协同创新视角下智能制造产业研究

刘琼

（沈阳工程学院教务处，辽宁 沈阳 110136）

第四次工业革命是以信息物理系统（GPS）为基础，以智能制造为主导，打破生产环节数据的壁垒，提升制造业的智能化水平，建设具有适应性、资源效率以及人因工程学的智慧工厂[1]。智能制造是全球制造业发展趋势，世界上主要发达国家正重点推广智能制造产业，作为世界制造业第一强国，中国也将“智能制造”上升为国家发展战略。但现阶段我国智能制造产业存在国际品牌少、重点技术依赖国外进口、智能化程度低等问题。因此，应该认清智能制造产业发展现状，总结困境原因，发挥协同创新应用价值，在协同创新、共惠共赢理念指导下，开展提高智能制造产业实力的策略研究。

一、智能制造业发展现状及原因

（一）智能制造业发展现状

智能制造是我国进行经济转型升级重要渠道之一。近年来，我国智能制造产业发展迅猛，一些重大项目，如高铁、航空航天、路桥等取得了世界瞩目的成绩，相关产业链也初具规模，但是我国智能制造依然处于初级阶段，主要表现为以下几方面：智能化程度低。工人工作强度大、生产率低，目前只有21%企业步入智能制造适用阶段，49%的企业智能制造收入贡献率不足10%；高端设备依赖进口。虽然我国高端设备已在研发方面取得一定突破，例如智能仪表、工业机器人等，但核心技术依然是“模仿+改进”模式；市场竞争力弱。虽然格力空调、华为手机、海尔电器远销国外，重塑中国品牌，但是大多数制造业依然处于制造低端阶段，缺少发展能力和竞争能力。

（二）智能制造业陷入困境的原因

1.缺少专业人才

从传统制造到智能制造，对人才有更高的要求。当前情况下，我国整体在智能装备制造方面拥有的科技创新能力不足，一些核心技术主要依靠于发达国家。制造业开始广泛应用工业机器人、3D打印机、数控机床等高端设备，需要大量调试、编程、维护、改造方面的专业人才，但相关应用人才市场紧缺。一方面因为在岗技术人员缺少学习平台，来不及提高自身能力应对突如其来的技术变革，另一方面高校科研院所与企业发展脱节，无法提供专业对口人才。以辽宁省为例，虽然积极推动智能装备制造业发展，但一些先进制造设备依然需要通过进口渠道获取，而关键材料和关键零件也主要依赖于国外。截止到2021年6月，辽宁省大部分工业机器人的生产或者是大型石化装备生产依然需要获得国外技术援助。

2.缺少技术支持

自我研发能力较弱，企业间技术壁垒现象严重，核心技术封闭研究，浪费资源，进程缓慢。以辽宁省为例，辽宁省虽然积极推动智能装备制造业发展，但一些先进制造设备依然需要通过进口渠道获取，而关键材料和关键零件也主要依赖于国外。除此之外，辽宁省目前在生产智能装备过程中对于在线分析技术或者是智能控制技术方面的掌握程度不足，无法完全支撑整个智能装备的生产流程。截止到2021年6月，辽宁省大部分工业机器人的生产或者是大型石化装备生产依然需要获得国外技术援助[2]。

3.产业链布局未达成

产业链布局是产业发展的形态之一，也是产业发展的主要方向，我国智能制造业一直处于“独自摸黑”状态，发展区域分散，导致国内竞争力激烈，对外竞争力弱，缺少品牌效应。以辽宁省为例，当地服务行业发展会对智能装备制造业发展产生一定正面影响，在服务行业对智能装备提出更高要求情况下智能装备制造业需要思考业务拓展方向，从智能流程设计、智能监控、智能管理软件等角度与服务行业之间达成相互协调发展关系[3]。但是，我国面向服务行业开展的智能装备制造业务并未得到充分重视，政府所出台的政策与法律也不够完善，在智能装备服务产品的市场化还未达到标准情况下，智能装备制造行业发展覆盖面还比较狭窄，未形成完整产业链布局。

