我國是制造業(yè)大國,但不是強(qiáng)國。為此,我國政府確定了通過信息化帶動(dòng)工業(yè)化的國策,推動(dòng)制造企業(yè)實(shí)施制造業(yè)信息化。在新技術(shù)層出不窮的當(dāng)下,哪些技術(shù)可望給制造業(yè)帶來新生?國家層面又可以通過哪些政策性引導(dǎo)措施促進(jìn)制造業(yè)的信息化?在這些方面,走在前列的美國可以為我們提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
近年來,為了重塑美國制造業(yè)的全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),奧巴馬政府推出了一系列制造業(yè)振興計(jì)劃,依托新一代信息技術(shù)、新材料、新能源等創(chuàng)新技術(shù),加快發(fā)展技術(shù)密集型的先進(jìn)制造業(yè)。作為先進(jìn)制造業(yè)的重要組成,以先進(jìn)傳感器、工業(yè)機(jī)器人、先進(jìn)制造測(cè)試設(shè)備等為代表的智能制造,得到了美國政府、企業(yè)各層面的高度重視,創(chuàng)新機(jī)制得以不斷完善,相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)展現(xiàn)出了良好發(fā)展勢(shì)頭。
高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)是支撐美國經(jīng)濟(jì)的重要支柱
制造業(yè)為美國經(jīng)濟(jì)增長作出了巨大貢獻(xiàn)。2013年,美國制造業(yè)產(chǎn)值達(dá)到2.08萬億美元,占GDP的12.5%。制造業(yè)創(chuàng)造了大量就業(yè)崗位,超過1200萬人直接從事制造業(yè)工作,而與制造業(yè)相關(guān)的崗位總共達(dá)到1740萬個(gè),占所有私營企業(yè)就業(yè)數(shù)量的六分之一。制造業(yè)是美國重要的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),制造業(yè)研發(fā)投入占到全美私營部門的三分之二,2013年僅英特爾的研發(fā)支出就達(dá)到106億美元,占全球半導(dǎo)體研發(fā)支出的19%。此外,美國制造業(yè)在生產(chǎn)力水平、勞動(dòng)效率、工人工資待遇以及生活水平等方面也都位居全球前列。
美國智能制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)保持全方位高水平發(fā)展
——智能技術(shù)創(chuàng)新全球領(lǐng)先
在智能技術(shù)的理論和應(yīng)用研究方面,美國長期處于全球主導(dǎo)地位,人工智能、控制論、物聯(lián)網(wǎng)這些智能技術(shù)的基礎(chǔ)大多起源于美國,計(jì)算機(jī)業(yè)界最高獎(jiǎng)項(xiàng)圖靈獎(jiǎng)獲得者絕大多數(shù)是美國科學(xué)家。智能產(chǎn)品研發(fā)方面,美國也一直走在全球前列,從早期的數(shù)控機(jī)床、集成電路、PLC,到如今的智能手機(jī)、無人駕駛汽車以及各種先進(jìn)傳感器,大量與智能技術(shù)相關(guān)的創(chuàng)新產(chǎn)品誕生自美國高校的實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)的研發(fā)中心。
——智能制造產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用不斷加深
一是智能元器件和制造裝備在生產(chǎn)環(huán)節(jié)得到廣泛使用。生產(chǎn)線自動(dòng)化控制、倉儲(chǔ)管理等方面早已大面積應(yīng)用到RFID技術(shù),有的自動(dòng)化車間已經(jīng)開始使用超高頻RFID;而據(jù)美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)估計(jì),全美已有大約23萬臺(tái)機(jī)器人投入工廠生產(chǎn)。二是依托大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的智能系統(tǒng)平臺(tái)相繼推出。羅克韋爾的開放式智能制造平臺(tái)、通用的Predix軟件平臺(tái)都是依托數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)工況監(jiān)測(cè)管理的典范。三是生產(chǎn)流程管理由數(shù)字化進(jìn)入智能化。特斯拉打造的機(jī)器人全自動(dòng)化超級(jí)工廠5天內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)一輛電動(dòng)車從模型到成型的生產(chǎn)過程。
——智能制造產(chǎn)業(yè)體系日趨完善
美國從基礎(chǔ)元器件到智能制造裝備再到工業(yè)軟件系統(tǒng)的智能制造產(chǎn)業(yè)體系越來越完善。基礎(chǔ)元器件領(lǐng)域,不僅有艾默生、霍尼韋爾這樣的工業(yè)巨頭,更有大量專注于某一細(xì)分領(lǐng)域的優(yōu)秀小企業(yè),僅PLC廠商就多達(dá)上百家,傳感器更是擁有上千家研發(fā)生產(chǎn)商。在數(shù)控機(jī)床方面,擁有MAG、哈挺、哈斯、格里森等一批知名企業(yè)滿足美國市場(chǎng)需求,工業(yè)機(jī)器人也擁有American Robot這樣的知名企業(yè)。在工業(yè)軟件方面,從研發(fā)設(shè)計(jì)軟件到管理軟件,再到生產(chǎn)控制軟件,全球絕大多數(shù)有實(shí)力的企業(yè)都來自美國。
健全的創(chuàng)新發(fā)展機(jī)制是智能制造快速發(fā)展的助推器
——強(qiáng)化戰(zhàn)略頂層設(shè)計(jì),完善法律制度保障
