數字經濟時代下電子產業協同制造發展研討

【中圖分類號】F49；F426【文獻標志碼】A

【文章編號】1673-1069（2025）04-0127-03

1引言

在數字經濟快速發展的背景下，電子產業正由傳統制造模式向智能化、平臺化、協同化方向加速轉型。協同制造作為實現跨企業資源共享與任務協作的關鍵組織形式，已成為提升產業鏈響應速度與制造柔性的核心路徑。余東華、李云漢指出，數字技術正深刻改變產業組織結構，推動形成以數據驅動、鏈群協同為特征的新型生態體系，為制造企業間的動態協作提供了平臺基礎和制度邏輯。朱虹錦、杜攀認為，人工智能在電子制造業的信息處理、工藝優化和任務調度等方面已展現出顯著的集成效應，有助于構建高彈性、高效率的智能制造單元。王艷茹在研究中強調，中小型電子制造企業在數字化轉型過程中面臨數據割裂、資源對接不暢等挑戰，應通過平臺型協同機制實現能力重組與鏈路重構。基于此，本文以電子產業為研究對象，系統探討協同制造的發展現狀、核心技術支撐與模式優化策略，旨在為構建面向未來的智能協同制造體系提供理論依據與技術路徑支撐。

2協同制造理論基礎

協同制造是一種面向資源優化配置與任務協同執行的制造組織模式，強調多主體間在設計、生產、物流等環節的并行作業與數據互通。隨著數字經濟的發展，協同制造由傳統的信息對接演進為以人工智能、大數據、云計算與物聯網為支撐的智能協同體系。其中，人工智能可實現產品設計缺陷識別與調度優化，大數據與云計算為跨企業數據融合與實時分析提供技術底座，物聯網則通過感知層與控制層連接，構建生產設備之間的智能聯動機制。三者共同構成了協同制造由“鏈式對接”向“平臺集成\"升級的技術路徑，為電子產業實現柔性生產與高效響應提供了理論支撐和實踐基礎。

3電子產業協同制造的發展現狀

在數字經濟驅動下，電子產業作為典型的高復雜度、高敏捷性制造行業，其協同制造體系不斷演進，產業鏈上下游的協作效率明顯提升。然而，在實際推進過程中，仍存在多個技術層面與結構機制的制約因素，影響了協同制造的系統效率和落地效果。

3.1信息孤島依然存在，數據協同能力不足

盡管部分龍頭企業已構建基于云端的協同平臺，但多數中小企業仍處于信息化初級階段，缺乏標準化的數據采集接口和互聯協議，導致設計、采購、制造、質控等數據流斷裂，無法形成完整的產品全生命周期數據鏈條，嚴重限制了協同算法的實時響應與資源調度能力。

3.2智能化調度機制不健全，協同響應效率偏低

在制造資源調度方面，當前多依賴人工經驗或靜態規則模型，難以應對高頻次、小批量、定制化訂單背景下的快速變化。生產線狀態、設備可用性、原材料配置等信息未能實現實時感知與智能預測，導致產能分配與負載均衡效率低，跨企業間協同排產成為難點。

3.3平臺型資源調度中心不成熟，模式集成能力不足

多數企業缺乏具備橫向整合與縱向管理能力的平臺系統，難以在多項目、多節點、多角色的協同制造環境中進行任務分解、資源匹配與進度管控。同時，協同制造平臺多為封閉架構，擴展性與兼容性不足，難以滿足快速對接異構制造系統的需求。

3.4缺乏基于技術價值鏈的協同評價體系

當前電子產業多依賴財務性績效指標評估協同效果，忽略了對“技術投入一流程優化一效率提升\"鏈條的系統分析，無法準確識別關鍵技術瓶頸與優化方向，也難以形成持續演化的技術閉環與組織反饋機制。

