蔣莊德院士
振興制造業從短期看是實現經濟良性循環的關鍵,長期看是國家經濟命脈。黨的十八大報告指出,要推動戰略性新興產業和先進制造業健康發展。十八屆五中全會強調,要實施《中國制造2025》,加快建設制造強國。習近平總書記指出,工業是立國之本。在當前國際經濟和科技發展的大背景下,世界各主要國家均高度重視制造業的發展。制造業物化了最新的科技成果,是各國科技創新的主戰場。
美國奧巴馬提出了重振制造業的政策,特朗普上臺后對奧巴馬的其他主要政策均持反對態度,但是對這個政策不但支持,而且還進一步加強。德國的“工業4.0”主要解決了數字化和網絡化的問題,智能化的研究正在進行當中。從美國、德國和中國制造業的競爭比較優勢來看:美國為社會創新、高科技、集全球資源;德國為基礎雄厚、質量過硬、工藝嚴謹;中國為體系完整、內需市場大、人力資源強。此外,英、法、日的制造業也很強,均在實施和加強先進制造業的計劃。我去年受邀到印度科學院講學,他們特別提出要我增加一場關于“中國制造”的報告,而聽眾卻有許多物理學家、化學家和材料學家以及納米技術方面的專家,足見印度科技界對制造業興起的重視。
中國工業人的奮斗目標就是希望把我國變成制造強國。可以說,制造強則國家強。從晚清開始,1865年曾國藩、李鴻章建江南制造總局,1892年張之洞建漢陽兵工廠,詹天佑1905年建京張鐵路,以及孫中山先生的《建國方略》中的《實業救國篇》。中國機械工業的卓越領導人之一沈鴻,抗日戰爭期間為挽救民族危亡,在極艱苦的條件下,設計建造了各種兵工和民用工廠的成套機器設備。建國初期,蘇聯援建的156個大型骨干企業,為我國培養了大批的科技人才和技術工人,成為我國非常重要的戰略人才儲備。20世紀60年代我國的三線建設大部分都是依靠這樣一些骨干企業的技術人員和高級技工建設起來的。又如,具有我國原始創新的“倪志福鉆頭”和黃潼年的“齒輪動態整體誤差測量新技術”等。多少代中國人為實現實業救國的夢想而不懈努力、奮斗終身。
特別是改革開放以來,1986年王大珩、王淦昌、楊嘉墀和陳芳允四位科學家向鄧小平同志提出“關于跟蹤研究外國戰略性高技術發展的建議”所實施的863計劃,取得了巨大的成績。去年是該計劃實施30周年,我是“十一五”期間先進制造技術領域的專家組專家。在制造業領域,863計劃對機器人、制造業信息化、微納制造等高新技術的發展發揮了重要的作用。我國工業發展產生的巨大變化是以前難以想象的,航空航天、船舶、高鐵、高端裝備等快速發展,尤其是汽車、電子消費產品,還有信息技術已經進入到尋常百姓家,改變了人們的生產生活方式。當前我國科技和工業的發展正處在一個重要的歷史關頭。
中國工程院、工信部、國家質檢總局從2013年1月啟動并開展了《制造強國戰略研究》重大咨詢項目。由50多位院士和100多位專家經過一年多的調研起草了“中國制造2025”國家戰略的研究報告,充分考慮到了發達國家重振制造業和發展中國家在中低端搶占市場份額的實際情況。與新興發展中國家相比,我國人力成本上升,中低端制造領域的優勢正逐漸喪失,印度、越南、印尼等發展中國家則以更低的勞動力成本承接勞動密集型產業的轉移。因此,這是在雙向擠壓的狀況下,結合我國的發展現狀和目標所提出來的國家戰略報告,2015年李克強總理在政府工作報告中正式提出,這是一面大旗,具有極其重要的引領作用。在2017年政府工作報告中再次提出,要深入實施《中國制造2025》,加快大數據、云計算、物聯網應用,以新技術、新業態、新模式推動傳統產業生產、管理和營銷模式變革。《中國制造2025》實施幾年來所取得的成績有目共睹,而且也逐漸深入人心。我國制造業正處在歷史發展的最關鍵的節點上,信息技術和制造技術的深度融合是新一輪工業革命的核心,是制造業創新驅動、轉型升級的制高點、突破口和主攻方向,是貫徹《中國制造2025》的主線。而“兩化融合”最突出的體現就是智能制造,下一階段“中國制造2025”發展過程中,智能制造是主要的載體。
