智能制造的发展

纵览全球，虽然总体而言智能制造尚处于概念和实验阶段，但各国政府均已将其列入国家发展计划，并大力推动实施。

1.2.1 美国

美国在智能制造技术的理论和应用研究方面长期处于世界领先地位，人工智能、控制论、物联网等智能技术的基础多数起源于美国。

美国在2008年金融危机之前就已经提出了先进制造技术（Advanced  Manufacturing Technology，AMT） 的理念，也意识到了制造业的重要性，因此在经济危机爆发后美国需要重振制造业。

20世纪90年代，美国开始了制造业信息化。1993年，美国政府开始实施AMT计划。该计划的目标是研究世界领先的先进制造技术，以满足美国对先进制造技术的需求，提升美国制造业的竞争力。美国国家科学技术委员会（NSTC ）在1994年制定了AMT发展战略：支持科研院所、大学与工业界三者联合开发先进制造技术；通过工业服务网络帮助企业快速使用先进制造技术；开发有利于环境保护的制造技术；积极实施与工程设计、制造相关的教育培训计划。1995年11月美国政府开启为期4年的敏捷制造使能技术战略计划，每年投资3000万美元，3000多家私营企业、16所大学以及多个政府机构参加了此项计划。“下一代制造技术计划”（NGMTI）于2004年4月开启，NGMTI将加速实施具有突破意义的制造技术，最终实现推广国家制造技术投资战略，实现美国国防工业基础的转变，实现国防与反恐的经济可承受的系统快速交付。

2011年6月，美国确定了智能制造的4个优先行动计划。在搭建工业建模与仿真平台方面，为虚拟工厂和企业创建社区平台（包括网络、软件），开发用于生产决策的下一代软件和计算架构工具箱，将人类因素和决定融入工厂优化软件和用户界面中，为多个行业扩展能源决策工具的可用性。在工业数据采集和管理系统方面，为各个行业建立一致的、有效的数据模型，如数据协议和接口、通信标准等。在业务系统、制造工厂和供应商集成方面，通过仪表板报表、度量、常用的数据架构和语言等优化供应链绩效。在智能制造的教育和培训方面，加强建立智能制造的人才队伍，如培训模块、课程、设计标准、学习者接口。2012 年，通用电气提出工业互联网（Industrial Internet） 概念，工业互联网是开放、全球化的网络，将机器和先进的传感器、控制和软件应用进行连接，提高生产效率，减少资源消耗。2014年4月3 日，IBM、思科、通用电气和AT&T组建工业互联网联（Industrial Internet Consortium，IIC）。该联盟采用成员开放制，建立一个打破科技壁垒的团体，以更好地推动现实物理世界和数字世界间大数据的整合。

美国在智能产品的研发方面也直走在全球前列，从早期的数控机床、集成电路、PLC,到如今的智能手机、无人驾驶汽车以及各种先进的传感器，均来自于美国高校的实验室和企业的研发中心。在基础元器件领域，不仅有艾默生、霍尼韦尔这样的工业巨头，更有大量专注于某一领域的优秀小企业。在数控机床方面，拥有MAG、哈挺、哈斯、格里森等一批知名企业，工业机器人也拥有American Robot等知名企业。在工业软件方面，全球大多数研发设计软件、管理软件和生产制造软件的实力企业来自于美国。而美国重返制造业的典型特点是利用现有的先进信息、软件技术来改造现有的制造业，使得美国智能制造技术产业保持全方位、高水平发展。

美国的IBM、思科、通用电气和AT&T等软件公司也是用工业互联网来改造制造业，如特斯拉电动汽车及谷歌自动驾驶汽车都将像手机或计算机一样成为互联网中的移动终端，用信息化带动制造业的发展，加快调整产品业务发展战略，不断加强跨行业的合作，在发挥各行业自身优势的同时推进制造业向智能化、网络化方面发展。

1.2.2 欧洲

欧洲作为第一次工业革命的发源地，其工业一直朝着高精尖的先进制造业方向发展。欧洲国家在智能制造领城较早进行战略布局，其智能制造各环节均处于全球领先地位。

为促进制造业回流，抢占制造业新的制高点，力保“全球工厂”和“当代工业革命的摇篮”荣誉，英国试图将已经挪到其他地区的公司，生产线和交易搬回本国，推出了“高价格制造”策略，期望鼓舞英国公司在本国制造出更多全球级的高附加值产品，以加大制造业在促进本国经济发展中的作用。2012-2014年，英国帮助了14个创造企业、特殊兴趣小组等机构进行建设，涉及范围包含能源、智能制造和嵌入式系统、生物技术、原料化学等。英国启动了对未来制造业开展预知的策略研究项目，即英国制造2050。该项目是定位于2050年英国制造业成长的项长久策略研究，通过分析制造业面对的问题，提出英国制造业发展与苏醒的政策。该项策略研究于2012年1月启动，2013年10月形成最后报告《未来制造业：一个新时代给英国带来的时机与质疑》（<TheFuture of Manufacturing：A New Era of Opportunity andChallenge for the Uk》）。该报告认为制造业并不是传统含义上的“制造之后再售卖，而是“服务再制造（以生产为核心的价值体系）”。主要致力于4个方面：更快速、更灵敏地回应客户的需求；把握新的市场机遇；可持续发展加大力度培养高素养的劳动力。2014年，英国贸易、创造和技能部发布了《工业策略：国家与工业之间的合作关系》，旨在加强英国制造业的竞争性，促使其可持续成长，并减少未来的不确定性。

