先进制造业发展研究.doc

先进制造业发展研究东西部经济研究院引 言随着信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术和现代管理技术等向传统产业渗透，不断催生着众多的新兴产业，发展先进制造业(Ad-vanced Manufacturing Industry，AMI)受到世界各国的高度重视。正如迈克尔.波特所指出，国家的竞争力在于其产业创新与升级的能力。先进制造业发展关乎一国能否占据产业发展的未来制高点，其发展水平关乎一国的经济安全和竞争优势。因而，先进制造业被视为“人类社会的首席产业”，发展先进制造业仍然是“人类社会永恒的主题”。我国有识之士也高屋建瓴地指出，制造业是实现现代化的原动力，现代化必须发展先进的制造业。我国正处于工业化的重要阶段，强大而先进的制造业仍是我国经济发展的巨大推动力，在新一轮的产业洗牌过程中，如何顺势而为，做强做大先进制造业，是实现经济发展方式转变，落实科学发展观的重要举措，长期看，优先发展先进制造业，更是我国优化产业结构和促进需求的必要举措。一、先进制造业的内涵（一）先进制造业的概念先进制造业是指制造业不断吸收现代高新技术成果，并将这些先进制造技术综合应用于制造业产品的研发、生产、营销和管理的全过程，最终实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，即实现信息化、自动化、智能化、柔性化、生态化生产。先进制造业已不是传统意义的机械加工，而是集机械、电子、液压、光学、信息科学、材料科学、计算机技术、生物科学、管理学等最新成就为一体的新兴技术与新兴工业的综合体。从生产过程看，其先进性主要体现在产业的先进性、技术的先进性、管理的先进性。从行业领域看，发展先进制造业一方面要推进汽车、装备、钢材、纺织、食品、石油加工业、电气机械等传统制造业的提档升级，另一方面要积极培育高端装备制造、生物、新能源汽车、电子信息等新兴产业，尤其是要优先发展精密高效加工和成型工艺及设备、激光加工技术及成套设备、数控机床及开放式数控系统、电力半导体器件及变频整流装置、工业机器人及机器人自动化生产线等机械行业。（二）先进制造业层次类型的划分先进制造业既区别于传统制造业，又与传统制造业紧密相连;传统制造业是先进制造业发展的基础，先进制造业是传统制造业的高级化。因此，先进制造业主要包括两个层次的产业类型。1、先进制造业先进制造业是指由于信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术等的创新和发展而衍生出现的产业形态，如物联产业、生物制药、光纤等。这类产业由信息、生物、新材料、新能源等先进前沿技术驱动，是适应新技术发展而形成的产业形态，技术上保持前沿先进性是其最重要和最根本的特征。2、先进制造业先进制造业是指运用信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术等先进技术改造后的传统制造业，是传统制造业升级换代的结果，是先进技术化的制造业。主要包括现行31大类技术更新，升级换代后的“新”传统制造业，是保留了基本躯干、更换了技术心脏的产业形态，与传统制造业紧密相连、技术上保持不断更新性是其最明显和最基本的特点。目前，西方发达国家先进制造业结构中，先进制造业占到整个先进制造业的60%以上。从产业技术水平来分，先进制造业又有高端和低端之分。这样，先进制造业类型和先进制造业产业技术水平就产生了四种组合:高端先进制造业(A区域)、高端先进制造业(B区域)、低端先进制造业(C区域)和低端先进制造业(D区域)，如表1。表1 先进制造业类型层次划分产业技术产业类型先进制造业先进制造业高端AB低端CD（三）先进制造业的主要特征先进制造业在产业层次、技术、管理、模式等方面区别于传统制造业。