【摘要】智能制造是我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向。隨著中美貿(mào)易摩擦和競爭的不斷升級，我國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的外部環(huán)境已發(fā)生改變，美國對華技術(shù)禁售和“斷鏈脫鉤”日趨常態(tài)化，對國內(nèi)企業(yè)發(fā)展和國家經(jīng)濟安全造成一定威脅。顛覆性技術(shù)創(chuàng)新既是把握科技變革和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要抓手，也是我國實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控的突破口。未來，在深刻把握顛覆性技術(shù)創(chuàng)新特征的基礎(chǔ)上，應(yīng)注重探索基于科學(xué)技術(shù)新發(fā)現(xiàn)的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，為制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級提供持續(xù)的源動力；著力推動基于關(guān)鍵核心技術(shù)突破的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，塑造制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的核心競爭優(yōu)勢；大力促進基于技術(shù)交叉融合的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，為制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級提供新思路和新路徑；加快探索和開發(fā)基于場景創(chuàng)新應(yīng)用的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，不斷拓展制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的邊界。
【關(guān)鍵詞】制造業(yè) 顛覆性技術(shù)創(chuàng)新 智能化轉(zhuǎn)型升級
【中圖分類號】F273.1 【文獻標識碼】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2023.17.004
楊瑾，西北工業(yè)大學(xué)公共政策與管理學(xué)院教授、博導(dǎo)。研究方向為裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)競爭力與競爭優(yōu)勢。主要著作有《大型復(fù)雜產(chǎn)品制造業(yè)集群升級機理及路徑》、《裝備制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級影響因素及作用機理》（論文）、《數(shù)字經(jīng)濟時代裝備制造企業(yè)顛覆式創(chuàng)新模式——基于扎根理論的探索》（論文）等。
引言
制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟的主體。近年來，我國制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)取得了舉世矚目的成就，參與國際生產(chǎn)分工的整體水平不斷提升，已經(jīng)形成了體系化的產(chǎn)業(yè)鏈和全球化的供應(yīng)鏈（Ju & Yu, 2018），但同時也面臨著大而不強、自主創(chuàng)新能力較弱、對外依存度較高、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理等種種問題，整體仍處在全球價值鏈中低端環(huán)節(jié)。與此同時，隨著第四次工業(yè)革命的到來，全球產(chǎn)業(yè)進一步融合，制造業(yè)附加價值不斷向技術(shù)研發(fā)和營銷服務(wù)兩端集中，全球價值鏈的微笑曲線日益陡峭。當前，我國正在加快構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局，這是應(yīng)對錯綜復(fù)雜的國際環(huán)境變化的戰(zhàn)略舉措，也是適應(yīng)我國經(jīng)濟發(fā)展階段變化的主動選擇。我國要避免落入“中等收入陷阱”，在復(fù)雜多變的國內(nèi)外環(huán)境中取得新的發(fā)展突破，必須通過產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈的重塑來實現(xiàn)，尤其要在高端科技和裝備制造等領(lǐng)域有所突破，解決“卡脖子”技術(shù)難題，不斷向高附加值的全球價值鏈兩端移動，實現(xiàn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展，這是當下緊迫的戰(zhàn)略任務(wù)。
制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級是中國經(jīng)濟未來發(fā)展的主要動力與方向（周源，2018）。近年來，隨著人工智能技術(shù)的突飛猛進，智能制造已然成為中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的“新動能”。一方面，智能制造對于一個國家的經(jīng)濟發(fā)展具有重要的推動作用，能夠促進就業(yè)、推動創(chuàng)新、提升發(fā)展的可持續(xù)性（Treville et al., 2017）。另一方面，智能制造可以為企業(yè)帶來前所未有的巨大競爭力，包括更具個性化的產(chǎn)品和服務(wù)、更加智能化靈活化的工廠、更敏捷高效的供應(yīng)鏈系統(tǒng)、更優(yōu)化的生產(chǎn)流程、更具創(chuàng)新性的組織模式、更高的運營績效和全要素生產(chǎn)率（Mortensen & Madsen, 2019；溫湖煒和鐘啟明，2021）。《中國制造2025》也將推進智能制造定位為中國制造業(yè)實現(xiàn)由大變強的主攻方向。[1]發(fā)展智能制造，就是要依托現(xiàn)有的“中國制造”基礎(chǔ)，通過制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級發(fā)展“中國智造”，進而提升我國制造業(yè)在全球價值鏈中的地位和國際競爭力。當前，我國智能制造發(fā)展的關(guān)鍵是要通過智能技術(shù)的廣泛深入應(yīng)用，加快制造工藝技術(shù)和生產(chǎn)模式改造，促進運維服務(wù)和綜合管理提質(zhì)增效，實現(xiàn)制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級（杜宇瑋，2019）。
