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Sòng bài online(www.84vng.com):中国工程院院士陈学东:加快数字化网络化智能化建设 推进制造业高质量发展

admin2022-10-292

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  由民革中央、江苏省政协主办,民革江苏省委、苏州市人民政府、苏州市政协承办,苏州市工信局、民革苏州市委、《财经》杂志、《财经智库》执行的“2022中国实体经济论坛”10月28日至29日在江苏苏州举行,论坛主题为“实体经济的智能化改造和数字化转型”。

  中国工程院院士陈学东在主旨演讲中指出,中国从2010年开始,连续12年保持世界第一制造大国的地位,但目前仍然存在着大而不强的问题,主要表现在自主创新能力不强,原创性、颠覆性和变革性的技术成果不多,等等。

  陈学东表示,未来15年我们面临着新形势,是中国从制造大国变成制造强国的关键时期,对制造业而言,挑战与发展机遇并存。推动制造业高质量发展,发展智能制造技术的意义重大。对此他建议,要营造良好的宏观政策环境,做好顶层设计;加强平台建设,围绕产业链部署创新链,充分发挥高校和龙头企业的作用;重视人才培养,培养具有家国情怀,使命担当和创新创造精神的优秀企业家与战略科技人才、卓越工程师和高技能人才。

  “数字化、网络化、智能化发展直接关乎着我们国家智能制造质量水平,所以我们坚定不移的要以智能制造为主攻方向,推动产业链的变革和优化升级,推动产业模式和企业生态的根本性转变,鼎新革故,提高质量,持续推进数字化转型、网络化协同、智能化变革,为促进制造业高质量发展,加快制造强国建设提供有力支撑。”陈学东表示。

  以下为发言实录:

  陈学东:尊敬的郑建邦主席、陈星莺副省长、吴庆文市长,很高兴受《财经智库》邀请来苏州做这个汇报,三年以前我曾经陪同工程院周济院长到江苏省苏南五市做过智能制造调研,那个时候江苏智能制造产业发展就给我留下了很深刻的印象,这几年我配合周济院长做制造强国和产业基础能力提升战略研究课题,我今天就把这个课题的一些成果跟大家报告一下。

  刚才令我振奋的是许省长和吴市长专门介绍了江苏和苏州智能制造产业发展情况,从介绍情况看,三年以后咱们江苏在智能制造方面的主要指标完成情况就达到了2035年全国的指标要求,这是非常可喜可贺的,下面就向大家做一个简要的汇报。

  党的十九大开始提出了制造强国和质量强国战略,把经济发展重点放在实体经济上来,在刚刚闭幕的二十大上,总书记再次提出来,要坚持把发展经济的着力点放在实体经济上来,要求发展先进制造业,要求提升产业链供应链韧性和安全性,进一步要求加快制造强国和质量强国,同时还提到了网络强国和数字强国,这些对我们智能制造提出了更高的要求。

  中央有关部委也是根据总书记的要求和党中央国务院的部署,制定了未来15年的发展规划。关于制造强国战略,从有关部门细化指标来看有六项指标:自主创新能力,产业基础高级化,质量效益指数以及中国所占有的世界品牌数,绿色和智能生产方式,供应链自主可控,体制机制适应发展。目前,这六个方面指标还有很多卡点,随着每个五年计划的进行,到2035年的时候这些卡点都能解决。到2035年能够为国家基本实现现代化强国作出支撑和贡献,那个时候我们制造业要达到发达国家中等前列,进入制造强国第一阵列。

  十八大以来的10年,我们国家制造业已经取得了很多突出的成就,在党中央和国务院的领导下,产学研融合,制造业还是取得了显著的成果,总书记在十八大、十九大和最近一系列会议上都讲过了,我们的载人航天、探月工程、北斗卫星导航、第三代核电“华龙一号”、新能源汽车、掘进装备、“蛟龙号”水下探测,还有C919大飞机都取得了很大的成就。我们的研发投入比十八大以前大大提高,全球制造业创新指数排名从过去34名上升到第11位,这个进步还是很大的。

