在2008年全球金融危机之后,美国、英国等发达国家相继推出“再工业化”的发展战略,将发展重心重新聚焦于制造业。德国、日本则充分发挥其在智能制造装备方面的优势,在相关领域进行技术垄断。韩国也大力发展制造业,希望跻身世界制造强国之列。总体上,世界各国均将智能制造作为制造业转型升级的目标,纷纷做出战略部署,而智能制造装备作为智能制造的核心载体,已成为竞争的焦点。
1.美国提出“再工业化”战略,大力发展智能制造装备
美国将“制造业复兴”和“再工业化”战略作为制造业发展的重要途径 [9] ,颁布了《重振美国制造业政策框架》《先进制造伙伴计划》《先进制造业国家战略计划》等纲领性文件和一系列战略性措施,并已投入超过20亿美元,研究智能制造及相关的高、精、尖技术,希望通过制造业的转型和升级,在智能制造领域保持美国制造业和制造技术的全球领先地位。在智能制造装备的研发方面,美国也投入了大量经费,并在技术上处于领先地位。实际上,从早期的数控机床、集成电路,到今天的智能传感器、智能生产线,大量的先进技术和制造装备都由美国主导研发。随着全球智能化发展的不断推进,智能技术在制造领域得到了广泛应用,而以智能机床、智能传感器、智能机器人为代表的智能制造装备得到了美国政府的高度重视,并在全球取得了领先。此外,针对智能制造装备的法律保障也得到逐步加强,在2010年8月,美国政府通过了《制造业促进法案》,免除了包括智能机床在内的智能制造装备原材料的进口关税。
2.欧盟推出“数字化欧洲工业”计划,加快工业数字化进程
在全球制造业智能化的发展大趋势下,欧盟也推出了相应的战略计划。欧盟在整合各成员国工业发展需求的基础上,推出了“数字化欧洲工业”计划 [10] ,旨在通过智能制造,推进欧洲工业的数字化进程。该计划主要依托物联网、大数据与人工智能三项技术,提升欧洲工业的智能化程度,并着重强调了5G通信、云计算、物联网、数据技术和网络安全等五方面的标准化发展,以实现各成员国工业发展间的协同性。欧盟的很多成员国都拥有良好的制造基础,部分成员国还是传统制造强国,在智能机床、智能机器人、智能单元与生产线等智能制造装备方面具备强大的研发实力,同时拥有包括西门子、罗尔罗伊斯、爱立信等在内的众多优秀企业,在智能制造装备的生产与应用方面具备良好的基础。此外,欧盟在推动智能制造发展的同时,还致力于可持续性制造与高绩效制造的研究与应用,综合考虑产品的特性与产量变化,降低制造成本,提高制造效率,增加产能驱动力。可以预见,欧盟将坚定不移地推动智能制造装备的发展。
3.德国推出“工业4.0”计划,建立智能生产系统
2013年,德国正式发布了《保障德国制造业的未来:关于实施“工业4.0”战略的建议》,并将“工业4.0”作为国家发展战略,希望成为第四次工业革命的领导者,受到各界的广泛关注。“工业4.0”计划是一项全新的制造业升级计划,在智能化技术的支持下,通过工业网络、多功能传感器以及信息集成,将分布式与组合式的工业制造单元模块构建成智能化的工业制造系统,具备丰富的功能与极高的生产柔性。此外,在生产制造设备、零部件、原材料上装载可交互的智能终端,利用物联网实现各终端间的信息交互和实时互动,为机器自主决策奠定基础,并为生产制定个性化方案。“工业4.0”包含三大主题 [11] :首先是智能工厂,需要重点研究智能化生产系统的组建与生产过程,以及网络化分布式生产设备的实现;其次是智能生产,涉及生产制造过程中的管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等;最后是智能物流,希望利用智能物流管理系统和网络技术,整合物流资源信息,实现物料信息的快速匹配,改变传统生产制造模式中管理者、机器、物料间的脱节关系,从而提高生产效率。可以看到,智能制造装备在“工业4.0”计划中始终占据核心地位。
4.日本推出“创新工业”计划,重塑制造业竞争力
在西方国家掀起智能化发展浪潮的同时,日本依托其雄厚的制造实力推出了“创新工业”计划,大力发展网络信息技术与人工智能技术,重塑日本制造业的竞争力。通过加快发展智能协同机器人、多功能电子设备、智能机床等智能制造装备,建立先进的无人化智能工厂。2015年,日本发布了《制造业白皮书》,明确了将智能机器人与人工智能技术作为重点发展方向,并强调了其在材料、医疗、能源和关键零部件等领域的应用。同年推出的“机器人新战略”指出将构建世界机器人创新基地,重点研发面向工业应用的智能机器人。可以看到,在智能制造装备方面,日本将以智能机器人为主要突破口,重塑制造业竞争力。