国家高新区发展智能制造的机遇、挑战与对策

张超妮

摘 要：智能制造是当前全球智能化工业革命的必然产物，是我国制造业高质量发展的必然要求。人工智能、物联网、云计算、5G技术、量子信息、虚拟现实等新兴技术的飞速发展为智能制造注入了新活力，数字化转型升级为智能制造发展提供了新动力，我国全方位开放合作战略为智能制造发展提供了新空间，但智能制造的认识模糊、信息化基础设施薄弱、配套人才及服务紧缺等问题，使得以共享互联为本质特征的智能制造发展面临着诸多问题与挑战。如何以系统化的新理念、云网端的新基建、人技机的新生态、全方位的新合作、政府数字化转型升级等全面创新，推动国家高新区智能制造发展迈上新台阶，成为重要的时代命题。

关键词：高质量发展;智能制造;国家级高新区

一、智能制造的内涵与发展进程

智能制造是在工业互联网、物联网、大数据 及云计算等新一代信息技术与先进制造技术深度 融合的基础上，以标准化的“智能工厂”系统和 赛博物理系统（CPS）相融合，以“智能生产”过 程为特征，面向设计、生产、管理、服务等全生 命周期，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、 精准控制自执行，具备装备自动化、工艺数字化、 信息集成化、生产柔性化四大特征，具有精密化、 自动化、信息化、柔性化、图形化、可视化、多 媒体化、网络化、集成化、智能化等十大优势， 实现高效、优质、低耗、绿色生产和服务的制造 系统[1]。

智能制造产业链包括智能装备（工业机器人、 数控机床、服务机器人及其他自动化装备）、工业 互联网（机器视觉、传感器、RFID、工业以太网）、 工业软件（ERP、MES、DCS 等）、3D 打印以及将 上述环节有机结合的自动化系统集成及生产线集成等。目前主要有五种智能制造新模式：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[2]。

从发展周期看，智能制造是一个包括自动化、 信息化、互联化、智能化甚至智慧化等发展阶段 的进化历程，每一阶段都对应着智能制造体系中 某一核心环节的不断成熟。1.  自动化。通过淘汰、 改造低自动化水平的设备，制造生产出高自动化 水平的智能装备。2.  信息化。涉及智能产品和服 务，由物理到信息网络，智能化元件参与提高产 品信息处理能力。3.  互联化。通过建设工厂物联网、 服务互联网、数据网、工厂间互联网及装备实现 集成。4.  智能化。指通过传感器和机器视觉等技 术实现智能监控、决策。5.  智慧化。在高度自动化、 信息化、智能化的基础上，未来有望进化到人机 物高度协同制造的智慧制造阶段。

整体来看，目前智能制造尚处于智能化（Smart） 的初级阶段，具备数据采集、数据处理、数据分析 功能，能够准确执行指令，能够实现闭环反馈;而智能制造的趋势是真正实现智慧化（Intelligent）， 智能制造系统能够实现自主感知、自主学习、自主 决策、自适应等高级功能。当前以人工智能为引领 的全球智能化工业革命风起云涌，以美国、德国和 日本為代表的老牌工业强国走在智能制造前列，其 余国家也在积极布局智能制造。

二、智能制造是新时期我国应对内外部挑战的必然选择

（一）智能制造是当前全球智能化工业革命的必然产物

新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构，在高度资本化、数字化和网络化的基础上，全球制造业迎来了以新一代信息技术与制造业深度融合为主要特征的第四次工业革命。信息技术指数级增长、数字化网络化普及应用、人工智能技术战略突破、集成式智能化创新是新一轮工业革命的四大驱动力。

物联网、三网融合、新型平板显示、高性能集成电路、云计算、人工智能、虚拟现实、增强现实等新一代信息技术在催生制造业生产形态发生物理变化的同时，人工智能基于大数据、机器学习和人机交互等先进技术，在优化生产流程、大幅提升生产效率的同时，赋予了制造业更多类似人类智慧的智能化基因，使得机器智能化进程不断加速。以智能化为主要特征的第四次工业革命风起云涌，智能制造成了全球智能化工业革命的必然产物，成为全球价值链重构和国际分工格局调整背景下各国的重要选择，也是当前各国制造业提高国际竞争力的必然选择。

发达国家纷纷出台相关战略，欧盟“2020增长战略”提出了以智能制造技术为核心的战略发展观，德国“工业 4.0”以期通过智能制造提升制造业竞争力，美国以“新一代机器人”“工业互联网”项目为代表，大力进行智能制造战略布局，日本、韩国也先后推出相应战略以应对全球变局。以人工智能为例，各国政府大力支持发展人工智能，推动科技公司、初创公司和学术界的创新。