我國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級面臨的挑戰(zhàn)
關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域面臨發(fā)展瓶頸。智能制造雖然是中國裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向（周濟，2015），但從整體來看，尚處于發(fā)展的初級階段。雖然一些企業(yè)在智能化轉(zhuǎn)型升級的道路上取得了一定成績，但是這些成績主要還是圍繞在邊緣或者非核心技術(shù)環(huán)節(jié)，核心技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)品制造能力仍有待提升。比如，在智能制造最核心的裝備——工業(yè)機器人領(lǐng)域，我國高精密減速器、控制器以及高性能交流伺服電機和驅(qū)動器等的關(guān)鍵核心零部件大部分依賴進口，而這些零部件占到整體生產(chǎn)成本的70%以上。雖然我國已成為全球最大的智能制造裝備市場，但是近80%的市場份額卻被ABB、FANUC、YASKAWA等幾家國際巨頭所占據(jù)，國內(nèi)目前仍缺乏具有全球影響力的智能制造企業(yè)。再比如，在新冠疫情防控中，暴露出我國在以體外膜肺氧合（ECMO）和有創(chuàng)醫(yī)用呼吸機等為代表的高端醫(yī)療裝備制造領(lǐng)域?qū)夂诵募夹g(shù)和關(guān)鍵零部件存在一定依賴，突顯出我國裝備制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級仍面臨著關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”的難題。
外部環(huán)境日趨嚴峻。2017年以來，隨著中美貿(mào)易摩擦不斷升級，部分發(fā)達國家進一步強化了各種不合理的限制措施，使我國獲取全球創(chuàng)新資源的難度加大，裝備制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的外部環(huán)境逐步發(fā)生變化。2017年8月，美國特朗普政府簽署法令正式對中方啟動“301調(diào)查”，主要涉及技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)創(chuàng)新和知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域；2019年5月16日，美國商務(wù)部工業(yè)和安全局（BIS）將華為及70家關(guān)聯(lián)企業(yè)列入其所謂的“實體清單”后，2023年6月14日，又宣布將我國隸屬于中國航空工業(yè)集團公司的研究院以及隸屬于上海超級計算中心的上海海計信息技術(shù)有限公司等31家企業(yè)列入“實體清單”。自1997年6月，美國將中國工程物理研究院列入“實體清單”之后，截至目前，已經(jīng)有1000多家中國企業(yè)和機構(gòu)被美國列入“實體清單”，其中超過600家是自特朗普執(zhí)政以來新列入“實體清單”的。除非有美國政府的臨時通用許可證，否則列入該清單的企業(yè)和機構(gòu)將無法購買和使用美國的技術(shù)和產(chǎn)品。美國此舉意圖在全方位阻礙中國企業(yè)獲取發(fā)展所需的技術(shù)、設(shè)備、資金和人力等生產(chǎn)要素。
傳統(tǒng)創(chuàng)新路徑已然失效。隨著我國與發(fā)達國家技術(shù)水平特別是技術(shù)創(chuàng)新能力的差距不斷縮小，我國與發(fā)達國家由以互補關(guān)系為主轉(zhuǎn)為以競爭關(guān)系為主，而現(xiàn)階段發(fā)達國家及其企業(yè)只有控制關(guān)鍵核心技術(shù)，才能保持其市場競爭力乃至國家競爭力。這也就是為什么“關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的”。由此，在國際形勢復(fù)雜嚴峻，貿(mào)易保護主義抬頭和“逆全球化”暗流涌動的背景下，中國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級不僅難以引進國外先進技術(shù)及其產(chǎn)品（零部件），而且以往通過基于進口產(chǎn)品的逆向工程、市場換技術(shù)、外國直接投資（FDI）的技術(shù)外溢效應(yīng)、海外并購等多種正規(guī)渠道引進技術(shù)及產(chǎn)品的難度也大幅增加。頻繁遭遇“斷供”和禁售等極端措施，使“卡脖子”技術(shù)問題越來越突出，對我國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的進程造成阻礙，甚至給國內(nèi)企業(yè)發(fā)展和國家經(jīng)濟安全帶來了負面影響。
以顛覆性技術(shù)創(chuàng)新破解產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的困境
