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高端装备和智能制造装备发展现状与趋势中国机械工程学会机械科学研究总院屈贤明2012年3月28日（武汉）报告框架三、智能制造装备发展展望二、我国高端装备制造业发展态势和展望一、我国制造业面临的挑战和机遇挑战：──2008年世界金融危机后，曾视制造业为“夕阳产业”的工业发达国家，重新回归实体经济、重塑制造业、振兴制造业。──美国总统奥巴马在2012年国情咨文中五次提到了中国，认为：“现在，中国等地从事经营的成本越来越高，而美国的生产效率也越来越高，因此我们面临把制造业迁回来的大好机会。”一、我国制造业面临的挑战和机遇美国政府提出要从中国夺回制造业的领导地位，并采取了一系列举措：一是新组建白宫制造业政策办公室，加强政策扶持，实施“美国工作内包”计划，通过降低企业所得税税率鼓励外迁企业回归本土，鼓励企业加大本土投资。二是完善法律框架，制定《重振美国制造业框架》，通过了《制造业促进法案》，并正式启动“先进制造伙伴计划”。一、我国制造业面临的挑战和机遇三是加强高科技研发，提高效率，降低成本，打败中国在人工劳动力上的传统优势。四是强化经济外交，提出五年内出口翻番的目标，建立横跨23个部委的“选择美国办公室”，首次将招商引资提到“总统令”的高度。一、我国制造业面临的挑战和机遇五是建立贸易执法机构，负责调查中国等国家的不公平贸易做法。六是支持先进制造业所需高技能人才的培训。英国、法国等国家也采取了类似举措。一、我国制造业面临的挑战和机遇挑战：──工业发达国家制造业回归战略使得跨国公司在我国制造业的布局呈“逆转移”态势；发达国家凭借其在高技术的巨大优势及对核心技术和关键环节的掌控，拉大与我国的技术差距，并在竞争规则和国际贸易规则上大做文章，使得贸易摩擦更为加剧。一、我国制造业面临的挑战和机遇挑战：──随着国内人工、材料、能源、土地等生产要素成本的不断上升，印度、越南及东南亚发展中国家以比我国更低的成本优势，成为接纳国际产业转移的新阵地，2008年以来我国对这些地区的产业转移也呈快速增长的势头。在轻工、纺织等劳动密集型产品正在由“中国制造”转向“越南制造”。一、我国制造业面临的挑战和机遇挑战：──工业发达国家重振制造业计划的实施，以及发展中国家的崛起，使我国制造业面临工业发达国家高技术创新优势和发展中国家低端产品更低成本优势的双向挤压。一、我国制造业面临的挑战和机遇机遇：──我国制造业经过近十年的快速发展，生产规模已超过美国位居世界第一，2010年我国制造业产值达到1.955万亿美元。──我国已形成了可进行规模化大生产的制造业产业体系和良好的现代工业协作条件。一、我国制造业面临的挑战和机遇机遇：──工业化和城镇化进程加快及人民生活质量的提高，为制造业提供了巨大的市场空间。──以企业为主体的技术创新体系基本形成，并取得了一批具有自主知识产权、国际先进的创新成果。一、我国制造业面临的挑战和机遇机遇：──信息化与工业化深度融合战略方针的实施，为在更高起点上发展制造业提供了重要机遇。一、我国制造业面临的挑战和机遇总体来说，我国是制造大国，还不是制造强国，随着国际环境和内部条件的变化，如何继续保持我国制造业传统优势的同时，着力转变主要依靠资金和资源的高投入、劳动力等综合要素的低成本、大量出口廉价的低端制造这种传统的发展思路和惯性思维，树立新的发展观刻不容缓。新时期中国制造业的发展战略应体现四个转变：──由低成本优势向创新优势转变；──由环境失衡向环境友好转变；──由出口主导向内生增长转变；──由低端制造向高端制造转变。突出三个原则：高端发展、创新驱动、模式引领。通过对我国制造业面临环境分析，我们认为新时期我国制造业应实施创新升级战略，即以数字化和智能化制造为引领，以自主创新为驱动力，逐步形成新的竞争优势——自主创新优势，实现产业升级为高端制造。