智能制造大勢所趨

1、智能制造大勢所趨

1.1人口紅利消失，勞動力成稀缺資源

人口紅利是指因為勞動人口在總?cè)丝谥械谋壤仙殡S的經(jīng)濟成長效應(yīng)，它通常發(fā)生在人口過渡時期晚期，此時因為生育率下降，使得受撫養(yǎng)的青幼年人口減少，勞動年齡人口比例上升。有專家指出，人口轉(zhuǎn)變使得中國從20世紀60年代開始享受人口紅利，而隨著出生率的不斷下降，中國的勞動人口數(shù)量在2012出現(xiàn)了第一次絕對下降，意味著人口紅利趨于消失，2015年前后是中國人口紅利階段的轉(zhuǎn)折點。

我國傳統(tǒng)的勞動密集型企業(yè)嚴重依賴人口紅利，人口紅利的消失使得低成本勞動力成為稀缺資源，傳統(tǒng)制造業(yè)正在面臨人力成本日益升高的生存難題。

1.2下游需求持續(xù)復(fù)蘇

信息行業(yè)是典型的上游行業(yè)，主要服務(wù)于不同行業(yè)的信息化需求，如教育、醫(yī)療、金融、政府、工業(yè)等等，上游景氣度提升能有效帶動信息化投入的提升，從而利好于下游行業(yè)信息化企業(yè)，過去幾年，醫(yī)療IT、金融IT等領(lǐng)域均出現(xiàn)過高景氣狀況。相對于醫(yī)療、金融等行業(yè)，我國工業(yè)信息化水平相對較低，行業(yè)本身就有滲透率提升的需求，另一方面，近年來，在國家供給側(cè)改革等政策的推動下，工業(yè)領(lǐng)域需求持續(xù)復(fù)蘇，汽車、鋼鐵、紡織等多個細分行業(yè)業(yè)績回升。下游工業(yè)領(lǐng)域的復(fù)蘇將有望帶動上游信息化投資。

汽車產(chǎn)業(yè)是推動新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要力量，是建設(shè)制造強國的重要支撐，是國民經(jīng)濟的重要支柱。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計分析，2017年10月，汽車產(chǎn)銷比上月小幅下降，同比略有增長。1-10月汽車行業(yè)經(jīng)濟運行平穩(wěn)，主要經(jīng)濟指標呈不同程度增長，增速雖有所減緩，但總體上仍處于較快增長水平。我國汽車行業(yè)近來數(shù)月增速趨穩(wěn)，可見行業(yè)內(nèi)生需求依舊旺盛。

機械行業(yè)：2016年以前上市的249家企業(yè)2017年1季度收入同比增長14.6%，2季度同比增長25.7%。2017年以來行業(yè)需求保持旺盛態(tài)勢，制造業(yè)盈利能力正在修復(fù)。

得益于下游需求的持續(xù)復(fù)蘇，制造業(yè)信息化投入有望持續(xù)加大，相關(guān)信息化企業(yè)將隨之受益。

1.3企業(yè)自身盈利追求

隨著我國人力成本、上游原材料成本等的上升，企業(yè)盈利難度較過去有所增加，尤其是在制造業(yè)中這一現(xiàn)象更加明顯。

制造業(yè)企業(yè)的制造周期時間是指從訂單發(fā)放經(jīng)車間周轉(zhuǎn)到最后發(fā)貨的總時間。制造周期時間越短，制造商庫存越少，市場需求變化時報廢的材料越少，調(diào)整適應(yīng)變化的靈活性越大。反之制造周期時間越長，積壓的多，不良及廢品增多，儲存費用等等都會增加，此外，制造周期越長，工廠車間可能出現(xiàn)的問題越多。減少制造周期時間不僅影響材料預(yù)備，還可以改善出貨計劃，加快產(chǎn)品輸出，因為材料在到下一個操作之前停留的時間更短，故過程中的在制品減少。因為產(chǎn)品處理更少，故產(chǎn)品質(zhì)量得可以到改善。制造周期時間是在多數(shù)電子和電器等復(fù)雜品類裝配中的最大的問題，制造周期每縮短一倍，企業(yè)年利潤收益預(yù)期可增長2.2倍。根據(jù)美國MESA International調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，智能制造可顯著縮短制造周期時間、提升生產(chǎn)效率，降低成本，提高單位時間產(chǎn)出，從而提升企業(yè)收益。因此，出于企業(yè)自身對盈利的追求，它們亦將會加大對智能制造領(lǐng)域的投入。