顛覆性技術(shù)。當今世界正處于新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革孕育期，顛覆性技術(shù)不斷涌現(xiàn)，推動新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式加速迭代。顛覆性技術(shù)是一種另辟蹊徑、會對已有傳統(tǒng)或主流技術(shù)產(chǎn)生顛覆性效果的技術(shù)，能夠引領(lǐng)全新的產(chǎn)品和服務(wù)，并重新配置價值體系，直接推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級（Christensen & Bower, 1996；陳繼祥等，2012；黃魯成等，2015；Christensen et al., 2019；斯曉夫等，2020）。顛覆性技術(shù)可能是新興技術(shù)，也可能是重大核心技術(shù)突破或交叉融合技術(shù)，還可能是現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，而“卡脖子”的技術(shù)一般是原有技術(shù)，屬于主流技術(shù)范疇。在“卡脖子”技術(shù)對技術(shù)需求方造成威脅時，顛覆性技術(shù)能夠起到替代作用，有效破解技術(shù)需求方的“卡脖子”困局（湯志偉等，2021）。
顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的形式。顛覆性技術(shù)創(chuàng)新主要有三種形式：第一，基礎(chǔ)研究創(chuàng)新帶來的重大技術(shù)變革。例如，20世紀90年代末，我國楊德森院士團隊從基礎(chǔ)研究做起，突破多項關(guān)鍵技術(shù)，顛覆了當時國際通用的傳統(tǒng)聲吶原理，研制出全新的矢量聲吶，這一突破被喻為水聲技術(shù)的一場革命。第二，長期積累與跨領(lǐng)域科技創(chuàng)新突破，由量變引發(fā)質(zhì)變，最終發(fā)生顛覆性的跨越提升。例如，從CRT、LCD到OLED顯示技術(shù)的顛覆性發(fā)展，以及固態(tài)硬盤對機械硬盤的顛覆實質(zhì)是半導(dǎo)體行業(yè)對硬盤行業(yè)的顛覆（明星等，2020）。第三，在現(xiàn)有科技基礎(chǔ)上的場景創(chuàng)新應(yīng)用。例如，三一重工對其18號廠房實施智能化改造后，實現(xiàn)了對整個生產(chǎn)過程的精益管控，大大提升了產(chǎn)品制造過程的質(zhì)量、物流、生產(chǎn)管控程度，大幅提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，降低了制造運營成本，成為離散型柔性制造的典型應(yīng)用場景。顛覆性技術(shù)創(chuàng)新是科學(xué)前沿研究與新興技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的創(chuàng)新巨變，能夠帶來產(chǎn)業(yè)技術(shù)架構(gòu)與組件的雙重變革和市場顛覆，引領(lǐng)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)升級方向，是企業(yè)、產(chǎn)業(yè)、國家獲得制勝先機和持續(xù)競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵（肖廣嶺，2019）。
顛覆性技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。以美、英為代表的發(fā)達國家普遍認識到顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的重要性，都在積極部署產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的重大科技創(chuàng)新計劃，試圖盡快掌握一批重要領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)，打開產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的突破口。美國是最早進行顛覆性技術(shù)研發(fā)的國家，互聯(lián)網(wǎng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無人飛機等都是美國最早提出并實現(xiàn)的顛覆性技術(shù)。2010年，英國發(fā)布了《技術(shù)與創(chuàng)新未來：英國2030年的增長機會》，遴選出了有望支撐英國2030年發(fā)展的53項顛覆性技術(shù)作為重點布局方向。2019年，德國發(fā)布《國家工業(yè)戰(zhàn)略2030：對于德國和歐洲產(chǎn)業(yè)政策的戰(zhàn)略指導(dǎo)方針》，突出強調(diào)了“改變游戲規(guī)則”的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，認為它對經(jīng)濟的重要領(lǐng)域甚至所有領(lǐng)域及其增值鏈都會產(chǎn)生根本性的影響。2013年，日本頒布了《顛覆性技術(shù)創(chuàng)新計劃》（ImPACT），旨在對創(chuàng)新管理體系進行根本性改革，實現(xiàn)以顛覆性技術(shù)創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。縱觀世界各主要發(fā)達國家的發(fā)展歷程，顛覆性技術(shù)創(chuàng)新既是把握科技變革和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要抓手，也是塑造制造業(yè)國際競爭優(yōu)勢的重要途徑。
黨的十九大報告提出，突出關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，為建設(shè)科技強國、質(zhì)量強國、航天強國、網(wǎng)絡(luò)強國、交通強國、數(shù)字中國、智慧社會提供有力支撐。[2]黨的二十大報告進一步突出了顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的重要地位，提出“以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，集聚力量進行原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)，堅決打贏關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)。加快實施一批具有戰(zhàn)略性全局性前瞻性的國家重大科技項目，增強自主創(chuàng)新能力”。[3]制造業(yè)是國家創(chuàng)新體系建設(shè)和科技強國建設(shè)的核心領(lǐng)域，而顛覆性技術(shù)創(chuàng)新是我國實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控的突破口，為制造業(yè)加快技術(shù)追趕、實現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型升級提供了新機遇和新路徑。