2008年我国已成为世界第一装备制造大国，但大而不强，主要问题有三点：（1）自主创新能力薄弱，高端装备制造呈现失守困局拥有自主知识产权和自主品牌的技术和产品少，在许多高端装备领域未能掌握核心关键技术，对外依存度高。目前还不能生产大型民用飞机、深水海洋石油装备。90%的高档数控机床、95%的高档数控系统、机器人和工厂自动控制系统依赖进口。科学仪器和精密测量仪器对外依存度达70%。二、我国高端装备制造业发展态势和展望（2）关键零部件发展滞后，主机面临“空壳化”危险高端主机和成套设备所需的关键零部件、元器件和配套设备大量进口。海洋工程装备的大多数配套设备依赖进口。航空工业所需发动机、机载设备、原材料和配套件的配套能力差。为高档数控机床配套的高档功能部件70%需要进口。大型工程机械所需30Mpa以上液压件全部进口。占核电机组设备投资1/4的泵阀主要依赖进口。（3）现代制造服务业发展不良，价值链的高端缺位我国装备制造业的发展过度依赖单机、实物量的增长，而为用户提供系统设计、系统成套和工程承包、维修改造、回收再制造等服务业未能得到培育，绝大多数企业的服务收入所占比重低于10%，处于价值链低端的加工装配环节。《国务院关于加快培育和发展战略性新型产业的决定》起草小组，在初期选择重点发展领域时，未考虑高端装备制造业。2010年初，起草小组分华东、中南、东北三条线组织了对我国战略性新兴产业的调研。通过调研感受到我国新能源、新材料、生物医药、信息产业的发展十分令人鼓舞。同时也看到了这些产业所使用的装备却绝大部分依赖进口。调研所发现的情况引起起草组的高度重视，使大家清醒地认识到高端装备在发展我国战略性新兴产业中的重要作用，因此，决定将高端装备制造列为战略性新兴产业的重点领域。1.国家为什么要将高端装备制造业列为战略性新兴产业●是转变经济发展方式的根本手段装备制造业承担着为国民经济各行业和国家安全提供装备的重任，带动性强，波及面广，其技术水平不仅决定了各产业当前竞争力的强弱，而且决定了今后运行的质量和效益。高端装备制造业是转变经济发展方式的根本手段。●是战略性新兴产业的重要保障新能源、新材料、节能环保、生物医药、信息网络等战略性新兴产业具有技术密集度高的特点，需要有高技术水平的装备为其发展提供支撑，发展高端装备制造业则是“十二五”期间战略性新兴产业能实现健康、持续、快速发展的重要保障。●是做强装备制造业的重要抓手高端装备制造业具有掌握核心技术、市场需求前景广阔、资源能耗低、带动系数大、综合效益好等多种特征，这就决定了高端装备制造业的发展壮大，将对整个装备制造业的规模、技术水平的提升，产业结构的调整具有重要的推动作用。高端装备制造业航空装备海洋工程装备智能制造装备轨道交通装备卫星及其应用国务院明确的高端装备制造业重点方向2、高端装备制造业发展重点（1）航空装备——大型客机150座的C919单通道干线飞机，2014年实现首飞。——支线飞机加快ARJ21-700型涡扇飞机研制，适时启动加长型、公务型、货运型飞机研制，加快50座新舟60系列的改型。（1）航空装备——通用飞机加快研制生产大型灭火和水上应急救援飞机，支持大中型特种飞机、中/重型直升机和高端公务机的发展，支持发展6座（含）以下轻小通用飞机、水上飞机、无人飞机、特种飞行器和2吨（含）以下直升机。（1）航空装备——航空设备加快发展航电、通讯导航、液压、燃油、环控、电源、起落架、二次动力、生活设施、防火、照明、健康监控系统。——航空发动机——航空工业服务业（2）卫星及应用——航天运输系统开展重型运载火箭及发动机、先进上面级、多星上面级工程研制和关键技术攻关。——应用卫星系统发展固定通信、移动通信卫星、宽带多媒体卫星。完成第二代北斗卫星导航系统一期工程建设。（2）卫星及应用——卫星地面系统组建国家陆地卫星数据中心；建设和完善卫星导航基准站、卫星地球站/地面关口站；建设和完善卫星导航基准站、卫星运行管理、数据处理地面配套设施。（2）卫星及应用——卫星应用系统大力推进卫星通信在远程教育、远程医疗、应急通信等公共服务中的应用，支持直播卫星、宽带多媒体卫星的应用服务。