中国装备制造业在智能化驱动下的发展状况及问题

冯正德 张 锴

首都航天机械有限公司

一、中国装备制造行业智能制造发展现状

1.中国装备制造企业的智能水平具有“正三角”特征

在以智能制造为中心的今天，我国许多大型设备制造商都在加速从传统的生产方式到智能化的转变。例如，“潍柴动力”利用工业互联网实现设备、生产线和产品的连接，并搭建全球的资源分配信息支持平台；“四川长虹”立足于客户多元化的需求，将智能技术运用于产品设计、研发到生产和贸易等多个方面，使工业产品设计制造到达模块化选择、动态需求感知、柔性制造和管理等。中国目前有部分公司实现了3.0到4.0的转变，大多数公司还处于2.0和3.0并存的阶段，70%的生产厂商还处在2.0的阶段，即大规模生产、电力驱动的生产模式。部分公司目前已经进入了智能生产的初级阶段，一些中小型的设备生产处在3.0的自动化和信息化的发展时期，绝大多数设备制造都是2.0时代的流水线和电力驱动，总体呈现“正三角”特征。

2.大部分省份实施智能化制造，推进了装备制造业的发展

上海、深圳、福建、洛阳、上海、河南、四川、山东、汕头等地方根据各自区域的特点，率先颁布了关于加快发展智能制造的相关政策，以提高区域内的装备制造业和整体制造业的智能化程度。例如，2021年《上海市高端装备产业发展“十四五”规划》明确指出，到2025年，上海将成为具有国际影响的高端设备研发和关键技术中心，高端设备工业将达到700亿元，20多个省级特色工业基地，40多个省级智能化制造企业。

3.高端装备制造业已形成集聚发展的趋势

目前，中国的高端装备制造产业已经在长三角、珠三角以及中西部等区域内集群式发展。在我国，环渤海是我国高端装备研发、设计、制造的一个主要区域。北京是我国航空航天、卫星、数控机床等领域的研究开发基地，而辽宁、山东、河北则是依托海洋资源，在装备制造业的发展过程中逐渐形成了海洋工程装备、数控机床、铁路装备等的生产基地。

长三角是我国装备制造业的重点发展和制造中心，在我国的高端装备制造业中具有举足轻重的作用。上海是我国民航设备研发与生产的重要基地，而江苏则是我国先进的船舶装备制造业。

在中西部，以株洲、太原为核心的湖南、山西已形成了铁路设备生产的主要生产基地。湖南、江西是我国航空工业的重要基地，其发展速度也很快。四川，重庆、陕西、贵州、云南等5个省份的装备制造业也逐步形成了航空、卫星、轨道交通装备、机械设备等行业。

4.我国装备制造业产业系统逐步健全

目前，国内已有了许多相关的基础科研，并已掌握了机器人技术、感知技术、复杂性制造系统以及智能化信息技术等一系列技术，以自动化生产线为标志的智能化制造业设备工业系统已基本成型。中国装备制造业已经具备了一些数字化的基本条件。当前，我国大型制造业中使用的开发与开发中使用的数字工具占54%，使用网上CNC的比率为30%。

5.我国智能型装备工业具有一定规模

2012-2020年，我国装备制造业的增加值以每年8.2%的速度持续发展；尤其是2021年以来，受疫情冲击的影响，装备制造业率先复苏，带动了工业的快速复苏。到2021年末，我国装备制造业的规模及以上企业数量将达到105100个，同比增加45.30%；与2012年相比，公司总资产、营业收入和利润总额分别增加了92.97%、47.76%和28.84%。

我国智能化设备制造行业发展的同时，仍存在一些不足，如缺少关节变速箱、伺服系统等，大型焊接机器人和飞机、汽车等制造装配系统的柔性程度低，生产线关键技术没有相应的知识产权，飞机的大部段零件装配缺少完全的装配功能等。

6.我国装备制造行业智能发展的产业政策不断完善

要实现智能化、网络化和绿色化的转变和发展，需要国家持续的支持和关注。自2009年以来，国家和各级政府部门针对行业发展的实际需求，制定了一整套装备制造业发展的战略和方针，推动了我国制造业的转型。2009年，国家对我国的设备制造业进行了全面的调整和振兴。2010年，国家关于加速培育和发展战略新兴工业的决策，明确了要大力发展先进制造业。2012年度的《智能制造行业发展计划》和《智能制造专项计划》着重于发展智能化制造和智能化技术，并制定以智能制造为基础的发展战略。《中国制造2025》从2015版的“装备制造业”扩展到了“智能升级”的全过程。由此可以看到，推动智能发展的产业政策也在逐步健全。

二、中国装备制造发展智能制造面临问题

1.自主核心能力有待提升

在装备制造业中，自主研发是其核心竞争力。然而，当前我国一些高端装备的技术研发能力仍非常薄弱，工业机器人、集成电路芯片制造设备、汽车制造关键设备、核电等重大项目的绝大部分零部件主要依靠进口。装备制造企业在自主研发方面仍需提高。

2.智能生产软件和技术解决办法有待进一步完善

中国的智能制造设备厂商在技术上的积淀比较薄弱，尽管近年来在系统整合方面取得了很大的进步，但很少有公司和研究单位从事智能化制造的基本软件、国产机床、机器人等高端设备仍采用了国外的软件体系，我国的高端装备制造业面临着向供给和需求转化的瓶颈。仅有一些大型设备企业能够通过自主研究或者与政府、国外大型企业联合获取技术支援，但在有限的条件下，大部分企业很难在短时间内获取所需要的技术。

3.专业性人才相对缺乏

先进的制造系统和制造模式都离不开人才的支持。目前，大部分的劳动者都没有接受过专业的训练和训练。同时，我国的先进装备制造业在智能水平上的地位也没有得到充分体现。尽管新型的工业生产体系去掉了许多人力的投入，使人们从单调的、程序化的工作中解脱，使人的体力活动变得更少，但其工作的重点将放在创造和增加价值的商业活动上，并要求具有高质量的创意和决策技能。

4.与发达国家相比仍有一定差距

智能制造是新一代工业革命的中心，与发达国家相比，我国在发展智能制造的国家发展战略、智能制造等方面均相对落后。在智能化装备领域，新型尖端传感器、工业网络技术、关键控制系统、精密减速器、高速精密轴承以及伺服驱动器等关键技术主要依赖进口。另外，在204800多个国际规范中，中国占比不到5%。

三、改进建议

一是强化人工智能和认知科学，推动先进制造技术与信息技术深入结合，促进先进制造技术与信息技术的深入发展。要把重点放在制造企业的整个生产流程上，把所有的力量都用“揭榜挂帅”的方法，把重点放在解决如精加工等共性、核心技术上。在重点行业如工业母机和智能传感器等方面，集中优势资源，建立制造业技术创新中心和工程研究中心。

二是加快中小企业的智能改造，促进中小企业的一体化发展。通过推动“虚拟”产业园和工业园区的建立，利用信息流促进供应链和上下游企业之间的数据、资源和服务协作，提高产业链资源优化配置和动态协调水平，带动中小企业智能化升级。

三是加强标准制度的建立，主要是加强基础共性、关键技术和产业标准的制定和测试，并大力推进标准的执行和标准的应用。积极参加国内外标准化工作，并参与制订相关的国际标准。强化专业技术人员的培训，深化产学研合作，根据产业实际需要，制定系统化的培训计划；提高教育内容和产业的适用性，培育一批高素质的智能化生产技术人员。