我国不断完善发展智能制造的产业政策，推动智能制造装备产业体系完善，突破机器人、感知、智能信息处理等一批智能制造技术，建立了一批国家级研发基地（见表1）。

（二）智能制造是实现中国制造由大到强的必由之路

改革开放 40多年来，我国经济发展取得了辉煌成就，制造业产值在 2010年超过美国，成为世界第一制造业大国，但中国制造大而不强、能耗高、资源转化率低、用工荒等问题日益突出。提升制造业附加值、提高劳动生产率、提升创新能力和制造业数字化水平、解决制造业用工荒等问题都与智能制造息息相关。发展智能制造既是解决当前我国制造业发展所面临深层次问题的必然要求，也是加快推动制造大国向制造强国转变的必然要求。习近平总书记在十九大报告中指出：“加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。为充分应对外部环境和内部结构调整所带来的变化与挑战，国家提出“两化深度融合”和“中国制造 2025”等，以期为新常态下制造业发展找到出路，以推进信息通信技术与制造业深度融合为主线，以推广智能制造为切入点，强化工业基础能力，提高综合集成水平，全面推进制造业转型升级，推动中国制造实现由大变强的历史跨越。

（三）智能制造是新时期国家高新区创新发展的必然要求

作为改革开放的试验田、地方经济的主战场，国家高新区始终走在改革开放的最前沿，发挥着中国经济桥头堡、创新发展排头兵的作用。在我国全面进入高质量发展阶段之后，高新区赖以取得巨大成就的低成本、人口红利等优势难以为继，要素驱动、投资驱动的外延式增长模式面临严重挑战，解决国家高新区自身发展问题需要新思路、新增长模式。智能制造作为现代制造业发展的必然趋势，是中国制造业实现转型升级、由大到强的必由之路。在新形势下，作为落实创新驱动发展战略、推动“中国制造”向“中国智造”转变的探路先锋，

国家高新区要更加注重“质”的提升，以智能制造和发展方式转变，这既是国家和时代赋予的新的历为主要工作抓手，激发内生增长动力，培育发展新史使命，也是解决国家高新区自身问题、实现高质动能，形成新的集聚效应，引领经济结构优化调整和发展方式转变，这既是国家和时代赋予的新的历 史使命，也是解决国家高新区自身问题、实现高质 量发展的内在要求。

三、智能制造是新时期国家高新区创新发展的主题

多年发展实践中，尤其近几年在密集政策及资金支持背景下，国家高新区以市场、技术、平台、载体等为工作抓手，大力推动智能制造发展。

（一）以试点及应用为抓手，推动产业智能化发展

通过聚焦汽车、机械、电子信息、纺织等重点领域，本着关键工序智能化、生产过程智能优化控制、供应链及能源管理优化，分类实施智能制造试点示范，推广应用个性化定制、柔性化制造、异地协同开发、云制造等智能制造新模式，推广应用在线监测、远程诊断等智能服务和智能化管理，形成可推广的行业智能制造系统解决方案，不断提升产业智能化发展水平。

（二）以激励扶持为手段，培育壮大智能制造产业

以财税、金融、创新、人才等激励扶持政策及措施，积极培育壮大云计算、人工智能、虚拟现实、区块链、大数据、数控机床、无人机、3D打印、智能装备等智能制造产业。支持企业提升智能制造产品及业务的自主创新能力，鼓励联合高校科研院所开展智能制造相关研究。加大智能制造相关人财物等资源的引进及配置力度，通过“引进来”“走出去”等方式，大力发展智能制造

相关业务。

（三）以核心技术突破为重点，破解智能制造发展瓶颈

各种资源并举，推进机器人、高端数控机床、3D打印设备、智能专用加工装备等智能装备的研发及产业化，加强芯片、新型传感器、工业软件、智能控制、工业互联网等技术在智能装备中的集成应用。力争早日在包括精密减速器、伺服电机、控制器、变频器、精密测试仪器等关键智能部件以及关键基础件上形成技术突破与产业化应用。

（四）以搭建公共平台为起点，促进智能制造协同发展

一是集中力量创建聚焦智能制造领域的创新中心、众创空间、产业供需对接与信息服务、人才培训基地、工业企业云服务、信息系统安全监管等服务平台，提升产业竞争软实力。二是注重产学研协同，提升技术创新能力。支持骨干、特色企业创建国家级和省级重点实验室、工程实验室、工程技术研究中心、企业技术中心等。发展一批企业主导、产学研用紧密结合的产业技术创新联盟，建立联合开发、优势互补、成果共享、風险共担的产学研用合作机制。支持核心企业加强产业链上下游合作，带动更多具有核心技术和较强创新能力的创新型企业成长。三是构建质量认证、检测保障体系，建设一批面向智能制造产品的计量、检测、评价、认证等公共服务机构，解决智能制造发展的后顾之忧。四是通过创新政府服务，出台相关评价办法，开展智能制造水平评价，为行业查找自身短板提供参考标准，不断提升智能制造水平。

