天津市人工智能與傳統制造業融合發展面臨的問題及對策研究

齊旭高 ，楊 燁 ，呂 波

（1.天津職業技術師范大學 天津 300222；2.天津師范大學 天津 300386）

人工智能與實體經濟深度融合是促進經濟高質量發展的重要途徑，是產業優化升級、供給側結構性改革及新舊動能轉換的重要引擎［1］。天津市在“十四五”規劃中明確提出大力發展智能科技產業，以人工智能產業為核心，全力打造人工智能先鋒城市。借力人工智能技術推動傳統制造企業智能化改造成為了當前天津市提高傳統制造業發展質量的重要途徑。近年來，天津制造業著力調結構、促轉型，不斷推進數字化、智能化、高端化發展，并取得了積極成效。然而，人工智能與傳統制造業融合發展會受到多種因素綜合影響［2］，盡管傳統制造企業智能化潛在需求強烈，但是許多企業并不了解如何將人工智能等先進技術與企業生產經營過程融合，導致企業智能化改造找不到切入點。把握人工智能與傳統制造業融合發展存在的主要問題，推動人工智能與傳統制造企業深度融合，對加快傳統制造企業轉型升級具有重要意義。基于此，本文對天津市人工智能與傳統制造業融合發展現狀進行了梳理和總結，探討了人工智能與傳統制造企業融合發展面臨的主要問題并提出了對策建議，以促進人工智能與傳統制造業深度融合，從而更好地支撐天津市制造業高質量發展。

1 傳統制造業與人工智能融合發展的內涵

人工智能與傳統制造業融合發展是伴隨著人工智能技術快速發展和產業優化升級、供給側結構性改革提出的。人工智能是科技革命和產業升級的戰略性技術，正引領新一輪信息技術發展浪潮。憑借強融合性和賦能性，人工智能帶來的新技術、新產品、新產業、新模式為產業變革注入新動力，成為助推經濟實現由高速增長向高質量發展躍遷的重要引擎［3］。近年來，傳統制造業發展受到多重掣肘，甚至被價值鏈低附加值環節“鎖定”，勞動力和原材料成本優勢衰減，傳統制造業亟需轉型升級和戰略調整。智能化是制造業戰略調整發展方向，是傳統制造業轉型升級的重要載體。人工智能與傳統制造業深度融合是促進制造業智能化的重要環節，其將全面提升傳統制造業整體效率、效益和發展質量，進而加快制造業生產組織方式和企業形態的根本性變革［4］。

2015年5月，《中國制造2025》提出以促進制造業創新發展為主題，以提質增效為中心，加快新一代信息技術與制造業深度融合。2016年，國務院、工信部、科技部等多部門出臺了多個人工智能相關規劃及工作方案，以推動人工智能的發展。2017年10月，十九大報告提出推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。2019年，科技部在《關于促進人工智能和實體經濟深度融合的指導意見》中指出探索人工智能創新成果應用轉化路徑和方法，構建智能經濟。2020年7月，中央網信辦等五部門在《國家新一代人工智能標準體系建設指南》中指出建立人工智能標準體系，率先在制造、交通、金融等重點行業和領域進行推進。國家系列政策的出臺為人工智能與實體經濟融合指明了方向。在制造業領域，人工智能可以多維度提升傳統制造業效能：在市場營銷環節，可更精準地掌握客戶需求和市場變化，提供更符合市場需求的產品，從而獲取更大的市場價值；在生產制造環節，不但能更好地在生產制造過程中節能降耗、提升生產效率，也能通過生產流程的改進提升生產線的柔性和適應能力；在產品研發環節，可優化和加速研發流程，實施創成式設計；在物流環節，智能化流通路線，加快產品流通速度，縮短產品交付周期；在生產服務環節，能更好地實現生產服務智能化，促進生產服務體系升級［5］。伴隨著人工智能技術迭代，人工智能在傳統制造業應用領域不斷拓展，由生產單元自主、部門間協同向上下游供應鏈、客戶群相互聯結協同發展，以最終構建起智能經濟形態［6］。

如圖1所示，人工智能與傳統制造業融合發展，就是在把握新一代人工智能發展特點和傳統制造業轉型升級需求基礎上，推動人工智能技術與企業生產經營全過程融合，涵蓋設計研發、生產制造、運營管理、市場營銷、物流管理、生產服務等各環節，貫穿上下游產業鏈，構建數據驅動、人機協同、跨界融合、共創共享的智能經濟形態。

圖1 人工智能與傳統制造業融合發展Fig.1 Integrative development of artificial intelligence and traditional manufacturing industry

