為了確保美國先進制造業(yè)的未來競爭力,先進制造伙伴執(zhí)行委員會(AMPSC)確立了構(gòu)造美國先進制造未來領(lǐng)導(dǎo)權(quán)生態(tài)體系的三大支柱:促進創(chuàng)新、技術(shù)人才培養(yǎng)和改善商業(yè)環(huán)境,其中,先進制造技術(shù)創(chuàng)新是確保美國先進制造業(yè)未來領(lǐng)導(dǎo)力的根本保證。為確保創(chuàng)新的可持續(xù)性和收益性,AMP2.0提出兩大工作重點以及優(yōu)先發(fā)展的三大技術(shù)領(lǐng)域,對于我們貫徹《中國制造2025》國家戰(zhàn)略,具有很強的借鑒意義。
我國正面臨“三期疊加”期,經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和制造業(yè)結(jié)構(gòu)升級過程中還會出現(xiàn)很多問題亟須解決。因此我們應(yīng)該密切關(guān)注美國等發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略布局及變動方向,用發(fā)展的視角解決中國發(fā)展中突出的問題。
優(yōu)先發(fā)展三大技術(shù)領(lǐng)域
AMP2.0確立優(yōu)先發(fā)展的三大技術(shù)領(lǐng)域包括:先進傳感器、控制和制造平臺技術(shù)(ASCPM),可視化、信息化和數(shù)字化的制造技術(shù)(VIDM),先進材料制造(AMM)。
先進傳感、控制和制造平臺技術(shù)(ASCPM)是指數(shù)字設(shè)計的商業(yè)化、傳感器和生產(chǎn)設(shè)備集成增加、機器人和自動化技術(shù)的發(fā)展及新型信息技術(shù)等因素推動制造業(yè)進入快節(jié)奏創(chuàng)新和變革時代,是ASCPM技術(shù)發(fā)展的根本驅(qū)動因素。
ASCPM技術(shù)的定義是環(huán)繞機器工廠企業(yè)供應(yīng)鏈方面的傳感、儀表、監(jiān)測、控制和優(yōu)化以及相關(guān)硬件和軟件平臺的制造業(yè)自動化;基于先進的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,ASCPM技術(shù)可以幫助制造業(yè)實現(xiàn)智能制造過程中信息和機器設(shè)備的無縫操作,從而提高制造敏捷性和生產(chǎn)率,提升經(jīng)濟整體水平和美國制造業(yè)競爭力。
ASCPM技術(shù)未來發(fā)展的著力點是基于生物、納米和微制造的傳感器研發(fā);多傳感器數(shù)據(jù)的實時分析;智能化診斷、預(yù)測和維修;離散制造的先進控制器;過程控制集成;互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施;軟件應(yīng)用和軟件開發(fā);平臺基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計和構(gòu)建。
可視化、信息化和數(shù)字化的制造技術(shù)(VIDM)是一系列集成、尖端、企業(yè)層級的智能制造技術(shù)集合,包括制造業(yè)端到端集成的發(fā)展、供應(yīng)鏈效率的提升、過程安全的改善、制造技術(shù)柔性化和智能化發(fā)展等。借助先進的信息技術(shù)系統(tǒng)和工具,VIDM技術(shù)可以通過提升端到端供應(yīng)鏈效率、生產(chǎn)柔性化、最優(yōu)能源管理等實現(xiàn)個性化定制生產(chǎn)的零次品率。借助穩(wěn)健的網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)和高計算性能的共享型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,可視化、信息化和數(shù)字化的制造技術(shù)幫助美國制造業(yè)向消費者提供最優(yōu)化服務(wù)(更快、更低價、更簡潔、高質(zhì)量、高能效和環(huán)境友好)。
VIDM包含三個子領(lǐng)域:數(shù)據(jù)線、集成信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)及分析。數(shù)據(jù)線集成了供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)(產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù),包括概念、生產(chǎn)、終端使用、維修服務(wù)),可以提供互聯(lián)、可視化和最優(yōu)化數(shù)字化設(shè)計;數(shù)據(jù)線技術(shù)進一步發(fā)展的著力點是數(shù)字化制造數(shù)據(jù)本體、制造業(yè)數(shù)據(jù)模型、先進的數(shù)據(jù)線工具(具備深度分析、仿真和模型化能力)、數(shù)據(jù)線的網(wǎng)絡(luò)安全框架以及數(shù)據(jù)線人才的培養(yǎng)。
