由民革中央、江蘇省政協主辦,民革江蘇省委、蘇州市人民政府、蘇州市政協承辦,蘇州市工信局、民革蘇州市委、《財經》雜志、《財經智庫》執行的“2022中國實體經濟論壇”10月28日至29日在江蘇蘇州舉行,論壇主題為“實體經濟的智能化改造和數字化轉型”。
中國工程院院士陳學東在主旨演講中指出,中國從2010年開始,連續12年保持世界第一制造大國的地位,但目前仍然存在著大而不強的問題,主要表現在自主創新能力不強,原創性、顛覆性和變革性的技術成果不多,等等。
陳學東表示,未來15年我們面臨著新形勢,是中國從制造大國變成制造強國的關鍵時期,對制造業而言,挑戰與發展機遇并存。推動制造業高質量發展,發展智能制造技術的意義重大。對此他建議,要營造良好的宏觀政策環境,做好頂層設計;加強平臺建設,圍繞產業鏈部署創新鏈,充分發揮高校和龍頭企業的作用;重視人才培養,培養具有家國情懷,使命擔當和創新創造精神的優秀企業家與戰略科技人才、卓越工程師和高技能人才。
“數字化、網絡化、智能化發展直接關乎著我們國家智能制造質量水平,所以我們堅定不移的要以智能制造為主攻方向,推動產業鏈的變革和優化升級,推動產業模式和企業生態的根本性轉變,鼎新革故,提高質量,持續推進數字化轉型、網絡化協同、智能化變革,為促進制造業高質量發展,加快制造強國建設提供有力支撐?!标悓W東表示。
以下為發言實錄:
陳學東:尊敬的鄭建邦主席、陳星鶯副省長、吳慶文市長,很高興受《財經智庫》邀請來蘇州做這個匯報,三年以前我曾經陪同工程院周濟院長到江蘇省蘇南五市做過智能制造調研,那個時候江蘇智能制造產業發展就給我留下了很深刻的印象,這幾年我配合周濟院長做制造強國和產業基礎能力提升戰略研究課題,我今天就把這個課題的一些成果跟大家報告一下。
剛才令我振奮的是許省長和吳市長專門介紹了江蘇和蘇州智能制造產業發展情況,從介紹情況看,三年以后咱們江蘇在智能制造方面的主要指標完成情況就達到了2035年全國的指標要求,這是非??上部少R的,下面就向大家做一個簡要的匯報。
黨的十九大開始提出了制造強國和質量強國戰略,把經濟發展重點放在實體經濟上來,在剛剛閉幕的二十大上,總書記再次提出來,要堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上來,要求發展先進制造業,要求提升產業鏈供應鏈韌性和安全性,進一步要求加快制造強國和質量強國,同時還提到了網絡強國和數字強國,這些對我們智能制造提出了更高的要求。
中央有關部委也是根據總書記的要求和黨中央國務院的部署,制定了未來15年的發展規劃。關于制造強國戰略,從有關部門細化指標來看有六項指標:自主創新能力,產業基礎高級化,質量效益指數以及中國所占有的世界品牌數,綠色和智能生產方式,供應鏈自主可控,體制機制適應發展。目前,這六個方面指標還有很多卡點,隨著每個五年計劃的進行,到2035年的時候這些卡點都能解決。到2035年能夠為國家基本實現現代化強國作出支撐和貢獻,那個時候我們制造業要達到發達國家中等前列,進入制造強國第一陣列。
十八大以來的10年,我們國家制造業已經取得了很多突出的成就,在黨中央和國務院的領導下,產學研融合,制造業還是取得了顯著的成果,總書記在十八大、十九大和最近一系列會議上都講過了,我們的載人航天、探月工程、北斗衛星導航、第三代核電“華龍一號”、新能源汽車、掘進裝備、“蛟龍號”水下探測,還有C919大飛機都取得了很大的成就。我們的研發投入比十八大以前大大提高,全球制造業創新指數排名從過去34名上升到第11位,這個進步還是很大的。
