基于智能制造環(huán)境下的裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級研究

許清海

摘要：制造行業(yè)對提升國家的經(jīng)濟效益，增強國家的硬實力等占據(jù)著重要位置。我國在進入到21世紀后，先進的智能化技術(shù)和智能設(shè)備等應(yīng)用到裝備制造業(yè)中，彌補了傳統(tǒng)裝備制造業(yè)效能低、成本高、信息化不足的問題。因此，智能制造已經(jīng)成為裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的主要發(fā)展趨勢。文章站在智能制造環(huán)境的角度下對裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級邏輯理路進行了全面的剖析，從基礎(chǔ)設(shè)施的完善、技術(shù)的完善、國家政策的支持、互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)合應(yīng)用等，構(gòu)建了全新的智能制造環(huán)境下裝備制造業(yè)產(chǎn)生升級的創(chuàng)新路徑和策略體系。

關(guān)鍵詞：智能制造;裝備制造業(yè);產(chǎn)業(yè)升級

中圖分類號：F426? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）02-0158-03

0? 引言

現(xiàn)階段，各個產(chǎn)業(yè)的技術(shù)條件趨于成熟，裝備制造業(yè)在制造業(yè)中占據(jù)著核心位置，其為促進產(chǎn)業(yè)升級提供了基礎(chǔ)條件。裝備制造業(yè)的發(fā)展有效實現(xiàn)了工業(yè)智能化，彰顯出了國家整體上的經(jīng)濟實力和技術(shù)水平。經(jīng)過幾十年的發(fā)展后，裝備制造業(yè)形成了較大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，并且門類相對較多，很多產(chǎn)業(yè)在國際市場中處于領(lǐng)先的位置。但是我國傳統(tǒng)的制造業(yè)主要依靠借鑒國外進口技術(shù)，創(chuàng)新的機制發(fā)展并不成熟[1]。因此，智能制造的出現(xiàn)為傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇，一定程度上滿足了我國對于工業(yè)化與信息化深入融合的政策要求，有效促進了裝備制造業(yè)的智能化升級和發(fā)展，更好的推動了我國想要實現(xiàn)制造強國夢的美好愿望。

1? 智能制造促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級的邏輯思路

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級需要安排三個方面進行邏輯的分析和思路的整理，如：技術(shù)創(chuàng)新，合作方式趨于國際化發(fā)展;基礎(chǔ)資源集群，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等實現(xiàn)自身智能化轉(zhuǎn)型;人力資源集聚，企業(yè)人員的專業(yè)技能和技術(shù)水平不斷提升。以下對此進行了深入的剖析。

1.1 創(chuàng)新技術(shù)集群的創(chuàng)建，呈現(xiàn)出新的合作模式

全球化經(jīng)濟的發(fā)展，使得國際技術(shù)創(chuàng)新朝著白熱化發(fā)展，其競爭環(huán)境發(fā)生了較大的變化。如果企業(yè)沒有對自身的創(chuàng)新技術(shù)等進行創(chuàng)新和改革，將難以發(fā)揮出智能制造的技術(shù)優(yōu)勢[2]。《中國制造2025》戰(zhàn)略中所提到：傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級的主要路徑就是借助技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟資源，以形成智能制造的產(chǎn)業(yè)集群。智能制造的創(chuàng)新驅(qū)動下，其創(chuàng)新的對象更加個性化。同時在不斷形成全球智能創(chuàng)造創(chuàng)新聯(lián)盟下，能夠轉(zhuǎn)變制造業(yè)人們的理念，即朝著開放、創(chuàng)新和共贏的理念發(fā)展。

技術(shù)創(chuàng)新需要借助不同的平臺，以實現(xiàn)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。①革新當前的技術(shù)創(chuàng)新平臺。這一平臺能夠幫助我國在降低智能制造技術(shù)的生產(chǎn)成本方面，加強智能制造技術(shù)資源的共享方面等都發(fā)揮著積極的影響。②開展公共服務(wù)平臺。這一平臺為很多技術(shù)人員等提供了可以學習的共享空間和學習渠道，為開展智能制造、促進傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型的和發(fā)展等提供了人力支撐。③形成產(chǎn)業(yè)孵化的平臺。這一平臺主要是依托創(chuàng)新平臺和公共服務(wù)平臺，將這些在智能制造資源等進行聚集后，以形成共享的生態(tài)圈，進而有效促進當前傳統(tǒng)制造業(yè)的專業(yè)和升級。