  未来15年我们又面临着新的形势,一个是现在美西方发达国家对我们高端制造业进行打压。第二个是像印度、越南、马来西亚这些发展中国家对我们低端的争抢,形成双向受挤的局面。全球疫情变化以后,使得我们产业链纵向缩短,横向区域化,以及俄乌冲突以后给我们在产业链供应链以及粮食安全、网络安全、能源安全、城市安全等方面带来很多不确定性的因素,都使我们未来制造业形势既存在着挑战,又面临着发展的机遇。

  我们国家从2010年开始,连续12年保持世界第一制造大国的地位,我们制造业增加值在全球是第一位的,但是我们目前仍然处于全球产业链的中低端,存在“大而不强”的问题,工程院和工信部曾经在2019年对我们国家典型制造业进行过调研,11类产业处于先进地位,像通信设备、轨道交通、输变电、新能源汽车、航天、石油化工、钢铁建材等工业行业,但是我们还有15家产业,包括民用飞机、高档数控机床、集成电路、工业软件、农业机械等仍然有很大的差距。

  我们制造业“大而不强“有四个方面的问题:

  其一是自主创新能力不强,我们原创性、颠覆性、变革性技术成果不多。其二是工业基础薄弱是关键,关键核心技术对外依存度比较高,供应链尚不能完全自主可控,质量效益指数偏低。其三是资源能源利用率比较低,制造业单位GDP能耗是发达国家2.6倍以上。其四是用信息技术改造传统生产方式还有很多问题要解决,尽管江苏省两化融合水平较好,但全国平均水平不高。

  研发投入虽然跟过去相比有很大进步,已经做到了创新型国家主要要求;但是跟发达国家相比,科技进步对经济的贡献率、对外依存度、单位GDP能耗还有很大的差距。

  从2021年中国工程院发布的《中国制造强国发展指数》报告可以看出,凡是跟规模有关的,在全世界我们都排第一,而和可持续发展及质量效益有关的,我们基本上跟印度和巴西在一个水平。如果既跟规模有关,也跟质量效益有关,我们排在美、德、日之后。

  对于数字化网络化水平,虽然江苏做的比较好,但是从全国来说,我们国家大部分企业的数字化转型还没有完成,网络化刚刚在起步阶段,智能化问题仅仅还在探索过程当中。针对两化融合问题,工信部和中国工程院在周济院长带领下,组织了100多名院士开展了“中国智能制造战略研究”。这是2017年开始做的研究工作,在这个研究过程中把我们国家智能制造过程分成三个阶段,即数字化、数字化网络化(互联网+制造)、数字化网络化智能化(新一代智能制造)。原计划在2020年以前完成数字化普及阶段,但没有完全实现。

  第二个阶段是2025年左右完成的互联网+制造,2025-2035希望实现新一代人工智能,也就是数字化、网络化、智能化阶段。因此我们国家要走“并行推进、融合发展”道路,不能等数字化搞完以后再搞网络化,网络化搞完再搞智能化,肯定不行的,我们要坚持创新引领,直接采用利用互联网、大数据、人工智能等先进技术,又要实事求是、因地制宜,扎扎实实完成数字化“补课”,要走一条数字化、网络化、智能化并行推进的创新之路。

  工信部等八部委在去年12月份联合发布了“十四五”智能制造发展规划,这个规划要求我们大家立足制造本质,紧扣智能特征,以工业、装备为核心,以数据为基础,依托制造单元、车间、工厂和产业链供应链等载体,构建虚实融合、知识驱动、动态优化、安全高效、绿色低碳的智能制造系统,推动我们制造业数字化转型、网络化协同和智能化变革。制定了“两步走”战略,到2025年要求规模以上企业大部分实现数字化网络化,重点行业开始应用新一代智能制造;到2035年规模以上企业要全部实现普及数字化网络化,重点行业骨干企业基本实现新一代智能化。

