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大力發展智能制造裝備

2023-06-09 07:26:46 來源：經濟日報

智能制造裝備是高端裝備制造業的重點方向之一。隨著智能制造工程深入實施，區域協同、行業聯動發展格局基本形成，我國智能制造裝備產業規模超過3.2萬億元，國內市場滿足率超過50%。《“十四五”智能制造發展規劃》就大力發展智能制造裝備作出系統部署。本期特邀幾位專家圍繞相關問題進行研討。

(資料圖)

產業集聚發展態勢初步形成

我國智能制造裝備產業發展現狀如何？

瞿國春（工業和信息化部裝備工業發展中心主任、國家智能制造專家委員會秘書長）：智能制造裝備是制造過程實現智能化所必需的物質條件，也是智能制造的核心載體，是制造工藝、新一代信息技術和智能技術在裝備產品上高度集成和融合創新的體現。智能制造裝備涉及領域多、范圍廣，在制造業各行業、各環節均有應用，具有工具性、使能性、基礎性和戰略性特點，其發展水平成為衡量一個國家制造業創新能力和綜合實力的重要標志。

結合產品特性和應用場景，智能制造裝備可分為通用智能制造裝備和專用智能制造裝備兩大類。通用智能制造裝備包括數控機床、工業機器人、增材制造裝備、智能檢測裝備、工業控制裝備、智能物流裝備等；專用智能制造裝備是指面向汽車、冶金、化工、建材、制藥、電子等特定行業的專用制造裝備，具有明顯的行業專用屬性。相較傳統制造裝備，智能制造裝備通過與智能傳感、先進控制、人工智能、數字孿生等技術融合創新，具備了一定的信息感知、分析規劃、糾錯容錯、網絡集成、診斷修復等智能化功能，能夠極大地提高裝備的加工質量、使用效率，降低應用成本。同時，智能制造裝備不單單是一臺裝備，而是一個制造系統。在智能制造裝備基礎上，可根據生產需要搭建相應的自動化、智能化生產線，進一步構建數字化車間和智能工廠。

作為工業化與信息化深度融合創新的標志性產品，大力發展智能制造裝備，對提升生產效率、技術水平和產品質量，推動制造業智能化和綠色化發展具有重要意義。黨的十八大以來，在國家戰略和政策的引導下，我國不斷補短板、謀創新、促轉型，引導“研發—工程化—產業化”協同發力，推動智能制造裝備產業發展取得顯著進步。

產業規模快速增長。隨著智能制造持續深入推進，我國制造業數字化、網絡化、智能化發展勢頭迅猛，推動建成一批數字化車間和智能工廠，培育形成網絡協同制造、大規模個性化定制等新模式，帶動工業機器人、增材制造裝備、數控機床等智能制造裝備產業發展壯大，目前產業規模已達3.2萬億元。

一批標志性產品取得突破。近年來，我國通過實施產業基礎再造工程，在工業母機、核心零部件等領域實現一定突破，形成一批達到國際同步水平的標志性產品，國產智能裝備市場滿足率有效提升。濟南二機床自主研發的汽車沖壓設備，沖壓速度可達每分鐘18次，屬于國際領先水平，國內市場占有率達80%。蘇州綠的諧波傳動科技有限公司在精密傳動技術領域取得突破，其自主研發的精密諧波減速器填補了我國市場空白。

培育形成一批具有國際競爭力的骨干企業。鼓勵企業開展跨領域、跨區域合作，在工業機器人、智能物流裝備等領域培育出一批擁有自主知識產權、技術水平在國際領先的骨干企業，在海外市場形成了良好的品牌美譽度和影響力。埃夫特先后收購意大利噴涂機器人企業CMA、通用工業機器人系統集成商EVOLUT、汽車行業柔性焊裝生產線提供商WFC、投資機器人運動控制系統提供商Robox，在意大利成立埃夫特歐洲公司，機器人產品成功銷往意大利、德國、巴西、南非等國家和地區。極智嘉自主研發的智能移動機器人（AMR），被耐克、沃爾瑪、豐田、西門子、寶馬等國際龍頭企業廣泛應用，AMR全球市場占有率連續四年位居世界第一。

涌現出一批專精特新“小巨人”企業。中小企業是提升產業鏈供應鏈穩定性和競爭力的基礎力量，是推動經濟高質量發展的重要驅動。目前已公布的四批共9119家專精特新“小巨人”企業中，涉及機器人、機床、增材制造裝備、工業控制裝備、傳感與檢測裝備、智能物流裝備領域的企業近千家，涵蓋整機制造、零部件、系統集成等各領域，有效提升了我國智能制造裝備產業鏈自主配套能力和水平。