2 天津市傳統制造業與人工智能融合發展現狀

智能化產業是產業智能化的基礎，傳統制造業與人工智能的融合發展離不開智能化產業的快速成長。人工智能產業是天津市政府大力發展的戰略性新興產業之一。近幾年，天津搶抓人工智能產業發展機遇，從首屆世界智能大會率先謀劃人工智能產業發展布局到第五屆世界智能大會增設信創產業新展區，天津一直全力打造人工智能先鋒城市。天津市人工智能產業和創新生態體系逐步完善，從人工智能產業布局來看，已經涵蓋了人工智能產業上中下游各個領域的企業。濱海新區是產業發展的核心地區，2021年2月，濱海新區獲批復成為第二批次國家人工智能創新應用先導區。此外，武清區、西青區、津南區等人工智能產業鏈發展也較為完善。根據《天津市新一代人工智能發展行動計劃（2019—2023年）》，到2024年，形成3～5個千億規模的人工智能產業創新集群，培育10家百億級以上的人工智能領軍企業、50家以上細分領域處于領先地位的人工智能高新技術企業，天津在人工智能產業的規模將進一步增長。

天津一方面搶抓機遇促進人工智能產業發展，另一方面積極引導人工智能產業鏈下游的應用層，通過將人工智能技術與傳統產業相結合開發出不同的應用場景，推動傳統制造業向先進制造、智能制造方向發展。在推動傳統產業智能化方面，逐步實現人工智能技術在傳統制造業企業研發設計、生產制造、物流倉儲、售后服務等環節的深度應用。天津建設了一批典型智能工廠和數字化車間，如天津力神動力電池智能工廠入選工業和信息化部2018年智能制造試點示范項目，天津汽車模具股份有限公司、長榮印刷設備股份有限公司等企業在汽車沖壓模具、智能化印刷設備等方面均居行業首位。從傳統產業改造升級投資看，石油化工產業、輕紡工業、冶金產業、機械裝備產業均出現較快增長，高技術產業（制造業）增加值占規模以上工業比重達到15.5%。

3 天津市人工智能與傳統制造業融合發展面臨的問題

3.1 人工智能產業規模偏小，產業鏈主要節點影響力弱

當前我市人工智能產業規模還比較小，在全國處于第二梯隊。我國已在深圳、上海、廣州、濟南、北京、天津、杭州、成都8個城市建立了國家人工智能創新應用先導區，根據中國電子信息產業發展研究院（CCID）于2021年3月發布的數據，80.9%的人工智能產業規模來自國家人工智能創新應用先導區，其中占比較大的為北京和深圳，天津占比僅為0.7%。多數企業處于人工智能應用低層次發展階段，缺乏具有國際視野和戰略遠見的人工智能企業領導人，在人工智能產業鏈主要節點缺少具有一定影響力的龍頭企業，在應用細分領域缺少領軍企業。

3.2 智能化能力成熟度水平不高，數據價值未充分發揮

調研顯示，大量企業依然僅僅停留在自動化發展階段，與人工智能還有一定距離。自動化系統下的“機器換人”在企業中的應用已非常普遍，但還有相當一部分企業沒有進入從自動化到智能化、再到網聯化的人工智能階段，很多企業對數據的收集和整理工作還比較初級，分散在各部門的數據價值遠遠沒有充分發揮出來。根據2022年3月發布的智能制造發展指數報告，天津在全國省級智能制造能力自評估成熟度達到二級及以上企業數量相對于深圳、北京、上海等城市偏少，這一方面可能由于天津制造企業參與成熟度評估的企業數量偏少，也在一定程度上反映了天津制造企業智能制造的實際水平。

3.3 傳統制造企業管理基礎工作不到位，企業數據基礎薄弱

企業管理基礎工作是為經營目標和管理職能提供資料依據必不可少的工作，如定額工作、標準化工作、計量工作等［7］。多地智能制造經驗表明，只有先把現有工作簡化、標準化，再做智能化，才能充分發揮人工智能技術的效益。天津市制造企業，尤其是傳統制造企業，仍然存在基礎管理工作不到位、企業組織和運營流程不規范等問題，企業基礎數據準確性和及時性不夠。人工智能對管理基礎工作的要求與企業管理實際處于兩個層次，管理累積水平不能適應實施智能化的要求，難以給智能化實施提供適合和有效的支持。

3.4 人工智能應用場景供需信息不對稱，對接渠道不暢

人工智能與傳統制造業融合潛在需求很大，企業智能化積極性高。但由于傳統制造企業對人工智能技術供給不清楚、對人工智能應用場景認識不到位，導致企業智能化找不到抓手和切入點。目前全國多地正加快人工智能場景應用，天津也圍繞重點領域打造了多個典型應用場景，但針對傳統制造業智能化服務的供應能力仍不足，面向制造業全生命周期各環節的應用場景還不豐富。

3.5 人工智能產業鏈關鍵共性技術供給不足，智能制造系統集成產業有待加強

目前全國三大智能制造系統集群地北京、上海和廣州依然是先行者。天津在自主可控信息系統產業鏈方面已經擁有芯片、操作系統、數據庫、服務器、超算應用等關鍵節點要素，但上下游節點間的技術互動、帶動效應和鏈式整合能力還沒有充分發揮出來，具有帶動和引領作用的智能制造系統集成產業相對偏弱。