推进卫星导航在金融、电力、通信、交通、农业、渔业行业的应用。（3）轨道交通装备——动车组及客运列车开发适应高寒、高热、高风沙、高湿、广域等不同系列的谱系化动车组。开发摆式列车、200km/h客运机车及客车产品。——重载及快捷货运列车突破30t及以上轴重重载机车、160-200km/h快捷货运机车和货车技术，研制大功率交流传动机车、大轴重重载货车、快捷货运列车。（3）轨道交通装备——城轨交通多样性装备开展储能式轻轨车辆、100%低地板车辆、中低速磁浮车辆研发。——大型养路机械装备研制捣固稳定车、高效清筛机、带道砟分配功能的配砟整形车、道床综合处理车、钢轨铣床磨车、高精度测量车、高速轨检车、钢轨探伤车、物料运输车、接触网综合作业车、轨道吸污车、轨道除雪车。（3）轨道交通装备——通信信号系统开发适合城际铁路特点的列控系统产品。开发基于无线的列控系统(CBTC)。——综合监控与运营管理信息化（4）海洋工程装备●海洋矿产资源开发装备大力发展半潜式钻井/生产平台、钻井船、自升式钻井平台、浮式生产储卸装置、物探船、起重铺管船、水下生产系统及水下立管等装备，逐步实现自主设计建造；积极开展天然气水合物、海底金属矿产资源开发装备的前期研究和技术储备，为培育相关产业奠定基础。●海洋可再生能源和化学资源开发装备大力发展海上及潮间带风机安装平台(船)、海上风机运营维护船、海上及潮间带风力发电装备等，全面推进海洋可再生能源的产业化；以海水淡化和综合利用装备为重点，促进海洋化学资源开发装备的产业化；积极开展海洋波浪能、潮汐能、海流能、温差能、海水提锂、海水提铀等开发装备的前期研究和技术储备。●其他海洋资源开发装备以海上浮式石油储备基地、海上后勤补给基地等装备为重点，加快关键设计、建造技术的研究和攻关；积极开展海上机场、海上卫星发射场等装备的前期研究。（5）智能制造装备（本项内容将在后面详细介绍）●新能源产业——新一代核电设备——太阳能光伏电池及其制造设备——风电整机、关键零部件和控制系统——生物质能发电机组3、其它战略性新兴产业中需要的高端装备高端装备除上述5个重要发展方向之外，在其它6个领域也必须以高端装备为支撑。●节能环保产业——高效节能锅炉窝炉——电机及拖动设备——余热压利用设备——高效、低成本的污水、固体废物、烟气处理设备——环境监测设备1.智能化是装备制造业重要发展趋势三、智能制造装备发展展望中国机械工程学会在路甬祥理事长倡议和亲自指导下，开展了《中国机械工程技术路线图》的编制，提出了未来20年，在市场和创新的双轮驱动下，机械工程技术将朝着绿色、智能、超常、融合、服务方向发展。其中“智能”是鲜明的特点之一。绿色制造强调通过资源综合利用和循环使用、短缺资源的代用以及节能降耗等措施实现资源的持续利用；同时减少废料和污染物的生成及排放，提高生产和消费过程与环境的相容程度，最终实现经济效益和环境效益的最优化。机械产品全寿命周期的绿色化是未来机械工程技术发展的重要方向。绿色制造体现在：产品设计绿色化、材料绿色化、制造工艺绿色化、包装绿色化、处理回收绿色化。绿色美国奇点大家教授瓦德瓦2012年1月11日在《华盛顿邮报》提出：“当我们将人工智能、机器人和数字制造技术相结合，将会发生一场制造业的革命。它使得美国企业家在本地建厂开工，生产出各种各样的产品。这样，中国还如何能与我们竞争？美国注定要重新获得制造业的领导权，而很快就该轮到中国去担忧了。”智能美国学者提出的三大技术相结合产生的制造模式，我们可以称之为制造智能化，也可称之为智能制造。有不少人提出疑问，智能制造是不是制造业的发展方向，它能不能给制造业带来革命性变化。智能20世纪50年代诞生的数控技术以及随后出现的机器人技术和计算机辅助设计技术，开创了数字化技术用于制造活动的先河，也解决了制造产品多样化对柔性制造的要求；传感技术的发展和普及，为大量获取制造数据和信息提供了便捷的技术手段；人工智能技术的发展为生产数据与信息的分析和处理提供了有效的方法，给制造技术增添了智能的翅膀。信息技术和自动化技术使制造业的发展