智能制造是基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應等功能的新型生產方式。全球工業(yè)在經歷了機械化、電氣化、信息化三個發(fā)展階段后，目前正步入第四個發(fā)展階段——智慧化，即以信息物理系統(tǒng)(CPS)帶動的第四次革命。
前瞻產業(yè)研究院項目咨詢總監(jiān)黃錫明認為，全球新一輪科技革命和產業(yè)變革加緊孕育興起，與我國制造業(yè)轉型升級形成歷史性交匯。智能制造在全球范圍內快速發(fā)展，已成為制造業(yè)重要發(fā)展趨勢，對產業(yè)發(fā)展和分工格局帶來深刻影響，推動形成新的生產方式、產業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式。黃錫明認為，發(fā)達國家實施“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，不斷推出發(fā)展智能制造的新舉措，通過政府、行業(yè)組織、企業(yè)等協同推進，積極培育了制造業(yè)未來競爭優(yōu)勢。本文將以前瞻產業(yè)研究院智能制造產業(yè)園區(qū)規(guī)劃項目為例，全面分析智能制造產業(yè)園區(qū)發(fā)展的規(guī)劃痛點、規(guī)劃思路以及智能制造產業(yè)園區(qū)發(fā)展趨勢。
根據前瞻產業(yè)研究院的研究，從智能制造的產業(yè)鏈上下游來分析，智能制造行業(yè)的產業(yè)鏈上游行業(yè)主要為制造行業(yè)的零部件以及感知層次的相關產品，而中游行業(yè)則是主要體現為網絡層的相關信息技術、管理軟件和平臺軟件等，下游領域主要為執(zhí)行層和應用層，重點是以工業(yè)機器人、智能機床、3D打印為產品構成的自動化生產線和智慧工廠。
圖表1：智能制造行業(yè)產業(yè)層級總覽
資料來源：前瞻產業(yè)研究院整理
一、智能制造的發(fā)展現狀
1、國外智能制造產業(yè)的發(fā)展現狀
金融危機以來，在尋求危機解決方案的過程中，美、德、日等國政府和相關專業(yè)人士紛紛提出通過發(fā)展智能制造來重振制造業(yè)。2011年6月，美國正式啟動包括工業(yè)機器人在內的“先進制造伙伴計劃”，2012年2月又出臺“先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃”，提出通過加強研究和試驗稅收減免、擴大和優(yōu)化政府投資、建設智能制造技術平臺以加快智能制造的技術創(chuàng)新，2012年設立美國制造業(yè)創(chuàng)新網絡，并先后設立增材制造創(chuàng)新研究院和數字化制造與設計創(chuàng)新研究院。德國通過政府、弗勞恩霍夫研究所和各州政府合作投資于數控機床、制造和工程自動化行業(yè)應用制造研究，于2013年正式實施以智能制造為主體的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，鞏固其制造業(yè)領先地位。日本提出通過加快發(fā)展協同式機器人、無人化工廠提升制造業(yè)的國際競爭力。
2、中國智能制造產業(yè)的發(fā)展現狀
隨著新一代信息技術和制造業(yè)的深度融合，我國智能制造發(fā)展取得明顯成效，據有關機構測算，智能制造產業(yè)銷售收入已從2010年的3000億元，提高到2015年的1萬億元，根據前瞻產業(yè)研究院的預測，2022年智能制造裝備產業(yè)銷售收入有望超過3萬億元。以高檔數控機床、工業(yè)機器人、智能儀器儀表為代表的關鍵技術裝備取得積極進展;智能制造裝備和先進工藝在重點行業(yè)不斷普及，離散型行業(yè)制造裝備的數字化、網絡化、智能化步伐加快，流程型行業(yè)過程控制和制造執(zhí)行系統(tǒng)全面普及，關鍵工藝流程數控化率大大提高;在典型行業(yè)不斷探索、逐步形成了一些可復制推廣的智能制造新模式，為深入推進智能制造奠定了一定的基礎。