未來15年我們又面臨著新的形勢,一個是現在美西方發達國家對我們高端制造業進行打壓。第二個是像印度、越南、馬來西亞這些發展中國家對我們低端的爭搶,形成雙向受擠的局面。全球疫情變化以后,使得我們產業鏈縱向縮短,橫向區域化,以及俄烏沖突以后給我們在產業鏈供應鏈以及糧食安全、網絡安全、能源安全、城市安全等方面帶來很多不確定性的因素,都使我們未來制造業形勢既存在著挑戰,又面臨著發展的機遇。
我們國家從2010年開始,連續12年保持世界第一制造大國的地位,我們制造業增加值在全球是第一位的,但是我們目前仍然處于全球產業鏈的中低端,存在“大而不強”的問題,工程院和工信部曾經在2019年對我們國家典型制造業進行過調研,11類產業處于先進地位,像通信設備、軌道交通、輸變電、新能源汽車、航天、石油化工、鋼鐵建材等工業行業,但是我們還有15家產業,包括民用飛機、高檔數控機床、集成電路、工業軟件、農業機械等仍然有很大的差距。
我們制造業“大而不強“有四個方面的問題:
其一是自主創新能力不強,我們原創性、顛覆性、變革性技術成果不多。其二是工業基礎薄弱是關鍵,關鍵核心技術對外依存度比較高,供應鏈尚不能完全自主可控,質量效益指數偏低。其三是資源能源利用率比較低,制造業單位GDP能耗是發達國家2.6倍以上。其四是用信息技術改造傳統生產方式還有很多問題要解決,盡管江蘇省兩化融合水平較好,但全國平均水平不高。
研發投入雖然跟過去相比有很大進步,已經做到了創新型國家主要要求;但是跟發達國家相比,科技進步對經濟的貢獻率、對外依存度、單位GDP能耗還有很大的差距。
從2021年中國工程院發布的《中國制造強國發展指數》報告可以看出,凡是跟規模有關的,在全世界我們都排第一,而和可持續發展及質量效益有關的,我們基本上跟印度和巴西在一個水平。如果既跟規模有關,也跟質量效益有關,我們排在美、德、日之后。
對于數字化網絡化水平,雖然江蘇做的比較好,但是從全國來說,我們國家大部分企業的數字化轉型還沒有完成,網絡化剛剛在起步階段,智能化問題僅僅還在探索過程當中。針對兩化融合問題,工信部和中國工程院在周濟院長帶領下,組織了100多名院士開展了“中國智能制造戰略研究”。這是2017年開始做的研究工作,在這個研究過程中把我們國家智能制造過程分成三個階段,即數字化、數字化網絡化(互聯網+制造)、數字化網絡化智能化(新一代智能制造)。原計劃在2020年以前完成數字化普及階段,但沒有完全實現。
第二個階段是2025年左右完成的互聯網+制造,2025-2035希望實現新一代人工智能,也就是數字化、網絡化、智能化階段。因此我們國家要走“并行推進、融合發展”道路,不能等數字化搞完以后再搞網絡化,網絡化搞完再搞智能化,肯定不行的,我們要堅持創新引領,直接采用利用互聯網、大數據、人工智能等先進技術,又要實事求是、因地制宜,扎扎實實完成數字化“補課”,要走一條數字化、網絡化、智能化并行推進的創新之路。
工信部等八部委在去年12月份聯合發布了“十四五”智能制造發展規劃,這個規劃要求我們大家立足制造本質,緊扣智能特征,以工業、裝備為核心,以數據為基礎,依托制造單元、車間、工廠和產業鏈供應鏈等載體,構建虛實融合、知識驅動、動態優化、安全高效、綠色低碳的智能制造系統,推動我們制造業數字化轉型、網絡化協同和智能化變革。制定了“兩步走”戰略,到2025年要求規模以上企業大部分實現數字化網絡化,重點行業開始應用新一代智能制造;到2035年規模以上企業要全部實現普及數字化網絡化,重點行業骨干企業基本實現新一代智能化。
這是2025年的三個主要目標:其一是轉型升級成效顯著,70%規模以上企業能夠實現數字化網絡化,建成500個示范工廠,使得企業的生產效率、產品良率、能源資源利用率大幅度提高。其二是供給能力明顯增強,我們希望實現智能制造裝備和工業軟件對國內市場的滿足率超過70%和50%,建立150家左右智能制造的系統供應商。其三是基礎支撐更加堅實,另外在基礎支撐方面建設一批智能制造公共平臺,工信部這幾年已經在做了;我們準備建120個以上具有行業和區域影響力的工業互聯網平臺,要求能夠完成200項以上國家與行業標準修訂。我們按照規劃要求要完成“四大任務”:創新能力建設、自主供給能力建設、推廣應用能力建設、基礎支撐能力建設。