1.4政策密集出臺，中國制造2025箭在弦上

國務(wù)院2015年發(fā)布《中國制造2025》，提出通過“三步走”實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標，該行動綱領(lǐng)面向十個重點領(lǐng)域，建設(shè)五大工程，包括：制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)、智能制造、工業(yè)強基、綠色制造、高端裝備創(chuàng)新。十九大報告也對發(fā)展制造業(yè)提出新的要求。

日前，按照《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于開展2017年智能制造試點示范項目推薦的通知》，經(jīng)過各地方工業(yè)和信息化主管部門推薦、專家評審和網(wǎng)上公示等半年的遴選工作，2017年智能制造試點示范項目名單已經(jīng)確定。據(jù)工信部介紹，為推進智能制造產(chǎn)業(yè)政策落地，將加快上述項目部署，并將總結(jié)試點示范經(jīng)驗并在各行業(yè)進行推廣，同時在此基礎(chǔ)上盡快形成后續(xù)政策和措施，進一步推進制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

根據(jù)工信部工作部署，智能制造將是未來中長期實現(xiàn)制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合以及全面提升制造業(yè)競爭力的重要抓手。為此，工信部將聯(lián)合發(fā)改委、財政部等部委在今后一階段，陸續(xù)推出一系列的支持政策和措施；同時還將以試點示范等措施，面向重點行業(yè)的智能制造單元、智能生產(chǎn)線、智能車間、智能工廠建設(shè)，培育一批系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商，組織開展行業(yè)應(yīng)用試點示范，以形成一批融合發(fā)展行業(yè)的優(yōu)秀解決方案并加以推廣。

2、信息化是智能制造的必經(jīng)之路

2.1智能制造產(chǎn)業(yè)鏈

智能制造產(chǎn)業(yè)體系已逐漸成形，上游行業(yè)主要為制造行業(yè)的零部件以及感知層次的相關(guān)產(chǎn)品，中游行業(yè)則是主要體現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)信息技術(shù)、管理軟件和平臺軟件等，而下游領(lǐng)域主要為執(zhí)行層和應(yīng)用層，以工業(yè)機器人（300024）、智能機床、3D打印為產(chǎn)品構(gòu)成的自動化生產(chǎn)線和智慧工廠。

2.2信息化是智能制造的必經(jīng)之路

2.2.1智能制造實現(xiàn)路徑

智能制造是基于新一代信息技術(shù)的先進制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。智能制造貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。智能制造的最終實現(xiàn)需要經(jīng)歷不同的發(fā)展階段，每個發(fā)展階段均要實現(xiàn)智能制造所需要的核心能力，目前主要可以分為自動化、信息化、互聯(lián)化、智能化四個階段。

首先，在智能制造的整個過程中需要將智能裝備(包括但不限于機器人、數(shù)控機床、自動化集成裝備、3D打印等)通過通信技術(shù)有機連接起來，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，其次，通過各類感知技術(shù)收集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，并利用各類系統(tǒng)優(yōu)化軟件等信息化手段提供生產(chǎn)方案，再通過工業(yè)以太網(wǎng)等通信手段實現(xiàn)設(shè)備及數(shù)據(jù)間的互聯(lián)互通，最終實現(xiàn)生產(chǎn)方案智能化。

隨著新一代信息技術(shù)和制造業(yè)的深度融合，我國智能制造發(fā)展取得明顯成效，以高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人、智能儀器儀表為代表的關(guān)鍵技術(shù)裝備取得積極進展；智能制造裝備和先進工藝在重點行業(yè)不斷普及，離散型行業(yè)制造裝備的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化步伐加快，流程型行業(yè)過程控制和制造執(zhí)行系統(tǒng)全面普及，關(guān)鍵工藝流程數(shù)控化率大大提高；在典型行業(yè)不斷探索、逐步形成了一些可復(fù)制推廣的智能制造新模式，為深入推進智能制造初步奠定了一定的基礎(chǔ)。但目前我國制造業(yè)尚處于機械化、電氣化、自動化、數(shù)字化并存，不同地區(qū)、不同行業(yè)、不同企業(yè)發(fā)展不平衡的階段。發(fā)展智能制造面臨關(guān)鍵共性技術(shù)和核心裝備受制于人，智能制造標準/軟件/網(wǎng)絡(luò)/信息安全基礎(chǔ)薄弱，智能制造新模式成熟度不高，系統(tǒng)整體解決方案供給能力不足，缺乏國際性的行業(yè)巨頭企業(yè)和跨界融合的智能制造人才等突出問題。

