工业科技产品的科研和开发、3D技术、复杂工业过程的管理技术和电子嵌入式系统技术等）产生颠覆性的变化。

同时德国工业4.0可以概括为：一个核心，两个重点，三大集成，四个特征和六项措施。（如表1）

美国政府战略推动创新，积极实施“再工业化”实现美国的先进制造。金融危机后，美国政府将发展先进制造业上升为国家战略，希望以新的革命性生产方式重塑制造业。自2009年起，美国政府出台《重振美国制造业框架》，并先后启动“先进制造伙伴计划”和“先进制造业国家战略计划”，发布《国家制造业创新网络初步设计》，集中力量推动先进制造业的发展，力图打造一批具有先进制造能力的创新集群。

美国的先进制造，主要是借助信息化智能化来实现智能制造，着力发展纳米技术、生化科学，在信息、材料、能源、控制等工业技术领域保持领先地位，着力发展高级智能制造，总得来说美国先进制造主要有一下特征：（1）继续发展前沿科技，并利用先进技术对现有传统技术進行改造；（2）在关键技术领域保持绝对的领先，在制造业利用先进技术，如先进传感器、工业机器人、3D打印和智能化工厂等；（3）前沿科技相互交叉，催生新技术并发展新技术的新兴市场；（4）制造方式更加的低碳、智能、柔性化，体系技术创新和可持续发展。

日本推行的特色工业4.0，其突破口是人工智能。它的一大特色是通过对人工智能产业的探索来解决劳动力断层的问题，而其首先应用的领域就是工业化生产线。如本田公司通过对机器人等先进技术和产品的采用及改良，大幅缩短生产线，建成了世界上最短的高端车型生产线。与此同时，日本政府还加大了对3D打印机等尖端技术的财政投入，计划实施“以3D造型技术为核心的产品制造革命”的大规模研究开发项目，开发世界最高水平的金属粉末造型用3D打印机。

（二）国内研究现状

中国面对第四次工业革命，在2015年发布《中国制造2025》十年行动纲领，希望通过“互联网+”，实现产业结构改革和效益的增加，跻身世界制造强国行列，完成三步走战略。（如图1所示）

浙江省针对《中国制造2025》，自2013年开始，每年实施5000个机器换人项目，实现5000亿元机器换人投资，推动工业生产方式由“制造”向“智造”转变。作为浙江省第二大城市以及“中国制造2025”的首个试点示范城市，宁波制造业的转型升级进行得如火如荼，在智能工厂建设上已进入实质性阶段。如今，宁波市已与全球最先进的智能制造企业西门子公司开展对接洽谈，全面打造智能工厂。智能工厂将先在一些电器以及汽车零部件行业进行试点，到2016年10月，宁波市将启动智能工厂的整体设计方案，5000多家中小型电器及汽车零部件生产企业将尝到智能工厂的“头口水”。数控机床、工业机器人及智能化、高端化设备也将得到大幅度应用。

目前，宁波制造企业智能工厂建设的一大共同特点是：通过进口或自行研发的自动化生产设备、先进生产技术以及各种信息汇总系统及软件来实现生产流水线的少人化。以往需要花费大量人力才能完成的工作，现在许多都能通过各类软件或系统的运用来高效率地解决。就目前宁波制造企业建设智能工厂的大体情况来看，ERP系统以及仓库管理系统等这类基础性的信息系统已经较为普及。除去这些基础性的信息系统之外，其他更新、更高端的信息系统如条码系统，也在企业内部人才不断地向外学习并自行研发中得以逐渐发展，并在各制造企业中得到了不同程度的应用。宁波在《“中国制造2025”宁波行动纲要》中立足国际，以建成国际一线制造业创新体系为目标，在石墨烯、稀土磁性材料、高端金属合金材料、关键基础件、专用装备、光学电子、汽车电子、专用集成电路等8大细分行业，打造一批千亿级企业，在智能工厂的建设上有着表率作用。

江苏省聚焦新一代信息技术、新材料、高端装备等15个重点领域，着力做好高端装备创新建设、质量品牌建设、智能制造工程建设，加速健全智能工厂实现制造业国际化、绿色制造。南京作为江苏省省会，“中国制造2025”试点城市群，在2015年发布《中国制造2025南京实施方案》，其瞄准新一代信息技术、高端装备制造、新材料、生物医药和医疗器械等七大类14个重点领域，明确主攻方向，集中力量突破一批关键技术和重大装备（产品），加快产业化步伐，引领制造业向中高端迈进。

三、宁波“智能工厂”发展现状

在全球经济放缓、需求萎缩、成本上升的大环境下，宁波制造同样面临挑战。成为试点城市后，宁波将探索4种产业培育模式：“产城融合+要素聚集”、“需求牵引+定制推广”、“民营经济+开放协同”、“基础技术+平台服务”。

制造业是宁波的支柱性产业，2015年宁波实现工业总产值16700亿元，其中规模上工业总产值13757亿元，2016年宁波实现工业增加值3766.6亿元，其中规模以上工业企业实现增加值2799.1亿元。分企业类型看，规模以上大、中、小型企业工业增加值分别增长12.4%、4.1%和5.0%。分经济类型看，有限责任公司、国有企业增加值分别增长15.7%和13.3%；私营企业增长7.1%；港澳台投资企业增长4.0%，外商投资企业增长5.2%。全年规模以上工业企业实现销售产值13886.2亿元，增长4.1%，其中出口交货值2816.9亿元，下降1.5%。全年规模以上工业企业实现利润总额993.8亿元，增长30.5%，实现利税总额1746.9亿元，增长18.0%。从以上数据可以看出，宁波工业在近几年保持了中高速的增长。