集成信息系統(tǒng)通過集成當(dāng)前多樣化和異質(zhì)性信息孤島,可以縮短前置時間,降低庫存成本,提前且可視化地發(fā)現(xiàn)問題,并進行正確和預(yù)防性干預(yù)。集成信息系統(tǒng)進一步發(fā)展的著力點是制定并推廣數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、模型和算法,建立實時分析/響應(yīng)機制,打造異質(zhì)性系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施和平臺。大數(shù)據(jù)可以用大量、多種類、高速、準(zhǔn)確、價值的5V特征描述,是實施VIDM技術(shù)的基礎(chǔ),其未來發(fā)展的著力點是元數(shù)據(jù)的管理,促進私有數(shù)據(jù)的交換和共享。
先進材料制造(AMM)是未來應(yīng)對多部門、多行業(yè)高端材料研發(fā)的沖擊,材料供給不穩(wěn)定給國家安全和競爭帶來的影響,降低某些生產(chǎn)必需的自然資源的壓力等是促進先進制造材料技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動因素。
對《中國制造2025》的幾點啟示
一是要創(chuàng)新共享基礎(chǔ)設(shè)施。通過基礎(chǔ)設(shè)施共享,可以縮短新技術(shù)應(yīng)用推廣時間,降低采用新技術(shù)的風(fēng)險,并促進交叉技術(shù)的創(chuàng)新。先進制造研究院是技術(shù)共享基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵一步,也是構(gòu)建美國制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的前提。每個先進制造研究院都集中研究一類先進制造技術(shù),當(dāng)前,美國已經(jīng)建立包括美國制造研究院(研究3D打印和增材制造)、數(shù)字化制造與設(shè)計創(chuàng)新研究院(數(shù)字化設(shè)計、工程和制造等過程的技術(shù)和流程研發(fā)與應(yīng)用)、先進復(fù)合材料制造創(chuàng)新研究院(比鋼更輕更強的材料)等在內(nèi)的九所研究院,并據(jù)此搭建國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),旨在提供技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施共享,聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研等各界利益相關(guān)者,推動跨領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新,支持中小企業(yè)創(chuàng)新等。
我們認(rèn)為,《中國制造2025》在實施過程中,尤其是國家創(chuàng)新中心的建設(shè)中,應(yīng)當(dāng)高度重視促進內(nèi)外部之間通信交流機制的建設(shè),明確網(wǎng)絡(luò)運營的利益分配,保護知識產(chǎn)權(quán),制定先進制造技術(shù)領(lǐng)域的動態(tài)識別機制。
二是加強政府的有力引導(dǎo),促進產(chǎn)學(xué)研一體化,推動大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新。包括為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界牽線搭橋,促進真正的產(chǎn)學(xué)研一體化,加強在核高基領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新,縮短由科研成果向技術(shù)轉(zhuǎn)換的時間,延長技術(shù)的生命周期。要以只爭朝夕的緊迫感,切實推進創(chuàng)新,形成有利于出創(chuàng)新成果、有利于創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化的新機制。
三是完善頂層設(shè)計,積極引導(dǎo)和扶持關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展。與西方相比,我國的體制優(yōu)勢更能保證政策的連續(xù)性和穩(wěn)定性,以推動經(jīng)濟發(fā)展。我國政府應(yīng)該積極參與未來經(jīng)濟發(fā)展的藍(lán)圖規(guī)劃,憑借其掌握的優(yōu)秀人力資源和智力資本,制定更加切實可行又惠及各行各業(yè)的戰(zhàn)略指導(dǎo)和行動指南,積極推動《中國制造2025》戰(zhàn)略的落實和評估,培育我國動態(tài)比較優(yōu)勢,保證我國制造業(yè)在國際經(jīng)濟格局中的領(lǐng)導(dǎo)力和控制力。