2.2.2信息化是智能制造的關(guān)鍵，工業(yè)軟件是核心

制造業(yè)整體上可以分為研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造和營銷服務(wù)三大環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)產(chǎn)生相應(yīng)的價值。過去人們曾把制造業(yè)定義為：“通過加工把原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的工業(yè)”，產(chǎn)出物是產(chǎn)品，其增值主要在加工過程中得以體現(xiàn)，即在20世紀中早期，制造業(yè)的主要價值體現(xiàn)在加工制造環(huán)節(jié)，隨著市場競爭加劇和產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，產(chǎn)品研發(fā)、市場營銷和服務(wù)的增值作用明顯提高，制造業(yè)的產(chǎn)出正在從單一產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)榘a(chǎn)品在內(nèi)的服務(wù)和解決方案。因此，新制造業(yè)已經(jīng)成為同時對物質(zhì)、信息和知識進行處理的產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)價值曲線已經(jīng)發(fā)生了變化。

根據(jù)“微笑曲線”理論，產(chǎn)品生產(chǎn)制造中各個環(huán)節(jié)的附加值可以被描述成一個開口向上的拋物線，用來描述產(chǎn)品制造流程中各個環(huán)節(jié)的附加價值。“微笑曲線”其實就是“附加價值曲線”，企業(yè)可通過向“微笑曲線”的兩端滲透來創(chuàng)造更多的價值。隨著科技進步，制造業(yè)不斷升級，處于價值鏈的的兩端的研發(fā)和銷后服務(wù)增值越來越大，而傳統(tǒng)制造業(yè)作為勞動密集型的中間制造、裝配環(huán)節(jié)不但技術(shù)含量低、利潤空間小，而且市場競爭激烈，容易被成本更低的同行所替代，成為整個價值鏈條中最不賺錢的部分。中國制造業(yè)目前仍處在微笑曲線底部區(qū)間，未來如何提升在全球制造業(yè)價值鏈中的地位是中國制造業(yè)企業(yè)面臨的首要問題。

制造業(yè)信息化將信息技術(shù)、自動化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合，可以改善制造企業(yè)的經(jīng)營、管理、產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)等各個環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的創(chuàng)新能力，降低消耗，帶動產(chǎn)品設(shè)計方法和設(shè)計工具的創(chuàng)新、企業(yè)管理模式的創(chuàng)新、制造技術(shù)的創(chuàng)新以及企業(yè)間協(xié)作關(guān)系的創(chuàng)新，從而實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計制造和企業(yè)管理的信息化、生產(chǎn)過程控制的智能化、制造裝備的數(shù)控化以及咨詢服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化，全面提升我國制造業(yè)的競爭力。

隨著國家兩化深度融合水平的進一步提高，中國制造業(yè)信息化迎來一個嶄新的發(fā)展階段。ERP、MES、DNC、MDC、PDM、Tracker等先進信息化管理系統(tǒng)已經(jīng)在制造企業(yè)得到廣泛應(yīng)用，如通過供應(yīng)鏈管理(SCM)使得供應(yīng)商可以參與產(chǎn)品的制造和運輸，通過客戶關(guān)系管理(CRM)和產(chǎn)品生命周期管理(PLM)使得客戶能夠參與所買的產(chǎn)品設(shè)計和制造過程，并可能使企業(yè)為客戶解決產(chǎn)品使用、維護和廢棄處理的各種問題，通過企業(yè)資源計劃(ERP)和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)準確反映生產(chǎn)過程的物料供應(yīng)情況、工作進度和產(chǎn)品質(zhì)量，通過連續(xù)的信息流，加強企業(yè)內(nèi)部各部門之間的協(xié)作。上述各類信息化管理系統(tǒng)正在不斷加快制造企業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。