基于顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級路徑
顛覆性技術(shù)是科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的先行突破口，歷次科技革命都以顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的出現(xiàn)和成熟為標志，進而帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展變革、商業(yè)模式變革、競爭手段變革，建立新的技術(shù)-經(jīng)濟范式。把握顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)生與演進規(guī)律，營造有利于顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的政策環(huán)境，推動制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級，已成為我國深入實施《中國制造2025》、推進制造強國建設(shè)的核心任務(wù)之一。在構(gòu)建新發(fā)展格局的過程中，國際形勢已迥異于以往，特別是在國際主要創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中，信息、知識和人才的流動情況均已產(chǎn)生明顯變化，并且無法排除出現(xiàn)更多限制因素的可能。如何在外部技術(shù)來源不確定以及國家競爭甚至是對抗的條件下，總結(jié)和歸納歷史和現(xiàn)實的成功經(jīng)驗，厘清基于顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級路徑、推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，已成為一個重要的戰(zhàn)略問題。
深刻把握顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的特征。顛覆性技術(shù)創(chuàng)新主要有如下特征。一是歸零效應(yīng)顯著。基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域研究的突破有時難以預(yù)測，推動相關(guān)研究轉(zhuǎn)化為具有市場競爭力的產(chǎn)品也面臨著無法預(yù)料的障礙，一旦判斷失誤，前期的投入將成為無法收回的“沉沒成本”，同時也面臨著喪失發(fā)展機遇的巨大“機會成本”。因此，要強化對顛覆性技術(shù)的預(yù)見和識別能力，提升顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的成功率（王子丹等，2021）。二是不確定性。相較于漸進性技術(shù)創(chuàng)新，顛覆性技術(shù)創(chuàng)新更為復(fù)雜，失敗率更高。因而要不斷完善政策引導(dǎo)體系，通過專項資金支持、靈活的組織保障、多元化評價體系、構(gòu)建免責(zé)機制等手段為顛覆性技術(shù)創(chuàng)新提供精準支持，構(gòu)建“敢試錯、能容錯”的創(chuàng)新環(huán)境，提升制造業(yè)企業(yè)開展顛覆性技術(shù)創(chuàng)新、實現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型升級的意愿、信心和能力。三是非共識性。顛覆性技術(shù)創(chuàng)新在早期階段往往因其不符合既有的技術(shù)思想、現(xiàn)行的主流需求以及成熟的價值主張而得不到普遍認可和接受，而傳統(tǒng)的科研項目遴選方式難以甄別出真正的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新項目（趙云等，2022）。鑒于此，要為顛覆性技術(shù)創(chuàng)新提供專門的組織保障措施，可以在計劃性項目資助體系之外構(gòu)建專門管理顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的機構(gòu)或基金，以避免傳統(tǒng)價值體系的慣性對顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的干擾。同時也要增強外部監(jiān)管能力，減少尋租行為等導(dǎo)致項目失敗的非技術(shù)性因素。四是系統(tǒng)性。基于顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級強調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈上各主體和環(huán)節(jié)之間的“協(xié)同作戰(zhàn)”。應(yīng)堅持系統(tǒng)思維，集聚創(chuàng)新資源，培育和打造產(chǎn)業(yè)鏈上下游和跨行業(yè)融合的智能化轉(zhuǎn)型生態(tài)體系，促進顛覆性技術(shù)創(chuàng)新沿產(chǎn)業(yè)鏈上下游持續(xù)演進和溢出，鼓勵智能化轉(zhuǎn)型領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)鏈“鏈主”企業(yè)積極發(fā)揮對其他企業(yè)的示范引領(lǐng)作用，從而帶動制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈整體的智能化轉(zhuǎn)型升級。五是不平衡性。在不同領(lǐng)域、不同行業(yè)和不同企業(yè)之間，以顛覆性技術(shù)創(chuàng)新推進智能化轉(zhuǎn)型升級所需的資源、能力存在較大的差異性和不平衡性，應(yīng)結(jié)合具體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的實際情況，根據(jù)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的類型和成果，采取分階段、分層級、分類型甚至分項目的實施策略，采用一體化布局和差異化、針對性精準推進的轉(zhuǎn)型方式，提升制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的效率和質(zhì)量。準確把握顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的特征，是破解阻礙顛覆性技術(shù)創(chuàng)新壁壘的前提，因此，應(yīng)進一步加強對顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的研究和認知，更好地把握其特征和規(guī)律。
