中國裝備制造業在智能化驅動下的發展狀況及問題

馮正德 張 鍇

首都航天機械有限公司

一、中國裝備制造行業智能制造發展現狀

1.中國裝備制造企業的智能水平具有“正三角”特征

在以智能制造為中心的今天，我國許多大型設備制造商都在加速從傳統的生產方式到智能化的轉變。例如，“濰柴動力”利用工業互聯網實現設備、生產線和產品的連接，并搭建全球的資源分配信息支持平臺；“四川長虹”立足于客戶多元化的需求，將智能技術運用于產品設計、研發到生產和貿易等多個方面，使工業產品設計制造到達模塊化選擇、動態需求感知、柔性制造和管理等。中國目前有部分公司實現了3.0到4.0的轉變，大多數公司還處于2.0和3.0并存的階段，70%的生產廠商還處在2.0的階段，即大規模生產、電力驅動的生產模式。部分公司目前已經進入了智能生產的初級階段，一些中小型的設備生產處在3.0的自動化和信息化的發展時期，絕大多數設備制造都是2.0時代的流水線和電力驅動，總體呈現“正三角”特征。

2.大部分省份實施智能化制造，推進了裝備制造業的發展

上海、深圳、福建、洛陽、上海、河南、四川、山東、汕頭等地方根據各自區域的特點，率先頒布了關于加快發展智能制造的相關政策，以提高區域內的裝備制造業和整體制造業的智能化程度。例如，2021年《上海市高端裝備產業發展“十四五”規劃》明確指出，到2025年，上海將成為具有國際影響的高端設備研發和關鍵技術中心，高端設備工業將達到700億元，20多個省級特色工業基地，40多個省級智能化制造企業。

3.高端裝備制造業已形成集聚發展的趨勢

目前，中國的高端裝備制造產業已經在長三角、珠三角以及中西部等區域內集群式發展。在我國，環渤海是我國高端裝備研發、設計、制造的一個主要區域。北京是我國航空航天、衛星、數控機床等領域的研究開發基地，而遼寧、山東、河北則是依托海洋資源，在裝備制造業的發展過程中逐漸形成了海洋工程裝備、數控機床、鐵路裝備等的生產基地。

長三角是我國裝備制造業的重點發展和制造中心，在我國的高端裝備制造業中具有舉足輕重的作用。上海是我國民航設備研發與生產的重要基地，而江蘇則是我國先進的船舶裝備制造業。

在中西部，以株洲、太原為核心的湖南、山西已形成了鐵路設備生產的主要生產基地。湖南、江西是我國航空工業的重要基地，其發展速度也很快。四川，重慶、陜西、貴州、云南等5個省份的裝備制造業也逐步形成了航空、衛星、軌道交通裝備、機械設備等行業。

4.我國裝備制造業產業系統逐步健全

目前，國內已有了許多相關的基礎科研，并已掌握了機器人技術、感知技術、復雜性制造系統以及智能化信息技術等一系列技術，以自動化生產線為標志的智能化制造業設備工業系統已基本成型。中國裝備制造業已經具備了一些數字化的基本條件。當前，我國大型制造業中使用的開發與開發中使用的數字工具占54%，使用網上CNC的比率為30%。

5.我國智能型裝備工業具有一定規模

2012-2020年，我國裝備制造業的增加值以每年8.2%的速度持續發展；尤其是2021年以來，受疫情沖擊的影響，裝備制造業率先復蘇，帶動了工業的快速復蘇。到2021年末，我國裝備制造業的規模及以上企業數量將達到105100個，同比增加45.30%；與2012年相比，公司總資產、營業收入和利潤總額分別增加了92.97%、47.76%和28.84%。

我國智能化設備制造行業發展的同時，仍存在一些不足，如缺少關節變速箱、伺服系統等，大型焊接機器人和飛機、汽車等制造裝配系統的柔性程度低，生產線關鍵技術沒有相應的知識產權，飛機的大部段零件裝配缺少完全的裝配功能等。