實現(xiàn)制造業(yè)信息化是提升中國制造業(yè)全球競爭力的關(guān)鍵，其中上述如MES、CAM、ERP等工業(yè)軟件是制造業(yè)信息化的核心。工業(yè)軟件是指在工業(yè)領(lǐng)域里應(yīng)用的軟件，包括系統(tǒng)、應(yīng)用、中間件、嵌入式等，通常工業(yè)軟件被劃分為編程語言、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和介于這兩者之間的中間件。其中系統(tǒng)軟件為計算機使用提供最基本的功能，但是并不針對某一特定應(yīng)用領(lǐng)域，而應(yīng)用軟件則根據(jù)用戶和所服務(wù)的領(lǐng)域提供不同的功能。

工業(yè)軟件一般按照應(yīng)用分為研發(fā)設(shè)計類、生產(chǎn)調(diào)度和過程控制類、業(yè)務(wù)管理類三大領(lǐng)域，具有分析、計劃、配置、分工等功能，能夠從機器、車間、工廠層面提升企業(yè)生產(chǎn)效率、促進資源配置優(yōu)化、提升生產(chǎn)線協(xié)同水平，對工業(yè)化與信息化融合、數(shù)字世界與物理世界融合有舉足輕重的作用。

a、研發(fā)設(shè)計類——以產(chǎn)品生命周期管理(PLM)為例：

PLM軟件可以讓企業(yè)高效且經(jīng)濟地管理一個產(chǎn)品的生命周期，從產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計與制造，一直到服務(wù)和退市處理。計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)和制造過程通過PLM無縫地集成在一起。PLM與SCM、ERP分別從不同維度出發(fā)，PLM從時間的維度看世界，并且偏重于產(chǎn)品設(shè)計層面，與MES層相互連接，是數(shù)字化工廠的需求源頭。

PLM產(chǎn)品構(gòu)成包括三類：(1)CAx類產(chǎn)品，包括集中于創(chuàng)建3D幾何圖形、產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品數(shù)據(jù)形成的CAD軟件，計算機輔助系統(tǒng)進行場景建模，數(shù)值分析的CAE軟件，利用計算機進行生產(chǎn)設(shè)備管理控制和操作的過程模擬軟件CAM。(2)cPDM產(chǎn)品，這類軟件是協(xié)同產(chǎn)品定義管理軟件，在產(chǎn)品全生命周期體系下，存儲和檢索產(chǎn)品和產(chǎn)品數(shù)據(jù)；(3)數(shù)字化制造車間，主要用于計劃和模擬整個制造過程。

b、生產(chǎn)調(diào)度和過程控制類——以制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)為例：

MES(manufacturing execution system，制造執(zhí)行系統(tǒng))是1990年美國先進制造研究協(xié)會旨在加強MRP計劃的執(zhí)行功能提出的概念，AMR對MES的概念表述如下：“MES是在公司的整個資源按其經(jīng)營目標進行管理時，為公司提供實現(xiàn)執(zhí)行目標的執(zhí)行手段，通過實時數(shù)據(jù)庫連接基本信息系統(tǒng)的理論數(shù)據(jù)和工廠的實際數(shù)據(jù)，并提供業(yè)務(wù)計劃系統(tǒng)與制造控制系統(tǒng)之間的通信功能?！?/p>

MES可以概括為一個宗旨―制造怎樣執(zhí)行，兩個核心數(shù)據(jù)庫―實時數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫，兩個通信接口―與控制層接口和與業(yè)務(wù)計劃層接口，四個重點功能―生產(chǎn)管理、工藝管理、過程管理和質(zhì)量管理。MES是從工單、生產(chǎn)、設(shè)備管理、保養(yǎng)、質(zhì)量管制到出入庫、進出貨等整合的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對設(shè)備層直接進行管控，是一個制造形態(tài)工廠的核心。

c、業(yè)務(wù)管理類——以企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)為例：

ERP—Enterprise Resource Planning企業(yè)資源計劃系統(tǒng)，是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層及員工提供決策運行手段的管理平臺。ERP系統(tǒng)集中信息技術(shù)與先進的管理思想于一身，成為現(xiàn)代企業(yè)的運行模式，反映時代對企業(yè)合理調(diào)配資源，最大化地創(chuàng)造社會財富的要求，成為企業(yè)在信息時代生存、發(fā)展的基石。