產業集群建設成效顯著。通過完善頂層設計、加大應用推廣、強化平臺建設等，目前已培育江蘇海安經濟技術開發區、山東滕州經濟技術開發區、湖北京山經濟開發區等國家新型工業化產業示范基地23個，上海市集成電路集群、廣東省廣深佛莞智能裝備集群等國家先進制造業集群4個，涵蓋激光加工裝備、電子制造裝備、金屬加工裝備、集成電路制造裝備等領域，初步形成以整機帶動產業鏈上下游集聚發展的集群效應。

我國工業機器人裝機量有規模優勢

我國工業機器人在產業規模和技術水平等方面有何優勢？

郝玉成（國機智能技術研究院院長）：機器人被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”，其研發、制造、應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。隨著全球新一輪科技革命和產業變革加速演進，世界主要發達國家紛紛將發展機器人產業納入國家戰略的重要內容。我國也高度重視機器人產業發展，將機器人納入國家科技創新重點領域，大力推動機器人研發創新和產業化應用。

黨的十八大以來，工業和信息化部會同相關部門相繼出臺《機器人產業發展規劃（2016—2020年）》《“十四五”機器人產業發展規劃》《“機器人+”應用行動實施方案》等政策性文件，培育和引導機器人產業健康有序發展。目前我國已成為支撐世界機器人產業發展的一支重要力量。

總體規模快速增長。近年來，在智能制造浪潮帶動下，我國機器人市場需求旺盛，產業規模快速增長。2022年中國機器人全行業營業收入超過1700億元，工業機器人產量44.3萬套，裝機量超過全球總量的50%，連續九年居世界首位。

技術水平穩步提升。減速器、控制器、伺服系統等關鍵零部件取得突破。減速器方面，我國攻克了結構設計、加工與裝配等關鍵工藝技術，逐漸實現批量生產；部分機器人整機取得突破，功能和可靠性逐步完善，多款協作機器人產品實現了減速機、電機、編碼器以及驅動控制一體化集成，部分產品重復精度可達正負0.03毫米。

應用深度和廣度大幅拓展。我國已連續九年成為全球最大的工業機器人消費國，每萬名員工中可操作的工業機器人數量達322臺。同時，機器人企業深耕細分行業，通過與用戶深度合作，形成了若干針對特定行業工藝的解決方案，有效滿足了用戶需求。目前，國產機器人應用領域已覆蓋汽車、電子、冶金、輕工、石化、醫藥等60個行業大類、168個行業中類。

市場秩序日益規范。工業和信息化部會同有關部門推進機器人標準、檢測、認證、監管等工作。在標準方面，成立全國機器人標準化技術委員會，加快完善機器人技術標準體系，推動機器人整機、安全要求及測試方法等急需的國家標準研制。檢測認證體系建設方面，已在上海、廣州、沈陽、重慶、北京等地建設6家國家機器人檢測與評定中心，檢測能力覆蓋整機、關鍵零部件、控制軟件等產業鏈上下游關鍵環節。

產業集群發展效應初步顯現。從區域分布來看，我國機器人產業初步形成以長三角、珠三角、環渤海為核心，以成渝經濟圈、東北地區為補充的產業空間發展格局。其中，長三角地區集聚了一批國際領先企業，工業機器人產量居全國前列；珠三角地區依托雄厚的裝備制造、家電制造、3C制造等工業基礎，機器人產業化應用走在前列；環渤海地區以北京為核心，集聚了優質的科研資源，在機器人前沿技術研究、原創技術研發等方面具備較強優勢；東北地區依托哈工大、中科院自動化所等高校院所孵化了哈工智能、新松機器人等領先企業，在推動工業機器人產業化方面發揮了重要作用。

通過持續創新、深化應用，我國機器人產業呈現良好發展勢頭，人工智能、大數據、新材料等新技術正與機器人技術深度融合，新產品、新形態、新應用等層出不窮。機器人產業處于升級換代、跨越發展的重要關口，要搶抓機遇，加快解決技術積累不足、產業基礎薄弱、創新能力不強、高端供給缺乏等問題，推動機器人產業邁向中高端。

首先，要持續加強核心技術攻關。加大對高精密減速器、伺服電機、高性能控制器等核心零部件技術研發的支持力度，盡快補齊產業鏈短板。同時，組織產學研用等優勢資源，聯合開展研發攻關和工程化應用，提升產業鏈供應鏈自主可控能力。深化產用協同，以用促研支持產品持續迭代優化。