1、产业高端性 先进制造业由于大量采用先进前沿的信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术，使得它从传统产业中分离出来，在产业层次上体现出附加价值高、技术含量高的高端特征，属于社会经济发展中的新型产业和热门产业，是国家、地区和企业制定产业发展政策时所特别重点考虑的产业形态;产业工人素质方面，先进制造业要求产业工人具备较高的技术、管理和心理等方面的综合素质，知识型、技术型工人比重高;资本投入方面，先进制造业是技术密集型、资本密集型产业，因而产业资本进入门槛高，产业资本规模要求高。2、技术先进性先进制造业在市场调查、研发设计、生产制造、售后服务和用户反馈等价值创造过程中，大量采用信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术和现代管理技术，通过技术创新与应用驱动企业和产业发展。如生产过程中采用纳米制造技术、仿生制造技术、信息制造技术、信息管理技术、自动化单元技术、极限加工技术、虚拟制造技术、清洁生产制造技术等。3、管理现代性先进制造业管理的现代性主要体现在两个方面:一是采用不断创新的现代管理理念对产业和企业价值链进行管理，如将运筹学思想、行为科学理论、人本管理、环保理念等运用于产业和企业价值创造的全过程;二是采用先进的管理技术和管理方法进行价值链管理，如管理信息系统、决策支持系统、电子数据处理系统、办公自动化系统等。4、模式创新性主要包括采用新的制造模式和发展模式:制造模式上，如采用精益生产模式(LP)、计算机集成制造系统(CIMS)、柔性制造系统(FMS)、虚拟制造模式(VM)和数字制造化模式等;发展模式上，如采用资源节约型、绿色环保型等发展模式，走可持续发展道路。二、国内外先进制造产业发展的现状（一）国外先进制造产业发展现状制造业在世界工业化进程中始终发挥着主导作用，在经济全球化和信息技术革命的推动下，国际制造业的生产方式正在发生着重大变革。近年来，主要工业国纷纷制定各种发展计划，促进传统制造业向先进制造业转变，加快发展先进制造业，已经成为世界制造业发展的新潮流。美国、日本和德国是世界上制造业最发达的制造大国，也是先进制造业发展最快的国家。1、美国先进制造业的发展从20世纪初开始，美国制造业就稳居世界霸主地位。到上世纪80年代，美国制造业的国际竞争力曾被严重削弱，在汽车、钢铁、消费类电子等领域的国际市场占有份额大幅度下降，工业品进出口产生了巨大逆差。为了确保国际竞争优势，美国政府推出了一系列促进先进制造业发展的计划。先后于1990年、1993年和1997年分别实施了“先进技术计划”、“先进制造技术计划”和“下一代制造-行动框架”。1998年，美国进一步制订了“集成制造技术路线图计划”，提出未来制造业面临的六大时代特征，即全球化市场竞争、环境保护和资源有限、科学技术发展加速、信息大量广泛分布、用户需求高及个性化、产品与技术的知识含量高。2004年2月，美国总统发布了“鼓励制造业创新”的总统行政令。2004年5月，美国国会通过了2004年制造技术竞争能力法，强调要通过财政支持发展新的制造技术，提高美国的制造能力，每年投入1500亿美元把制造业信息化技术列入“影响美国安全和经济繁荣”的22项技术之一加以重点研究开发。美国政府把先进制造业发展提升到国家战略的高度，将高新技术的研究与应用作为发展先进制造业的核心，走以科技政策为核心推动经济发展的道路。采取的政策措施主要有:第一，科技研究和开发经费占政府预算的比重逐渐上升;第二，政府的科研投资重心由军事技术转向民用技术。第三，为进一步促进科研成果的商品化，采取了把全国的大学、企业、研究中心、政府实验室甚至个人计算机联网的做法，以促进科技成果尽快由实验室走向市场。第四，重视教育和职业培训，为高技术工业提供更多的科技人才。2、日本先进制造业发展的特点二战后日本制造业迅猛发展，到50年代，日本已经超越欧洲几大工业国，而且在汽车、半导体等产业超过美国，成为了世界第二大制造国。其制造业发展的特点主要表现在以下5个方面:一是以耐用消费品产业为先导，大力发展重化工业和新兴产业；二是大力引进先进技术，并强调技术的消化和创新，技术产品市场化速度迅速，能对市场变动做出快速反应；三是自动化大规模生产，而且强调速效、节能、环保；四是推行专业化协作和产业集群化，以几家高关联大企业为中心，形成联系紧密的产业群；五是强调管理科学化，不断创新生产管理模式。