3、工業(yè)軟件市場空間廣闊，國外企業(yè)仍占主導(dǎo)地位

3.1中美工業(yè)軟件市場規(guī)模差距仍較大

2016年，全球工業(yè)軟件市場規(guī)模達到3531億美元，同比2015年增長5.4%，發(fā)展中國家和經(jīng)濟體對工業(yè)軟件的需求成為全球工業(yè)軟件市場發(fā)展的亮點。2016年，中國工業(yè)軟件市場在宏觀經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的雙重影響下，繼續(xù)處于平臺調(diào)整期。2016年中國工業(yè)軟件市場規(guī)模達到1247.30億元，同比增長15.5%，增速仍領(lǐng)先于全球工業(yè)軟件市場，約為全球市場規(guī)模的十九分之一；與此同時我國工業(yè)生產(chǎn)總值占全球比重卻超過20%，可見我國工業(yè)軟件發(fā)展空間廣闊。

自2011年以來，全球工業(yè)軟件市場規(guī)模以每年6%左右的速度增長。工業(yè)軟件構(gòu)成中主要以業(yè)務(wù)管理為類主，占比超過50%，生產(chǎn)調(diào)度及過程控制類和研發(fā)設(shè)計類各占約25%。

3.2工業(yè)軟件領(lǐng)域國外企業(yè)仍占據(jù)主導(dǎo)地位

中國工業(yè)信息化的起步晚于歐美等發(fā)達國家和地區(qū)，在工業(yè)軟件發(fā)展初期，國內(nèi)工業(yè)軟件提供商在產(chǎn)品技術(shù)、軟件穩(wěn)定性等方面落后于國際廠商成熟產(chǎn)品，因此技術(shù)復(fù)雜的高端領(lǐng)域幾乎被國際廠商壟斷。

研發(fā)設(shè)計類：

研發(fā)設(shè)計類軟件主要包括計算機輔助設(shè)計(CAD：Computer Aided Design)、計算機輔助工程(CAE：Computer Aided Engineering)、計算機輔助工藝過程設(shè)計(CAPP：Computer Aided Process Planning)、計算機輔助制造(CAM：Computer Aided Manufacturing)、產(chǎn)品全生命周期管理(PLM：Product Lifecycle Management)等，市場中外資企業(yè)占據(jù)著主導(dǎo)地位。

CAD類軟件Autodesk憑借核心技術(shù)執(zhí)牛耳，國內(nèi)企業(yè)大多以跟隨為主；PLM類軟件國內(nèi)企業(yè)無論影響力還是是成熟度與龍頭上皆尚有一定差距；EAD類軟件也存在外資企業(yè)壟斷的現(xiàn)象。

運營管理類：

運營管理類軟件包括企業(yè)資源計劃(ERP：Enterprise Resource Planning)、供應(yīng)鏈管理(SCM：Supply Chain Management)、客戶關(guān)系管理(CRM：Customer Relationship Management)、電子商務(wù)等。傳統(tǒng)運營管理類軟件市場中，包括FM、ERP、SCM、CRM等通用管理軟件領(lǐng)域中外企業(yè)競爭激烈，市場格局逐漸固化。主流企業(yè)開始轉(zhuǎn)移戰(zhàn)略中心，如SAP與Oracle等外商結(jié)合自身儲存業(yè)務(wù)優(yōu)勢發(fā)展云服務(wù)，SaaS業(yè)務(wù)已實現(xiàn)快速增長。

生產(chǎn)控制類：

生產(chǎn)調(diào)度和過程控制類主要包括制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES：Manufacturing Execution System)、高級計劃排產(chǎn)系統(tǒng)(APS：Advanced Planning and Scheduling System)等。部分生產(chǎn)控制類軟件企業(yè)前身是大型流程型工業(yè)企業(yè)的信息化部門，初時帶有一定的行業(yè)特色，而后隨著企業(yè)發(fā)展演化至多元化，跨界發(fā)展成為趨勢。細分行業(yè)來看，電力、能源等行業(yè)仍由外商占領(lǐng)頭地位。

隨著工業(yè)軟件市場的發(fā)展，國內(nèi)企業(yè)在加強技術(shù)研發(fā)，并積極開拓中小企業(yè)市場，在工業(yè)軟件市場也逐漸占據(jù)一席之地。

4 美德等發(fā)達國家紛紛開展智能制造計劃

4.1 美國：先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃和美國制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計劃