  这是2025年的三个主要目标:其一是转型升级成效显著,70%规模以上企业能够实现数字化网络化,建成500个示范工厂,使得企业的生产效率、产品良率、能源资源利用率大幅度提高。其二是供给能力明显增强,我们希望实现智能制造装备和工业软件对国内市场的满足率超过70%和50%,建立150家左右智能制造的系统供应商。其三是基础支撑更加坚实,另外在基础支撑方面建设一批智能制造公共平台,工信部这几年已经在做了;我们准备建120个以上具有行业和区域影响力的工业互联网平台,要求能够完成200项以上国家与行业标准修订。我们按照规划要求要完成“四大任务”:创新能力建设、自主供给能力建设、推广应用能力建设、基础支撑能力建设。

  要完成“六大行动”,比如说以关键核心技术加上系统集成技术攻关的智能制造技术攻关行动,在场景、车间、工厂、供应链方面的智能制造示范工厂建设行动,以及针对装备制造、电子信息、原材料、消费品领域的行业智能化改造升级行动,还有智能制造装备的创新发展行动,工业软件突破的提升行动,智能制造标准的领航行动。

  这是科技部在十三五前期就开始布局,在2019年进一步完善的智能制造国家研发计划布局设计,概括起来是一大基础,包括关键基础件、传感器、仪器仪表、工艺实验平台。两大平台,早些年我们叫数字化工厂和网络协同制造平台,现在称为网络协同制造和新一代自动化工厂。三大装备,指工业机器人、新一代自动化制造系统、新兴电子制造装备。

  从而可见,发展智能制造技术对我们加快数字化、网络化、智能化,促进制造业高质量发展具有重要意义,有利于我们制造业质量变革、效率变革、动力变革。

  下面讲一下智能制造产业的现状,经过十几年产学研用协同创新、行业企业示范应用、央地联合统筹推进的努力,我们还是在三个方面取得了一些长足进步:其一是供给能力方面,智能制造装备市场满足率超过50%,三年后目标是70%,主营业务收入超过10亿元系统解决方案供应商有40余家,三年后要达到150家。其二是支撑体系方面,要构建国际和国内的标准体系,制定国家标准285项,牵头制定国际标准28项,国家标准的目标我们已经完成了,国际标准还没有做到;另外在培养具有行业影响力的工业互联网平台80个,三年后目标是120个。其三是推广应用成效方面,希望试点企业生产效率平均提高45%,产品研制周期能够缩短35%,产品不良品率降低35%。另外我们还涌现出离散式制造、流程制造、网络协同制造、大规模个性化定制、远程运维服务等新模式新业态。

  我们在基础零部件方面还是取得了一些突破,成为产业覆盖面最宽、体系较为完整的基础件制造大国。在部分重要装备还是有突破的,像某装置传动轴承、某装置氢泵、某系统密封件等等,但是总体来说这方面我们跟国外差距还是比较大的。

  网络协同制造是现代互联网经济环境下组织调配和优化跨企业、跨地域、跨领域制造资源的一种新的生产模式,现在也叫云制造,对于柔性生产、降低库存具有重要意义。像航天科工开发的航天云网云制造平台已经上线企业26.9万家,对网络协同制造还是起到了很好的作用。

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  数字化将材料、设备、人员等要素数字化网络化互联,实现对生产过程的高效、高质量管控,这个中国做的还是比较好的。像国机集团所属的中国第一拖拉机厂运用数字化工厂平台实现了七大系列、800多种机型定制化混流生产,可以满足设计制造智能化生产模式。

  新一代智能数控系统和装备,在高档数控机床方面,在工信部重大专项支持下也有所突破。总体看来,当时立项情况下所有目标都很好的完成了,打破了国外高端机床装备对我国的钳制。

  新一代智能数控系统和装备在增材制造这方面也取得了很大的进步,总体说来在国际先进水平。北航王华明院士、西安交大卢秉恒院士等团队,在复杂构建成形过程热应力控制、变形开裂预防以及组织性能调控等方面取得了突破;研制出了大飞机起落架、航空发动机叶片、核电大型阀等关键部件。

  机器人一般可分为工业机器人、特种机器人、服务机器人,我们国家工业机器人、特种机器人体系水平有一定优势,但是关键核心零部件还是有很大差距,我们也取得了很多重要的突破,工业机器人应用领域在47个行业大类、126个行业种类进行了广泛的应用,现在需求量是全世界最大的,占40%。

