智能制造產業標準化發展現狀及研究

王晶 高杰

摘 要：隨著工業技術不斷進步，制造業對提高生產效率、降低能耗和人力成本有著迫切需求，智能制造儼然成為全球的聚焦點。智能制造涵蓋領域廣泛，涉及行業眾多，離不開標準的協調。標準化工作是推進制造業發展的重要抓手和基礎設施。本文簡要介紹了智能制造產業標準化工作的前期成效以及當下工作難點，并對我國智能制造標準化工作的開展提出了幾點建議。

關鍵詞：智能制造，標準化，建議

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.05.013

0 引 言

智能制造是一個涉及眾多學科的新領域，也是一個十分復雜的系統工程。隨著科技革命和產業變革的持續深化，全球工業體系正不斷向數字化和智能化轉型，技術發展方式和競爭模式也發生了相應的變化。為在制造領域繼續保持優勢，世界工業大國紛紛押注智能制造競爭賽道，在復雜的競爭環境中，標準競爭已超越產品競爭、技術競爭甚至品牌競爭，發展成為具有更高層次的競爭形態。標準主導者掌握了技術控制權、產業主導權以及市場話語權。標準化工作的廣度、深度很大程度上決定了制造業發展速度、產業質量和經濟效益，高質量的標準化工作對產業的快速崛起起到了關鍵的促進作用。通過梳理總結智能制造國內外現狀，詳細闡述了智能制造產業標準化的優勢與短板，并針對目前存在的問題給出具體對策與建議，這對智能制造產業的快速發展具有重要意義。

1 智能制造產業標準化現狀

1.1 國外現狀

近年來，全球范圍內掀起了新一代信息技術與傳統工業深度融合的熱潮，為適應產業發展趨勢，世界各國高度重視智能制造及其標準化工作。自2012年以來，美國持續發布智能制造相關戰略，并在2022年10月發布的《先進制造業國家戰略》中明確建議制定數據兼容性標準，以實現智能制造的無縫集成，為智能制造未來發展方向提供指引。德國持續發布第四版《工業4.0標準化路線圖》，并將標準化工作列為工業4.0八大關鍵領域的首位。法國未來工業聯盟（AIF）負責組織協調和促進法國工業現代化轉型，其先后在協作機器人系統、增材制造、數字孿生以及多材料組裝等眾多領域確定了標準研制優先戰略。2021年11月，俄羅斯發布了《制造業數字化轉型戰略方向》，規定在生產實踐中積極應用人工智能、新型制造等6項關鍵創新技術，并為智能制造項目建立高效系統，不斷優化制造工藝，提高生產效率，降低生產成本。在東南亞地區，智能制造技術起步相對較晚，近年來借助全球產業轉移的利好，通過引進先進技術和技術合作等方式，積極推進智能制造領域標準化的建立，旨在持續提高東南亞地區智能制造產業規模和質量，不斷提升自身核心競爭力[1]。

1.2 國內現狀

我國將智能制造確定為制造強國建設的主攻方向，這也是我國制造業緊跟世界發展趨勢、實現轉型升級的關鍵舉措。通過近十年的發展，我國在智能制造領域取得長足進步，逐步從“理念普及、試點示范”探索階段進入“系統創新、深化應用”的引領階段。《“十四五”智能制造發展規劃》為我國智能制造指明了發展方向，規劃明確指出智能制造的發展路徑要立足制造本質，緊扣智能特征，以工藝、裝備為核心，以數據為基礎，依托制造單元、車間、工廠供應鏈等載體，構建虛實融合、知識驅動、動態優化、安全高效、綠色低碳的智能制造系統，推動制造業實現數字化轉型、網絡化協同、智能化變革。為適應產業發展結構變革，標準化工作顯得尤為重要。截至2022年底，國家標準共計發布343項，在研72項，除已應用的標準外，還包含3項已發布和1項在研的覆蓋船舶總裝、電力裝備、汽車電子的具有行業特色的國家標準，國家標準發布較以前增速明顯；此外，行業標準研制進度加快，共計發布15項，在研14項[2]。毫無疑問，標準化工作在現代工業體系中扮演著越來越重要的角色[2]。