要完成“六大行動”,比如說以關鍵核心技術加上系統集成技術攻關的智能制造技術攻關行動,在場景、車間、工廠、供應鏈方面的智能制造示范工廠建設行動,以及針對裝備制造、電子信息、原材料、消費品領域的行業智能化改造升級行動,還有智能制造裝備的創新發展行動,工業軟件突破的提升行動,智能制造標準的領航行動。
這是科技部在十三五前期就開始布局,在2019年進一步完善的智能制造國家研發計劃布局設計,概括起來是一大基礎,包括關鍵基礎件、傳感器、儀器儀表、工藝實驗平臺。兩大平臺,早些年我們叫數字化工廠和網絡協同制造平臺,現在稱為網絡協同制造和新一代自動化工廠。三大裝備,指工業機器人、新一代自動化制造系統、新興電子制造裝備。
從而可見,發展智能制造技術對我們加快數字化、網絡化、智能化,促進制造業高質量發展具有重要意義,有利于我們制造業質量變革、效率變革、動力變革。
下面講一下智能制造產業的現狀,經過十幾年產學研用協同創新、行業企業示范應用、央地聯合統籌推進的努力,我們還是在三個方面取得了一些長足進步:其一是供給能力方面,智能制造裝備市場滿足率超過50%,三年后目標是70%,主營業務收入超過10億元系統解決方案供應商有40余家,三年后要達到150家。其二是支撐體系方面,要構建國際和國內的標準體系,制定國家標準285項,牽頭制定國際標準28項,國家標準的目標我們已經完成了,國際標準還沒有做到;另外在培養具有行業影響力的工業互聯網平臺80個,三年后目標是120個。其三是推廣應用成效方面,希望試點企業生產效率平均提高45%,產品研制周期能夠縮短35%,產品不良品率降低35%。另外我們還涌現出離散式制造、流程制造、網絡協同制造、大規模個性化定制、遠程運維服務等新模式新業態。
我們在基礎零部件方面還是取得了一些突破,成為產業覆蓋面最寬、體系較為完整的基礎件制造大國。在部分重要裝備還是有突破的,像某裝置傳動軸承、某裝置氫泵、某系統密封件等等,但是總體來說這方面我們跟國外差距還是比較大的。
網絡協同制造是現代互聯網經濟環境下組織調配和優化跨企業、跨地域、跨領域制造資源的一種新的生產模式,現在也叫云制造,對于柔性生產、降低庫存具有重要意義。像航天科工開發的航天云網云制造平臺已經上線企業26.9萬家,對網絡協同制造還是起到了很好的作用。
數字化將材料、設備、人員等要素數字化網絡化互聯,實現對生產過程的高效、高質量管控,這個中國做的還是比較好的。像國機集團所屬的中國第一拖拉機廠運用數字化工廠平臺實現了七大系列、800多種機型定制化混流生產,可以滿足設計制造智能化生產模式。
新一代智能數控系統和裝備,在高檔數控機床方面,在工信部重大專項支持下也有所突破。總體看來,當時立項情況下所有目標都很好的完成了,打破了國外高端機床裝備對我國的鉗制。
新一代智能數控系統和裝備在增材制造這方面也取得了很大的進步,總體說來在國際先進水平。北航王華明院士、西安交大盧秉恒院士等團隊,在復雜構建成形過程熱應力控制、變形開裂預防以及組織性能調控等方面取得了突破;研制出了大飛機起落架、航空發動機葉片、核電大型閥等關鍵部件。
機器人一般可分為工業機器人、特種機器人、服務機器人,我們國家工業機器人、特種機器人體系水平有一定優勢,但是關鍵核心零部件還是有很大差距,我們也取得了很多重要的突破,工業機器人應用領域在47個行業大類、126個行業種類進行了廣泛的應用,現在需求量是全世界最大的,占40%。
