山西省能源裝備制造業(yè)智造化研究

●雙麗莎

我國已經(jīng)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)、生態(tài)文明建設(shè)新階段以及能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的新時期。2019年山西被賦予能源革命綜合改革試點(diǎn)的重大使命，要充分發(fā)揮山西在推進(jìn)全國能源革命中的示范引領(lǐng)作用，促進(jìn)資源型地區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展，必須適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢。能源革命綜合改革離不開能源裝備制造產(chǎn)業(yè)的突破，山西能源裝備制造業(yè)要在產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈的階梯上持續(xù)向中高端攀升，既要依賴于重大技術(shù)創(chuàng)新，還要順應(yīng)市場的變化和需求，將產(chǎn)業(yè)發(fā)展重心轉(zhuǎn)向智能化、精準(zhǔn)化、綠色化和服務(wù)化。

一、山西能源裝備制造業(yè)的困境

山西省能源裝備制造業(yè)有較好的基礎(chǔ)。全省煤礦綜采機(jī)械化程度接近100%，綜掘機(jī)械化程度達(dá)到90%以上。8家煤機(jī)企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)研制成功了國內(nèi)首套智能型千萬噸級綜采成套裝備，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)52項(xiàng)，帶動了整個煤機(jī)行業(yè)的進(jìn)步。風(fēng)電裝備整體設(shè)備水平較高，特別是1.5-6MW風(fēng)電設(shè)備處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，形成了煤粉鍋爐、循環(huán)硫化床鍋爐、鍋爐燃燒器、太陽能光伏、LED照明等節(jié)能低碳產(chǎn)品。①但是，山西省的能源裝備制造絕大多數(shù)處于低端位置，面臨著質(zhì)量一致性差、產(chǎn)品可靠性低，質(zhì)量損失率偏高，自主創(chuàng)新能力缺失，智能化水平低，品牌建設(shè)、售后服務(wù)、市場渠道不強(qiáng)等困境。

（一）質(zhì)量一致性差、產(chǎn)品可靠性低

近年來，山西省能源裝備制造業(yè)取得了顯著成效，但現(xiàn)有質(zhì)量管理體系滯后，已不能完全滿足能源技術(shù)裝備發(fā)展的需要，致使產(chǎn)品質(zhì)量的一致性無法得到保障。與此同時，山西能源裝備制造領(lǐng)域雖有太重集團(tuán)、太鍋集團(tuán)、晉能集團(tuán)和陽煤化工公司等企業(yè)發(fā)展良好，但產(chǎn)業(yè)鏈條不完善，沒有形成上下游協(xié)同效應(yīng),缺少帶動性強(qiáng)的核心企業(yè)，產(chǎn)業(yè)集聚水平低，亦沒有形成一個核心企業(yè)帶動周圍配套企業(yè)的產(chǎn)業(yè)群。企業(yè)大多關(guān)注的是“大而全”，產(chǎn)品原創(chuàng)性比較少，模仿性比較多，同質(zhì)化競爭激烈，造成大企業(yè)大而不強(qiáng)，小企業(yè)小而不專，產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性大大折扣。

（二）自主創(chuàng)新能力缺失

山西省自主創(chuàng)新能力較弱，部分關(guān)鍵核心技術(shù)缺失。除少數(shù)大型骨干企業(yè)有一定自主創(chuàng)新能力外，大多數(shù)企業(yè)基本處于引進(jìn)技術(shù)、模仿制造階段。即使大型骨干企業(yè)掌握了部分裝備的核心技術(shù)，大多數(shù)是通過海外并購、技術(shù)引進(jìn)及開發(fā)合作等多種方式獲得的。這種“引進(jìn)—消化—吸收—再創(chuàng)新”技術(shù)發(fā)展模式容易受限于發(fā)達(dá)國家的技術(shù)管制，也抑制了自主創(chuàng)新能力的培育。

