2.1 中国智能制造第一个五年取得的成绩

近10 年以来，中国智能制造产业开始蓬勃发展，相关行业都在探讨制造业转型升级路径和模式的话题，大致可以分为如下三个阶段：

第一阶段（2013—2015 年）：概念植入阶段。相关行业积极研讨美国的工业互联网和德国的工业4.0，学者专家们将国外经验与国内同行及企业家们分享。

第二阶段（2015—2017 年上半年）：摸索试点阶段。在掌握了相关的知识和信息后，一些试点企业开始实施智能制造（下文中局部用智能制造代替工业4.0 和工业互联网），这个阶段以政府主导为主，有部分企业自行实践并取得了不错的成果。

第三阶段（2017 年下半年至今）：全面爆发阶段。在政府的支持下，相关行业都开始实施智能制造。不过不同的企业做法不完全一样，有的直接新建智能工厂，有的在现有工厂基础上进行智能化改造，有的进行局部智能化生产线改造和数字化车间建设……

智能制造业产值可以部分反映智能制造产业发展的现状和趋势（见图2-1）。

从图2-1 中可以看出，中国智能制造业产值从2015 年开始迅猛发展，2019 年已经达到1.9 万亿元左右。在智能制造全面实行后，有望持续爆发。

中国智能制造业目前主要聚焦如下五个方面：探索智能制造新模式；提升智能制造基础；突破关键技术装备；重点产业智能化转型升级实践；初步建立智能制造体系。

围绕这五大方面，中国智能制造业取得了一系列丰硕的成果。以下简要讲解探索智能制造新模式和提升智能制造基础两个方面。

（1）在探索智能制造新模式方面，初期主要是向德国的工业4.0 和美国的工业互联网取经，在经过一段时间的学习、模仿、消化、实践、总结、反思后，中国制造业逐渐探索出来适合自身特点的智能制造新模式。

2017 年12 月7 日，中国工程院院长周济在南京第三届世界智能制造大会上指出：数字化制造是智能制造的第一种基本范式，也可称为第一代智能制造。它是以计算机数字控制为代表的数字化技术广泛应用于制造业，形成了“数字一代”创新产品，覆盖产品全生命周期的制造系统和以计算机集成制造系统（CIMS）为标志的集成解决方案。20 世纪80 年代以来，我国企业逐步推进应用数字化制造，取得了巨大的技术进步。但是同时也必须清醒地认识到，我国大多数企业特别是广大中小企业，还没有完成数字化制造的升级。面对这样的现实，我国在推进智能制造过程中必须实事求是、踏踏实实地完成数字化“补课”，进一步夯实智能制造发展的基础。需要说明的是，数字化制造是智能制造的基础，其内涵是在不断发展的，贯穿智能制造的三个基本范式和全部发展历程。周济院长提出的智能制造三个基本范式如图2-2 所示。

智能制造三个基本范式适用于部分制造基础非常好的企业，这类企业的基础要达到工业3.0 的水平。然而前文提到：中国制造业的基本情况是以工业1.0 和工业2.0 为主，具备工业3.0 基础的企业的整体数量不到5%。面对这样的基本情况，必须要有新的路径来满足大多数较低层次的企业对智能制造转型升级的需求。

2015 年3 月，朱森第先生在第三届先进制造业峰会上做了报告，他认为实施制造强国战略给中国的制造业转型升级指明了方向，解决了企业要“做什么”的问题，但是具体到每家企业，该“怎么做”、如何落地并没有给出具体的路径。

制造业在真刀实枪地进行改变时，一旦走入误区就要付出非常巨大的代价。未来，也一定还有很多企业会为同样的问题埋单。

（2）在提升智能制造基础方面，我国企业在五年中取得了显著的成就：宏观层面主要有支撑技术和智能产品；微观层面主要有企业运营管理基础和产品（见图2-3）。

在支撑技术方面，主要是5G 和IPv6；在智能产品方面，主要是工业软件和智能硬件；在企业运营管理基础方面，主要是精益管理；在产品方面，主要是创新。

在5G 基础技术方面，自2013 年2 月欧盟宣布加快5G 移动技术的发展，计划到2020 年推出成熟的标准以来，中国在推动5G 商用的道路上取得了一系列重大突破：2017 年11 月15 日，工业和信息化部发布《关于第五代移动通信系统使用3300～3600MHz 和4800～5000MHz 频段相关事宜的通知》，确定5G 中频频谱，能够兼顾系统覆盖和大容量的基本需求；2017 年12 月，国家发展改革委发布《关于组织实施2018 年新一代信息基础设施建设工程的通知》，要求2018 年将在不少于5 个城市开展5G 规模组网试点，每个城市5G 基站数量不少于50 个、全网5G 终端不少于500 个；2018 年2 月27日，华为在MWC2018 大展上发布了首款3GPP 标准5G 商用芯片巴龙5G01和5G 商用终端，支持全球主流5G 频段，包括Sub6GHz（低频）、mmWave（高频），理论上可实现最高2.3Gbps 的数据下载速率；2018 年6 月28 日，中国联通公布了5G 部署，将以SA 为目标架构，前期聚焦eMBB，5G 网络计划2020 年正式商用；2019 年6 月6 日，工业和信息化部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G 商用牌照，中国正式进入5G 商用元年。