二、协同创新概念与价值

协同创新以知识增值为核心，突破创新主体限制，释放资本、人才、技术、信息等创新要素，从而实现深度合作。协同创新是国家引导安排，鼓励大学、企业、研究机构发挥能力优势、整合信息资源、进行优势互补、促进技术推广和产业化发展的创新型经济模式。创新系统需要不断变化且不断集合各种要素，所以协同创新主要呈现动态性和整体性特点。在协同创新模式指导下，各产业主体开展深入合作、进行互动交流、整合优秀资源，为大众创新、创智提供动力[4]。

三、协同创新视角下智能制造产业应用研究

（一）融合集体智慧，为中国智能制造提供人才保证

智能制造业是自动化技术、制造技术、系统工程等学科互相渗透融合的综合性产业，智能制造面对的研究对象是完整制造体系，对行业人才标准有更高要求。但是现阶段，我国智能制造业人才短缺，无法满足市场需求，主要集中在三个领域：第一，工业机器人产业对机器人技术应用人才的需求；第二，智能生产行业对数字化创造型人才有巨大需求；第三，智能装备对机电复合型人才的需求。同时，精益生产管理岗位也面临巨大空缺。因此，应该建立协同创新机制，集中区域高精尖人才，发挥各区域技术特点，联合培养智能制造人才。

首先，建设智能制造实训中心。区域间进行产业合作，针对智能制造业重点领域提供专业培训，设置自动化区、智能工厂区、工业机器人区、精密测量区、3D打印制造区、数字设计制造区以及先进制造区七大实训区域；培训项目包括机器人应用模块、个性化创新制造、机器人机械拆装、生产线仿真、电气设计、产品数据管理、3D设备操作、工业机器人搬运、智能化检测仪表使用、多轴加工技术等智能制造对接内容；培训人才定位是智能管控工厂、CAD软件应用、独立承担维修任务、研发智能工厂体系、职业技能鉴定、精密测量定点服务、研发智能制造相关设备；培训目标是实现产品重用和知识共享，满足智能制造个性化创新以及优化协同创新应用效果[5]。

其次，开发在线培训服务平台。智能制造云服务平台整合高校、科研机构、职业院校等组织，打造在线服务培训体系，主要功能包括培训管理、基地设备管理、课程资源中心管理、在线云服务、岗位推送等。云服务平台自动记录学员学习内容和学习成绩，为学员推送针对性培训项目，实现人才数据库高效管理。同时对企业推介对口智能制造人才，企业也可以利用平台培养内部人才。在线服务平台为智能制造业提供技术咨询、人才培养等专项服务。具体建设内容有：多元化实训资源，延伸制造业产业链，融合现代智能制造发展理念与相关知识体系，在保留原有人才前提下，将本行业与未来制造业发展元素进行整合，设置未来制造业课程，例如虚拟仿真、微课、动画等；互联网信息资源，以信息技术为载体，市场需要为导向，重新整合智能制造课程体系，包括五轴数控、激光制造、数字设计等。融合企业与智能制造技能标准要求，搭建线上线下结合的课程体系，培养技能与岗位相匹配、从技能到创新研究的高层次人才。

最后，加强校企合作。整合智能制造与学校专业课程，进行学校知识体系的融合。一方面学校聚合教学资源为智能制造业提供专业人才，另一方面企业为高校师生创造就业机会，推进学校信息化教学模式有序进行。

（二）整合区域资源，为中国智能制造提供技术支持

我国智能制造业发展势头迅猛，但是创新资源分散，区域技术边界厚重，协同创新为打破区域技术限制，融合技术热点和难点提供全新方向。

第一，分析各区域技术发展数据。对重点区域智能制造核心技术进行数据分析，对比研究技术侧重点、技术重合、技术互补等内容，为技术融合交流打下数据基础。同时，将数据结果以及融合可能性构建成流动矩阵或者描绘融合网络图，以便在后续分析中，确保技术出入节点和出入度指标有证可查。

第二，在了解区域发展情况前提下，扩大创新技术融合与交叉。区域间技术融合突破不同技术的边界，打破技术壁垒，对现有技术进行重组与创新。在共享、互补创新要素过程中，发挥跨区域、跨部门优势，将分散在各机构、各部门技术要素汇总到一处，值得注意的是，整合资源时对技术重点和热点专门设置对接小组，加强宏观管理。