山西自主創(chuàng)新能力薄弱，一方面在于研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入嚴(yán)重不足，2018年全省的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入為175.8億元，比上年增長0.18%，投入經(jīng)費(fèi)強(qiáng)度處于較低水平，僅為1.05%，比上年增長0.1個百分點(diǎn)。從全國31個省來看，山西研究經(jīng)費(fèi)投入排20位，經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度與云南并排21位。（圖1）。企業(yè)研發(fā)投入占比超過銷售收入的5%時企業(yè)才具有市場競爭力,但山西省大多數(shù)企業(yè)研發(fā)投入占比不足銷售收入的2.5%。另一方面在于山西省自主創(chuàng)新基礎(chǔ)條件薄弱，自主創(chuàng)新主要靠企業(yè)自身，與發(fā)達(dá)省份相比，山西企業(yè)擁有的研究機(jī)構(gòu)數(shù)較少，只有484家。產(chǎn)學(xué)研不夠密切，其他科研機(jī)構(gòu)在總投入中的比例較小，且沒有充分利用高校、科研院所等外部資源優(yōu)勢。造成能源裝備制造業(yè)企業(yè)長期處于低技術(shù)、低創(chuàng)新的微利化制造裝配環(huán)節(jié)，核心技術(shù)缺乏，關(guān)鍵零部件、元器件過度依賴進(jìn)口。除此之外，自主創(chuàng)新能力薄弱還在于高素質(zhì)復(fù)合型人才、高端技術(shù)研發(fā)人才、專業(yè)化人才及優(yōu)秀項(xiàng)目經(jīng)理缺乏。這主要是由于三方面原因造成的，一是因?yàn)榕c發(fā)達(dá)省份相比，缺乏經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢，造成人才流失嚴(yán)重；二是人才的培養(yǎng)方向與需求有些脫節(jié)，實(shí)踐操作水平有所欠缺；三是因?yàn)槿瞬殴芾聿划?dāng)，如在企業(yè)中，一個生產(chǎn)零部件的技術(shù)人員干得不錯就被調(diào)去整機(jī)車間了，而國外是專業(yè)化人才，生產(chǎn)零部件的技術(shù)人員一直在完善、創(chuàng)新、升級產(chǎn)品。

圖1 2018年山西省研發(fā)經(jīng)費(fèi)及投入強(qiáng)度比較

（三）智造化水平低

能源裝備制造業(yè)智能化發(fā)展是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括研究設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和服務(wù)管理等諸多環(huán)節(jié)。目前全省的智能化水平比較低，主要表現(xiàn)為：一是依舊采用傳統(tǒng)的商業(yè)模式，產(chǎn)業(yè)鏈分布與市場需求存在不匹配，高端網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)基礎(chǔ)仍薄弱，設(shè)備互聯(lián)、供應(yīng)鏈互聯(lián)等基礎(chǔ)建設(shè)比例低。全生命周期足跡缺乏監(jiān)控，缺乏快速和主動響應(yīng)市場變化的自動化決策機(jī)制。二是設(shè)計(jì)是制造業(yè)的靈魂，山西絕大部分能源裝備制造業(yè)設(shè)計(jì)沒有走出仿造、試制和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)模式，且對資源綜合利用率不高，精細(xì)化優(yōu)化控制水平一般，缺乏虛擬制造技術(shù)。三是智能制造的實(shí)現(xiàn)要靠大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)作支撐，但由于受資金、人才、技術(shù)、時間等方面不足影響，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱，缺少較為成熟的互聯(lián)網(wǎng)平臺，對廣域信息的靈敏感知與有效集成有所欠缺，存在相當(dāng)程度的數(shù)字藩籬和信息不對稱。四是能源制造標(biāo)準(zhǔn)體系不健全，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)不足以指導(dǎo)和規(guī)范智能制造發(fā)展。

（四）品牌建設(shè)、售后服務(wù)、市場渠道不強(qiáng)

山西省能源裝備制造業(yè)缺乏具有國際影響力的企業(yè)和產(chǎn)品品牌，尚未形成具有較強(qiáng)國際競爭力的專業(yè)化制造能力，基本處于產(chǎn)業(yè)鏈的低端。相關(guān)服務(wù)發(fā)展滯后，制造業(yè)市場需求也發(fā)生新的變化，消費(fèi)群體不再僅僅滿足于企業(yè)提供的產(chǎn)品本身，而更加注重差異化供給和個性化服務(wù)。產(chǎn)品的供給與需求不對稱致使不少產(chǎn)品生產(chǎn)能力過剩，供過于求，企業(yè)效益不好。