注重探索基于科學(xué)技術(shù)新發(fā)現(xiàn)的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新。基于科學(xué)技術(shù)新發(fā)現(xiàn)的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新是指在突破原有技術(shù)范式的基礎(chǔ)上，挑戰(zhàn)科技“無人區(qū)”，最終產(chǎn)生重大的科學(xué)思想、科學(xué)發(fā)現(xiàn)、理論突破和技術(shù)發(fā)明等“從0到1”的原創(chuàng)性成果。這類成果不僅開辟了研究的新領(lǐng)域、新學(xué)派甚至新學(xué)科，而且會催生新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝、新市場和新業(yè)態(tài)等。基于科學(xué)技術(shù)新發(fā)現(xiàn)的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新所需投資最多，實現(xiàn)難度最大，但一經(jīng)突破，所獲效益也最為豐厚和持續(xù)，尤其會對基礎(chǔ)研究領(lǐng)域及其相關(guān)技術(shù)研發(fā)活動產(chǎn)生深遠影響，并促使社會生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)格局等發(fā)生顛覆性變革。如經(jīng)典力學(xué)催生了蒸汽機，繼而引發(fā)了第一次工業(yè)革命；又如麥克斯韋方程組等電磁理論的突破產(chǎn)生了雷達技術(shù)等。據(jù)此，要加強基于科學(xué)技術(shù)新發(fā)現(xiàn)的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，為制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級提供持續(xù)的技術(shù)源頭供給。
具體而言，一是要提升重大科技創(chuàng)新方向的系統(tǒng)性前瞻布局能力。以科技自立自強為引領(lǐng)，將制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級置于戰(zhàn)略層面進行系統(tǒng)布局。鑒于科學(xué)技術(shù)新發(fā)現(xiàn)的公共物品屬性，應(yīng)由政府牽頭，充分釋放新型舉國體制的系統(tǒng)性活力，組織戰(zhàn)略科學(xué)家超前論證和遴選重要科學(xué)研究方向，部署一系列重大科學(xué)研究計劃和重點實驗室，建立國際創(chuàng)新合作平臺，聯(lián)合開展相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)前沿問題的探究。以大科學(xué)計劃、大科學(xué)工程、大科學(xué)裝置和大科學(xué)項目為抓手，設(shè)立專項科學(xué)研究基金，鼓勵高校、科研機構(gòu)與制造業(yè)企業(yè)圍繞制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型共建聯(lián)合實驗室，開展有組織的基礎(chǔ)研究，鍛造提出并解決世界一流科學(xué)問題的能力。二是要進一步強化基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。基礎(chǔ)研究是顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的先導(dǎo)。習(xí)近平總書記在主持二十屆中共中央政治局第三次集體學(xué)習(xí)時強調(diào)，“加強基礎(chǔ)研究，是實現(xiàn)高水平科技自立自強的迫切要求，是建設(shè)世界科技強國的必由之路。”[4]一方面，要聚焦量子力學(xué)、人工智能、腦科學(xué)等顛覆性前沿科學(xué)領(lǐng)域，搶抓全球科技發(fā)展先機，重點布局基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究中心和科研創(chuàng)新平臺，建立持續(xù)穩(wěn)定的基礎(chǔ)科學(xué)研發(fā)投入機制，適度延長基礎(chǔ)科研項目的評價周期，構(gòu)建有利于自由探索的基礎(chǔ)研究科研生態(tài)；另一方面，要基于制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的需求牽引，在突破“卡脖子”技術(shù)基本原理的基礎(chǔ)上開展需求導(dǎo)向型應(yīng)用基礎(chǔ)研究，從源頭上突破和解決制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件受制于人的問題。
著力推動基于關(guān)鍵核心技術(shù)突破的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新。基于關(guān)鍵核心技術(shù)突破的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新是指在當前技術(shù)路徑受阻的情況下，通過開辟新的技術(shù)軌道，有效化解“低端鎖定”和“卡脖子”困境，實現(xiàn)技術(shù)軌道躍遷的非線性創(chuàng)新過程。例如，在部分芯片工藝中，碳基芯片可以替代主流的硅基芯片，突破硅基研發(fā)路徑的限制，實現(xiàn)技術(shù)軌道躍遷。當前，我國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的一些關(guān)鍵核心技術(shù)仍然受制于人，部分關(guān)鍵零部件、元器件和材料主要依賴進口，給制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的進程帶來了一定阻礙，亟需通過基于關(guān)鍵核心技術(shù)突破的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)由傳統(tǒng)制造的技術(shù)軌道向新一代智能制造技術(shù)軌道的躍遷，形成制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的核心競爭優(yōu)勢。
