基于制造業(yè)信息化的先進(jìn)技術(shù)與應(yīng)用淺析

劉 穎

（中國民用航空華東空管局山東分局，山東 濟(jì)南 250107）

1 引言

制造業(yè)信息化是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的顯著特征。隨著信息技術(shù)、新能源、新材料、生物技術(shù)等前沿方向的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新工藝、新材料加速融合，協(xié)同創(chuàng)新，使制造業(yè)信息化具有了更加豐富的內(nèi)涵。現(xiàn)代制造業(yè)正在向綠色化、數(shù)字化、智能化、云制造等方向不斷發(fā)展。

新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合,將促進(jìn)制造模式、生產(chǎn)組織方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)的深刻變革,加速制造業(yè)要素配置方式、生產(chǎn)組織模式和產(chǎn)業(yè)發(fā)展形態(tài)的改變，助力現(xiàn)代制造業(yè)再次騰飛。

2 先進(jìn)制造技術(shù)及其應(yīng)用

1.1 制造業(yè)信息化

制造業(yè)信息化是將信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合，帶動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法和工具的創(chuàng)新、企業(yè)管理模式的創(chuàng)新、企業(yè)間協(xié)作關(guān)系的創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造和企業(yè)管理的信息化、生產(chǎn)過程控制的智能化、制造裝備的數(shù)字化、咨詢服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化等現(xiàn)代制造業(yè)藍(lán)圖。其主要內(nèi)容為實(shí)現(xiàn)或抓好數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化生產(chǎn)、數(shù)字化裝備和數(shù)字化管理技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)技術(shù)的集成創(chuàng)新，提高制造業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

當(dāng)前，制造業(yè)信息化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可概括如下：集成和協(xié)同是制造業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展的主旋律；綠色制造成為制造業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展的重要特征；智能制造加速了制造業(yè)信息化技術(shù)的發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)化制造改變了企業(yè)的運(yùn)作方式，大批量定制提高了企業(yè)的快速應(yīng)變能力。目前，許多先進(jìn)的企業(yè)在應(yīng)用現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)技術(shù)方面已走在前列，實(shí)現(xiàn)或初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、制造、管理、經(jīng)營(yíng)一體化，鞏固和加強(qiáng)了企業(yè)在市場(chǎng)上的領(lǐng)先地位。

1.2 先進(jìn)制造技術(shù)

先進(jìn)制造技術(shù)具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、可視化等特點(diǎn)，先進(jìn)制造技術(shù)與制造業(yè)信息化互為引擎，共促發(fā)展。這些年我國在高性能計(jì)算、載人航天、納米科學(xué)、量子信息、生命科學(xué)等前沿領(lǐng)域取得的一系列重大創(chuàng)新成果多來自先進(jìn)制造業(yè)。積極跟蹤并推廣應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)，對(duì)制造業(yè)信息化的持續(xù)發(fā)展意義重大。

目前，我國在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、工程數(shù)據(jù)庫建造、精密與特種加工工藝裝備、鑄鍛件精密成形、工藝仿真、制造自動(dòng)化、數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人應(yīng)用、制造信息集成以及系統(tǒng)管理等領(lǐng)域已經(jīng)擁有一支強(qiáng)大的工程技術(shù)力量，為先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展提供了保證。下一步，隨著制造仿真和并行工程、柔性制造技術(shù)和車間資源快速重組及設(shè)備無故障運(yùn)行技術(shù)、制造信息的分布集成、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)輔助制造、先進(jìn)制造工藝和快速制造技術(shù)、智能化決策支持系統(tǒng)建造和制造智能的累積等的大力發(fā)展，現(xiàn)代制造業(yè)信息化技術(shù)必將進(jìn)一步得到發(fā)展壯大。

（1）虛擬化技術(shù)、3D 打印、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)將重構(gòu)制造業(yè)技術(shù)體系，如基于信息物理系統(tǒng)(CPS)的智能工廠將成為未來制造的主要形式，重復(fù)和一般技能勞動(dòng)將不斷被智能裝備和生產(chǎn)方式所替代。如虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)技術(shù)極大地增強(qiáng)了企業(yè)的創(chuàng)新能力，它能夠在虛擬狀態(tài)下構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和分析產(chǎn)品，以有效地解決那些反映在時(shí)間、成本、質(zhì)量等存在的問題。

