“中國制造2025”背景下機械設計制造及其自動化行業影響分析

何 暢

（福州大學至誠學院，福建 福州 350002）

機械被稱為“工程之母”，機械設計制造及其自動化是以機械設計與制造技術為基礎，結合計算機科學、信息技術、自動控制技術等相關技術專業，為解決現代工程領域中日益復雜化的技術問題，從而實現智能化設計與制造[1]。如今，先進的機械設計制造技術不僅為時代發展、經濟發展和人民生活追求方方面面提供技術支撐，更為當今國防現代化建設和高技術發展提供支撐，還是企業屹立于激烈市場競爭中的核心技術所在。

1 機械設計制造及自動化行業現狀分析

隨著移動互聯網、大數據和云計算等技術的發展，產業互聯網時代到來，德國提出了“工業 4.0”戰略，即在信息技術與工業技術的高度融合下，更加深入地實現網絡技術、計算機技術、信息技術、軟件與自動化技術的高度交織后產生的新的智能化、個性化虛擬網絡——實體物理系統。美國發布了諸如《先進制造業伙伴計劃》、《制造業創新網絡計劃》等一系列計劃；日本和韓國生產的工業機器人智能化，普及化程度不斷刷新。在我國，提出被稱為中國版工業4.0戰略指導的“中國制造2025”。但由于我國處于工業進程中，機械設計制造及自動化行業未來的任務艱巨而緊迫[2]。

1.1 自主創新能力弱，產品競爭力不強

2016年，國家知識產權局共授權發明專利40.4萬件，連續6年位居世界首位。其中，國內發明專利授權30.2萬件，較2015年增長了3.9萬件，同比增長14.5%.但關鍵核心技術受制的局面仍然未突破，關鍵零部件、系統軟件和高端裝備的大量需求基本都依賴于進口。另外，基礎研究投入不足導致我國制造企業開展技術創新的動力不足。據國家工信部的相關數據統計，我國在基礎研究的投入比例嚴重不足，僅為發達國家比例的25%，導致創新滯后[3]。另外，國產品牌缺乏世界競爭力，相對落后的產品質量和技術標準水平，導致出口商品長期處于國外通報召回問題產品數量首位，也造成“中國制造”成為了一些國家和地區質量低劣產品的代名詞，嚴重損害了國家信譽和形象。

1.2 環境污染問題突出，資源利用率低

重化工業為主的工業結構以及一味獲取經濟增長速度和經濟效益的發展模式，導致能源資源利用率普遍偏低、環境污染問題突出[4]。而誘發環境問題的另一個重要原因在于過去的環境監管執法不力、違法擔責成本偏低。《2016中國環境狀況公報》指出：全國338個地級及以上城市中，僅有84個城市環境空氣質量達標，254個城市環境空氣質量超標，占75.1%，如圖1所示。因此致力于研發先進的節能環保技術、工藝和裝備一體化，加快制造業綠色改造升級，提高資源利用率迫在眉睫，如何進一步建成高效、清潔、低碳、循環的綠色制造體系，推進資源利用方式向綠色低碳轉變，是實現綠色發展，可持續發展的重要方向。

圖1 2016年城市環境空氣質量

1.3 信息化水平較低，與工業化融合深度不夠

建設制造強國、走新型工業化道路和轉變發展方式，有賴于兩化的深度融合，信息化和工業化的深度融合是建設的重要推動力，是工業國際化競爭的新優勢，是向工業化邁進過程中的先決條件。如表1所示，為國家工信部統計的2010～2014年期間各國寬帶人口普及率水平，我國的信息化水平仍然不高，基礎信息設施的建設和應用仍然滯后于發達國家。數據顯示企業在對傳統生產方式和工藝流程改造過程中利用信息技術升級意愿偏低[5]。因此，要全面推動信息技術與設計制造技術的融合發展，尤其主攻智能制造方向，在企業研發、生產、管理和服務過程中全面提高智能化水平，進一步實現我國從“中國制造”向“中國智造”的制造模式轉變。

表1 相關國家寬帶人口普及率水平

1.4 國際化程度不高，全球化經營不力

產業國際化程度作為我國制造業發展國際化戰略，是實現“一帶一路”的重要舉措，是全面建設制造強國的重要途徑。面對產業國際化程度不高、全球化經營能力不足，制造強國的發展任重道遠。首先，從投資規模看，我國對外投資的存量明顯不足，僅相當于美國的10%，為世界總份額的2.5%，而中國的海外凈資產僅為日本的50%左右。其次，從產業類型看，目前我國的產業主要集中于勞動密集型產業及能源資源行業，如煤炭、鋼鐵、有色金屬、石油等；而缺乏電子信息、高端裝備制造、新能源等高新技術領域的全球合作發展。另外，對外投資的發展戰略的長期性、高精尖領域人才的培養、國際化投資及運作管理等方面的經驗匱乏，面對國際市場的響應也缺乏積極性。

2 機械設計制造其自動化行業發展趨勢

2.1 發展智能化技術

《智能制造發展規劃（2016－2020年）》指出：要將發展智能制造作為長期堅持的戰略任務，以實施智能制造工程為重要抓手，為建設制造強國奠定扎實基礎。研發一批智能制造關鍵技術設備，突破創新一批智能制造關鍵共性技術[6]。建設形成智能制造生態及標準體系，從而進一步推動智能轉型，推進智能制造協同發展，打造智能制造人才隊伍，為實現“中國制造2025”提供強勁的技術支撐。