（五）以产业园建设为重点，壮大智能制造发展载体

多地将智能制造作为推动工业经济转型升级的主攻方向大力推进，以智能制造产业园建设为重点，着力打造智能制造产业发展的空间载体。其中，珠三角、长三角作为我国制造业的核心区，在推动智能制造发展，建设机器人、智能制造装备、大数据等产业园方面的表现尤为突出。依托于当地政府对于智能制造产业园区的相关优惠政策和补贴，吸引了大批智能制造企业入驻，已初步形成了以珠三角、长三角为代表的智能制造产业集群。珠三角地区的智能制造产业已在人力资源、科技、资本等生产要素市场、产业配套能力和政策支撑等方面具备较为雄厚的基础，初步显现智能制造产业的集聚发展特征（见图1和图2）。

（六）以数字政府建设为试点，优化营商环境

智能制造健康快速的发展，离不开良好营商环境的支持。近年来，多地将建设数字政府作为优化营商环境的重要抓手，如火如荼地开展政府数字化转型。“最多跑一次”“不见面审批”“指尖办”等惠民利企的政府服务创新模式不断涌现，作为体现竞争实力的营商环境建设也成为数字政府建设的战略首选。数字政府建设试点及探索， 对于打破政府部门信息孤岛，实现政府数据信息 的融汇和应用，大幅提升服务效率，优化营商环 境，增强发展动能，为智能制造发展创造良好环 境，具有重要实践价值。

四、新经济框架下国家高新区发展智能制 造的机遇与挑战

智能制造是一项系统工程，内容复杂而庞大， 没有前例可循，不仅涉及研发设计、生产制造、市场应用等多个环节，而且涵盖商业模式变革等 众多内容。推进智能制造需要“天时、地利、人和” 多重因素，以平台经济为主要特征的新经济框架 下的智能制造发展面临着技术变革、制造模式等 多方面的机遇与挑战。

（一）新兴技术的飞速发展为智能制造注入了新活力

伴随人工智能、虚拟现实、物联网、5G技术、量子计算、工业互联网、3D打印等新兴技术多点革命性的快速突破，并加速融入智能制造中，许多长期想解决而没有解决的难题得到了快速突破，极大地激发了智能制造的发展活力。如人工智能结合大数据和算，通过机器学习、人机交互等先进技术，使得自适应、自组织、自反馈、自优化的智慧化智能制造在一些领域初露端倪。在互联网突破地域、组织、技术等界限，整合产学研用等优势资源，形成创新资源配置国际化、响应市场需求快速化、整体运行高效化的协同创新基础上，以阿里、腾讯等为代表的产业互联网企业把产业链的上下游连接起来，而且连接了两侧企业内部的个体和数据，重构了传统产业的业务链和产业链，为共享互联的智能制造模式注入了新的发展活力。

（二）数字化转型升级为智能制造发展提供了新动力

党的十九大报告提出建设数字中国，习近平主席在给 2018年中国国际大数据产业博览会致贺信中再次强调中国高度重视大数据发展，将围绕建设网络强国、数字中国、智慧社会，全面实施国家大数据战略，助力中国经济从高速增长转向高质量发展[3]。与此同时，智慧城市、产业智能化转型升级、智慧园区建设等多领域的数字化转型升级，配套完善智能化基础设施，在为智能制造企业创造大量市场机会的同时，也为智能制造产业的发展壮大提供了源源不断的创新动力。

（三）全方位开放合作为智能制造发展提供了新空间

随着全球分工的日益深化，制造业供应链、产业链、价值链跨境整合加速，美国以贸易战、科技战为主要武器对我国进行全方位围追堵截，中国通过有条不紊地持续深入落实“人类命运共同体”“一带一路”倡议并举办中国国际进口博览会等，进一步促进国际产能与科技合作、贸易升级、建设更高标准自贸区，从而构建面向全球的开放合作战略高地。更大范围、更广阔领域的全球经济互动与合作已悄然来临，无形中拓展了智能制造的市场和科技合作等发展空间。