首先，要集中力量突破關(guān)鍵共性技術(shù)。應(yīng)充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會的作用，對產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)鍵共性技術(shù)進行普查，梳理出“卡脖子”的關(guān)鍵共性技術(shù)清單，采取“揭榜掛帥”等方式重點攻克集成電路、數(shù)控機床、工業(yè)基礎(chǔ)軟件等領(lǐng)域制約我國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵共性技術(shù)，開展關(guān)鍵共性技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范，逐步擴大國產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品的替代范圍和力度，筑牢制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的工業(yè)根基。其次，要加強“硬科技”創(chuàng)新布局，加快突破制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的短板和痛點。圍繞基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)技術(shù)和基礎(chǔ)軟件等“五基”領(lǐng)域嚴重制約制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵短板和痛點布局創(chuàng)新鏈，立項并實施一系列針對性研究項目，促進“五基”領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)實現(xiàn)突破。最后，要進一步完善科研聯(lián)合攻關(guān)體系。滿足各類創(chuàng)新主體的個性化訴求，發(fā)揮各類創(chuàng)新主體的天然優(yōu)勢，形成央企引領(lǐng)、民企參與、科研院所支撐以及優(yōu)勢互補的科研聯(lián)合攻關(guān)體系。一般而言，央企在完成有明確目標的科研攻關(guān)任務(wù)方面更具優(yōu)勢，可在關(guān)鍵核心技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)的進程中發(fā)揮引領(lǐng)作用，而民企在面向顛覆性技術(shù)創(chuàng)新時具備獨特的組織優(yōu)勢與動態(tài)能力優(yōu)勢。
大力促進基于技術(shù)交叉融合的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新。基于技術(shù)交叉融合的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新是指相互獨立的技術(shù)之間交叉滲透，進而催生出新技術(shù)或新產(chǎn)品，開辟出新市場的過程。通過5G、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等智能技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合，實現(xiàn)智能技術(shù)賦能，重構(gòu)或重組新的智能制造技術(shù)，不僅可以打破單一知識結(jié)構(gòu)的束縛，而且很有可能催生出更多的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)“1＋1＞2”的效應(yīng)。例如，基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算等智能技術(shù)和內(nèi)燃機等制造技術(shù)的深度融合形成的搭載智能駕駛技術(shù)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車，已成為集車體、通信和軟件于一體的信息平臺，既顛覆了僅作為交通工具的傳統(tǒng)汽車的功能價值，又作為智能化載體有效促進了管理、營銷、服務(wù)等環(huán)節(jié)的智能化轉(zhuǎn)型。因此，要大力推進制造領(lǐng)域各類技術(shù)與智能技術(shù)的交叉融合，為制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級提供新思路和新路徑。
第一，加強以問題為導(dǎo)向的跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的實質(zhì)性交叉融合，避免“為交叉而交叉”的簡單拼湊。應(yīng)圍繞制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級中的瓶頸問題，建立多元主體參與的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新支持平臺，以跨區(qū)域、跨產(chǎn)業(yè)、跨學(xué)科的創(chuàng)新平臺整合異質(zhì)性資源，推進大數(shù)據(jù)、實驗設(shè)施等研發(fā)要素的共享和聯(lián)動，強化制造業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)、科技企業(yè)、高校和科研院所以及第三方技術(shù)服務(wù)機構(gòu)等不同主體之間的跨界技術(shù)融合，促進知識等創(chuàng)新資源的跨界流動，培育和打造交叉融合的創(chuàng)新生態(tài)，推動各類技術(shù)的跨界融合，重構(gòu)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的核心能力。