90年代后，日本经济进入了长达10多年衰退停滞期，但这并没有影响到其先进制造业的发展。日本政府历来主张通过政府干预，用产业政策来引导和鼓励高新技术产业发展。早在1980年，就颁布了推进创造性科学技术规划，1985年又制定了促进基础技术开发税制，实行税金扶持政策，1995年，日本政府提出“科技创新立国”战略，颁布了日本有关科技的根本大法，即科学技术基本法。这一切都使得日本政府和地方机构在制订高新技术产业政策时有法可依，具有很强的法律制度保证，依靠法律的强制性和激励性来推动先进制造业的发展。限于自身实力和条件，日本在“高、精、尖”科技开发上难以与美国竞争。因此，日本通产省在选择鼓励发展高新技术产业时，采取务实和有针对性的产业政策，一般避免对该产业中最尖端、可能也是最著名的项目的扶持。其发展高新技术产业的典型策略是从相对简单的高新技术产品开始，然后设法比其他国家做的更好、更有效率。只有在掌握了相对简单的技术之后，日本企业才试图转向更加尖端的领域。日本在发展先进制造业方面最为成功之处，是生产模式的创新，创建了诸如精益生产模式、作业站生产模式和以人为本的经营管理模式等。作为生产模式的一种革命性创新-精益生产模式，打破了传统的福特生产模式，综合了单件生产与大量生产的优点，既避免了前者的高成本，又避免了后者的僵硬化。3、德国先进制造业的发展战略德国是老牌的制造业大国，其支柱产业是机械、汽车、仪器设备、电子和化学业，制造业综合实力排名居世界第三。受世界制造业竞争加剧的影响，德国制造业上世纪90年代出现了一定程度的衰退、1992-2002年德国制造业占全球的比例从10.3%下降到7.6%。在此背景下，德国政府出台了名为“生产2000”的制造业战略计划，以促进先进制造业的发展。该计划的主要目标是:推进制造业的发展，确保和增加就业机会；确保德国的研究水平;确保和提高德国在国际竞争中的地位;提高制造业对市场的快速适应能力;利用信息和通信技术，促进制造业的现代化;采用充分考虑人的需求和能力的生产方式;清洁制造，改善对环境的负面影响;促进和改善中小企业的竞争能力。该计划的研究重点是:产品开发方法和制造方法，特别要研究如何缩短产品开发和产品制造的周期，以便对新的市场需求做出快速响应;产品制造过程中的经济性，即开发可重复利用的材料并制订新材料的标准，开发可重复利用的产品和能进行“清洁制造”的制造过程;面向制造的后勤学，特别是研究加速产品制造过程和减少运输费用的方法，同时也应考虑减少对环境的负面影响;面向制造的信息技术，特别要研究通信技术，开发面向制造的高效、可控的系统;在“动荡”环境中的生产，即研究开放的、具有学习能力的生产组织结构，提高对市场变化的响应速度;其它热门课题，如全球制造，企业协作和与其有关的标准。在此计划的执行下，德国制造业出现较好的复苏趋势，并加快了传统制造业向先进制造业转变。（二）国内先进制造产业发展现状经过多年发展，特别是近十年对先进制造业的重视，我国已经成为仅次于美国、日本的制造业大国，基本形成了京津唐、长三角、珠三角三大先进制造业基地，东北、西南、西北传统工业基地重换新颜，武汉、长沙等中部先进制造业基地崛起。据统计，2009年我国实现第二产业增加值156958亿元，占全年GDP总量的46.8%，高技术产业增加值比上年同比增长7.7%。从目前来看，我国先进制造业的发展与国外相比还有较大差距:先进制造业技术自主创新力度有待加强，世界知名品牌数量还很少，劳动力科技素质还有待提高。因此，研究先进制造业、把握先进制造业发展趋势，对我国实现制造业二次腾飞，迈向制造强国具有重要意义。三、先进制造产业发展的途径（一）发展的核心“数字化”数字化制造是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融合、发展和应用结果。它包含数字化设计、数字化制造和数字化控制等。