我國正面臨“三期疊加”期,經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和制造業(yè)結(jié)構(gòu)升級過程中還會出現(xiàn)很多問題亟須解決。因此我們應(yīng)該密切關(guān)注美國等發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略布局及變動方向,用發(fā)展的視角解決中國發(fā)展中突出的問題。
優(yōu)先發(fā)展三大技術(shù)領(lǐng)域
AMP2.0確立優(yōu)先發(fā)展的三大技術(shù)領(lǐng)域包括:先進傳感器、控制和制造平臺技術(shù)(ASCPM),可視化、信息化和數(shù)字化的制造技術(shù)(VIDM),先進材料制造(AMM)。
先進傳感、控制和制造平臺技術(shù)(ASCPM)是指數(shù)字設(shè)計的商業(yè)化、傳感器和生產(chǎn)設(shè)備集成增加、機器人和自動化技術(shù)的發(fā)展及新型信息技術(shù)等因素推動制造業(yè)進入快節(jié)奏創(chuàng)新和變革時代,是ASCPM技術(shù)發(fā)展的根本驅(qū)動因素。
ASCPM技術(shù)的定義是環(huán)繞機器工廠企業(yè)供應(yīng)鏈方面的傳感、儀表、監(jiān)測、控制和優(yōu)化以及相關(guān)硬件和軟件平臺的制造業(yè)自動化;基于先進的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,ASCPM技術(shù)可以幫助制造業(yè)實現(xiàn)智能制造過程中信息和機器設(shè)備的無縫操作,從而提高制造敏捷性和生產(chǎn)率,提升經(jīng)濟整體水平和美國制造業(yè)競爭力。
ASCPM技術(shù)未來發(fā)展的著力點是基于生物、納米和微制造的傳感器研發(fā);多傳感器數(shù)據(jù)的實時分析;智能化診斷、預(yù)測和維修;離散制造的先進控制器;過程控制集成;互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施;軟件應(yīng)用和軟件開發(fā);平臺基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計和構(gòu)建。
可視化、信息化和數(shù)字化的制造技術(shù)(VIDM)是一系列集成、尖端、企業(yè)層級的智能制造技術(shù)集合,包括制造業(yè)端到端集成的發(fā)展、供應(yīng)鏈效率的提升、過程安全的改善、制造技術(shù)柔性化和智能化發(fā)展等。借助先進的信息技術(shù)系統(tǒng)和工具,VIDM技術(shù)可以通過提升端到端供應(yīng)鏈效率、生產(chǎn)柔性化、最優(yōu)能源管理等實現(xiàn)個性化定制生產(chǎn)的零次品率。借助穩(wěn)健的網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)和高計算性能的共享型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,可視化、信息化和數(shù)字化的制造技術(shù)幫助美國制造業(yè)向消費者提供最優(yōu)化服務(wù)(更快、更低價、更簡潔、高質(zhì)量、高能效和環(huán)境友好)。
VIDM包含三個子領(lǐng)域:數(shù)據(jù)線、集成信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)及分析。數(shù)據(jù)線集成了供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)(產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù),包括概念、生產(chǎn)、終端使用、維修服務(wù)),可以提供互聯(lián)、可視化和最優(yōu)化數(shù)字化設(shè)計;數(shù)據(jù)線技術(shù)進一步發(fā)展的著力點是數(shù)字化制造數(shù)據(jù)本體、制造業(yè)數(shù)據(jù)模型、先進的數(shù)據(jù)線工具(具備深度分析、仿真和模型化能力)、數(shù)據(jù)線的網(wǎng)絡(luò)安全框架以及數(shù)據(jù)線人才的培養(yǎng)。