第二，完善復(fù)合型人才培養(yǎng)機制。根據(jù)人力資源與社會保障部的預(yù)測，到2025年智能制造領(lǐng)域人才缺口將達到450萬人。[5]為打造適應(yīng)智能制造發(fā)展需求的人才隊伍，應(yīng)打破學(xué)科專業(yè)壁壘，在當前交叉學(xué)科門類已設(shè)一級學(xué)科的基礎(chǔ)上，進一步圍繞人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域設(shè)立交叉學(xué)科和交叉專業(yè)。此外，還應(yīng)整合不同學(xué)科、不同專業(yè)的師資力量，有針對性地開設(shè)前沿交叉課程，貫通本碩博一體化培養(yǎng)體系，為制造業(yè)源源不斷地輸送既熟悉制造技術(shù)，又掌握智能技術(shù)，且具備先進管理思維的跨界復(fù)合型人才。第三，探索建立基于技術(shù)交叉融合的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新項目的評審機制。單一學(xué)科的內(nèi)部標準往往不足以識別和判斷基于交叉融合的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新項目的價值，因此要探索構(gòu)建包括戰(zhàn)略科學(xué)家和多領(lǐng)域?qū)＜以趦?nèi)的專家評審團隊和項目評審機制，從跨學(xué)科的視角，有效地識別和評估項目的發(fā)展?jié)摿σ约捌鋵?jīng)濟和社會的影響。
加快探索和開發(fā)基于場景創(chuàng)新應(yīng)用的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新。基于場景創(chuàng)新應(yīng)用的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新是在技術(shù)趨勢和用戶潛在需求的驅(qū)動下，通過現(xiàn)有技術(shù)要素與場景因素的創(chuàng)新組合，產(chǎn)生新的功能，形成新的價值主張、資源配置模式、生產(chǎn)組織模式和運營管理模式，從而實現(xiàn)跨層次、跨領(lǐng)域的價值創(chuàng)造過程。例如，陜鼓動力創(chuàng)造性地利用自身獨有的故障診斷技術(shù)，開發(fā)出旋轉(zhuǎn)機械遠程在線監(jiān)測及故障診斷智能系統(tǒng)，技術(shù)人員可利用該系統(tǒng)24小時不間斷地監(jiān)測客戶設(shè)備運行情況，在故障發(fā)生前收到預(yù)警信息，故障出現(xiàn)后第一時間為客戶提供在線技術(shù)支持，將客戶以往的非計劃性事后維修轉(zhuǎn)變?yōu)榭深A(yù)知的事前維修。相較于前述三種模式，基于場景創(chuàng)新應(yīng)用的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新雖然對科學(xué)技術(shù)的要求相對最低，但卻要求技術(shù)研發(fā)人員和管理人員具備敏銳的場景感知能力和較強的場景開發(fā)整合能力。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展迭代，價值創(chuàng)造逐漸由產(chǎn)品導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)閳鼍皩?dǎo)向，加之應(yīng)用場景是落實顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵支撐，鑒于此，要擺脫制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級僅是“機器換人”的既定思維，以智能技術(shù)與應(yīng)用場景的聯(lián)動不斷拓展制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的可能性邊界。
一是擴展應(yīng)用場景。以技術(shù)前沿和潛在需求為導(dǎo)向，一方面，促進制造業(yè)現(xiàn)有應(yīng)用場景的開放，釋放人工智能、無人駕駛、虛擬現(xiàn)實等智能技術(shù)在現(xiàn)有場景中的應(yīng)用潛能；另一方面，催生面向未來的應(yīng)用場景，通過相關(guān)技術(shù)的遠景規(guī)劃和超前布局，把握顛覆性技術(shù)創(chuàng)新機遇，促進人工智能等新一代信息技術(shù)在各類制造場景的創(chuàng)新應(yīng)用。在場景實踐中另辟蹊徑引領(lǐng)需求，開拓新興市場，重構(gòu)價值主張與行業(yè)邊界，創(chuàng)造更大的價值，從而帶動制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級。二是場景示范推廣。要進一步聚焦產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計、設(shè)計與工藝一體化協(xié)同、工業(yè)裝備集成控制和遠程控制、大規(guī)模個性化定制以及云工廠共享制造等領(lǐng)域和環(huán)節(jié)，在工業(yè)裝備、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)軟件和工業(yè)數(shù)據(jù)的支撐下，分析其中的關(guān)鍵技術(shù)，形成技術(shù)解決方案，開發(fā)和打造一批典型的制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級高價值場景。同時，要進一步發(fā)揮此類場景的引領(lǐng)性和示范性作用，通過基于顛覆技術(shù)創(chuàng)新的場景示范項目的有效推廣，帶動制造業(yè)更大范圍的智能化轉(zhuǎn)型升級。
（本文系國家自然科學(xué)基金面上項目“基于顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的裝備制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級機理及路徑選擇”和陜西省社會科學(xué)基金項目“陜西裝備制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型阻抑因素及其破解路徑研究”的階段性成果，項目編號分別為：72174170、2022D002；西北工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院博士研究生同智文對本文亦有貢獻）