1.2 尖端技術(shù)資源的集聚，在我國形成的強有力的保障

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級需要具備一定的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新資源。而創(chuàng)新資源的形成需要有更多創(chuàng)新主體的參與。大多數(shù)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型都向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展和布局，高端裝備的研發(fā)和生產(chǎn)將會直接影響企業(yè)的發(fā)展。十九大報告中明確指出，共性技術(shù)的研發(fā)是顛覆傳統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)自身技術(shù)創(chuàng)新的有效保障，為迎來智能制造強國提出了更多的可能性。這就可以看出，很多具有影響力的創(chuàng)新中心和創(chuàng)新資源等的集聚為解決我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)的研發(fā)資源分散，國際合作嚴重失衡的現(xiàn)狀。

1.3 技術(shù)型專家的集聚，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化的升級提供人力支撐

智能制造戰(zhàn)略在實施后，我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)型人才需要滿足國家智能制造強國的要求，不斷提升自身的專業(yè)技能。這也為增強人員的競爭優(yōu)勢，形成科研機構(gòu)、裝備制造業(yè)和政府等主體創(chuàng)新的工作機制，實現(xiàn)高新技術(shù)人才的有效聚集。智能制造環(huán)境下，傳統(tǒng)企業(yè)通過對公司的體制或者產(chǎn)業(yè)格局等進行不斷的完善后以幫助我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等能夠與其他發(fā)達國家對智能制造的目標相媲美，進而在智能制造的帶領(lǐng)下能夠促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級。

2? 影響智能制造背景下裝備的制造業(yè)轉(zhuǎn)型的原因解析

2.1 我國裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力較差

創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的主要動力，因此，裝備制造業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型需要開展創(chuàng)新，尤其是近幾年，“中國制造2025，G20峰會上”都提出了企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的內(nèi)容。智能技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展取決于自身創(chuàng)新能力的提升，其也是開展智能制造的主要影響因素。但是，從我國高端制造裝備的自主創(chuàng)新能力來看，很多的自動化成套控制系統(tǒng)，如：工業(yè)機器人、集成電路芯片制造裝備、汽車制造設(shè)備等都是依賴國外。我國很多高端設(shè)備在市場占有率方面還不足6%[3]。

2.2 裝備制造業(yè)在前期需要耗費較大的升級成本

智能制造背景下，我國裝備制造業(yè)借助這一機遇，在銷售的方式、生產(chǎn)的方式、管理方式等方面都發(fā)生了較大的變化。前期準備階段，裝備制造業(yè)為了緊隨市場發(fā)展趨勢，通過購買相應(yīng)的智能制造技術(shù)或者相關(guān)設(shè)備，構(gòu)建全新智能化制造系統(tǒng);安排更多智能制造人員開展學習，前期需要耗費較高的培訓成本。這就可以看出當前裝備制造業(yè)在承受購買先進技術(shù)的壓力下還需要支付更多人力上的成本，導致很多裝備制造企業(yè)在開展和投資智能化基礎(chǔ)設(shè)施上存在積極性不高的現(xiàn)象，從我國裝備制造業(yè)的技術(shù)資金支出的現(xiàn)狀可以看出，其技術(shù)改造的經(jīng)費高達1000多億元[4]。

2.3 裝備制造業(yè)智能制造缺乏國際競爭優(yōu)勢

相對于其他發(fā)達國家，我國裝備制造業(yè)智能制造的缺乏國際競爭能力。我國裝備制造業(yè)在發(fā)展時需要面臨國外企業(yè)的擠壓。主要是因為國外的企業(yè)在發(fā)展時需要搶占大量的空間，對我國智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了壓制的作用。例如：高端市場的90%依賴出口。從研究調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，當前智能裝備制造業(yè)中的3D打印設(shè)備在全球范圍內(nèi)形成了壟斷的格局[5]。