2 智能制造產業標準化工作難點

2.1 政策標準體系不健全

健全的政策體系，對智能制造科技創新、平臺搭建、新型企業培育營造相對有利的“發展土壤”。與此同時傳統制造業也將迎來新的變革，智能制造將成為高端裝備、增材制造等領域不可或缺的組成部分。我國為有效推動智能制造行業發展出臺了《智能制造發展規劃（2016-2020）》等政策，該規劃提出了智能制造的戰略目標和發展路徑，取得不錯成果。然而與預期成效還存在差距，具體原因可總結為以下兩個方面：一方面是各個部門產業政策合力融合度不高。如圖1所示，由于各個部門職能存在差異，必然存在發展側重點，然而政策體系的協調性仍存在一定的不確定性有待研究，勢必會影響政策的整體功能和實施效果。

另一方面原因是智能制造行業雖然研制多個國家、行業標準，但是缺乏在產業層面統一、協調的技術支撐體系—智能制造標準體系。頂層標準體系是否健全直接影響智能制造設備的兼容性造成信息系統無法集成、企業間跨平臺系統存在對接壁壘，更加嚴重的是企業投入精力重新構建平臺或者系統，導致重復開發、資源浪費。

2.2 先進標準的有效供給不足

技術標準作為技術成果的一種展現形式，是市場競爭搶奪“占有率”和話語權的重要手段。然而目前我國智能制造標準體系并不健全，無法有規劃、系統、持續的形成先進標準供給，難以發揮標準的整體優勢。雖然存在個別的高質量先進標準，然而對行業整體影響力有限。此外，不可忽視傳統制造業標準的更新與制修訂，更應突出標準引領性和先進性，標準體系盡快融入智能制造標準子體系，對老舊、重復標準及時清理。

2.3 關鍵核心技術標準轉化效率低

在新的科技與產業變革的浪潮中，數字化和智能化的制造技術已經嶄露頭角，成為制造業發展的新方向。作為全球最大的制造業國家，我國雖然擁有完備的工業體系，但在智能制造領域仍處于起步階段，與世界制造強國的關鍵核心技術相比存在明顯差距。如表1所示，從基礎研究、核心技術、基礎材料、關鍵材料、集成電路、工業軟件六個維度進行分析。

在基礎研究方面，我國投入保持穩定增長，但原始創新能力仍然較為薄弱。近年來，我國基礎研究經費持續增長，占研發經費的比例保持在5%左右。然而，原始創新項目比例較低，僅占全部科研項目的10%～20%。這表明大量的科研經費主要用于延續性研究和試驗，而支持顛覆性創新和突破性技術的經費相對較少。在核心技術方面，我國與國際先進水平存在較大差距。據統計，我國核心零部件自給率較低，約為10%～20%，而發達國家的自給率普遍超過50%。這導致我國在關鍵技術和核心零部件方面受制于人，缺乏自主研發和創新能力。基礎材料作為智能制造的關鍵要素，其產業結構不合理、低端產品過剩、高端產品供應不足的問題凸顯。據相關數據顯示，我國高端材料市場對外依存度較高，約為30%～60%。這意味著我國制造業所需的高端材料主要依賴進口，這增加了技術轉化的難度和成本。集成電路產業是我國制造業的重要組成部分，但起步較晚、底子薄弱的現狀限制了其技術研發的步伐。據統計，我國集成電路產業研發投入占銷售收入的比重較低，約為5%～10%。這表明集成電路產業的研發投入不足，缺乏足夠的資金支持技術研發和創新。工業軟件作為智能制造的“大腦”，其在信息化與工業化的橋梁作用不可忽視。然而，我國工業軟件行業基礎薄弱且應用難度大，面臨較大的發展困境。據相關數據顯示，我國自主研發的工業軟件產品數量占比相對較低，約為20%～50%。這表明我國在工業軟件領域的技術實力較弱，缺乏具有自主知識產權的優秀軟件產品。

2.4 智能制造標準化人才缺乏

據人力資源和社會保障部的統計數據，2020年我國智能制造領域的人才需求為750萬人，而缺口高達300萬人；預計到2025年，這一人才缺口將進一步擴大至450萬人。智能制造標準化人員的短缺，已經成為制約我國制造業轉型升級的關鍵因素之一。隨著智能制造技術的快速發展和應用，制造業對高素質、高技能人才的需求越來越迫切。然而，由于歷史和現實的原因，我國智能制造領域的人才培養和供給遠遠不能滿足市場需求。一方面，智能制造領域需要的是具備跨學科知識和技能的復合型人才，要求從業者具備較高的綜合素質和標準化水平。然而，當前我國高等教育體系中相關專業設置和人才培養模式還不能完全滿足這一需求。此外，智能制造領域的技術更新換代速度較快，需要從業者具備持續學習和適應新技術的能力，這也是當前人才培養中較為欠缺的方面。另一方面，智能制造領域的標準化工作對于提升產品質量、降低生產成本、促進產業升級等方面具有重要意義。然而，當前我國智能制造標準化工作的人才儲備嚴重不足，缺乏一支具備專業知識和實踐經驗的高素質標準化人才隊伍。這導致我國在智能制造標準化工作中存在一定程度的滯后和不足，難以滿足產業快速發展的需求。