工業是國民經濟的主體，但也是能源消耗和環境污染的主要來源，因此，持續發展、制造強國過程中推進工業節能減排責無旁貸，綠色化生產將成為工業產業的必然趨勢。通過設計制造技術、產業結構調整的雙向驅動，改變傳統的工業發展模式，積極推進綠色清潔可持續發展的工業化發展方式，從而達到經濟飛躍、持續發展、節約能源、環境保護的多重實現[7]。另外，積極發展綠色技術，不僅是推進工業節能，還要實現關鍵裝備產業化示范，節能環保產業的快速發展，進而為實現資源節約型和環境友好型社會的建設提供強有力的支撐。

2.2 發展綠色化技術

2.3 發展虛擬化技術

基于計算機技術的發展，機械設計制造過程中運用虛擬化技術對生產和設計過程進行虛擬化的演練，并通過演練和分析，找到演練過程中出現的問題，針對問題一一破解，為實際操作中做好預案。虛擬化技術的發展不僅能夠規避實際生產過程中問題的出現對資源造成的不必要損失，進而保證了機械制造工藝及其產品的效益與質量，真正實現機械設計制造及其自動化生產對人力、物力和資源的節約，優化資源配置[8]。

2.4 發展網絡化技術

產業互聯網時代到來，網絡技術的變化與發展，預示著企業未來發展趨勢將是實體產業逐步走向與互聯網融合的大方向，然而目前，機械設計制造自動化與網絡化融合的深度廣度均仍處于初級階段。網絡化技術的發展是我國工業設計制造的重要方向，也是一體化未來發展的主要方向。而網絡未來發展又基于網絡化技術和監控技術的發展，因而，對網絡技術及監控技術的投入，將為機械設計制造帶來更多的發展機遇。

2.5 模塊化方向發展

我國的機械設計制造及其自動化行業產品種類多，研發需求復雜，而新產品研發都離不開標準單元的支撐。因此在機械制造中發展使用計算機集成技術，是機械制造重要生產方式。信息自動化集成系統是通過多個相互聯系的子系統所構成的整體，實現優勢產業集約集聚發展，使產業空間布局不斷優化。

2.6 微型化方向發展

未來的時代將是一個微時代，機械設計制造自動化產品都有著操作簡便、體積小的優點，這些特點使其成為占據經濟市場的主要工具。我國機械設計制造及其自動化行業的產品應該向體型小的商品，同時慢慢的向微米級、納米級方向推進，進而提升產品的市場競爭力。

3 機械設計制造其自動化行業人才培養模式的創新

3.1 明確人才培養基本要求

在2016年世界各國制造業崛起研究報告中指出制造業有關的職業教育領域的創新實踐是中國制造業崛起并屹立世界之林的重要因素之一，機械設計制造其自動化專業人才的培養有利于行業持續發展，有利于改革的深化。新形勢下，制造業專業人才的需求及其技能水平都提出了新的要求。除了應具有基礎的自然、人文、藝術、社會科學等學識外，還應較系統地掌握技術理論知識，掌握制圖、計算、實驗、測試、文獻檢索和工藝操作等專業技能，不僅要及時了解學科的前沿發展，還應具備較強的自學能力和創新意識，為真正實現制造強國提供豐富的人才儲備。

3.2 建立專業人才培養課程體系

建立專業人才培養課程體系體現于課程設置的優化及教學資源的豐富，人才培養方案的核心是課程體系的建立[9]。課程體系應隨著時代和社會的發展不斷改進，有效的增減、整合優化課程設置，合理構建有助于符合當下機械設計制造專業人才培養要求、培養目標的課程體系。首先課程應分為主干課程和重點課程，課程設置應覆蓋面廣，知識結構完整為主。其次，人才質量觀和教育理念的革新也將是建立專業人才培養課程體系的一個重要側重點。專業人才培養模式的不斷改革和創新，人才培養課程體系的不斷優化，也是當下教育改革內容的不斷深化和對專業人才培養質量不斷提高的要求。

4 結束語

從中國制造到中國智造，是未來的主導方向。在“工業4.0”、“智能制造”、“互聯網＋”等概念普遍的環境下機械設計制造及其自動化行業必須高瞻遠矚，為實現中國制造2025的目標，中國制造機械設計制造及自動化行業要向著更加智能、綠色、微型的方向發展。只有這樣，機械設計制造自動化技術才會增強生產技術，從而提高生產率。同時，建設制造強國的任務還有賴于機械設計制造自動化技術專業人才的儲備，從而推動科學技術不斷進步，進而推動國民經濟不斷發展。

[1]劉 釗.我國機械設計制造及其自動化行業發展的概況[J].山東工業技術，2016（3）：142-143.

[2]郝振亮.機械設計制造及其自動化技術的分析與研究[J].通信與網絡，2017（6）：85-86.

[3]桑運曉，曹金曉，宋洪亮.機械自動化現狀及發展趨勢分析[J].科技風，2016（8）：133-135.

[4]季 達，張 雨，果崇實.淺述目前機械設計制造及其自動化的發展特點[J].機電技術應用，2017（2）：126-127.

[5]李小士.信息時代下機械設計制造及其自動化[J].網絡天地，2017（1）：177-179.

[6]王佳智.機械設計制造及其自動化的設計及發展[J].高新技術，2016（1）：18-21.

[7]鄢 妮.工業自動化控制現狀與發展趨勢探討[J].信息技術，2016（6）：81-83.

[8]王匡濟.機械設計制造及其自動化的發展方向[J].科技與企業，2016（1）：134-136.

[9]張天會，果 霖，顧麗春.淺談“中國制造 2025”對機械設計制造及自動化專業教學的啟示[J].機電產品開發與創新，2016（29）：3-5.