集成信息系統(tǒng)通過集成當(dāng)前多樣化和異質(zhì)性信息孤島,可以縮短前置時間,降低庫存成本,提前且可視化地發(fā)現(xiàn)問題,并進行正確和預(yù)防性干預(yù)。集成信息系統(tǒng)進一步發(fā)展的著力點是制定并推廣數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、模型和算法,建立實時分析/響應(yīng)機制,打造異質(zhì)性系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施和平臺。大數(shù)據(jù)可以用大量、多種類、高速、準(zhǔn)確、價值的5V特征描述,是實施VIDM技術(shù)的基礎(chǔ),其未來發(fā)展的著力點是元數(shù)據(jù)的管理,促進私有數(shù)據(jù)的交換和共享。
先進材料制造(AMM)是未來應(yīng)對多部門、多行業(yè)高端材料研發(fā)的沖擊,材料供給不穩(wěn)定給國家安全和競爭帶來的影響,降低某些生產(chǎn)必需的自然資源的壓力等是促進先進制造材料技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動因素。
對《中國制造2025》的幾點啟示
一是要創(chuàng)新共享基礎(chǔ)設(shè)施。通過基礎(chǔ)設(shè)施共享,可以縮短新技術(shù)應(yīng)用推廣時間,降低采用新技術(shù)的風(fēng)險,并促進交叉技術(shù)的創(chuàng)新。先進制造研究院是技術(shù)共享基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵一步,也是構(gòu)建美國制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的前提。每個先進制造研究院都集中研究一類先進制造技術(shù),當(dāng)前,美國已經(jīng)建立包括美國制造研究院(研究3D打印和增材制造)、數(shù)字化制造與設(shè)計創(chuàng)新研究院(數(shù)字化設(shè)計、工程和制造等過程的技術(shù)和流程研發(fā)與應(yīng)用)、先進復(fù)合材料制造創(chuàng)新研究院(比鋼更輕更強的材料)等在內(nèi)的九所研究院,并據(jù)此搭建國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),旨在提供技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施共享,聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研等各界利益相關(guān)者,推動跨領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新,支持中小企業(yè)創(chuàng)新等。
我們認(rèn)為,《中國制造2025》在實施過程中,尤其是國家創(chuàng)新中心的建設(shè)中,應(yīng)當(dāng)高度重視促進內(nèi)外部之間通信交流機制的建設(shè),明確網(wǎng)絡(luò)運營的利益分配,保護知識產(chǎn)權(quán),制定先進制造技術(shù)領(lǐng)域的動態(tài)識別機制。
二是加強政府的有力引導(dǎo),促進產(chǎn)學(xué)研一體化,推動大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新。包括為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界牽線搭橋,促進真正的產(chǎn)學(xué)研一體化,加強在核高基領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新,縮短由科研成果向技術(shù)轉(zhuǎn)換的時間,延長技術(shù)的生命周期。要以只爭朝夕的緊迫感,切實推進創(chuàng)新,形成有利于出創(chuàng)新成果、有利于創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化的新機制。
三是完善頂層設(shè)計,積極引導(dǎo)和扶持關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展。與西方相比,我國的體制優(yōu)勢更能保證政策的連續(xù)性和穩(wěn)定性,以推動經(jīng)濟發(fā)展。我國政府應(yīng)該積極參與未來經(jīng)濟發(fā)展的藍(lán)圖規(guī)劃,憑借其掌握的優(yōu)秀人力資源和智力資本,制定更加切實可行又惠及各行各業(yè)的戰(zhàn)略指導(dǎo)和行動指南,積極推動《中國制造2025》戰(zhàn)略的落實和評估,培育我國動態(tài)比較優(yōu)勢,保證我國制造業(yè)在國際經(jīng)濟格局中的領(lǐng)導(dǎo)力和控制力。