但是，前瞻產業(yè)研究院項目咨詢總監(jiān)黃錫明強調：當前我國智能制造產業(yè)尚處于初級發(fā)展期，大部分企業(yè)處于研發(fā)階段，僅有一小部分企業(yè)進入智能制造應用階段;從智能制造的經濟效益來看，大部分企業(yè)其智能制造利潤貢獻率低于10%。
3、中國智能制造產業(yè)面臨的問題與挑戰(zhàn)
中國的智能制造仍然處于初級階段?！吨袊圃?025藍皮書(2016)》指出：中國的智能制造產業(yè)面臨的技術創(chuàng)新能力薄弱，產業(yè)規(guī)模小，企業(yè)小、散、弱等問題亟待解決。黃錫明認為，和德美不同，中國發(fā)展智能制造必須解決布局工業(yè)4.0、推廣工業(yè)3.0、補課工業(yè)2.0并聯推進的問題，不少中小企業(yè)對“智能制造從何做起”甚為迷茫。因此，相對工業(yè)發(fā)達國家，推動我國制造業(yè)智能轉型，環(huán)境更為復雜，形勢更為嚴峻，任務更加艱巨。
作為擁有多年智能制造產業(yè)規(guī)劃經驗的咨詢總監(jiān)，黃錫明指出，目前我國智能裝備難以滿足制造業(yè)發(fā)展的需求。關鍵技術自給率低，主要體現在缺乏先進的傳感器等基礎部件，精密測量技術、智能控制技術、智能化嵌入式軟件等先進技術對外依賴度高。我國工業(yè)機器人、集成電路芯片制造裝備、大型石化裝備、汽車制造關鍵設備、核電等重大工程的自動化成套控制系統(tǒng)及先進集約化農業(yè)裝備嚴重依賴進口。
黃錫明認為，我國制造業(yè)大而不強，自主創(chuàng)新能力弱。關鍵核心技術與高端裝備對外依存度高，以企業(yè)為主體的制造業(yè)創(chuàng)新體系不完善;產品檔次不高，缺乏世界知名品牌;資源能源利用效率低，環(huán)境污染問題較為突出;產業(yè)結構不合理，高端裝備制造業(yè)和生產性服務業(yè)發(fā)展滯后;信息化水平不高，與工業(yè)化融合深度不夠;產業(yè)國際化程度不高，企業(yè)全球化經營能力不足。這些是目前中國智能制造產業(yè)面臨的問題與挑戰(zhàn)。
二、智能制造的發(fā)展戰(zhàn)略
隨著信息技術和高端裝備的快速發(fā)展，以智能化為主要特征的工業(yè)4.0時代正在到來。德國與美國搶先提出了工業(yè)4.0與工業(yè)互聯網概念，我國緊跟工業(yè)發(fā)展潮流，也提出了中國制造2025規(guī)劃。我國信息技術和互聯網的迅猛發(fā)展，特別是電子商務的彎道超車，對制造業(yè)乃至整個商業(yè)業(yè)態(tài)帶來了巨大的變革。隨著互聯網和電子商務對整個供應鏈滲透率的不斷提升，云制造模式呼之欲出。
圖表2：工業(yè)1.0到工業(yè)4.0的特征
資料來源：前瞻產業(yè)研究院整理
2015年3月5日，在全國兩會上作《政府工作報告》時首次提出“中國制造2025”的宏大計劃。2015年3月25日，國務院常務會議，部署加快推進實施“中國制造2025”，實現制造業(yè)升級，并審議通過了《中國制造2025》。2015年5月8日，國務院正式印發(fā)《中國制造2025》，作為中國政府實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領，明確了十大關鍵領域，提出推進生產過程智能化，組織研發(fā)具有深度感知、智能決策、自動執(zhí)行功能的工業(yè)機器人等智能制造裝備以及智能化生產線，突破新型傳感器、工業(yè)控制系統(tǒng)等智能核心裝置。
2016年12月8日，工信部和財政部聯合發(fā)布《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020)》?！兑?guī)劃》提出，2025年前，推進智能制造實施“兩步走”戰(zhàn)略：第一步，到2020年，智能制造發(fā)展基礎和支撐能力明顯增強，傳統(tǒng)制造業(yè)重點領域基本實現數字化制造，有條件、有基礎的重點產業(yè)智能轉型取得明顯進展;第二步，到2025年，智能制造支撐體系基本建立，重點產業(yè)初步實現智能轉型。
圖表3：中央出臺智能制造相關政策
三、智能制造的發(fā)展前景