注釋
[1]《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)〈中國制造2025〉的通知》，2015年5月19日，https://www.gov.cn/zhengce/content/2015-05/19/content_9784.htm。
[2]《十九大以來重要文獻選編》（上），北京：中央文獻出版社，2019年，第22頁。
[3]習(xí)近平：《高舉中國特色社會主義偉大旗幟 為全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家而團結(jié)奮斗——在中國共產(chǎn)黨第二十次全國代表大會上的報告》，2022年10月25日，https://www.gov.cn/xinwen/2022-10/25/content_5721685.htm。
[4]《習(xí)近平主持中共中央政治局第三次集體學(xué)習(xí)并發(fā)表重要講話》，2023年2月22日，https://www.gov.cn/xinwen/2023-02/22/content_5742718.htm。
[5]《數(shù)字經(jīng)濟賦能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展》，《光明日報》，2023年8月31日，第6版。
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Promoting the Intelligent Transformation and Upgrading of the Manufacturing Industry Through Disruptive Technological Innovation
Yang Jin
Abstract: Intelligent manufacturing is the main direction of transformation and upgrading in China's manufacturing industry. With the escalating trade friction and competition between China and the United States, the external environment for the intelligent transformation and upgrading of the manufacturing industry has undergone major changes. The prohibition of technology sales to China and the decoupling of broken chains have become increasingly normal, which directly threaten the survival of enterprises and the national economic security. Disruptive technological innovation is not only an important lever for grasping technological changes and industrial transformation and upgrading, but also a breakthrough for China to achieve independent and controllable control of key core technologies. In the future, based on a deep understanding of the characteristics of disruptive technological innovation, attention should be paid to exploring disruptive technological innovation based on new scientific and technological discoveries, providing continuous driving force for the intelligent transformation and upgrading of the manufacturing industry; Strive to promote disruptive technological innovation based on breakthroughs in key core technologies, and build core competitive advantages for the intelligent transformation and upgrading of the manufacturing industry; Vigorously promoting disruptive technological innovation based on technological cross integration, providing new ideas and paths for the intelligent transformation and upgrading of the manufacturing industry; Accelerate the exploration and development of disruptive technological innovations based on scenario innovation applications, and continuously expand the boundaries of intelligent transformation in the manufacturing industry.
Keywords: manufacturing industry, disruptive technological innovation, intelligent transformation and upgrading