一方面,工業互聯網、先進傳感技術、大數據、人工智能等的發展尤為迅速。工業互聯網集軟件和傳感器為一體,使機器設備之間能即時通訊。據通用電器預測,未來20年工業互聯網將使全球GDP的增長達到10萬億到15萬億美元。而美國南卡羅萊納州的格林威爾燃氣輪機工廠建立了一個燃氣輪機的專用試驗裝置,在一個長10米的渦輪機上布滿了5000個傳感器,測試收集和采集的數據量達到5萬億字節(TB),相當于世界最大規模的美國國會圖書館印刷物約一半的信息量,利用這套裝置在1臺燃機運行200小時獲得的信息量幾乎與500臺普通燃機運行1年所獲得的信息相當。這充分顯示了先進傳感技術和大數據的作用。而人工智能的發展,正是基于先進傳感技術、大數據和深度學習等科技的發展。
1956年夏季,麥卡錫、明斯基、紐厄爾和西蒙等一批青年科學家在達特茅斯學院開會,共同研究和探討用機器模擬智能的一系列有關問題,并且首次提出了“人工智能”的概念。后來,西蒙于70年代先后獲得了計算機的圖靈獎(1975)和諾貝爾的經濟學獎(1978),他和紐厄爾兩人帶到會議上去的“邏輯理論家”是當時唯一可以工作的人工智能軟件。這些人可以被稱為“人工智能之父”。20世紀末21世紀初,國際象棋大師卡斯帕羅夫與IBM的“深藍”等計算機,分別在1996年、1997年、2003年2月和11月進行了四次大戰,基本戰成平手。但是近年來人工智能發展迅速,到2016年3月,谷歌所開發的AlphaGo跟韓國圍棋九段棋手李世石下棋,以4:1戰勝了李世石,使得人們對人工智能的認識發生了巨大的變化。
歷經60年,當前人工智能的飛躍發展是基于大數據和深度學習等科技的發展,這些發展帶來了一些根本性的變化。新一代人工智能將基于新的信息環境、新技術和新的發展目標。新的信息環境包括互聯網、移動設備、網絡社區、傳感器網絡;新技術包括先進傳感、大數據、高性能計算、新的模型與算法;新的發展目標是從宏觀到微觀的智能化新領域,包括智能制造、智能汽車、智能醫療等。
我國多年來已形成了一批具有核心技術的裝備產品,如載人航天、探月工程、載人深潛、新支線飛機、高速軌道交通等領域取得突破性進展,特高壓輸變電設備、千萬億次超級計算機、百萬噸乙烯成套裝備等已躍居世界前列。
另一方面,我們還要保持清醒的認識,我國有些關鍵核心技術對外依存度較高,高端裝備、基礎零部件等方面還與發達國家存在較大差距。以高檔轎車的發動機噴油嘴和后橋差速器的精密齒輪為例,其加工的主要裝備還是要從國外進口,高性能液壓件與氣動元件、高速精密軸承、特種執行機構以及高鐵的很多零部件仍然依靠進口,包括一些軸承、傳感器等等。風電設備關鍵部件的壽命與國外相比還有很大的差距。對地觀測衛星的分辨率提高需要大尺寸的非球面光學鏡頭元件,而其加工機床也要從國外購買。此外,高檔數控系統,現在主要還是日本的發那科(FANUC)和德國的西門子(Siemens)占據了國際的主要市場。有些歷史教訓要引起我們的高度重視,從基礎研究到小批量應用再到產業化,千萬不能忽視這些硬件的、制造業最基礎的東西,這些裝備和零部件、關鍵的工藝和材料,從制造的角度來講我們是跨越不過去的,只有這些技術的同時發展,才能真正達到“制造強國”的目標。不要一個新的科技出來以后,有關方面和媒體一炒,倉促跟進,但一段時間后回過頭來會發現很多基礎零部件和關鍵技術還沒有發展上去。
事實上,對于我國客機和微電子的發展一直有兩種觀點,主要是以購買為主還是以自己研發為主,最終國家還是決定要自行發展。在已實施的16個重大專項中,極大規模集成電路制造、核高基、大飛機C919以及新啟動的包括航空發動機在內的兩機專項,都是基于我們自己來解決。同時,我們應注意到當前“智能制造”熱,社會關注度高,也得到各方的支持;而“綠色制造”冷,因為無法直接帶來客觀的收益,企業實行的主觀能動性差,工業強基的標志性成果也不多。新產業的發展速度快,但多數仍處于低發展水平。我們應堅定不移地堅持長期支持制造業,尤其是先進制造業的發展,在政策、技術研發和創新投入上始終保持支持的力度和強度,將制造業這一國家和地區經濟社會發展的根基打牢,始終堅持發展制造業不動搖。
(本文作者為全國人大常委會委員、全國人大環境與資源保護委員會委員,民盟中央常委,教育部科學技術委員會副主任兼戰略研究指導委員會主任,陜西省科協主席,中國工程院機械與運載工程學部院士,西安交通大學教授)
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