  电子制造装备,以光刻机为代表的也有所突破,现在总体水平达到28nm,国产IC装备覆盖率达到30%,封装技术达到80%,微显示具备成套供货能力,国产零部件在泛半导体产业中已经开始批量应用。

  存在的问题:第一个关键问题是在核心基础零部件元器件方面仍然还有70%高端产品依赖于进口,关键共性技术和核心装备还是存在差距,比如说在轴承、齿轮、工业传感器,工业APP、嵌入式软件方面还有很大差距,即使在网络协同和智能工厂跟国外也有五年左右差距。高档数控机床、3D打印、工业机器人的关键核心零部件依然依赖进口。

  工业传感器虽然有所突破,但是高端传感器及核心技术还是有差距的。目前,美日德掌握了全球传感器市场70%以上,在高端传感器方面处于垄断地位;我们中国只有10%,而且以中低端为主,所以高端传感器问题还是比较严重的。工业软件面临国外厂商联合封锁、围剿和夹击,即使我们自己已经开发了工业软件,但底层依靠的软件也是国外的软件,所以长期以来我们认识不到位和过去社会资本投入不足也是有很大的关系。另外,网络协同制造和智能工厂依然存在着基础理论、关键技术、核心软件的卡点。

  新一代智能数控系统和装备里面,高档数控机床重复定位精度、平均无故障时间、精度保持性跟国外还是有很大差距,所以国家工信部准备下一步进一步实施重大工程来解决这个问题。总书记在多次场合也强调了高档数控机床的重要性。

  新一代智能数控系统和装备在3D打印方面,虽然我们整体达到了国际先进水平,但是在高端激光器,像光纤、紫外、飞秒激光器、激光焊接头等核心功能部件方面,我们跟国外还落后5-10年,一些金属材料、光固化材料跟国外还是有一定的差距。

  工业机器人整机水平跟国外差不多,但是像控制器、减速机和专用伺服电机还是依赖于国外四大家族企业,这个问题还是比较严重的。

  电子制造装备跟国外先进水平差距至少两代以上,14nm以下集成电路制造装备亟待突破。总得说来,关键是泛半导体制造装备技术、14nm以下集成电路制造装备技术等与国外还是有很大差距。

  第二个问题从企业来说,智能制造产业整体应用水平还是比较低的,属于数字化“补课”阶段,智能化转型升级还是比较慢的。我们国家智能制造产业生态体系不完善,传统产业、中小企业智能化水平升级缓慢。工业互联网、大数据、云计算等技术应用还在初级阶段,人工智能应用于制造业才刚刚开始探索。

  第三个问题是智能制造标准、网络/信息安全基础还是比较薄弱的,尽管已经有200多个国家标准,但在新兴技术领域里面智能制造国家标准体系还没有建立,提前规划和布局不足,促进技术创新方面存在短板;另外,工业互联网平台也没有系统建立起来,总体说来还是受制于人的。

  主要原因:首先是我们国家长期过去处于跟踪与模仿科技创新,自然科学领域里面很少提出科学问题,在技术领域又缺乏原创性重大技术成果。其次我们过去缺乏顶层设计,工业基础研究重视不够,所以成套装备和工业基础脱节,前期积累不够,后期投入不够,当时我们把200多个院所从事业单位转为企业,也造成了产业链和创新链的脱节。另外,我们国家大部分企业自主创新能力是不强的,还没有成为技术创新的主体。高校对我们科技经济融合、企业技术创新能力支撑也存在着不足的问题。

  第三部分汇报一下未来发展重点,2017年科技部已经组织编制了“智能制造和机器人”重大专项,2019年组织了“面向2035年国家中长期发展战略研究”,2021年工信部等八部委发布了《“十四五”制造强国发展规划》,总的说来还是围绕基础、平台、装备三个方面开展研究。

  在关键基础件、基础制造工艺方面要围绕传感器、仪器仪表、基础技术保障等方面开展国家层面的布局和研究工作。在基础工业软件的CAD/CAE核心算法、生产运行软件、工业大数据管理、人机交互技术和工业互联操作系统方面开展研究工作。开展融合新一代人工智能的远程运维技术研究工作,这个远程运维包括人工智能及数字孪生等,在流程工业、离散工业需要进一步完善。