第三，发展专利动态融合研究方法。传统专利融合采取共现分析方法，即只能静态描绘技术多样性，无法反映专利流动过程以及技术演变路径。协同创新思维方式为发展专利动态融合创造了机会，通过专利引用分析方法，专利技术覆盖面更广泛，有效实现区域间技术流动与融合。例如，将A区域专利引用到B区域时，专利间引用关系可以直接反映出技术流动趋势，进而加快资源整合效率。

第四，进行技术优势互补。区域间技术重点难点不一致，例如，天津智能制造业将重点放在装置、数字通讯、电气机械等领域，河北智能制造业重点关注能源、视听技术、信息技术管理等领域，北京则重点发展计算机技术、测量调节技术等，通过协同创新，进行技术倾斜，促进智能制造业资源共享，全面发展[6]。

（三）打造产业集群，为中国智能制造提供品牌支撑

现阶段，我国智能制造产业分散，区域联合不明显，基本处于“单打独斗”状态，无法有效发挥技术、人才、政策、地域等资源优势，在对外出口中国制造产品时，没有品牌效应做支撑，依然停留在低端输出模式。因此，智能制造产业应该统筹兼顾，加强顶层设计，充分利用协同创新产业发展范式，统筹产业规划，以市场为手段促使企业调整结构和升级转型，共同建立世界级智能制造产业集群，将中国智能制造打造成世界一流品牌。主要从以下几方面入手。

第一，优势互补，建立区域协同创新体系。完善区域合作协调机制，建立区域科技创新体系，实现智能制造产业集群品牌化，将中国智能制造推广到全世界。通过多渠道、多层次、多方式交流机制与国际合作，积极引进国外先进技术，对接投资项目，建立商业伙伴关系，提高对外开放水平，最大程度整合要素、集聚资源，坚持互惠共赢、优势互补，不断提升中国智能制造国际形象以及可持续发展能力，进而把我国打造成极具竞争力的制造业基地。例如，打造长三角或者京津冀智能制造产业集群，整合各区域优秀资源，协同创新，将中国智能制造作为名片输出世界[7]。

第二，合作共赢，建设智能制造平台。区域协同创新，发展产业联盟，发挥重点区域产业链完整、基础设施齐全以及政策、地域、人才、技术资源优势，创新竞争策略，建立以项目为合作基础的战略联盟。在全球科创中心引领下，集中技术创新资源，打造创新生态圈，加大工业强基工程实施力度，突破智能制造关键零部件缺失困境。同时创建产学研合作平台，为产业链上下游翘楚企业联合攻关提供制度支持。建设一批集装备研制、系统集成、软件开发于一体的骨干企业，选择经济基础雄厚区域，集中力量，打造拥有很强市场竞争力的智能制造坐标城市[8]。

第三，融合发展，完善智能制造服务体系。为促进智能制造高效发展，应该提升制造业服务化进程。加强智能制造产业与信息化、制造业与工业化、互联网与服务业、制造业与城市之间的互动融合。针对智能制造发展热点重点项目，积极开展工业设计、金融服务、物流服务等生产性服务业，从而降低生产成本，提高技术含量。同时，参与智能制造体系标准建设，重点突破重大产品关键技术瓶颈，提高产品附加值，集中经费，集中政策，集中力量优化智能制造服务体系。

四、结束语

综上所述，我国智能制造产业面临高精尖人才稀少、技术单薄、产业分散、缺少品牌效应等困境。协同创新是一种管理创新，为我国提高劳动者素质，科技进步，转变管理方式提高新的发展方向。因此为改变智能制造产业现状，应该开阔视野，拓展思路，引进协同创新理念，在深刻认识协同创新概念与应用价值基础上，整合区域资源，加强组织领导，深化创新合作机制，加强智能制造人才队伍建设，扩大技术融合与交叉，打造智能制造产业集群品牌，从而为我国经济建设迈向新台阶、打造国富民强新社会、提高国际市场竞争力打下坚实基础。