其次，支持機器人企業專業化、特色化發展。鼓勵企業加強衛浴、陶瓷、家具、鈑金、釀酒等一般通用工業細分行業的工藝積累，開發面向行業的專用工藝包和解決方案。通過拓展多元化應用市場，避免同質化競爭，鼓勵企業聚焦專業領域培育差異化競爭優勢，培育一批機器人專精特新“小巨人”企業。

再次，打造一批產業優勢集群。引導資源和創新要素向產業基礎好、發展潛力大的地區集聚，建設一批主導產品特色鮮明、創新要素高度集聚、產業生態體系完善的機器人先進制造業集群，貫通產業鏈、供應鏈和創新鏈。

高端機床迎來發展新機遇

我國數控機床經歷了怎樣的發展歷程？

穆東輝（中國機床工具工業協會副秘書長）：機床被稱作工業母機，是“制器之器”，是關系國家戰略安全和發展大局的基礎性產業。數控機床是融通制造技術和智能化技術的樞紐，在凝練機械、液壓、電氣等傳統技術基礎上，集成了現代工業控制、傳感、通信等新技術原理，成為承載制造工藝技術的集大成者，可以采用減材、等材、增材等多種材料成形方式，為制造業各領域提供加工裝備和技術解決方案。

機床產品伴隨近代工業發展而來，1949年以前我國工業水平落后，機床制造主要集中在上海、沈陽、昆明等城市，全國年產量1500多臺，產品品種少，產業基礎孱弱。隨著工業體系逐步構建，機床行業開始了系統的頂層設計，先后經歷初創引進、自主發展、改革開放等階段，在產業戰略布局、制造能力、技術水平和市場競爭能力等方面取得長足進步，有力支撐了經濟發展和國防建設。在初創引進、自主發展時期，機床行業克服重重困難，在計劃經濟體制下緊緊圍繞工業建設需求，完成了大量產品開發，補齊品種缺口，并推動產品精密化、大型化、成套化發展，持續開展工藝改進、質量體系建設，逐步建立起較為完整的機床工具工業體系。改革開放后，機床行業迎來市場化轉型，在市場競爭機制下進行產業資源重構，產業布局與產品技術水平進一步完善和提升，企業經營能力和市場競爭能力顯著增強，逐步加大“走出去”步伐。

進入21世紀，隨著我國制造業規模快速擴大，機床行業進入高速發展時期，數控機床技術快速普及、產量迅猛增長，數控化率持續提高。2009年以來，我國一直是金屬加工機床產值和產量世界第一的生產大國、消費大國。2011年機床行業的生產和消費達到峰值，隨后進入波動下行區間。盡管受新冠疫情影響，但機床行業發揮產業體系完整的優勢，生產和消費有了較大恢復。據中國機床工具工業協會測算，2022年我國金屬加工機床消費額1843.6億元人民幣，生產額1823.0億元人民幣。據國家統計局數據，2022年我國共生產金屬加工機床75.5萬臺，其中金屬切削機床57.2萬臺，金屬成形機床18.3萬臺。中國海關數據顯示，2022年機床工具進出口總額333.6億美元，同比增長0.9%，其中出口持續增長，達到209.5億美元，同比增長9.0%。機床工具進出口保持了自2019年6月以來的順差態勢，2022年順差為85.5億美元，同比增長58.1%。

歷經70多年的發展，我國機床行業產業鏈日益完善，具有較大規模和較強實力。隨著裝備制造業高速發展，市場對中高端數控機床產生了巨大需求，國際市場競爭的焦點逐漸轉向中高端領域。未來，隨著用戶高端需求逐步釋放和多個領域新制造技術需求的發展，高端機床將迎來更多發展機遇。第十八屆中國國際機床展覽會上，國內眾多企業展出了五軸銑車復合加工中心、五軸立臥轉換式加工中心、高精度復合磨削中心等高端主機以及數控系統、編碼器等核心功能部件產品，這些高端產品大多數由多家企業分別研制，不僅技術性能指標達到國際先進水平，而且很多已形成市場應用。

在機床行業快速發展的同時，也要看到，目前行業整體大而不強、發展快而不優的問題依然存在：產業鏈短板仍需補齊，高端創新產品應用生態建設滯后；創新技術支撐體系不健全，基礎共性技術供給不足；產業基礎相對薄弱，企業仍需持續補強。