一是戰(zhàn)略計(jì)劃相繼出臺(tái)。2011年2月,奧巴馬政府發(fā)布“美國創(chuàng)新戰(zhàn)略”,提出加快先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展。同年6月,“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃”出臺(tái),旨在推動(dòng)創(chuàng)新、保障智力渠道、完善商業(yè)環(huán)境。2012年2月,“國家先進(jìn)制造戰(zhàn)略計(jì)劃”公布,就加速先進(jìn)制造領(lǐng)域特別是中小制造企業(yè)投資、加大對(duì)先進(jìn)制造研發(fā)投入、加強(qiáng)先進(jìn)制造相關(guān)機(jī)構(gòu)伙伴關(guān)系等5方面設(shè)定了政策目標(biāo)。
二是法律保障得到加強(qiáng)。2010年8月,奧巴馬簽署了《制造業(yè)促進(jìn)法案》,授權(quán)免除了包括機(jī)床制造裝備在內(nèi)的800種制造業(yè)原材料和中間產(chǎn)品的進(jìn)口關(guān)稅,以降低制造業(yè)生產(chǎn)成本。
——重視小企業(yè),使其成為智能制造創(chuàng)新發(fā)展重要?jiǎng)恿?/strong>
美國約有小企業(yè)2500萬家,占到美國全部企業(yè)數(shù)量的98%,而制造業(yè)領(lǐng)域的小企業(yè)數(shù)量接近30萬家,其中不乏像居于全球超高頻RFID行業(yè)領(lǐng)先地位的Alien公司、加速器傳感器等方面表現(xiàn)卓越的Dytran公司等優(yōu)秀企業(yè)。
小企業(yè)的蓬勃發(fā)展離不開美國健全的政策、法律、財(cái)稅、融資以及社會(huì)服務(wù)體系。美國政府對(duì)小企業(yè)歷來高度重視,很早就成立了小企業(yè)管理局等專門機(jī)構(gòu)為小企業(yè)提供全方位服務(wù);非營利機(jī)構(gòu)也對(duì)小企業(yè)發(fā)展提供了盡可能的幫助,國家制造科學(xué)中心就通過向小企業(yè)積極推廣其所掌握的國家技術(shù)幫助小企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力。
大量優(yōu)秀小企業(yè)的存在使得國家創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng),市場(chǎng)分工不斷細(xì)化,產(chǎn)業(yè)鏈條不斷完善;同時(shí)也使大集團(tuán)更容易通過并購來加快新技術(shù)發(fā)展和新產(chǎn)品普及,例如谷歌為搶占智能裝備市場(chǎng),在2013年僅用半年時(shí)間就完成了對(duì)9家機(jī)器人公司的收購。
——加深多方合作,促進(jìn)智能制造跨界融合發(fā)展
一是政府主導(dǎo)建立制造業(yè)創(chuàng)新研究所體系,加快推動(dòng)前沿制造技術(shù)的基礎(chǔ)研究和成果轉(zhuǎn)化。在“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃”發(fā)布后,美國開始建立區(qū)域性的制造創(chuàng)新中心,并以此打造國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。目前已相繼成立了增材制造創(chuàng)新研究所(現(xiàn)已更名為“美國制造”)、數(shù)字化制造與設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究所等四家區(qū)域性研究機(jī)構(gòu)。這些研究機(jī)構(gòu)吸納聯(lián)邦政府、高校院所以及企業(yè)界等各方資源,以彌合基礎(chǔ)研究與實(shí)際生產(chǎn)之間的鴻溝。奧巴馬的最終目標(biāo)是在未來10年內(nèi)建立45所制造業(yè)創(chuàng)新研究機(jī)構(gòu)。
二是制造巨頭加快調(diào)整產(chǎn)品業(yè)務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略,推動(dòng)跨行業(yè)合作不斷加深,在發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)各自利益的同時(shí)推進(jìn)制造業(yè)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面發(fā)展。自動(dòng)化巨頭羅克韋爾與IT巨頭思科多年來一直保持著緊密的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,幫助制造商打通生產(chǎn)車間與其他部門間的數(shù)據(jù)通道。而另一家自動(dòng)化巨頭通用電氣則致力于聯(lián)合IT企業(yè)推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃。2013年6月,通用與電商巨頭亞馬遜、管理咨詢巨頭埃森哲以及云平臺(tái)廠商Pivotal發(fā)起創(chuàng)建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),為工業(yè)生產(chǎn)提供實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)采集分析;2014年3月,通用電氣又與AT&T、思科、IBM和英特爾共同發(fā)起成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟,以期打破技術(shù)壁壘,促進(jìn)物理世界與虛擬世界融合。
三是非營利機(jī)構(gòu)積極承擔(dān)融合創(chuàng)新技術(shù)的協(xié)同研發(fā)和轉(zhuǎn)移推廣。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院積極部署“智能制造系統(tǒng)模型方法論”、“智能制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析”、“智能制造系統(tǒng)互操作”等重大科研項(xiàng)目工程。2011年,美國智能制造領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟和美國國家制造科學(xué)中心結(jié)成了合作伙伴關(guān)系,共同打造國家智能制造生態(tài)系統(tǒng),推動(dòng)工業(yè)建模和仿真工具的研發(fā)應(yīng)用。#p#分頁標(biāo)題#e#
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