二、智能制造是山西能源裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑

發(fā)達(dá)國家為實(shí)現(xiàn)工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，紛紛掀起了以智能制造為主導(dǎo)的“第四次工業(yè)革命”浪潮，如德國實(shí)施“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，日本提出振興制造業(yè)計(jì)劃，美國制定了先進(jìn)制造業(yè)回歸規(guī)劃等。智能制造作為一種獨(dú)特的生產(chǎn)模式，通過智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型，可全方位地對山西省能源裝備制造業(yè)進(jìn)行改造升級，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

（一）智能制造的內(nèi)涵

政府出臺的《中國制造2025-能源裝備實(shí)施方案》要求，進(jìn)一步培育和提高能源裝備自主創(chuàng)新能力，推動能源革命和能源裝備制造業(yè)優(yōu)化升級,這就需要把智能制造作為主攻方向④。智能制造是先進(jìn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求，有利于降低企業(yè)能耗和運(yùn)營成本，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，提升制造業(yè)核心競爭力。智能制造是一種區(qū)別于傳統(tǒng)制造的新的制造模式，主要依賴物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，并將數(shù)字技術(shù)、智能化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的全生命周期過程中，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的生產(chǎn)制造。

圖2智能化促進(jìn)能源裝備高質(zhì)量發(fā)展

（二）智能制造對提升能源裝備高質(zhì)量發(fā)展的作用機(jī)理

在研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)的先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙生產(chǎn)，后聯(lián)系市場定位消費(fèi)者不同，智能制造是基于消費(fèi)者需求提供服務(wù)。首先根據(jù)外部信息的獲取和反饋進(jìn)行需求定位，然后實(shí)現(xiàn)個性化定制生產(chǎn)，有效降低庫存和企業(yè)成本，提高產(chǎn)品附加值。在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，通過智能化工廠的建立，實(shí)現(xiàn)兩化融合。智能制造可通過建立3D模型，運(yùn)用仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)虛擬生產(chǎn)，有助于提高產(chǎn)品研發(fā)成功率，增強(qiáng)研發(fā)和設(shè)計(jì)的自信心，加快實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件的自主研發(fā)速度。智能生產(chǎn)執(zhí)行過程中，智能生產(chǎn)線有效加強(qiáng)了人員管理的可視化，在制作過程的每一環(huán)節(jié)依靠系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,實(shí)時共享，再進(jìn)行橫向?qū)Ρ群涂v向?qū)Ρ?形成質(zhì)量看板,一方面加強(qiáng)工序質(zhì)量管控，減少制造過程的物耗和能耗；另一方面還可根據(jù)作業(yè)人員及質(zhì)檢員的工作內(nèi)容及工作質(zhì)量的數(shù)據(jù)記錄,結(jié)合激勵機(jī)制對表現(xiàn)優(yōu)良者進(jìn)行相應(yīng)獎勵及培養(yǎng),為質(zhì)量管理儲備后備人才。在管理服務(wù)環(huán)節(jié)，因智能制造的去人工干預(yù)，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、流程化管理。同時智能制造可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測、遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)故障時，可應(yīng)用大數(shù)據(jù)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后形成與服務(wù)相關(guān)的決策，指導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)備診斷和維護(hù)，以提高企業(yè)的售后服務(wù)水平。綜上所述，通過研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、管理服務(wù)的協(xié)同互聯(lián)，有利于能源裝備制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

三、山西能源裝備制造業(yè)智造化發(fā)展的對策建議

高質(zhì)量發(fā)展是漸進(jìn)的、積小變?yōu)榇笞儭牧孔兊劫|(zhì)變的過程。山西能源裝備制造產(chǎn)業(yè)提質(zhì)升級，必須貫徹落實(shí)創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念，堅(jiān)持市場需求導(dǎo)向，整合能源裝備優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，強(qiáng)化“引智”政策，提升自主創(chuàng)新能力，完善配套設(shè)施建設(shè)，加強(qiáng)區(qū)域合作，完善標(biāo)準(zhǔn)體系，推動煤炭、電力等能源裝備向高端化、智能化發(fā)展。