4協同制造的核心技術體系

4.1人工智能賦能設計與生產

人工智能技術廣泛應用于電子制造的多個階段，包括設計缺陷預測、參數優化、設備智能調度與質量檢測等環節。通過構建神經網絡、遺傳算法與強化學習模型，AI可在多維輸人變量中提取最優路徑，提升設計效率與生產柔性。

如圖1所示，人工智能技術在電子制造中主要分為三大類應用體系：智能語言處理、計算機視覺與電子信息技術。其中，語義分析與語音識別支持智能工位調度指令交互，圖像與視頻識別廣泛應用于SMT貼片檢測、PCB線路板缺陷識別等場景，電子信息系統則承擔網絡數據安全、軟硬件自維護與信息采集任務。

在智能調度領域，基于深度Q學習的訂單-資源匹配優化模型可表述為：

其中， π^* 為最優調度策略， R（s_t，a_t） 表示在狀態 s_t 下采取動作 a_t 所獲得的即時獎勵， γ 為折扣因子（ 0lt;γlt;1 ，用于控制未來獎勵的重要性。該模型已被廣泛用于智能排產、設備維護窗口預測、動態工單優先級排序等任務。

4.2大數據與云計算的集成支撐

電子產業協同制造依賴大量異構數據的高速采集、整合與動態分析。大數據技術提供了對生產數據、設備狀態、質量檢測與客戶需求等多維數據的實時分析能力，云計算則提供了高彈性、可擴展的資源支撐平臺。

基于圖2所示的工業互聯網平臺功能架構，電子企業協同制造的數據處理流程可分為5層結構：邊緣層（設備采集）、IaaS層（資源托管）平臺PaaS層（模型管理）SaaS層（協同應用）與用戶交互層。該架構實現了“數據→建模 $$ 決策 $$ 調度”全流程閉環，打通了產業鏈多節點間的信息壁壘。

在數據價值鏈建模方面，常用的大數據驅動協同價值函數如下：

V_collab=f（D_q，A_r，T_l，C_o）

其中， D_q 為數據質量維度（完整性、準確性），A，為資源適配率（匹配度）， T_l 為鏈路響應時延， C_o 為計算資源占用率。函數 V_collab 可作為衡量協同平臺運行效率與調度效果的參考指標，為多方協同決策提供數據支撐。

4.3物聯網在設備協同與監控中的應用

物聯網（IoT）通過設備感知層、網絡傳輸層與業務應用層，構建起“設備一數據一應用”的聯動體系，是實現電子制造現場可視化、可控化、智能化的基礎。

在協同制造場景中，IoT可實現以下關鍵功能：

① 設備互聯：通過嵌人RFID、壓力傳感器、溫濕傳感器等，實現生產線設備狀態的實時采集與遠程控制。

② 工藝過程監控：基于MQTT/OPCUA協議實時上傳過程變量至邊緣網關，實現異常檢測、工藝溯源。

③ 跨企業協作：供應商一OEM一集成商可通過IoT系統共享生產進度、質量數據與產能狀態，優化整體協同排程。

尤其在工業互聯網平臺支撐下，IoT可與AI和云系統深度融合，形成跨節點、跨系統、跨場景的實時智能協同能力，支撐從芯片焊接到整機組裝的全流程智能決策。

5協同制造模式構建與優化路徑

5.1產業鏈、平臺與項目協同模式分析

① 產業鏈協同模式：以上下游實體企業為核心，通過合同協作、任務承接、資源共享完成縱向協同。適用于產品標準化程度高、產線穩定性強的中大批量制造場景。該模式強調過程協同和質量閉環，但受限于數據孤島和缺乏智能調度，難以靈活響應個性化訂單。

② 平臺型協同模式：以工業互聯網平臺為調度中樞，集成供應、制造、測試、交付等多角色資源，支撐柔性化、云制造協作。平臺作為調度者和中介者，基于算法模型分解任務，優化訂單流向，強化異構企業的動態聯動，是當前協同制造的主流發展路徑。