3 智能制造產業標準化工作對策建議

3.1 加強頂層設計，完善政策標準體系

要支撐智能制造產業的發展，首先需要建立健全的政策和標準體系。具體來說一是要擴大政策的覆蓋范圍。借鑒發達國家在智能制造領域的成功經驗，從系統觀的視角出發，對智能制造產業進行前瞻性的規劃和政策支持。這需要覆蓋智能制造產業鏈的全生命周期，確保產業鏈的各個環節都能得到有效的政策支持。二是要完善創新政策的體系。智能制造產業跨越多個領域和行業，涉及的管理部門也較多。因此，需要加強各管理部門之間的協調，形成中央、地方、企業之間的合力。根據不同地區的資源稟賦和產業技術優勢，合理布局智能制造產業的發展，避免同質化和惡性競爭。三是要健全標準體系。依據《國家智能制造標準體系建設指南》，建立動態更新的標準體系，確保標準體系能夠及時反映產業發展的需求，并具備先進性和高效性。通過完善標準體系，可以為智能制造產業的健康發展提供有力支撐。

3.2 強化戰略布局，促進關鍵核心技術標準化

加強產學研合作，推動智能制造領域的科技創新，鼓勵企業與高校、科研機構建立合作關系，共同研發先進技術。加大對智能制造科技成果轉化的支持力度，提供資金、技術和政策支持，加速科技成果的產業化進程。建立健全科技成果轉化機制，打通科技成果轉化的渠道，降低轉化的門檻和風險，提高轉化的效率和效益。加強與國際先進技術機構的交流與合作，引進國際先進的智能制造技術和標準，提高我國智能制造標準的技術水平和國際競爭力[3]。

3.3 注重標準實施，激發標準化市場活力

加大智能制造標準的宣傳和推廣力度，提高企業對標準化的認知度和參與度。建立健全智能制造標準實施的評價體系和監督機制，加強對標準實施情況的監測和評估。鼓勵企業采用先進適用的智能制造標準，提供政策支持和技術指導，幫助企業提升生產效率和產品質量。建立智能制造標準實施的反饋機制，及時收集和處理企業在實施標準中遇到的問題，不斷完善和優化標準體系。通過這些機制的建立，可以更好地評估標準的實施效果，發現和解決存在的問題，提升標準的執行力和市場活力[4]。

3.4 強化機構合作，加強人才隊伍建設

各地方可以引入專業的標準化服務機構，以加強與這些機構之間的溝通與協作。首先，這些服務機構能夠深入挖掘企業的標準化需求，為企業提供有針對性的標準化工作指導。通過加強標準化培訓，可以增強企業人員的標準化工作能力，提升整個企業的標準化水平。此外，利用標準化專業服務機構的豐富資源，可以打通企業參與標準化工作的信息渠道，使企業更有效地參與到標準制修訂的過程中。為了更好地服務企業，標準化服務機構還應深入研究專利技術轉化為標準的理論基礎，提高專利與標準融合的服務質量，從而促進標準化服務工作的良好發展。通過與標準化專業服務機構的緊密合作，各地方可以更好地推進企業標準化工作，提升企業的競爭力和市場地位。

4 結 語

標準在智能制造技術的推廣和應用中發揮著重要作用，不僅為企業帶來了顯著的經濟和社會效益，同時也受益于先進制造技術的不斷提升，推動標準的進一步發展。這是一個良性、正向的循環反饋過程。針對當前智能制造標準化工作所面臨的問題和挑戰，進行了深入分析，并提出了一系列具體的解決對策。通過這些對策的實施，可以有效促進智能制造技術利用標準的推廣和應用，進而提升企業的效益和整個行業的競爭力。因此，這些解決對策對于提升我國智能制造水平具有重要的意義。

參考文獻

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[3]閆紀紅，李柏林.智能制造研究熱點及趨勢分析[J].科學通報，2020，65（8）：684-694.

[4]陳旭升， 梁穎. 雙元驅動下智能制造發展路徑——基于本土制造企業的多案例研究[ J ] .科技進步與對策，2020，37（10）：71-80.

作者簡介

王晶，所長，高級工程師，研究方向為標準化。

（責任編輯：張佩玉）