（一）選擇整合關(guān)鍵領(lǐng)域

能源裝備智能化發(fā)展，既要發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，也要發(fā)揮好政府的主導(dǎo)作用，整合提升全省能源裝備產(chǎn)業(yè)，瞄準(zhǔn)能源裝備技術(shù)鏈和價值鏈的高端，推動煤機(jī)裝備制造、電力裝備制造、煤層氣裝備制造、煤化工裝備制造等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。進(jìn)行煤機(jī)技術(shù)研發(fā)，不斷提升煤基系統(tǒng)集成能力和技術(shù)創(chuàng)新能力，形成煤機(jī)制造產(chǎn)業(yè)集群。積極拓展延伸電力裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈，支持晉能、潞安太陽能一體化工業(yè)園區(qū)建設(shè)，推動太重等企業(yè)風(fēng)電裝備制造向成套化、系列化和高端化發(fā)展。大力發(fā)展煤層氣勘探高精尖勘探裝備、定向鉆機(jī)、智能化排采系統(tǒng)等，建設(shè)太原、晉城兩個煤層氣裝備制造業(yè)基地。加快攻關(guān)大型、高壓、高溫、高效化工裝備技術(shù)，打造山西煤化工裝備品牌。

（二）提升自主創(chuàng)新能力

能源裝備智能化制造的實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵還要靠企業(yè)的自主創(chuàng)新能力。第一，開展智能裝備核心技術(shù)攻關(guān)。實(shí)施智能核心裝置與成套設(shè)備創(chuàng)新發(fā)展和應(yīng)用示范工程，集中力量突破新型傳感器及系統(tǒng)等核心智能測控裝置與部件，推動能源智能生產(chǎn)技術(shù)、傳輸技術(shù)、消費(fèi)技術(shù)、管理與監(jiān)管手段和互聯(lián)網(wǎng)綜合集成技術(shù)創(chuàng)新，補(bǔ)齊能源裝備制造智能化核心技術(shù)短板，逐步擺脫對國外核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件的依賴。第二，搭建智能創(chuàng)新平臺，加強(qiáng)國內(nèi)外合作交流。支持新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同平臺，支持“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)盟，發(fā)展新建一批技術(shù)研究中心。加強(qiáng)與發(fā)達(dá)地區(qū)的合作，鼓勵企業(yè)在外設(shè)立研究開發(fā)機(jī)構(gòu)或產(chǎn)業(yè)化基地，積極與國際接軌，開展國際項(xiàng)目合作，擴(kuò)大智能化制造技術(shù)及其產(chǎn)品的對外銷售。第三，加強(qiáng)資金政策支持，加大對重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持力度。對企業(yè)智能化改造優(yōu)先給予重點(diǎn)支持，利用首臺套、技改專項(xiàng)等優(yōu)惠政策獎勵先進(jìn)企業(yè)通過技術(shù)研發(fā)，集中資源發(fā)展高端產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)智能化升級。政府還可以通過加大采購，為能源裝備制造業(yè)創(chuàng)造需求，引導(dǎo)市場與企業(yè)，從而推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新的步伐。