IPv6 通信协议是万物互联时代最核心的关键基础技术之一。IPv6 是IETF（Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）设计的用于替代现行版本IPv4 的下一代IP 协议，被称为互联网的“中枢神经”。由中国下一代互联网国家工程中心牵头发起的“雪人计划”已在全球完成25 台IPv6 根服务器架设；2017 年11 月26 日，国务院办公厅发布《推进互联网协议第6 版（IPv6）规模部署行动计划》，加快推进基于IPv6 的下一代互联网部署。

近年以来，中国工业软件取得了相当不错的成绩：在ERP 领域，目前国产软件的使用率已经超过了进口软件如SAP；MES、PLM、SCADA 方面的中国软件企业如雨后春笋般成长起来，在功能和性能方面已经可以和进口软件相抗衡了；在设备控制方面，中国自己的数控系统也是“小荷已露尖尖角”；但是在工业设计软件方面亟待突破。

智能硬件的范围相当宽泛，小到零件、组件，大到产品、系统。过去几年，中国在高档数控机床、机器人、航空航天装备、船舶装备、自动化装备等方面取得了非常显著的成绩。给人们印象最深的可能就是机器人，虽说机器人的三大核心部件国产化程度还较低，但是也都取得了相应的发展。部分企业甚至将智能化就当成“机器换人”，虽然这是一个误区，但是在推动中国企业智能化转型升级方面还是起到了非常积极的作用，也对中国智能硬件产业的发展做出了极大的贡献。除了机器人，智能系统如自动仓储等都呈现出欣欣向荣的景象。笔者的观点是，在智能化时代，智能的实现需要软件和硬件的统一，没有软件的硬件就不会实现智能化，没有硬件的软件就没有运行的载体。因此，对智能化的要求是软硬结合，不能说哪个更重要，只能说当前对于我们国家哪个更欠缺。

以上是从宏观层面看中国智能制造基础的提升，接着从微观层面的企业运营管理基础来分析中国制造业企业的智能制造基础。

过去几年，制造业的转型升级实践给了我们两个经验启示：一是不在管理不好的基础上搞智能化；二是不在没有竞争力的产品上搞智能化。结合中国制造业的基本情况，95%的企业的发展基础处于工业1.0 和工业2.0 的阶段，在进行智能化前需要先进行管理升级和产品升级：管理升级可以依靠精益管理；产品升级主要靠创新。

精益管理发源于一百年前的美国。60 多年前，精益管理理念进入日本，在精益管理的支撑下，日本涌现出了一大批世界级企业，如丰田、本田、松下、索尼等。当前中国的制造业结构非常像几十年前的日本，中国部分企业也开始实践精益管理，取得了一定的成绩。如图2-4 所示为精益智能制造理论体系框架。

工业4.0 时代的到来，其中一个重要的推动力就是人们对于个性化产品的追求，这是因为传统的大规模生产方式不能够满足人们的个性化需求，智能化是解决这个矛盾的一条有效的路径。在个性化需求的驱使下，企业开始推出个性化的产品，这在某种程度上可以说是产品升级的一个类型。产品升级的另外一个类型是提升功能，满足人们之前未被满足的功能性需求。例如，之前人们期待设备能够主动反馈它们什么时候要生病、产品出了问题能够被立即识别和剔除出来、家里的冰箱能够直接“告诉”商场补给什么，随着智能化技术的成熟和智能化产品的应用，这些都变成了现实。一言以蔽之，这就是产品升级，而产品升级的背后就是创新。但是当我们正视中国企业的创新能力的时候，会发现其整体水平参差不齐。

目前，中国企业的研发水平可以分为五个层次：第一个层次是自主创新型，这类公司非常少，基本上都是行业的领军企业，如华为、大疆创新等；第二个层次是同步研发型，能做到同步研发的企业也掌握核心技术，研发层次相对较高，如富士康；第三个层次是功能优化型，针对市场上已有的产品进行改良或者提升局部功能，具有比较优势，如OPPO；第四个层次是完全复制型，靠拼价格去抢占市场，靠规模经济来获得利润，如中国沿海地区的电动工具企业；第五个层次是代工厂型，基本没有研发能力，赚点微薄的加工费。目前，中国制造业的大部分企业属于功能优化型、完全复制型和代工厂型，研发水平不高，企业利润微薄，从而没有充足的资金投入研发，形成了恶性循环。未来中国制造业必须要通过持续创新来打破这种恶性循环。

回顾过去五年，中国企业的智能制造基础在不断地完善和成熟，如果从六个方面将中国与发达国家的智能制造基础做个全面对比，整体情况如图2-5 所示。可见，虽然中国在智能制造基础方面取得了突飞猛进的发展，但是还有三块短板：一个是宏观层面的工业软件，另两个是在微观层面的精益管理和产品创新。这三大问题是制约中国制造业变大变强的核心要素，是需要继续补课的。