前瞻產業(yè)研究院項目咨詢總監(jiān)黃錫明認為，智能制造，作為信息化和制造業(yè)深度融合的集中體現，無論是智能產品、智能工廠、智能制造企業(yè)還是智能制造的生態(tài)鏈，都構成了經濟轉型升級的重要組成部分，智能制造產業(yè)作為新一輪科技和產業(yè)革命的先導正在迅速發(fā)展，成為現代產業(yè)體系中發(fā)展?jié)摿薮蟮男袠I(yè)。更為重要的是，經濟轉型升級的發(fā)展主要依賴智能制造提供技術源泉和裝備基礎，新經濟的增長源泉，無論是作為新生產要素的數據的投入，還是新的智能基礎設施的投資拉動，以及新的經濟分工協作模式的產生發(fā)展，都離不開智能制造的支撐。沒有智能制造的發(fā)展支撐，新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式也都將成為空中樓閣。
智能制造的發(fā)展，一方面會拉動智能裝備、信息通訊等各個領域的技術創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展;另一方面又進一步驅動各個新興產業(yè)成長和傳統(tǒng)產業(yè)變革，滿足生產者和消費者的智能化、個性化需求，推動智慧農業(yè)、智慧城市、智能交通、智能電網、智能物流和智能家居等各個社會經濟領域的智能化發(fā)展。新經濟的快速發(fā)展，也會給智能制造提供更大的需求空間和更廣闊的應用前景。
智慧工廠代表了高度互聯和智能化的數字時代，工廠的智能化通過互聯互通、數字化、大數據、智能裝備與智能供應鏈五大關鍵領域得以體現。典型智慧工廠包括：生產設備互聯、物品識別定位、能耗自動檢測、設備狀態(tài)監(jiān)測、產品遠程運維、配件產品追溯、生產業(yè)績考核以及工廠環(huán)境監(jiān)測等目前存在的實際應用。
圖表4：工業(yè)物聯網引領的智慧工廠運作流程示意
中國制造業(yè)產能巨大，存在強烈的智能化改造需求。智能制造將為設備和軟件行業(yè)帶來機會，機器人、傳感器、工業(yè)軟件、3D打印等都蘊含百億甚至千億的市場容量。根據前瞻產業(yè)研究院測算，預計未來幾年我國智能制造行業(yè)將保持11%左右的年均復合增速，預計到2022年行業(yè)市場規(guī)模將達到2.39萬億元，行業(yè)增長空間巨大。
圖表5：2017-2022年我國智能制造行業(yè)規(guī)模預測
資料來源：前瞻產業(yè)研究院整理
黃錫明指出，根據麥肯錫全球研究院預測，到2025年智慧工廠帶來的經濟影響價值將達每年1.2萬億美元至3.7萬億美元。埃森哲聯合Frontier Economics預計在中國當前政策和投資趨勢的助推下，未來15年，僅在制造業(yè)，智慧工廠和工業(yè)物聯網就可創(chuàng)造1960億美元的累計GDP增長，如果進一步擴大物聯網的影響，還將創(chuàng)造更大價值。
四、智能制造產業(yè)園區(qū)規(guī)劃思路
前瞻產業(yè)研究院項目咨詢總監(jiān)黃錫明指出，傳統(tǒng)制造園區(qū)在往智能化轉型升級的過程中需要結合大數據、物聯網與人工智能的最新發(fā)展趨勢，以智能工廠、智慧物流等智能制造的新生產方式提升原有傳統(tǒng)產業(yè)，實現傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級并提升園區(qū)綜合競爭力。
黃錫明認為，智能制造產業(yè)園區(qū)規(guī)劃主要圍繞以下幾個核心需求展開：
(一)總體定位
全面分析園區(qū)內外部發(fā)展環(huán)境，綜合考慮目前園區(qū)發(fā)展的優(yōu)勢、劣勢、機遇與挑戰(zhàn)，并結合國內外相關的先進案例和經驗，明確園區(qū)產業(yè)體系、市場定位、形象定位等，并制定目標考核體系。
(二)智能制造細分產業(yè)規(guī)劃
對智能制造細分產業(yè)進行重點深入研究，明確細分產業(yè)發(fā)展方向、產業(yè)鏈環(huán)節(jié)、技術研發(fā)方向及發(fā)展舉措。
(三)傳統(tǒng)產業(yè)智能制造提升的發(fā)展路徑
按近期、中期、遠期的方式分階段推進工作，明確各階段的發(fā)展目標、產業(yè)發(fā)展重心、政府的重點任務等，最終實現產業(yè)發(fā)展的總體目標。