（四）突破智能制造发展瓶颈尚面临诸多挑战

智能制造已成为新兴技术应用的重要载体，推动着传统生产方式、组织形式发生系统性、整体性变革。以共享互联为主要特征的智能制造面临诸多问题与挑战。

一是以信息安全为核心的监管与服务跟不上，工业信息安全短板突出，服务能力有待加强。二是公共性、开放性行业服务平台短缺，细分行业解决方案供应商缺乏，中小企业的转型需求得不到满足。三是各地各类企业的智能制造发展阶段和发展水平不平衡，智能制造实践操作层面的推进难度较大。四是对于智能制造的认识不清，混淆自动化、数字化、智能化等重要概念。实践操作中，不少企业对于建立“无人工厂”“黑灯工厂”跃跃欲试，将建立在工业 3.0基础之上的高度自动化等同于智能工厂，没有认识到自动化只是智能制造的基础。五是智能制造的信息化基础普遍比较薄弱。很多开发区的移动热点、网络等没有完全覆盖，或者即使覆盖但信号很差形同虚设，更遑论建立在工业 2.0基础上以信息化为主要特征的工业 3.0，很多企业甚至要补 2.0的课。六是智能控制技术、核心元器件、智能化嵌入式软件等支撑高端智能装备发展的核心技术大都掌握在美、日、德等老牌工业强国手中，智能制造核心技术的对外依赖度高，存在核心技术一旦被断供、卡脖子，则产业发展发生崩坍的极大风险。七是与发展智能制造相匹配的研发、服务等复合型技能、管理等人才紧缺，制约着技术创新动力的形成和发展后劲。

五、以全面创新推动国家高新区智能制造发展跃上新台阶

（一）以新理念指导智能制造深入实施

发展智能制造，是智能化工业革命，也是制造业的发展理念革命。在坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念基础上，更要突出系统、务实的智能制造发展理念。智能制造是系统性工程，需要系统性做好地区智能制造发展规划，系统性完善智能制造发展的推进保障措施，让区域智能制造发展推进有力、规划布局合理、保障措施完善，从而形成智能制造发展的合力。各行业、各地区甚至各领域内的智能制造发展诉求、发展水平存在较大差异，如何从当前阶段现状及需求出发，务实、高效、协同推进智能制造也是智能制造发展中必须明确的基本原则。

（二）以新基建保障智能制造数据畅通

新基础设施（云 +网 +端）是智能制造的重要基石。基于网络、数据协同的云计算为智能制造发展提供了高性能计算平台，5G信息网络基础设施为智能制造的即时、在线反馈互动提供了畅通的信息高速公路，APP、各种智能化手持设备等智能终端，为实现人机互联、人物互联、设备与设备互联奠定了重要的物质基础。打破以往以钢筋混凝土基建为主导的传统基建观念，夯实大数据与信息技术高度融合发展所需的新基建，成为保障智能制造顺利发展的重中之重。

（三）以新生态厚植智能制造创新沃土

智能制造不是某一项或几项技术的简单组合，而是新一代信息技术和先进制造技术的有机融合，是装备、软件、网络、标准等相关要素的系统集成，是供给主体、应用主体、消费主体网络化、平台化协同的合作生态，是文化、技术与生态体系的产业发展生态重构。正如工信部原部长苗圩所说，按照“应用牵引、创新驱动、基础支撑、开放合作”的基本思路，着力构建一个基础设施完善、标准统一规范、人才供给充足、政策环境良好、企業互利共赢的智能制造生态体系，对于以创新驱动为根本发展要求的智能制造至关重要[4]。

（四）以新合作激发智能制造开放动力

“平台经济”“共享经济”和“微经济”三位一体、相辅相承，构成了新经济基本形态[5]。全面开放合作视野下的智能制造，需要遵循新经济基本形态的发展要求，以大力扶持平台发展、促进平台间合作、深化拓展国际国内两个合作为新合作指导思想，进一步在区域及国际范围内，加强技术研发、市场开拓、标准制定、人才培养、平台搭建、实验中试、教育实训等方面的合作，以全新合作姿态，打破协同发展的地域、文化、制度藩篱，为智能制造的创新发展，提供源源不断的开放发展动力。

（五）以新治理营造智能制造发展环境

数字政府建设试点虽然在多地已经展开，但建立在高效、实时、泛在数据互联网基础之上的智能制造，显然对数据共享和开放、数据治理制度和框架有着更高的要求。加快政府产业管理信息化平台搭建，打通部门间、地区间关联产业内部的数据壁垒，以数字政府建设为智能制造发展提供最基本的制度保障，成为当务之急。

参考文献

[1]李杰，倪军，王安正 .从大数据到智能制造[M].上海交通大学出版社，2015-01.

[2]刘强，丁德宇 .智能制造之路[M]，机械工业出版社，2017.

[3]习近平 .实施国家大数据战略加快建设数字中国 [EB/OL].（2017-12-09）. http：// www.xinhuanet.com//politics/leaders/2017-12/09/ c_1122084706.htm.

[4]苗圩 .抓住新工业革命机遇推动智能制造发展迈上新台阶 [EB/OL].（2019-05-20）. https：//www.sohu.com/a/315162550_120153567.

[5]孟晔 .从行业分工到平台共享 [Z].阿里研究院 PPT讲解新经济框架 .

（作者单位：中国高新技术产业经济研究院）