对制造设备而言，其控制参数均为数字化信号；对制造企业而言，各种信息（如图形、数据、知识、技能等）均以数字形成，通过网络在企业内传递，以便根据市场信息，迅速收集资料信息，在虚拟现实、快速原型、数据库、多媒体等多种数字化技术的支持下，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划与重组，实现对产品设计和产品功能的仿真、加工过程和生产组织过程的仿真，或完成原型制造，从而实现生产过程的快速重组与对市场的快速响应，以满足客户化要求。 应着重指出的是，制造知识（包括技能、经验）的获取、表达、存储、推理乃至系统化、公理化等，是使制造技术发展到制造科学的关键，而这又与数字化是密不可分的。（二）发展的焦点“极端化” 极端化是指在极端条件下工作的或有极端要求的产品，从而也是指这类产品的制造技术有“极”的要求。在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀等条件下工作的，或有高硬度、大弹性等要求的，或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的。如工业发达国家高度关注的一项前沿科技微机电系统（MEMS），其运用于信息领域中的分子存储器、芯片加工设备；生命领域中的克隆技术、基因操作系统；军重武器中的精确制导技术，精确打击技术；航空航天领域中的微型飞机，微型卫星，“纳米”卫星（0.1kg以内）；以及医用微型机器人等等。（三）发展的条件“自动化”目前，“自动化”已从自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习、自组织、自维护、自修复等更高的自动化水平；而且今天自动控制的内涵与水平已今非昔比，控制理论（如多Agent系统的理论与方法、基于网络的控制理论、复杂系统的控制理论等）、控制技术（如智能化检测、多媒体信息检测等）、系统（如网络控制系统、复杂统统等）、控制元件（如具有生物特征的传感元件等），都有着极大的发展。自动化是先进制造技术发展的前提条件。（四）发展的方法“集成化” 集成化涉及以下几个主要方面： 现代技术的集成，以机电一体化为例，其关键是检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、精密机械技术、系统总体技术。这些技术又同许多学科有关。 加工技术的集成，这是现代技术集成的一个特殊部分。特种加工技术及其装备是个典型，如增材制造（即快速原型）、激光加工、高能束加工、电加工等。 企业集成，即管理的集成，包括生产信息、功能、过程的集成；包括生产过程的集成、全寿命周期过程的集成；也包括企业内部的集成，企业外部的集成。如并行工程、敏捷制造、精益生产、CIMS等，管理的集成也是管理与技术的集成。从长远看，有一点值得注意，即由生物技术与制造技术集成而成的“微制造的生物方法”，或所谓 “生物制造”。可以预期，这是一个崭新的充满着活动的领域，其作用难以估量。（五）发展的道路“网络化” 制造技术的网络化是先进制造技术发展的必由之路。在制造技术网络化中，值得关注的是电子商务的应用。电子商务是将业务数据数字化，并将数字信息的使用和计算机的业务处理同Internet进行集成，成为一种全新的业务操作模式。在电子商务的网络化制造中，供应链管理、客户关系管理和产品生命周期管理共同构成了制造的增值链，对降低成本、加快流通、提高效率和增加商业机会大有益处。制造技术网络化的发展会导致一种新的制造模式，即虚拟制造组织，这是由地理上异地分布的、组织上平等独立的多个企业，在谈判协商的基础上，建立密切合作关系，形成动态的“虚拟企业”或动态的“企业联盟”。此时，各企业致力于自已的核心业务，实现优势互补，实现资源优化动态组合与共享。（六）发展的前景“智能化”近20年来，制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型，这就要求制造系统不但要具备柔性，而且还要表现某种智能，以便应对大量复杂信息的处理、瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境，因此，智能制造越来越受到高度的重视。