6.我國裝備制造行業智能發展的產業政策不斷完善

要實現智能化、網絡化和綠色化的轉變和發展，需要國家持續的支持和關注。自2009年以來，國家和各級政府部門針對行業發展的實際需求，制定了一整套裝備制造業發展的戰略和方針，推動了我國制造業的轉型。2009年，國家對我國的設備制造業進行了全面的調整和振興。2010年，國家關于加速培育和發展戰略新興工業的決策，明確了要大力發展先進制造業。2012年度的《智能制造行業發展計劃》和《智能制造專項計劃》著重于發展智能化制造和智能化技術，并制定以智能制造為基礎的發展戰略。《中國制造2025》從2015版的“裝備制造業”擴展到了“智能升級”的全過程。由此可以看到，推動智能發展的產業政策也在逐步健全。

二、中國裝備制造發展智能制造面臨問題

1.自主核心能力有待提升

在裝備制造業中，自主研發是其核心競爭力。然而，當前我國一些高端裝備的技術研發能力仍非常薄弱，工業機器人、集成電路芯片制造設備、汽車制造關鍵設備、核電等重大項目的絕大部分零部件主要依靠進口。裝備制造企業在自主研發方面仍需提高。

2.智能生產軟件和技術解決辦法有待進一步完善

中國的智能制造設備廠商在技術上的積淀比較薄弱，盡管近年來在系統整合方面取得了很大的進步，但很少有公司和研究單位從事智能化制造的基本軟件、國產機床、機器人等高端設備仍采用了國外的軟件體系，我國的高端裝備制造業面臨著向供給和需求轉化的瓶頸。僅有一些大型設備企業能夠通過自主研究或者與政府、國外大型企業聯合獲取技術支援，但在有限的條件下，大部分企業很難在短時間內獲取所需要的技術。

3.專業性人才相對缺乏

先進的制造系統和制造模式都離不開人才的支持。目前，大部分的勞動者都沒有接受過專業的訓練和訓練。同時，我國的先進裝備制造業在智能水平上的地位也沒有得到充分體現。盡管新型的工業生產體系去掉了許多人力的投入，使人們從單調的、程序化的工作中解脫，使人的體力活動變得更少，但其工作的重點將放在創造和增加價值的商業活動上，并要求具有高質量的創意和決策技能。

4.與發達國家相比仍有一定差距

智能制造是新一代工業革命的中心，與發達國家相比，我國在發展智能制造的國家發展戰略、智能制造等方面均相對落后。在智能化裝備領域，新型尖端傳感器、工業網絡技術、關鍵控制系統、精密減速器、高速精密軸承以及伺服驅動器等關鍵技術主要依賴進口。另外，在204800多個國際規范中，中國占比不到5%。

三、改進建議

一是強化人工智能和認知科學，推動先進制造技術與信息技術深入結合，促進先進制造技術與信息技術的深入發展。要把重點放在制造企業的整個生產流程上，把所有的力量都用“揭榜掛帥”的方法，把重點放在解決如精加工等共性、核心技術上。在重點行業如工業母機和智能傳感器等方面，集中優勢資源，建立制造業技術創新中心和工程研究中心。

二是加快中小企業的智能改造，促進中小企業的一體化發展。通過推動“虛擬”產業園和工業園區的建立，利用信息流促進供應鏈和上下游企業之間的數據、資源和服務協作，提高產業鏈資源優化配置和動態協調水平，帶動中小企業智能化升級。

三是加強標準制度的建立，主要是加強基礎共性、關鍵技術和產業標準的制定和測試，并大力推進標準的執行和標準的應用。積極參加國內外標準化工作，并參與制訂相關的國際標準。強化專業技術人員的培訓，深化產學研合作，根據產業實際需要，制定系統化的培訓計劃；提高教育內容和產業的適用性，培育一批高素質的智能化生產技術人員。