(四)傳統(tǒng)產業(yè)智能制造提升的發(fā)展策略
制定傳統(tǒng)產業(yè)智能制造提升的工作思路，未來可以從工業(yè)設計、商貿會展、品牌打造、文化產業(yè)等方面尋求突破。
(五)空間布局建議
按照產業(yè)功能與產城融合的要求來合理布局各類智能制造項目，實現近期與遠期相結合，使得土地價值得到有效利用。
(六)保障措施建議
政府通過提供人才、技術、資金、組織管理等方面的配套服務來保障智能制造產業(yè)的發(fā)展。
(七)招商引資建議
圍繞重點項目進行招商引資來實現規(guī)劃的落地，真正做到“筑巢引鳳”。
前瞻產業(yè)研究院智能制造產業(yè)規(guī)劃精品案例
1、廣東河源江東新區(qū)大數據產業(yè)園規(guī)劃項目
擬在江東新區(qū)內部打造以新一代信息技術產業(yè)為核心的園中園，規(guī)劃打造“2+2”產業(yè)格局，建設南山區(qū)兩中心(河源大數據中心、云計算中心)，兩基地(大數據服務基地、大數據應用制造基地)。
2、清遠高新區(qū)——清新智能制造產業(yè)園
清新智能制造產業(yè)園主要打造汽車零部件、大數據、裝備制造和大健康四大產業(yè)，通過“智能制造”實現產業(yè)的快速發(fā)展。同時，園區(qū)以“土地集約化”為出發(fā)點，內部建筑以智能工廠、研發(fā)辦公大樓和部分生產配套為主，相關生活、商業(yè)和產業(yè)配套外部化，使園區(qū)產業(yè)與城市建設實現深度融合。
3、蘭州市西固區(qū)未來科技新城產業(yè)規(guī)劃
項目地位于蘭州市西固區(qū)，占地面積6500畝，是蘭州市副中心區(qū)，交通便利，區(qū)位條件優(yōu)越。項目地周邊環(huán)繞大量科研院所以及本科學院，是蘭州科研資源集聚高地。項目通過匯聚國內外智慧產業(yè)領航者，形成西北智慧產業(yè)智源。延伸科教科創(chuàng)產業(yè)鏈的方式，將項目地打造為生態(tài)型未來城市示范區(qū)。
4、江蘇東部云谷智能智造園區(qū)項目
本項目將通過“先簽約，再建設”的模式，主要建設智能智造工廠、總部辦公、展示交易、倉儲物流和綜合配套五大功能區(qū)及配套設施，整合資源，實現3D打印/數控集裝/智能硬件(主要是智能家居產品)等的研發(fā)、生產、銷售為一體的完整智慧產業(yè)鏈，將智能智造園區(qū)建成為一個集“展示、智造、交易、辦公、生活”為一體的園區(qū)，逐漸建設成為全球智慧產業(yè)創(chuàng)業(yè)者及生產者首選的智能智造生產基地。
前瞻產業(yè)研究院智能制造產業(yè)規(guī)劃優(yōu)勢
1、自主研發(fā)專利技術
前瞻是一家擁有國家高新技術資質、自主研發(fā)產業(yè)大數據并獲得“雙軟”認證及國家版權局、計算機軟件著作權16大數據專利技術的產業(yè)咨詢服務機構。
2、全數據支撐
得到國家信息中心、統(tǒng)計局、國務院發(fā)展中心、商務研究部、海關總署、清華圖書館、國家圖書館、100多行業(yè)協會、200多家研究所、1500多種專業(yè)刊物等龐大數據支持。前瞻數據庫匯集全球各行業(yè)商業(yè)數據，有多達100萬數據指標，超過9000多萬數據。
3、信息收集檢測體系
連續(xù)19年對主要產業(yè)建立每周、每月、每年的持續(xù)信息收集檢測體系。前瞻全面建立上千細分產業(yè)市場數據庫并持續(xù)更新。
4、數據采集系統(tǒng)化
擁有獨立數據開發(fā)中心、信息采集中心、戶外調研組、項目專案管理團隊。一手調查數據采集，大數據建模，高端訪談數據，網絡數據抓取與采集類歸集處理。
5、高準確細分數據
設立了高端訪談部門，專門針對政府部門、行業(yè)專家、主管單位等進行實地訪談。對于那些非上市公司的行業(yè)有持續(xù)多年市場監(jiān)控與跟蹤調研優(yōu)勢。
6、數據模型與創(chuàng)新技術
采用與國際同步SCP科學分析模型，及產業(yè)鏈研究地圖指引。采用HADOOP技術，內存數據庫技術，ETL數據抽取轉化加載工具，及網絡爬蟲技術，專業(yè)數據建模。