智能化制造模式的基础是智能制造系统，智能制造系统既是智能和技术的集成而形成的应用环境，也是智能制造模式的载体。智能制造作为一种模式，是集自动化、集成化和智能化于一身，并具有不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统，也是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统。它突出了在制造诸环节中，以一种高度柔性与集成的方式，借助计算机模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。四、我国先进制造业发展对策研究目前，我国已经形成了较为完善的制造业体系，但由于自主创新能力不强，缺乏全球化的管理和营销能力及资源利用效率低等原因，我国制造业的国际竞争力并不强。未来应顺应世界先进制造业发展趋势和特点，提升产品的附加值，减少资源消耗，加快自身产业战略升级，通过制造业跨越式发展，带动我国经济发展方式的转变。（一）立足于现有产业基础，提升研发创新能力 发展先进制造业应正确把握国际制造业呈现新的发展趋势，特别是信息技术、生物医药技术和新能源开发等，发展新型制造业。同时也要立足现有产业基础，加大研究与开发投入，建立开放式的创新体系，推动国内外创新网络互动、国内外创新资源优化配置，重点把握关键技术领域的前沿发展，打破我国制造业有产业无技术的被动局面，不断运用新技术改造传统制造业，并结合服务业和先进的产业组织管理模式，如一般机床通过新技术的应用，变成数控机床；船舶制造从蒸汽机到柴油机到核动力，以及新材料的应用；传统电网变身智能电网等等。在此基础上，加快自主知识产权的培育和自有品牌的建立，实现传统制造业向先进制造业的华丽转身，这是我国提升制造业国际竞争力实现持续发展的一条有效路径。 （二）以工业园区为载体，向集群化、模块化和生态化方向发展工业园区是我国制造业发展的重要载体，实现产业转型升级必须充分发挥这些集约型园区的作用，使园区发展成为创新型企业集聚、跨国公司研发中心的聚集区，成为技术创新的龙头和辐射源，成为经济规模扩张的主体增长极。其一，强化园区的产业载体地位，合理规划和调整区域生产力布局，促进各类资源和生产要素向重点园区集中，提高环境质量和承载能力。由政府主导，在产业园区构建为企业提供技术开发、试验、推广及产品设计、加工、检测等公共技术支持系统。这样，企业就可以节约购置设备与软件的巨额资金，利用与共享公共技术支持系统，有效地降低技术升级、技术创新成本，提高企业技术创新的动力。其二，大力发展创新型产业集聚，在高新技术园区的基础上，优化园区创新平台，积极争取与全球网络建立合作的研发基地，引导高技术产业的集群化发展，同时注重对集群内相关机构培育，提高传统制造业产业集群的自主创新能力，不断改善我国传统制造业集群的低端发展劣势。最后，应鼓励清洁生产和循环工业园区发展，按照生态工业学设计园区产业的生态工业链，促进生态园区中各组成单元间相互利用废物，作为生产原料，提高对资源的综合利用，使废弃物资源化、减量化和无害化，使区内资源得到梯次开发和实现良性循环流动。（三）实施融合发展战略，并鼓励制造业向服务业延伸 现代服务业与先进制造业相辅相成，发达的现代服务业可以为先进制造业的发展创造良好的环境，而先进制造业的发展又将带动现代服务业水平的提升。顺应世界制造业和服务业发展趋势，一方面应积极鼓励现代服务业发展，实施融合发展战略。把发展生产性服务业作为经济发展的重要组成部分，重点加强科技研发、设计创意、现代物流等生产性服务业发展。但值得注意的是，发展服务业并不是单纯强调从制造业转向到服务业，更不是要放弃制造环节去只做服务环节，而是要注重制造与服务的相互渗透，制造与服务的一体化，通过服务使制造增值，使制造更有品牌效益，通过制造为服务提供强大基础和技术保障，促进制造与服务融合发展；另一方面，实施制造业服务化战略，推动制造业企业的沿产业链升级，实现由提供产品向提供服务的转变，鼓励制造业企业向研发、物流、