國際金融危機后，歐美等發(fā)達國家重新認識到發(fā)展實體經(jīng)濟特別是制造業(yè)的重要性,紛紛提出“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，以搶占世界經(jīng)濟和科技發(fā)展的制高點。

得益于技術(shù)積累和頂尖制造業(yè)匯集，美國聯(lián)邦政府推出了一系列制造業(yè)振興計劃，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)密集型先進制造業(yè)以重塑美國制造業(yè)的全球競爭優(yōu)勢。眾所周知美國是國際互聯(lián)網(wǎng)大國，美國亦基于其強大的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及在消費產(chǎn)業(yè)的廣泛應(yīng)用經(jīng)驗，將大數(shù)據(jù)采集、分析、反饋以及智能化生活的全套數(shù)字化運用引入工業(yè)領(lǐng)域。

2012年，美國發(fā)布了《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》。該戰(zhàn)略計劃從投資、勞動力和創(chuàng)新等方面提出了五大目標：

(1)增加先進制造業(yè)技術(shù)投資，特別是中小企業(yè)的投資，促進它們更有效地利用聯(lián)邦政府的力量和設(shè)施，包括聯(lián)邦政府部門的早期采購促進計劃。

(2)大量培養(yǎng)先進制造業(yè)增長所需的技術(shù)工人，讓培訓(xùn)和教育系統(tǒng)針對先進制造業(yè)對技術(shù)人才的需求做出快速有效的反應(yīng)。

(3)創(chuàng)造和支持國家和區(qū)域的政府和私營企業(yè)，建立政府—企業(yè)—專業(yè)機構(gòu)的伙伴關(guān)系，加速投資和開發(fā)先進制造業(yè)。

(4)通過跨機構(gòu)的組合視角來優(yōu)化聯(lián)邦在先進制造業(yè)技術(shù)的投資并做出相應(yīng)調(diào)整。

(5)增加美國公共部門和私有部門在先進制造業(yè)的總體研發(fā)投資。

作為先進制造業(yè)的重要組成部分，以先進傳感器、工業(yè)機器人、先進制造測試設(shè)備等為代表的智能制造，得到了美國政府、企業(yè)各個層面的高度重視，創(chuàng)新機制得以不斷完善，相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)展現(xiàn)出良好發(fā)展勢頭。

2013年，美國發(fā)布了《美國制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)》(NNMI)。創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計劃的目標是通過投資10億美元組建美國制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，從而推動高校、企業(yè)和政府部門形成合力，通過縮小科研與商業(yè)之間的差距，打造一批具有先進制造能力的創(chuàng)新集群；促進新技術(shù)、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品和教育項目的開發(fā)，推動美國先進制造業(yè)的復(fù)興；為美國創(chuàng)造更多的就業(yè)機會，從而提振美國經(jīng)濟。

制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計劃提供了一個制造業(yè)科研基礎(chǔ)設(shè)施體系，其中美國的工業(yè)界和學(xué)術(shù)界合作，以解決行業(yè)相關(guān)的問題。作為可持續(xù)制造創(chuàng)新中心，其目標是開發(fā)能夠提升所有企業(yè)的先進制造技術(shù)，創(chuàng)建、展示和部署新功能，用以提高制造業(yè)生產(chǎn)力。

據(jù)美國智庫威爾遜中心發(fā)布的《全球先進制造業(yè)趨勢報告》，美國研發(fā)投資量位于世界首位，其中四分之三投向制造業(yè)，在合成生物、先進材料和快速成型制造等先進制造業(yè)領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。分析人士認為，在政府和私營部門的大力推動下，美國很有可能出現(xiàn)以無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全覆蓋、云計算大量運用和智能制造大規(guī)模發(fā)展為標志的新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮。