（三）建設(shè)智能制造人才隊(duì)伍

能源裝備智能化制造需要多元化的人才，要抓住育才、引才、用才三個重要環(huán)節(jié)，建設(shè)一批專業(yè)的智能制造人才隊(duì)伍。一要優(yōu)化人才培養(yǎng)機(jī)制，激勵高校調(diào)整開設(shè)相關(guān)專業(yè)，培養(yǎng)智能制造領(lǐng)域的管理人才、研發(fā)技術(shù)人才和專業(yè)技能人才，鼓勵企業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，讓智能化理念，數(shù)字化技術(shù)全面滲透，讓一線員工參與到系統(tǒng)性創(chuàng)新活動中。二要強(qiáng)化對口“引智”政策，建立重大智能制造項(xiàng)目與人才引進(jìn)聯(lián)動機(jī)制和綠色通道，實(shí)施人才交流支援計(jì)劃，引導(dǎo)行業(yè)領(lǐng)軍人才或創(chuàng)新型人才到山西掛職交流，鼓勵有條件的企業(yè)引進(jìn)國際產(chǎn)業(yè)專業(yè)高端人才。三要建立健全科學(xué)合理的人才資源管理體制及客觀公正的評價體系、激勵機(jī)制和人才分配機(jī)制，加強(qiáng)崗位體系建設(shè)，分別設(shè)計(jì)適合不同人才發(fā)展的職業(yè)路徑，對專業(yè)人才、創(chuàng)新型科技人才和經(jīng)濟(jì)管理人才做到專人專用。

（四）提升產(chǎn)品競爭能力

圍繞質(zhì)量提升、標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)、品牌建設(shè)，努力把山西能源裝備制造業(yè)發(fā)展推向質(zhì)量時代。質(zhì)量是提升產(chǎn)品競爭能力的根本，智能制造是能源裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑，因此按照智能化的模式可提升產(chǎn)品競爭力。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)，鼓勵企業(yè)大力開展按需設(shè)計(jì)、眾包眾創(chuàng)、分布式協(xié)同設(shè)計(jì)，鼓勵企業(yè)開展個性化制造和精準(zhǔn)營銷。在制造環(huán)節(jié)，推廣建設(shè)以智能裝備和生產(chǎn)線為支撐的智能化工廠或數(shù)字化車間，逐步實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，加強(qiáng)質(zhì)量管控。在管理服務(wù)環(huán)節(jié)，鼓勵企業(yè)增加全生命周期管理，充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集傳輸、設(shè)備運(yùn)行實(shí)時監(jiān)控、故障預(yù)測與診斷、健康狀態(tài)評價等遠(yuǎn)程主動運(yùn)維服務(wù)，提高生產(chǎn)安全與生產(chǎn)效率。大力推廣智能服務(wù)，培育一批具有系統(tǒng)解決方案的供應(yīng)商，提高服務(wù)水平。

開展“標(biāo)準(zhǔn)化+”行動，構(gòu)建“山西智造”標(biāo)準(zhǔn)化體系。首先，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展前沿技術(shù)研究，做好智能裝備和產(chǎn)品、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)、智能工廠和數(shù)字化車間、工業(yè)軟件、工業(yè)云和大數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)通用和關(guān)鍵核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研制。其次，及時將科研成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)，推動優(yōu)勢領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)，以標(biāo)準(zhǔn)走出去帶動產(chǎn)品走出去。最后，構(gòu)建完善的能源裝備質(zhì)量管理評定體系。強(qiáng)化能源裝備制造業(yè)發(fā)展的引導(dǎo)和規(guī)范，提升質(zhì)量管理水平，落實(shí)主體責(zé)任，加強(qiáng)質(zhì)量安全監(jiān)管。

鼓勵企業(yè)實(shí)施品牌戰(zhàn)略，做大做強(qiáng)能源裝備，形成一批競爭能力強(qiáng)的山西品牌，提升市場占有率。首先，支持龍頭、骨干企業(yè)發(fā)展，帶動促進(jìn)中小企業(yè)，逐步形成專業(yè)、特色的產(chǎn)業(yè)集群，培育專而精的中小企業(yè)，做到精細(xì)化生產(chǎn)、精細(xì)化管理和服務(wù)，與大企業(yè)形成優(yōu)勢互補(bǔ)。其次，探索發(fā)展獨(dú)立的業(yè)務(wù)服務(wù)單元和基于客戶需求的整體解決方案，通過服務(wù)創(chuàng)造新的需求和價值。最后，實(shí)行多樣化營銷，除多開展產(chǎn)品推介、展覽展銷、供需對接等活動外，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)無縫銜接用戶和市場的優(yōu)勢，提升企業(yè)與市場的對接能力。