3? 智能制造環(huán)境下裝備制造業(yè)專業(yè)和升級的實踐路徑

新一代技術(shù)革命的創(chuàng)新和發(fā)展過程中，信息技術(shù)被廣泛的推廣，只要能夠創(chuàng)新出新的技術(shù)，在未來獲取較大的競爭優(yōu)勢的可能性越大。智能制造過程中，通過創(chuàng)新出當前的智能制造技術(shù)方案和路線等，能夠使傳統(tǒng)的裝備制造業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新性發(fā)展，為其創(chuàng)新技術(shù)或者設(shè)備等研發(fā)工作提供重要保障和不竭的發(fā)展動力。以下提出了具體的實踐路徑，以此為科技的發(fā)展和創(chuàng)新等提供堅實保障。

3.1 為科技戰(zhàn)略提供必需的基礎(chǔ)條件

智能制造主要的目標就是彌補傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率和管理力度較差的問題，借助信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)等，能夠從根本上加強對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的管理。尤其是智能化和網(wǎng)絡(luò)后在不斷深入發(fā)展后，數(shù)字化和自動化得到了顯著發(fā)展，智能設(shè)備和智能分析等為主的一種新的制造業(yè)生態(tài)體系逐步形成。因此裝備制造業(yè)在智能制造環(huán)境下，需要認識到當前自主創(chuàng)新能力與科技創(chuàng)新發(fā)揮的重要作用，在對自身的設(shè)備或者戰(zhàn)略體系進行完善后，發(fā)揮科技引導的作用，積極地促進當前傳統(tǒng)制造業(yè)態(tài)的轉(zhuǎn)型和升級?，F(xiàn)階段，裝備制造業(yè)需要借助智能制造技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型進行有效改變，實現(xiàn)自我的突破。本文對此提出了五個方面方針和策略。

第一，提升自身的自主核心技術(shù)研發(fā)能力和創(chuàng)新能力，如：保障研發(fā)出的GPS更加安全可靠。

第二，開展頂層的設(shè)計工作，在數(shù)據(jù)格式和接口技術(shù)兩個方面落實標準化發(fā)展，切實為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)資源的優(yōu)化配置和兼容等功能提供基礎(chǔ)保障。同時，構(gòu)建專門的政府組織部門和建立資金的風險補償機制等。

第三，聯(lián)合信息技術(shù)等，實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展，即實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的升級，研發(fā)出高端的芯片等，為開展產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級等提供信息上的保障。

第四，著力于研發(fā)出更多智能型數(shù)據(jù)挖掘軟件，通過研發(fā)對消費者的一些具體要求等進行深入的挖掘，進而為進一步開展數(shù)據(jù)挖掘等提供支撐。

第五，發(fā)揮出帶頭作用，鼓勵裝備制造重點行業(yè)的龍頭企業(yè)對創(chuàng)新資源進行整合，對關(guān)鍵智能技術(shù)予以突破。還需要加大對智能制造研發(fā)經(jīng)費的投入比例，以提升裝備制造業(yè)研發(fā)的積極性和主動性。形成合作聯(lián)盟（企業(yè)、高校和科研機構(gòu)），借助這些資源和力量，全面推動智能制造技術(shù)在裝備制造業(yè)試點應(yīng)用和發(fā)展。

3.2 裝備制造業(yè)發(fā)展中積極融入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系

互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建是實現(xiàn)智能制造的有效路徑，即通過借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建起較為完善的智能制造網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)對企業(yè)資源的共享。以美國和德國的智能制造發(fā)展情況可以看出，兩國都將智能控制網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建作為主要的核心內(nèi)容，以保障企業(yè)生產(chǎn)和運行過程開展智能控制。美國通過組成互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，以此能夠提升自身的控制能力[6]?；诋斍拔覈b備制造業(yè)在智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)上處于滯后的現(xiàn)狀，我國需要全面構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)協(xié)同機制，以提升自身裝備制造業(yè)的國際化水平。其一，開發(fā)出智能制造物理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物理與虛擬的相互結(jié)合。其二，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟平臺，如：開發(fā)、設(shè)計和研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等階段開展協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)制造。例如：國外的一些企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、科學研究所等進行合作。