从统计报告中可以看出，宁波高端制造业和节能环保制造业占总体工业增加值比重较轻，且在固定资产投资上，第三产业投资额度同比上涨16.5%，第二产业投资额度下降2.1%，2016年全市规模以上工业科技活動经费支出205.9亿元，比上年增长12.1%。规模以上工业新产品产值4613.7亿元，增长14.3%，新产品产值率提高到32.0%，再创历史新高。工业结构趋新趋优，规模以上工业中，全年战略性新兴产业、高新技术产业、装备制造业增加值分别为484.5亿元、1153.7亿元和1319.9亿元，分别增长10.4%、9.1%和11.1%。可以看出，近年外商投资企业、港澳台投资企业增幅较大，但国有企业增幅较小。

四、宁波建设“智能工厂”面临的问题及建议

（一）面临的问题

（1）高端装备制造对外依存度高。目前，宁波仍处于工业化进程中，制造业大而不强，关键核心技术对外依存度高。随着制造业的规模化和现代化，宁波制造企业开始大幅度投入，采购国外先进技术和设备，一些企业已经与外资企业协同开发，但是仍未掌握核心技术，宁波较多制造企业集中在较为低端的工业生产，关键零部件如自动变速器、发动机控制系统等都由外资企业所掌握，这就造成宁波制造企业低附加值、低科技含量、低价格的局面。

（2）缺乏长期充足的资金支持。在《中国制造2025》的规划中提到高档数控机床和机器人的研发和使用，需要大量的资金投入和资金支持。企业在维持生产经营活动的同时需要资金投入以扩大生产，技术开发、设备购入以及核心技术都需要大量资金，企业对高端设备和技术的投入短期内对于经济利润没有较为明显的改善。这就需要政府对高端设备和技术进行研发。

（3）缺乏专业技术人才。相对宁波对技术人才的要求以及智能制造发展的要求，宁波市技能人才培养还存在较大差距，技术人才供给出现明显短缺。现今，行业指导和企业参与职业教育普遍缺乏积极性，考虑更多方面因素，众多企业对于接受职业院校学生实习的积极性并不高。校企合作结果不尽人意，合作内容和形式都较为单一。

（二） 建议

（1）引入高端制造装备并掌握核心技术。宁波市政府可以资助企业自身开发或从国外引入高端材料和制造设备，同时为其配备专业的研发团队，在研发新技术的同时，关注和结合目前国际上已有的技术，在技术专利上不与其他国家发生冲突，但又能保证拥有该项技术的同时有新技术的支撑。从而改善工业原材料普遍存在的产品质量低、或者质量不稳定的情况，以及生产企业必须根据原材料情况进行调整，而造成的生产周期长、产品质量低的状况。

（2）保障充足有效的资金投入。企业应该积极寻找合作伙伴，筹集充足的资金，以自身的特点和优势、技术和质量吸引外资流入，或是与政府项目进行合作，从而在品质上进行强有力的推广和宣传，实现企业的发展和市场的扩张。同时，政府应支持企业围绕智能工厂开展管理经营模式创新，应当对制造企业加大人力、物力以及财力等方面的全面投入和支持。另外，企业应该从自身实力出发，结合自身发展情况，合理投入资金至相关产业链，实现产出和资金投入的正比增长，实现有效的资金投入和利润的增长。

（3）增强自身创新能力，实行“开放式创新”。企业发展应当从要素驱动转变为创新驱动，树立强烈的创新理念，转变仅仅依靠人力的传统生产模式，努力构建成本更低廉、产能更迅速、质量更稳定的无人化工厂，简化产业链，提高生产效率，同时进行产品技术创新，以技术优势带动品牌优势，以提高自身核心竞争力。同时，要采取创新优化的管理经营手段，例如将层级式组织结构转换成扁平式组织结构，减少因管理流程中繁复的手续所造成的时间上的损失。

（4）加强高素质人才的培养和引进。真正技术研发还是在人的身上，这是企业发展的隐形竞争力。我国的工业结构中，大型国有企业仍占主导地位，总体产能过剩，经济下行压力大，高质量产品创新能力都需要提升。社会环境中，青年人、大学生嫌弃黑脏乱，工业企业中招工困难，高素质人员缺乏，社会对工业企业从业人员评价低，直接影响工业企业的质量提升和效益提升。因此，加强高素质人才的培养势在必行。企业可以加强与周边各高校的合作，建立起人才合作培养机制。同时，加大内部员工培养力度和招聘优秀人才相结合，完善多层次人才体系，也是不可忽视的的关键一环。

五、总结

宁波自2015年被设为“中国制造2025”试点城市已整一年，在智能工厂的建设上以技术创新和新产品开发为突破点、以自主创新为发展手段，在生产总成本、产品上市周期和企业管理都有优化。面临的问题主要是对资金、人才和政策的缺乏，而这些问题都可以通过多方面的联合，以一定的手段得以解决。《中国制造2025》下智慧制造的目的和对智能工厂的建立都可以达成。

参考文献：

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[5] 邓典雅，祁明，肖林. 德国“工业4.0”对中国“十三五”信息化规划的启示[J]. 改革与战略，2017，（02）.