我國機床行業自身經濟體量不大，但產品、技術、企業等情況復雜多樣。機床產品具有多品種、小批量特點，需要面向特定的細分市場、加工對象和用戶“量體裁衣”提供服務；機床行業知識復雜度高、隱性知識多且重要，創新活動具有長周期和強積累性特點；機床行業企業的產品領域、技術、人才、規模、經營管理模式各不相同，發展需求和方向也不盡相同。因此，推動機床行業高質量發展，一是企業要明確戰略方向，努力提升產品研制能力、工程化能力和市場競爭力，心無旁騖、腳踏實地做好自己的事；二是從政策層面加強支持和引導，夯實科技自立自強根基，推動供需緊密合作，為機床行業發展創造環境、提供支撐；三是加強國際交流合作，鼓勵企業積極參與國際市場競爭和技術、標準合作。

各國搶占國際制造業制高點

全球主要發達國家智能制造布局有何特點和可借鑒的經驗？

臧冀原（中國工程院戰略咨詢中心制造業研究室副主任）：2008年國際金融危機爆發后，發達國家面臨技術工人短缺、新興國家勞動力成本上漲等問題，同時制造業出現了制造地點分散、生產方式變更、制造技術日益復雜化等變革。大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術快速發展，推動制造業向數字化、網絡化、智能化邁進，帶來歷史性機遇。美國、德國、日本等發達國家紛紛實施了以重振制造業為核心的“再工業化”戰略，頒布了一系列以“智能制造”為主題的國家戰略，搶占國際制造業科技和產業競爭的制高點。

2014年以來，美國通過了《先進制造業伙伴計劃》和《振興美國制造業和創新法案》，并以法案形式確立了《國家制造業創新網絡》，布局先進制造技術、制造業技術創新與工程化能力，為智能制造的頂層設計奠定基礎，對美國制造業創新中心的設立起到重要引導作用。美國智能制造發展的一個突出特點，是采取大規模公私合作支持智能制造相關活動。《2021年美國創新和競爭法案》將570億美元作為緊急撥款，重點發展芯片和5G網絡等領域，《無盡前沿法案》要求美國國家科學基金會5年內在人工智能和機器學習等10個關鍵技術領域投資1000億美元。ICT制造業、醫療器械制藥業、軍工、航空航天、機械以及汽車是美國最核心的優勢制造業，也是其智能制造發展重點。

德國2011年提出工業4.0概念，2013年推出工業4.0戰略，強調以智能制造為主攻方向推動制造業升級。《德國工業戰略2030》支持推動智能制造在工業的應用，并強調政府在制造業升級過程中應扮演更重要的角色。2022年提出新的“數字化戰略”，關注人工智能以及開發6G技術潛能。基于工業4.0推動智能制造發展特別是裝備的發展，目前德國擁有多家領先企業，在很多高端領域和環節形成龍頭優勢。例如，西門子的“數字化企業平臺”系統為數字制造提供了載體，寶馬集團的數字孿生工廠使得汽車制造再進一步，上汽大眾用機器人制造汽車，實現了極高的人力替代效率等。

日本1989年推出《智能制造系統IMS》戰略方針，以達到制造全生命周期的智能化。2015年開始發力智能制造，發布《新機器人戰略》促進信息技術、大數據、人工智能等與機器人深度融合，打造機器人技術高地。日本的工業價值鏈參考架構是其智能制造的頂層架構。2022年版《制造業白皮書》大力推行互聯工業理念，構建人、系統和設備互聯互通的新型數字社會。日本在工作母機、機器人、新材料等領域具備競爭優勢，明確未來將重點投資智能制造、機器人、無人駕駛和人工智能等領域。

當前和今后一個時期，國際國內環境發生深刻復雜變化。全球制造業競爭格局正在重塑，美國、德國、日本等發達國家加快吸引高端制造業向本國回流的趨勢更加明顯，智能制造作為戰略重點將在大國制造業競爭中發揮愈發重要的作用。

美國、德國、日本智能制造的實踐表明，政府在布局重點領域、實現產業轉型升級中發揮著至關重要的作用。與發達國家相比，我國體制優勢明顯，頂層設計堅實有力，應進一步完善推進智能制造的工作體系，優化政府在創新過程中的引領、支持和協調作用。

同時，智能制造裝備、軟件和系統集成是實現制造業轉型升級的關鍵支撐。發達國家在機器人、高端機床、傳感器等領域優勢明顯，我國要加快傳感、控制、檢測等關鍵核心部件創新，突破一批智能制造裝備與工業軟件，推進關鍵技術研發、試驗驗證和產業化。加快培育智能制造系統解決方案供應商，打造一批融合新技術的高質量系統解決方案。培育壯大工業機器人、增材制造、物流裝備等新興產業，形成智能制造發展關鍵支撐。（本文來源：經濟日報）

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