3.6 傳統制造企業對專職人工智能技術人才吸引力不夠，智能制造復合型人才缺乏

盡管“海河英才”計劃吸引了大量人才到天津落戶發展，但我市人工智能專業性人才仍然匱乏。調研顯示，企業智能制造高端人力資源儲備不足，缺乏具有前瞻能力的智能制造領軍人才，智能制造專職工程技術人才招聘難，企業內部工程技術人員缺乏智能化制造知識，企業外部還未形成智能制造系統集成商隊伍。

4 促進我市人工智能與傳統制造業深度融合的對策建議

4.1 做好頂層設計，強化組織領導

建議考慮建立“1＋2”組織機構。“1”是一個由市級分管領導為組長、有關部門和單位參加的天津市制造業智能化改造和數字化轉型領導小組，負責指導全市制造業智能化工作，以及審議重大政策措施及其他重大事項。“2”代表一個工作委員會和一個專家咨詢委員會。工作委員會建議由主管部門負責同志擔任主任，制定年度工作計劃、提出重大項目立項建議、開展信息統計與分析、督辦領導小組部署的任務、指導檢查各區縣工作；專家咨詢委員會由高校學者、智庫專家和行業智能制造專家組成，負責指導制定傳統制造業與人工智能融合發展總體路線和提供戰略咨詢。

4.2 建立長效評價機制，鼓勵傳統制造企業開展智能制造能力成熟度評價

引入第三方機構，積極推動智能制造能力成熟度模型標準的建設，加強我市智能化評價指標提升，鼓勵傳統制造企業與人工智能融合發展過程中廣泛參與標準制定應用，開展自診斷和自評估。鼓勵第三方機構開展智能制造能力成熟度評估，通過評估全面展現我市制造業在設計、生產、物流、銷售、服務各環節關鍵指標變化情況，直觀地反映智能化階段性成果和不足，為傳統制造企業提升智能制造能力、主管部門了解產業發展現狀提供參考。

4.3 實施示范工程，豐富人工智能在傳統制造企業全流程應用場景

作為北方最大的工業城市，我市在為企業開辟人工智能應用場景方面一直做得很好。未來可以在傳統制造業升級領域形成一批應用解決方案，建立人工智能在重大應用場景中的落地模式。實施傳統制造業與人工智能技術融合場景示范工程，圍繞傳統制造企業單個或多個制造環節，重點梳理凝練可復制、可推廣的智能制造場景。聚焦我市重點制造企業，強化場景創新主體作用，圍繞制造全流程，打造面向不同行業和場景的智能化應用示范，建立智能車間、智能工廠、智能產業鏈示范樣本。面向傳統制造企業征集智能化改革關鍵需求，采用揭榜掛帥方式，鼓勵高等院校、科研院所、龍頭企業參與場景創新。拓展人工智能場景應用合作渠道，分行業、分區域組織智能化示范場景深度行、系統解決方案供應商與企業對話等活動。積極推廣流程智能制造、離散智能制造、網絡化協同制造等新型制造模式，形成一批可復制推廣的高水平人工智能應用解決方案。

4.4 培育壯大智能制造系統解決方案服務商隊伍，增強人工智能技術服務供給能力

以傳統制造企業轉型升級需求為牽引、產業鏈為紐帶，支持一批綜合型和細分行業人工智能技術供應商發展，加快培育壯大智能制造系統解決方案服務商隊伍。通過成立聯盟、學會、協會等形式，積極搭建智能制造系統集成公共服務平臺，為企業引入人工智能技術提供咨詢診斷、資源對接、技術轉移等服務，有效降低傳統制造企業導入人工智能技術的門檻和成本。鼓勵龍頭制造企業“衍生”生產性服務，通過業務流程再造，面向傳統制造企業提供社會化、專業化智能改造服務，為企業提供量身定制融合人工智能的技術方案。

4.5 強化傳統制造企業數字化管理能力，為引入人工智能技術創造基礎條件

引導龍頭企業、科研院所開展企業數據管理能力模型標準的建設。通過數字管理能力評估，積極引導傳統制造企業圍繞管理系統提升水平，促進管理流程化、標準化、精細化，提高企業數據質量的可得性和通用性，暢通企業間、企業部門間數據互通機制。面向傳統制造企業高級管理人員設立專項培訓計劃，培養具有智能制造前瞻能力的領軍人才。出臺專項人才引進計劃，儲備一批人工智能相關的工業互聯網、工業軟件、制造系統集成等 IT 技術人才，打造智能制造專職隊伍。動員和組織企業制造工程技術人員融合數字化、網絡化、人工智能技術，使其投入到智能化改造過程中，有效解決人工智能與傳統制造業融合發展中的人才缺口問題。

5 結 語

作為北方最大的工業城市，推動傳統制造業優化升級的重要契機是天津深化實施制造業立市戰略的重要內容。本文在深入探討人工智能與傳統制造業融合發展內涵基礎上，分析了當前天津在推進人工智能與傳統制造業融合發展面臨的問題，提出了強化組織領導、積極推動智能制造能力成熟度模型標準建設與評估、豐富人工智能在傳統制造企業全流程應用場景、培育壯大智能制造系統解決方案服務商隊伍、強化傳統制造企業數字化管理能力等建議，以期為天津推動人工智能與傳統制造業融合發展提供參考。