電子制造裝備,以光刻機為代表的也有所突破,現在總體水平達到28nm,國產IC裝備覆蓋率達到30%,封裝技術達到80%,微顯示具備成套供貨能力,國產零部件在泛半導體產業中已經開始批量應用。
存在的問題:第一個關鍵問題是在核心基礎零部件元器件方面仍然還有70%高端產品依賴于進口,關鍵共性技術和核心裝備還是存在差距,比如說在軸承、齒輪、工業傳感器,工業APP、嵌入式軟件方面還有很大差距,即使在網絡協同和智能工廠跟國外也有五年左右差距。高檔數控機床、3D打印、工業機器人的關鍵核心零部件依然依賴進口。
工業傳感器雖然有所突破,但是高端傳感器及核心技術還是有差距的。目前,美日德掌握了全球傳感器市場70%以上,在高端傳感器方面處于壟斷地位;我們中國只有10%,而且以中低端為主,所以高端傳感器問題還是比較嚴重的。工業軟件面臨國外廠商聯合封鎖、圍剿和夾擊,即使我們自己已經開發了工業軟件,但底層依靠的軟件也是國外的軟件,所以長期以來我們認識不到位和過去社會資本投入不足也是有很大的關系。另外,網絡協同制造和智能工廠依然存在著基礎理論、關鍵技術、核心軟件的卡點。
新一代智能數控系統和裝備里面,高檔數控機床重復定位精度、平均無故障時間、精度保持性跟國外還是有很大差距,所以國家工信部準備下一步進一步實施重大工程來解決這個問題??倳浽诙啻螆龊弦矎娬{了高檔數控機床的重要性。
新一代智能數控系統和裝備在3D打印方面,雖然我們整體達到了國際先進水平,但是在高端激光器,像光纖、紫外、飛秒激光器、激光焊接頭等核心功能部件方面,我們跟國外還落后5-10年,一些金屬材料、光固化材料跟國外還是有一定的差距。
工業機器人整機水平跟國外差不多,但是像控制器、減速機和專用伺服電機還是依賴于國外四大家族企業,這個問題還是比較嚴重的。
電子制造裝備跟國外先進水平差距至少兩代以上,14nm以下集成電路制造裝備亟待突破。總得說來,關鍵是泛半導體制造裝備技術、14nm以下集成電路制造裝備技術等與國外還是有很大差距。
第二個問題從企業來說,智能制造產業整體應用水平還是比較低的,屬于數字化“補課”階段,智能化轉型升級還是比較慢的。我們國家智能制造產業生態體系不完善,傳統產業、中小企業智能化水平升級緩慢。工業互聯網、大數據、云計算等技術應用還在初級階段,人工智能應用于制造業才剛剛開始探索。
第三個問題是智能制造標準、網絡/信息安全基礎還是比較薄弱的,盡管已經有200多個國家標準,但在新興技術領域里面智能制造國家標準體系還沒有建立,提前規劃和布局不足,促進技術創新方面存在短板;另外,工業互聯網平臺也沒有系統建立起來,總體說來還是受制于人的。
主要原因:首先是我們國家長期過去處于跟蹤與模仿科技創新,自然科學領域里面很少提出科學問題,在技術領域又缺乏原創性重大技術成果。其次我們過去缺乏頂層設計,工業基礎研究重視不夠,所以成套裝備和工業基礎脫節,前期積累不夠,后期投入不夠,當時我們把200多個院所從事業單位轉為企業,也造成了產業鏈和創新鏈的脫節。另外,我們國家大部分企業自主創新能力是不強的,還沒有成為技術創新的主體。高校對我們科技經濟融合、企業技術創新能力支撐也存在著不足的問題。
第三部分匯報一下未來發展重點,2017年科技部已經組織編制了“智能制造和機器人”重大專項,2019年組織了“面向2035年國家中長期發展戰略研究”,2021年工信部等八部委發布了《“十四五”制造強國發展規劃》,總的說來還是圍繞基礎、平臺、裝備三個方面開展研究。
在關鍵基礎件、基礎制造工藝方面要圍繞傳感器、儀器儀表、基礎技術保障等方面開展國家層面的布局和研究工作。在基礎工業軟件的CAD/CAE核心算法、生產運行軟件、工業大數據管理、人機交互技術和工業互聯操作系統方面開展研究工作。開展融合新一代人工智能的遠程運維技術研究工作,這個遠程運維包括人工智能及數字孿生等,在流程工業、離散工業需要進一步完善。