德国在20世纪90年代提出了面向制造业升级的“制造2000计划”等。在21世纪又提出以提升信息化水平为宗旨的《2006年德国信息社会行动纲领》《2006-2010信息化行动计划》等。2000年1月，德国发布了“微系统技术2000”规划。2008年，德国政府针对中小企业制定核心创造计划（Central Innovation Programme ）。2010年12月，德国联邦经济和技术部发布了新的信息化策略——数字德国2015（Digital Germany 2015），提出通过数字化得到新的经济成长和就业机遇，具体内容包含：成长电子能源（E-energy）和智能电网；研究电动车，建设智能交通体系；将云计算技术应用到工业领域中。德国2010年还提出《思维，创造，生长——德国2020高科技策略》，讨论了德国和全球目前以及将来所面临的困难，提出了研究和创新措施，并确定了五个关键研究领域。在2011年的汉诺威工博会上，德国首次提出“工业4.0”概念，旨在利用物联网技术提高德国制造业水平，这一概念恰好符合了德国行业主管部门的宏观策略思想。2012年，德国将“工业4.0”正式纳入《德国高科技行动规划》中，“工业4.0”由此成为国家策略，由教育及研究部和经济及科技部共同主持，整合传统制造业、电信业，成立产官学共同平台，以西门子、SAP、博世等大公司带小公司的途径向前进行。在2013年的汉诺威工博会上，德国“工业4.0平台”发表了题为《保障德国制造业的未来：关于实施“工业4.0”策略的建议》的报告，指出要依靠物联网和制造业服务，并提出了一个明确的执行方向。2014年3月，德国“工业4.0”科学顾问委员会发布了《白皮书》，提出了关于人、技术及组织的17个重要问题，呈现了一个全新的工业蓝图。德国经过近十年的发展，为保证本土智能制造的竞争优势和市场地位，实施的工业4.0策略在各方面均处于世界前列。2014年8月，德国政府发布《数字化议程：2014-2017》。2014年9月3日，德国提出了新的高科技策略，指出科研结果要加快市场化和产品化，改良创造环境，所关注的领域主要有数字经济、可持续经济与能源、创造工作与医疗、移动智能设备和公民安全。2014年德国在此方面投资110亿欧元。

2010年9月，法国政府在“新产业政策”中明确将工业置于国家发展的核心位置，提出了法国必须进行再工业化。2012年5月16日，法国总理让•马克•艾罗完成组阁，原“超级大部”经济、财政和工业部一分为二，其职责由新成立的生产振兴部和经济、财政与对外贸易部取代。生产振兴部的设立意在重振法国工业。法国政府于2013年9月推出了《新工业法国》战略，旨在通过创新重塑工业实力，使法国处于全球工业竞争力第一梯队。该战略为期十年，主要解决三大问题（能源、数字革命和经济生活），共包含34项具体计划，体现了法国在第三次工业革命中实现工业转型的决心和实力。2016年2月，法国公布“未来工业”标准化战略。对于“未来工业”的宣传推广，法国也将仿照德国汉诺威工业博览会模式，举办类似的大型活动。

1.2.3 亚洲

1991年我国国家自然科学基金委员会组织多个高校与新加坡、美国、韩国等国家和地区就智能制造的国际合作进行了研讨，并签订了合作意向书，在智能系统与建模、智能调度、智能机器人、智能控制、智能故障诊断5个领城进行为期5年的合作研究。我国国家自然科学基金委员会从1993年起每年适度资助智能制造方面的有关研究项目。我国制定的“九五”计划也将先进制造技术（包括IMT和IMS）作为重点发展领域之一。1993年，我国国家自然科学基金重大项目就研究了“智能制造系统关键技术”，而到1999年，又开展了“支持产品创新先进制造技术若干基础性研究”。在“高技术研究发展计划（863计划）”中，先进智能制造相关技术被纳人计划中，具体包含：信息技术——智能计算机系统主题，光电子器件和光电子、微电子系统集成技术主题，信息获取与处理技术主题，通信技术主题，自动化技术——计算机集成制造系统（CIMS）主题，智能机器人主题。在德国提出工业4.0以后，中国相继提出两化深度融合、互联网+、中国制造2025等一系列指导思想，用以指导中国智能制造的发展。

日本通产省于1990年6月提出了智能制造研究十年计划，并联合欧美国家协商，共同成立IMS（智能制造系统）国际委员会。1992年，日、美、欧方共同提出研发合作系统，该系统中人和智能设备不受生产操作和国界限制，并于1994年启动了先进制造国际合作研究项目，其中包括全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制等。日本是全球工业机器人装机数量最多的国家，其机器人产业也极具竞争力，2015年1月，日本政府发布了《机器人新战略》，并提出大核心目标：一是成为“世界机器人创新基地”，通过增加产、学、官合作，增加用户与厂商的对接机会，诱发创新，同时推进人才培养、下一代技术研发、开展国际标准化等工作，彻底巩固机器人产业的培育能力；二是成为“世界第一的机器人应用国家”，在制造、服务、医疗护理、基础设施、自然灾害应对、工程建设、农业等领域广泛使用机器人，在战略性推进机器人开发与应用的同时，打造应用机器人所需的环境，使机器人随处可见；三是“迈向世界领先的机器人新时代”，随着物联网的发展和数据的高级应用，所有物体都将通过网络互联，日常生活中将产生无限彩的大数据。