3.3 創(chuàng)新科學技術(shù)，提供高端技術(shù)支持

3.3.1 高端裝備實現(xiàn)智能化發(fā)展

裝備制造業(yè)在智能制造的環(huán)境下，需要對自身的定位進行明確，將主要的領(lǐng)域延伸到高端裝備領(lǐng)域的開發(fā)上，如：飛機制造;軌道交通制造;支線科技制造;支線客機制造等，這樣才能實現(xiàn)自身產(chǎn)品的創(chuàng)新，朝著智能化水平發(fā)展。其還能夠?qū)τ行赢a(chǎn)業(yè)鏈上下游的發(fā)展提供重要保障。智能裝備主要向：工業(yè)機器人、數(shù)控機床、3D打印等智能裝備進行設(shè)計，進而保障裝備制造業(yè)在發(fā)展中能夠擁有更多智能化表現(xiàn)，如：智能車間、智能工廠、智能生產(chǎn)線等提供必要設(shè)備支撐。核心技術(shù)研發(fā)上還可以在工業(yè)大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能、虛擬現(xiàn)實等核心技術(shù)方向研發(fā)，這樣才能研發(fā)出智能制造所需的創(chuàng)新技術(shù)。

3.3.2 構(gòu)建智能化的工廠和數(shù)字化的車間

信息物理系統(tǒng)在構(gòu)建后，實現(xiàn)了智能機器、儲存系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施的有效融合，在加強人、機器和資源等緊密聯(lián)合后，從而為開展智能制造提供了必要的智能環(huán)境，進而對全部生產(chǎn)過程進行智能化控制。

3.3.3 開啟智能制造的試點和推廣活動

裝備制造業(yè)需要開啟智能制造試點的示范活動，其目的就是能夠積累更多智能制造實施的經(jīng)驗，進而全面帶動該行業(yè)的發(fā)展。在2015年之后，工業(yè)部開啟了智能制造的示范活動，直到現(xiàn)在開始，我國已經(jīng)有200多個示范項目，其設(shè)計的行業(yè)也較廣。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，我國在開啟試點活動后，企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了明顯提升，企業(yè)的生產(chǎn)成本也出現(xiàn)了降低的趨勢。這也可以看出，開啟制造業(yè)試點的工作已經(jīng)成為智能制造的重要舉措，其能夠保障裝備制造業(yè)得以長久發(fā)展。

3.3.4 構(gòu)建健全的信息安全保障體系

智能制造環(huán)境下，很多的創(chuàng)新資源得到了全面的共享，而信息時代的到來，必然會產(chǎn)生信息安全方面的問題。因此，為了能夠降低信息安全隱患，需要從兩個方面出發(fā)。第一，實現(xiàn)自主自控，對當前的技術(shù)，如：工業(yè)控制芯片、智能控制軟件等進行攻克，實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的國產(chǎn)化，使得信息安全得到有效保障。第二，對智能制造工程的交付或者維護等進行有效的保護，尤其是信息保密和保護工作等都需要引起重視。

3.3.5 構(gòu)建智能制造平臺

現(xiàn)階段，根據(jù)當前我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施不完善的現(xiàn)狀，構(gòu)建大數(shù)據(jù)的工業(yè)云服務(wù)平臺發(fā)揮著積極的作用。即借助GAPP/ERP等軟件，為裝備制造業(yè)提供更多信息化產(chǎn)品服務(wù)，從而彌補這些企業(yè)在開展研發(fā)創(chuàng)新或者生產(chǎn)創(chuàng)新中存在的不足，如：解決人才缺失或者市場預測不準確的問題，為裝備制造業(yè)提供更多技術(shù)保障和咨詢的服務(wù)等，全面推動裝備制造業(yè)的發(fā)展。

4? 總結(jié)

智能制造在我國制造業(yè)中的發(fā)展，對提升制造業(yè)的國際競爭優(yōu)勢，提升自身經(jīng)濟效益等發(fā)揮著重要影響。我國裝備制造業(yè)依托先進的智能制造理念和技術(shù)等逐步向智能加工和智能生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，這為積極開展傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展提供了技術(shù)上的支撐，其也成為當前制造業(yè)升級和轉(zhuǎn)型的主要方向。本文在全面理清和構(gòu)建當前智能驅(qū)動傳統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的邏輯思路后，從技術(shù)上、基礎(chǔ)設(shè)備的支撐上、資金上、國家政策等方面給予了大力之支持，通過加大對智能化與信息化的相互融合，以為當前傳統(tǒng)的制造業(yè)制造模式等進行重構(gòu)，切實提升我國傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展，增強制造業(yè)的核心競爭能力。

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