（2）隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化制造作為一種現(xiàn)代制造的新模式，正在日益成為制造業(yè)研究和實(shí)踐的熱門領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)制造業(yè)將給現(xiàn)代制造業(yè)帶來一場(chǎng)深刻的變革。網(wǎng)絡(luò)化制造應(yīng)用服務(wù)可為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程提供服務(wù)和優(yōu)化，并且可以進(jìn)行虛擬的工藝仿真作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝制定參考。通過網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用服務(wù)中心進(jìn)行產(chǎn)品及其制造工藝的模擬仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)和協(xié)同制造，將大大節(jié)省投資，提高生產(chǎn)效率。

（3）隨著計(jì)算機(jī)、電子信息、現(xiàn)代管理技術(shù)的高速發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械制造已基本取締了原來的機(jī)械加工，與傳統(tǒng)的機(jī)械制造相比，現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)綜合了機(jī)械、計(jì)算機(jī)、電子信息、材料、自動(dòng)化、智能化、設(shè)計(jì)與工藝一體化等技術(shù)，朝著精密化、柔性化、集成化、綠色化、全球化等方向發(fā)展。如現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(CIMS)是信息技術(shù)、制造技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù)的集成，應(yīng)用于產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)階段。

另外，隨著計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備、計(jì)算機(jī)軟件的迅速發(fā)展而形成的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)，是電子信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)的結(jié)晶，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空航天、汽車等各個(gè)領(lǐng)域，成為提高產(chǎn)品與工程技術(shù)水平、降低消耗、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、大幅提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。

這些技術(shù)都是先進(jìn)制造技術(shù)的重要內(nèi)容，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化的重要技術(shù)手段，對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造將起到重要作用。同樣，先進(jìn)制造技術(shù)也是高新技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，制造業(yè)信息化與先進(jìn)制造技術(shù)的相互促進(jìn)，將成為帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力。

3 制造業(yè)轉(zhuǎn)型探討

制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)是一個(gè)長(zhǎng)期的、漸進(jìn)式的過程。在這個(gè)過程中，新興技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)將始終發(fā)揮主導(dǎo)作用，成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要引擎。中國制造業(yè)只有不斷創(chuàng)新才能與國際同行在更高起點(diǎn)同臺(tái)競(jìng)技，完成轉(zhuǎn)型升級(jí)。

3.1 轉(zhuǎn)型路徑

（1）推進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)改造升級(jí)。通過實(shí)施固定資產(chǎn)更新補(bǔ)貼計(jì)劃，增加技術(shù)改造貼息貸款，提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)水平，促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈高端躍升、由低附加值向高附加值躍升。通過集成創(chuàng)新突破行業(yè)先進(jìn)技術(shù)，突破關(guān)鍵部件外資掌控壁壘與限制，實(shí)現(xiàn)整體轉(zhuǎn)型升級(jí)。通過戰(zhàn)略聯(lián)盟獲取技術(shù)、品牌、管理、服務(wù)等戰(zhàn)略性資源，獲取戰(zhàn)略性資產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)制造業(yè)企業(yè)整體的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

（2）推進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)融合發(fā)展。推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)與信息化深度融合，加強(qiáng)信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的改造提升，以信息化全面提高傳統(tǒng)制造業(yè)水平。推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)與邊界產(chǎn)業(yè)深度融合，通過把握傳統(tǒng)制造業(yè)的新特點(diǎn)和新需求，開發(fā)交通、紡織等傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)品在高端健身、休閑用品等方面的新功能，創(chuàng)造新產(chǎn)品、開發(fā)新市場(chǎng)，提升品牌價(jià)值與附加值，實(shí)現(xiàn)跨產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)與生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)深度融合，以構(gòu)建供應(yīng)鏈為核心，通過服務(wù)增值提升附加值、延伸產(chǎn)業(yè)鏈，以生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)。

（3）推進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)管理創(chuàng)新。傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)管理轉(zhuǎn)型升級(jí)勢(shì)在必行，以精細(xì)管理消除企業(yè)的浪費(fèi)，響應(yīng)國家政策要求推動(dòng)制造業(yè)的管理向科學(xué)化、環(huán)?；?、主動(dòng)服務(wù)化方向發(fā)展。通過信息化推進(jìn)生產(chǎn)流程智能化，推進(jìn)銷售服務(wù)電子化。通過規(guī)范企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和法人治理結(jié)構(gòu)，提高企業(yè)發(fā)展活力和競(jìng)爭(zhēng)力。推進(jìn)商業(yè)模式創(chuàng)新。把商業(yè)模式創(chuàng)新作為推進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的戰(zhàn)略措施，以開發(fā)和整合市場(chǎng)資源為目標(biāo)建立全球營(yíng)銷與服務(wù)管理體系。

