第一章 智能制造发展现状
第一节 国内外智能制造发展概述
随着世界新一轮科技革命深入发展，产业转型需求迫在眉睫，新技术与先进制造技术的加速融合，为制造业的高端化、智能化、绿色化发展提供了历史机遇。与此同时，国际环境越来越复杂，全球技术和产业竞争越来越激烈，大国的战略博弈进一步聚焦于制造业。美国、德国、日本等工业发达国家已将智能制造作为抢占全球制造业新一轮竞争制高点的重要出发点。从国内看，我国已进入制造业高质量发展阶段，正处在转变发展方式、优化经济结构、转变增长方式的重要攻坚时期。在近十年产学研创新、企业试点示范，以及中央和地方政府的共同推动下，我国的智能制造发展取得了显著成果。然而，与制造业高质量发展的要求相比，我国的智能制造系统仍然存在很多问题。
发展智能制造作为建设制造强国的主要方向，其发展水平关系到我国制造业在全球的地位。发展智能制造，对于加快发展现代产业体系，巩固和拓展实体经济基础，构建发展新格局，建设数字中国具有重要意义。
从整体来看，全球制造业进行了四次工业革命，经历了从传统手工作业向机械化、电气化、信息化和智能化转变四个阶段，包括以蒸汽动力为代表的第一次工业革命，以基于电力驱动为代表的自动化为特征的第二次工业革命，以数字化为基础的信息技术（information technology，IT）为核心的第三次工业革命，以及正在发生的以新一代信息通信技术（information communication technology，ICT）、人工智能技术（artificial intelligence，AI）融合应用于制造业而引发全新技术变革的第四次工业革命。
从国家层面来看，中、美、日、德四大制造业增加值排名前列国家，在面向未来高科技创新和制造业发展方面，都基于全球态势和本国国情，考虑战略态势、未来趋势、模式创新、关键技术等诸多因素，制定了各自的国家发展目标和发展战略，并已推进实施。
2015年3月，我国发布了《中国制造2025》。到2021年，我国制造业规模增加值将达到31.4万亿元，占GDP比重达到27.4%。2010年以来，我国制造业规模增加值连续12年位居世界第一，成为名副其实的制造大国。我国高度重视发展制造业，技术上倡导和注重信息化与工业化的“两化”深度融合；以数字化转型、智能化升级来加快实现制造业从低端向中高端的转型升级；在模式创新上，将以“互联网+”和“智能+”为重点，加快制造业在供应链、产品设计、生产过程、营销和服务等方面的模式创新；从过去注重发挥“成本、速度”的优势创造价值，转向追求通过创新发展、提升质量和塑造品牌，来实现价值创造。目标是到2025年，中国制造业整体素质大幅提升，创新能力显著增强，全员劳动生产率明显提高，智能化、服务化、绿色化达到国际先进水平；中国进入世界制造强国的行列。
美国具有强大的工业体系和工业技术基础，曾经多年保持全球制造业第一的位置，在航空航天、数字制造、先进工业机器人、高性能材料、医疗产品及药物、工业软件等方面具有领先优势。近年来的“再工业化”“工业互联网革命”“先进制造业美国领导力战略”使美国制造业呈现出新的增长趋势。从技术特点角度，美国是全球IT服务平台提供者，将发展新一代IT技术和产业，尤其是促进工业互联网和物联网与制造技术的结合，推进和扩大其在制造业的应用；在竞争优势方面，美国面向未来，紧紧抓住大数据和人工智能的发展契机，以期在新的战略制造高点上形成领先竞争优势；在模式创新方面，则在过去以互联网创新改变了人们互联通信、社交和消费模式之后，将以工业物联网、工业互联网为基础实现商业模式再创新，实现“人-机-物”互联，再创交通、工业生产的新场景和新模式；在价值创造方面，美国将由传统的以物质财富生产为主的价值创造，更多地转向以基于工业物联网、大数据、云计算和人工智能的数据作为新的财富，产生和创造价值。
日本在制造领域也有深厚的基础和积淀，在精密机械、高端机床、机器人、汽车、集成电路制造装备、电子产品等方面掌握了核心关键技术，具有明显的竞争优势。2015年6月日本经济产业省颁布《2015财年制造业白皮书》，2016年日本政府还推出“超级智慧社会（Super Intelligent Society）”战略，又称“社会5.0（Society 5.0）”，进一步强调制造商和智能制造单元的结合，从知识和工程、需求和供应链、递阶层级三个维度体现出智能制造整体技术特点；在模式创新方面，突出开放结构与闭环调节相结合的策略；在价值创造上，更加关注人的价值、知识的价值，以此为基础创造新的价值。
2013年4月，德国在汉诺威工业博览会上正式推出了“Industry 4.0（工业4.0）”，得到了德国科研机构和产业界的广泛认同，并在全球产生重大影响。德国作为制造业基础雄厚的工业大国，技术上是工厂自动化（factory automation，FA）和信息技术（IT）的全球提供者，一直以先进的工厂自动化系统高品质的机械产品和制造装备以及信息技术产品的提供者身份立于世界制造业，创新和质量是“德国制造”的精髓。德国的精密机床、光学仪器、汽车、医疗仪器、电子通信产品等享誉全球；德国面向未来制造的长远标准则是德国制造业竞争优势的无形的强大基础支撑；未来将在大规模定制化生产方面实现模式创新，为全球用户提供更多、更好的大规模定制化产品和服务，成批量地满足各种用户个性化需求；在价值创造方面，则以工厂大量生产出“德国制造”优质产品并行销全球而创造价值。