在網絡協同制造方面,加強制造大數據理論和技術研究,開發產品生命鏈創新業務平臺和產業價值鏈協同業務平臺,以及開展網絡協同制造的核心軟件和示范工程研究。
在新一代制造自動化系統方面,主要關注生產過程自主感知和設備互操作技術、生產過程的控制優化和自主決策技術、制造系統大數據平臺、新型工業控制(器)系統以及智能工廠管控軟件。
在智能工業機器人方面,主要是開展非結構化動態環境的感知建模和認知、人機自然交互與協作共融技術、運用新材料的機器人、云機器人與云端在線服務技術、面向復雜應用工藝的智能作業機器人、面向柔性制造的機器人、面向特殊環境/領域應用的機器人等方面的研究工作。
在新一代智能數控系統與裝備方面,主要是智能機床與工藝系統,五軸聯動數控加工機床、高性能成形、激光加工等核心技術,新型材料與大型機構件智能化成形加工裝備與系統,復合能場與激光精細智能化加工裝備與系統。在新興電子制造裝備方面主要是14nm以下集成電路、泛半導體和電子制造、封裝與測試、光/機/電/液關鍵部件與系統等電子制造裝備核心技術的研究。
最后我想介紹一下,在未來15年中是我們國家從制造大國變成制造強國的關鍵時期,所以我們要加快發展數字化、網絡化、智能化轉型,我們建議從宏觀政策、平臺和人才三個方面協同發力。
第一方面是創新體制機制,營造良好的宏觀政策環境,這是做好頂層設計。就是我們針對卡脖子問題,國家來主導突破工程,保障供應鏈自主化。針對基礎不足的短板問題,要政府和市場相結合的辦法來夯實工業基礎,促進產業基礎高級化。針對中低端向中高端邁進的問題,我們培養優勢企業,現在工信部推動小巨人、專精特新、隱形冠軍企業等等來培養卓越工程,促進產業鏈現代化。要建立可持續推進機制,采取急需與長遠發展相結合、市場和政府相結合、國防與民用工業相結合、獨立自主和開放合作相結合的辦法。
我們要重視智能制造相關產業的工業基礎,促進產業基礎高級化。要統籌實施智能制造工程,加快推進制造業的數字化轉型。聚焦重點領域,以打造特色產業集群,提升產業集群智能化水平。我們應當提升智能制造的公共服務能力,為智能制造領域對標世界一流、加快國家質量基礎設施建設做貢獻,包括產學研用相結合打造智能制造公共服務平臺,支持標準試驗驗證平臺和現有服務機構提升檢驗檢測、咨詢診斷、計量測試、安全評估等服務能力,建立長效評價機制等方面。另外,還需要加大財政和金融的支持。
我們還要完善企業為主體的技術創新機制,激發企業的自主創新活力,2021年11月6日國務院出臺的《提升中小企業競爭力若干措施》需要進一步加強落實。
第二方面是加強平臺建設,圍繞產業鏈部署創新鏈。需要發揮高校在科技創新體系中的作用、發揮轉制院所作為原創技術“策源地”的作用、發揮龍頭企業產業鏈鏈長的作用。在制造領域優化布局全國重點實驗室就是圍繞產業鏈部署創新鏈,科技部按照需求、問題、任務導向提出了按照制造業基礎、共性技術、工業母機技術和重大裝備技術四個子領域來布局制造領域全國重點實驗室,能夠滿足國家戰略要求。推進新型創新網絡建設,不管是高校院所,還是企業,應從上下游供應鏈關系、產業鏈和創新鏈協同關系來打造創新聯合體。
第三方面是人才培養,要培養具有家國情懷,使命擔當和創新創造精神的優秀企業家與戰略科技人才、卓越工程師、高技能人才。
總之,數字化、網絡化、智能化發展直接關乎著我們國家智能制造質量水平,所以我們堅定不移的要以智能制造為主攻方向,推動產業技術變革和優化升級,推動產業模式和企業生態的根本性轉變,鼎新革故,提高質量,持續推進數字化轉型、網絡化協同、智能化變革,為促進制造業高質量發展,加快制造強國建設提供有力的支撐。