（4）推進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)集群集聚。支持鋼鐵、汽車、電力、紡織、輕工等行業(yè)龍頭企業(yè)、優(yōu)勢(shì)企業(yè)兼并落后企業(yè)，推動(dòng)上下游、產(chǎn)供銷、國際間聯(lián)合重組，提高產(chǎn)業(yè)集中度和資源配置效率。加快淘汰落后產(chǎn)能、壓縮高消耗高污染產(chǎn)能。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局，加速產(chǎn)業(yè)鏈高端空間集聚，縱深推進(jìn)特色產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，統(tǒng)籌完善公共服務(wù)、區(qū)域品牌、產(chǎn)業(yè)配套等體系，依托專業(yè)市場(chǎng)、保稅平臺(tái)、科研院所推進(jìn)生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚區(qū)建設(shè)，形成綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

（5）強(qiáng)化傳統(tǒng)制造業(yè)人力資源支撐。一方面，要全面增強(qiáng)技術(shù)研發(fā)能力。特別是增強(qiáng)企業(yè)人力資源全球化配置與運(yùn)用能力，實(shí)現(xiàn)由“國內(nèi)選人”向“全球選人”轉(zhuǎn)變；同時(shí)，加強(qiáng)工程師團(tuán)隊(duì)和工程師文化建設(shè)，提升集成研發(fā)能力。另一方面，要全面提升技術(shù)工人技能。大力發(fā)展專業(yè)技術(shù)職業(yè)教育，加強(qiáng)技師團(tuán)隊(duì)、技師文化和技術(shù)工人隊(duì)伍建設(shè)，為傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供高水平技術(shù)工人支持。

（6）優(yōu)化傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境。各級(jí)應(yīng)以市場(chǎng)導(dǎo)向作為傾斜性產(chǎn)業(yè)政策制定的基點(diǎn)，制定傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的政策措施，助推相關(guān)企業(yè)提升研發(fā)能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)。通過財(cái)稅制度基本消除重復(fù)征稅，營(yíng)造市場(chǎng)公平財(cái)稅環(huán)境。通過設(shè)立傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)扶持基金，幫助相關(guān)企業(yè)解決土地、融資成本等問題，推進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

3.2 創(chuàng)新舉措

（1）大力提高制造業(yè)創(chuàng)新能力，制定實(shí)施重點(diǎn)行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新路線圖，加快完善制造業(yè)創(chuàng)新體系，支持發(fā)展企業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，集中力量突破一批如信息通訊業(yè)、新能源、新材料的關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)以企業(yè)為主體的創(chuàng)新體系。

（2）大力促進(jìn)制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，推動(dòng)高新技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)制造業(yè)向高端、高技術(shù)、高可靠性轉(zhuǎn)型的步伐。

（3）大力推動(dòng)信息化和工業(yè)化的深度融合，以信息化促進(jìn)高端制造業(yè)的數(shù)字化和智能化，高度關(guān)注智能化浪潮對(duì)行業(yè)產(chǎn)業(yè)的影響。

（4）高度關(guān)注“雙碳”背景下的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，推動(dòng)制造業(yè)的綠色低碳發(fā)展，促進(jìn)資源利用向節(jié)約、高效、清潔、安全發(fā)展。

（5）在新的產(chǎn)業(yè)形勢(shì)和行業(yè)背景下，大力推動(dòng)我國制造業(yè)組織結(jié)構(gòu)調(diào)整，淘汰落后產(chǎn)能，加快培植新型產(chǎn)業(yè)，開發(fā)開拓新動(dòng)能，力求創(chuàng)新發(fā)展。

4 結(jié)語

制造業(yè)信息化代表了現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向。本文闡述了制造業(yè)信息化的內(nèi)涵，列舉了需重點(diǎn)關(guān)注的先進(jìn)制造技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)路徑作了探討思考。希望對(duì)制造業(yè)行業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力提供有價(jià)值的參考作用。