2.1 制造业升级历程

2.1.1 全球制造业升级历程

18世纪中下叶，蒸汽机的发明和应用标志着工业化时代的开始。19世纪，新型冶炼技术、内燃机、电气技术的共同发展，使得规模化流水线生产、科学管理成为制造业的主流形态。到20世纪中叶，电子技术、集成电路、计算机技术和信息技术的协同进步，使得工业化生产进入数字化时代，数控加工、柔性制造系统、计算机集成制造、精益生产等成为现代制造技术体系的核心。20世纪后期，借助互联网和无线通信构建信息物理深入融合系统，制造业进入智能化的全新阶段。制造业发展的不同阶段、标志以及主要成果如表2-1所示^［1］。

在制造业发展水平上，美国始终处于全球制造产业链的领先地位，依赖其信息通信技术方面的绝对实力，借助网络互联和数据共享的力量提升整个国家工业体系的价值创造力^［1］。德国、日本处于第二方阵，具备出色的装备制造业基础和发达的信息化基础，核心技术和部件基本上可以自主研发，汽车、电子信息、高端制造等领域在全球制造业分工体系中居于至关重要的地位，在不少领域的核心技术、关键装备、高精尖产品生产上甚至超过美国^［1］。英、法等国则处于第三方阵，在核电、高铁列车、航空航天、汽车等制造业领域也处于世界领先水平^［1］。为了维持制造业的现有优势和加速制造业的智能化升级，各个国家先后出台并持续强化了相关战略纲领与政策规划，部分政策如表2-2所示。

表2-1 制造业发展历程

资料来源：德州学院.智能制造导论［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2016.

表2-2 部分国家制造业升级政策

美国于2012年2月正式发布《先进制造业国家战略计划》^［2］，旨在建设智能制造技术平台以加快智能制造技术创新，并提出加快中小企业投资、提高劳动力技能、建立健全伙伴关系、调整优化政府投资、加大研发投资力度五大发展目标。美国政府在2016年发布《国家制造创新网络计划》（National Network for Manufacturing Innovation Program, NNMI）^［3］，提出了提升美国制造业的竞争力，促进创新技术向规模化、经济和高绩效的本土制造能力转化，加速先进制造劳动力的发展，支持和帮助制造创新机构稳定、可持续发展的商业模式四个战略目标，并对各个制造创新机构进行了详细的情况说明。

德国于2013年4月正式推出“工业4.0”这一国家级战略规划^［4］，其目的是在新一轮的工业革命中占据领先地位。该战略规划可以称为“1438”模型，其核心是一个网络利用信息物理系统（Cyber-Physical Systems, CPS），实现由集中式控制向分散式增强型控制转变的基本模式，建立一个高度灵活的个性化、数字化的产品与服务的生产模式。该战略包括智能工厂、智能生产体系、智能物流、智能服务四个主题，旨在通过价值链实现横向集成，依托网络化制造系统实现纵向集成，借助信息和物理融合实现工程端对端的集成三种有效集成，并进一步在标准化体系架构、工业宽带基础设施、复杂系统管理、工作组织设计、人才培训与专业发展、监管框架、安全保障、资源利用效率八个方面布置了优先行动计划。

法国于2013年9月正式发布了《新工业法国》^［5］，旨在通过创新重塑工业实力，使法国重回全球工业第一梯队。该战略是一项10年期的中长期规划，主要目的是为了解决能源、数字革命和经济生活三大任务。2015年5月，法国政府对《新工业法国》进行了大幅调整。《新工业法国Ⅱ》标志着法国“再工业化”开始全面学习德国工业4.0^［6］。调整后的法国“再工业化”总体布局为“一个核心，九大支点”。一个核心，即“未来工业”，主要内容是实现工业生产向数字制造、智能制造转型，以生产工具的转型升级带动商业模式变革。九大支点包括大数据经济、环保汽车、新资源开发、现代化物流、新型医药、可持续发展城市、物联网、宽带网络与信息安全、智能电网，从国家层面系统地优化了法国制造业发展的总体布局。

英国于2013年10月推出报告《工业2050战略》^［7］。这是面向2050年英国制造业发展的一份长期战略研究报告，分析了英国制造业面临的问题和挑战，提出了英国制造业发展与复苏政策。该报告认为，信息通信技术、新材料等科技在未来与产品和生产网络深度融合，将极大地改变产品的设计、制造、提供和使用方式；未来制造业的主要趋势是个性化的低成本产品需求增大，生产重新分配和制造价值链的数字化，制造业的生产过程和技术、制造地点、供应链等都将产生重大变革。

日本于2015年1月由国家机器人革命推进小组发布了《机器人新战略》^［8］，计划通过实施五年行动计划和六大重要举措来实现日本成为“世界机器人创新基地”“世界第一的机器人应用国家”“迈向世界领先的机器人新时代”的三大核心目标，实现机器人革命，以应对日益突出的老龄化、劳动人口减少、自然灾害频发等问题，提升日本制造业的国际竞争力，获取大数据时代的全球竞争优势。

综合来看，美国的《先进制造业国家战略计划》和《国家制造创新网络计划》，英国的《工业2050战略》，以及法国的《新工业法国》侧重于智能制造的宏观规划与战略布局，而德国的“工业4.0”及日本的《机器人新战略》则更侧重于微观操作和重点突破。

2.1.2 我国制造业发展历程

改革开放以来，我国制造业取得了长足的进步，对国民经济的促进作用日益明显，总体规模位居世界前列，已成为世界制造大国。大致发展历程如表2-3所示。

表2-3 中国制造业发展历程

为了适应全球制造产业格局以及提升制造水平，我国在2015年提出制造强国战略，明确了四大转变、一条主线、三步走战略、九大任务。其中，四大转变包括由要素驱动向创新驱动转变、由低成本竞争优势向质量效益竞争优势转变、由资源消耗大和污染排放多的粗放制造向绿色制造转变、由生产型制造向服务型制造转变。一条主线是强调以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化、智能化制造为主线。三步走战略分为：第一步，到2025年，迈入制造强国行列；第二步，到2035年，我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平；第三步，到中华人民共和国成立约100年时，我国制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。九项战略任务包括提高国家制造业创新能力、推进信息化与工业化深度融合、强化工业基础能力、加强质量和品牌建设、全面推进绿色制造、大力推动重点领域突破发展并聚焦十大重点领域、深入推进制造业结构调整、积极发展服务型制造业和生产型服务业、提高制造业国际化发展水平。

智能制造以数字化、网络化、智能化为特征，是新一轮工业革命的核心和我国制造强国的制高点、突破口和主攻方向。中国制造强国战略以创新驱动发展为主要动力，以信息化与工业化深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，给出了中国由制造大国向制造强国转变的重要路径。