③ 項目驅動型模式：以特定客戶項目為核心目標，通過跨企業任務聯合管理與資源聯合調配，快速響應定制化、復雜化的電子制造需求。該模式強調柔性部署與工程調度，但對調度平臺算法能力與企業間協作機制提出更高要求。

上述3種模式在實際場景中往往融合應用：平臺提供資源調度能力，產業鏈提供基礎產能，項目則作為協同運作單元形成訂單牽引邏輯，構成“平臺 + 鏈條 +. 項目\"的三元驅動協同架構。

5.2協同效率測度模型與實證結果

為評估不同企業在協同制造體系下的資源利用與產出效率，本文構建基于DEA（DataEnvelopment Analysis）模型的效率測度方法，選取6家典型電子制造企業，采集其在2019-2023年協同制造相關數據指標，包括投入項（研發投入、設備數量）與產出項（交付周期、訂單完成率），構建效率評價體系。

DEA效率值取值范圍為[0，1]，越接近1表示協同資源配置效率越高。表1為測度結果。

從結果分析可得：企業E05達到效率前沿面（效率值=1.00），在技術投人與調度機制方面表現最優；企業E04與E01接近前沿面，具備高水平的協同運營能力；企業E02、E03和E06效率偏低，存在資源投入-產出匹配失衡，需優化調度邏輯或改造設備協同能力。

此實證結果驗證了平臺支撐能力強、AI調度模型完善的企業在協同制造中表現更優，說明提升核心技術嵌人水平是優化協同效率的關鍵。

5.3構建高效協同體系的策略建議

構建高效電子產業協同制造體系，建議從以下3個方面發力：

① 構建跨企業數據融合平臺。基于工業互聯網平臺，統一接入多源數據協議（如OPCUA、MQTT），實現設備級數據上云，打通原料、工序、物流的實時狀態鏈，增強協同制造的數據流動性。

② 強化智能調度模型嵌人。以強化學習、智能優化算法為核心，在訂單分解、任務匹配、負載均衡中構建“預測一評估一反饋”循環機制，提升對多約束、多目標任務環境下的協同決策能力。

③ 分層構建產業協同生態體系。上層建立區域級/行業級共享平臺，中層引導關鍵核心企業主導建設專業型任務調度平臺，下層提升中小企業數字化水平與接入能力，實現分層分布式協同制造生態集成。

6結語

數字經濟時代加速推動電子產業制造模式從傳統線性生產向平臺化、智能化、協同化演進。本文基于協同制造理論，系統分析了當前電子產業協同制造的技術結構、典型模式與關鍵問題，構建了人工智能、大數據、物聯網等多技術融合的協同制造體系，并通過DEA實證模型驗證了不同技術嵌入水平對協同效率的影響。研究表明：協同制造效率的提升根本上依賴于跨企業數據融合能力、智能調度模型深度集成以及平臺級資源配置機制的成熟協同。未來應進一步深化平臺架構開放性、中小企業接入便利性和調度系統智能化水平，推動電子制造體系向高效協同、低碳柔性、數據驅動的方向持續升級。

【參考文獻】

【1余東華，李云漢.數字經濟時代的產業組織創新一以數字技術驅動的產業鏈群生態體系為例[J].改革，2021（07）：24-43.

【2】朱虹錦，杜攀.人工智能技術在電子制造業信息化能力提升中的應用[J].互聯網周刊，2022（16）：65-67.

【3】王艷茹.中小型電子制造企業供應鏈數字化轉型路徑及模式選擇[D].重慶：重慶交通大學，2022.

【4】孫文杰，魏宇萌.數字基礎設施、產業鏈協同與全國統一大市場[J]工業技術經濟，2024，43（11）：75-84.

【5]吳群，陳倩，李夢曉.平臺型智造企業協同制造生態構建研究一基于捷配科技的探索性案例分析[J/OL].南開管理評論，1-18[2025-02-21].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/12.1288.F.20241211.1653.003.html.