  在网络协同制造方面,加强制造大数据理论和技术研究,开发产品生命链创新业务平台和产业价值链协同业务平台,以及开展网络协同制造的核心软件和示范工程研究。

  在新一代制造自动化系统方面,主要关注生产过程自主感知和设备互操作技术、生产过程的控制优化和自主决策技术、制造系统大数据平台、新型工业控制(器)系统以及智能工厂管控软件。

  在智能工业机器人方面,主要是开展非结构化动态环境的感知建模和认知、人机自然交互与协作共融技术、运用新材料的机器人、云机器人与云端在线服务技术、面向复杂应用工艺的智能作业机器人、面向柔性制造的机器人、面向特殊环境/领域应用的机器人等方面的研究工作。

  在新一代智能数控系统与装备方面,主要是智能机床与工艺系统,五轴联动数控加工机床、高性能成形、激光加工等核心技术,新型材料与大型机构件智能化成形加工装备与系统,复合能场与激光精细智能化加工装备与系统。在新兴电子制造装备方面主要是14nm以下集成电路、泛半导体和电子制造、封装与测试、光/机/电/液关键部件与系统等电子制造装备核心技术的研究。

  最后我想介绍一下,在未来15年中是我们国家从制造大国变成制造强国的关键时期,所以我们要加快发展数字化、网络化、智能化转型,我们建议从宏观政策、平台和人才三个方面协同发力。

  第一方面是创新体制机制,营造良好的宏观政策环境,这是做好顶层设计。就是我们针对卡脖子问题,国家来主导突破工程,保障供应链自主化。针对基础不足的短板问题,要政府和市场相结合的办法来夯实工业基础,促进产业基础高级化。针对中低端向中高端迈进的问题,我们培养优势企业,现在工信部推动小巨人、专精特新、隐形冠军企业等等来培养卓越工程,促进产业链现代化。要建立可持续推进机制,采取急需与长远发展相结合、市场和政府相结合、国防与民用工业相结合、独立自主和开放合作相结合的办法。

  我们要重视智能制造相关产业的工业基础,促进产业基础高级化。要统筹实施智能制造工程,加快推进制造业的数字化转型。聚焦重点领域,以打造特色产业集群,提升产业集群智能化水平。我们应当提升智能制造的公共服务能力,为智能制造领域对标世界一流、加快国家质量基础设施建设做贡献,包括产学研用相结合打造智能制造公共服务平台,支持标准试验验证平台和现有服务机构提升检验检测、咨询诊断、计量测试、安全评估等服务能力,建立长效评价机制等方面。另外,还需要加大财政和金融的支持。

  我们还要完善企业为主体的技术创新机制,激发企业的自主创新活力,2021年11月6日国务院出台的《提升中小企业竞争力若干措施》需要进一步加强落实。

  第二方面是加强平台建设,围绕产业链部署创新链。需要发挥高校在科技创新体系中的作用、发挥转制院所作为原创技术“策源地”的作用、发挥龙头企业产业链链长的作用。在制造领域优化布局全国重点实验室就是围绕产业链部署创新链,科技部按照需求、问题、任务导向提出了按照制造业基础、共性技术、工业母机技术和重大装备技术四个子领域来布局制造领域全国重点实验室,能够满足国家战略要求。推进新型创新网络建设,不管是高校院所,还是企业,应从上下游供应链关系、产业链和创新链协同关系来打造创新联合体。

  第三方面是人才培养,要培养具有家国情怀,使命担当和创新创造精神的优秀企业家与战略科技人才、卓越工程师、高技能人才。

  总之,数字化、网络化、智能化发展直接关乎着我们国家智能制造质量水平,所以我们坚定不移的要以智能制造为主攻方向,推动产业技术变革和优化升级,推动产业模式和企业生态的根本性转变,鼎新革故,提高质量,持续推进数字化转型、网络化协同、智能化变革,为促进制造业高质量发展,加快制造强国建设提供有力的支撑。

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