4.2德國工業(yè)4.0計劃

工業(yè)4.0(英語：Industry 4.0、德語：Industrie 4.0)，是一個德國政府提出的高科技計劃。制造業(yè)的發(fā)展是德國工業(yè)經(jīng)濟增長的不可或缺因素。德國2010年公布的《高科技戰(zhàn)略2020》中，提出了一系列促進制造業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新政策。為使該戰(zhàn)略得到具體落實，2012年德國政府公布題為《十大未來項目》的跨政府部門的聯(lián)合行動計劃，并決定在2012～2015年間向十大項目資助84億歐元。被稱為“工業(yè)4.0”的未來項目，與能源供給結(jié)構(gòu)改革、可持續(xù)發(fā)展等項目同步公布?！肮I(yè)4.0”未來項目，主要是通過深度應(yīng)用ICT(信息通信技術(shù))，總體掌控從消費需求到生產(chǎn)制造的所有過程，由此實現(xiàn)高效生產(chǎn)管理。德國機械及制造商協(xié)會(VDMA)等設(shè)立了“工業(yè)4.0平臺”；德國電氣電子及信息技術(shù)協(xié)會發(fā)布了德國首個工業(yè)4.0標準化路線圖。

德國“工業(yè)4.0”項目主要分為三大主題：一是“智能工廠”，重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。三是“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。

通過通信網(wǎng)絡(luò)，將工廠內(nèi)所有設(shè)備互聯(lián)的“智能工廠”就是其中最好的一個體現(xiàn)。德國制造業(yè)中的所有行業(yè)正在實施該項目有關(guān)的研究，并計劃為此投入2億歐元。智能工廠或者“工業(yè)4.0”，是從嵌入式系統(tǒng)向信息物理融合系統(tǒng)(CPS)發(fā)展的技術(shù)進化。作為未來第四次工業(yè)革命的代表，工業(yè)4.0不斷向?qū)崿F(xiàn)物體、數(shù)據(jù)以及服務(wù)等無縫連接的互聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng))的方向發(fā)展。

作為世界最大的工業(yè)技術(shù)公司和世界領(lǐng)先的自動化、工業(yè)軟件提供商，西門子已經(jīng)為德國“工業(yè)4.0”的全面實現(xiàn)打下了堅實基礎(chǔ)。工業(yè)軟件創(chuàng)新將在“工業(yè)4.0”實施中起到?jīng)Q定性作用，尤其在實施產(chǎn)品生命周期和生產(chǎn)生命周期的整合、實現(xiàn)研發(fā)與生產(chǎn)的全面優(yōu)化等方面。西門子工業(yè)軟件公司擁有世界最齊全、應(yīng)用最為廣泛的“數(shù)字化企業(yè)軟件套件”，涵蓋數(shù)字化設(shè)計、仿真、試驗、制造和執(zhí)行軟件，在全球擁有700多萬用戶。同時，西門子自身是一個制造業(yè)公司，擁有約300家工廠，涉及中國、德國乃至全球范圍，在產(chǎn)品/工廠全生命周期方面更是精益求精，其中西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品——德國安貝格+中國成都數(shù)字化工廠堪稱全球樣板。

德國推行工業(yè)4.0，將從以下四個方面受益：

(1)生產(chǎn)率。在未來5-10年，越來越多的公司將采用工業(yè)4.0技術(shù)。德國制造業(yè)產(chǎn)值將提升900億至1,500億歐元，按除原料成本以外的加工成本計算，生產(chǎn)率將提升15%-25%。即使加上原料成本，整體生產(chǎn)率也將提升5到8個百分點。各個行業(yè)的生產(chǎn)率提升水平略有不同。工業(yè)部件制造型企業(yè)的生產(chǎn)率提升幅度最大，為20%-30%；而汽車制造企業(yè)生產(chǎn)率則將提高10%-20%。(2)收入增長。工業(yè)4.0將推動企業(yè)的收入增長。制造商對新型設(shè)備和數(shù)據(jù)應(yīng)用需求將大大增加，同時消費者對定制產(chǎn)品的需求也將增多。這將帶來每年300億歐元的新增收入，大致相當于德國GDP的1%。(3)就業(yè)。未來十年工業(yè)4.0帶來的增長將帶動就業(yè)人數(shù)提高6%。而在機械工程領(lǐng)域，雇傭需求提升的幅度更大，達到10%左右。然而，企業(yè)需要的技能也將發(fā)生改變。短期內(nèi)，機器自動化技術(shù)的滲透將替代一些技術(shù)含量低、重復(fù)性高的人工勞作。與此同時，軟件、互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)分析方面的人才需求將越來越大，例如具備軟件技能的機電專家。這種能力的轉(zhuǎn)換將是未來工人就業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)。(4)投資。德國大規(guī)模采用工業(yè)4.0將在未來10年帶動2500億歐元的投資。

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