智能制造产业标准化发展现状及研究

王晶 高杰

摘 要：随着工业技术不断进步，制造业对提高生产效率、降低能耗和人力成本有着迫切需求，智能制造俨然成为全球的聚焦点。智能制造涵盖领域广泛，涉及行业众多，离不开标准的协调。标准化工作是推进制造业发展的重要抓手和基础设施。本文简要介绍了智能制造产业标准化工作的前期成效以及当下工作难点，并对我国智能制造标准化工作的开展提出了几点建议。

关键词：智能制造，标准化，建议

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

0 引 言

智能制造是一个涉及众多学科的新领域，也是一个十分复杂的系统工程。随着科技革命和产业变革的持续深化，全球工业体系正不断向数字化和智能化转型，技术发展方式和竞争模式也发生了相应的变化。为在制造领域继续保持优势，世界工业大国纷纷押注智能制造竞争赛道，在复杂的竞争环境中，标准竞争已超越产品竞争、技术竞争甚至品牌竞争，发展成为具有更高层次的竞争形态。标准主导者掌握了技术控制权、产业主导权以及市场话语权。标准化工作的广度、深度很大程度上决定了制造业发展速度、产业质量和经济效益，高质量的标准化工作对产业的快速崛起起到了关键的促进作用。通过梳理总结智能制造国内外现状，详细阐述了智能制造产业标准化的优势与短板，并针对目前存在的问题给出具体对策与建议，这对智能制造产业的快速发展具有重要意义。

1 智能制造产业标准化现状

1.1 國外现状

近年来，全球范围内掀起了新一代信息技术与传统工业深度融合的热潮，为适应产业发展趋势，世界各国高度重视智能制造及其标准化工作。自2012年以来，美国持续发布智能制造相关战略，并在2022年10月发布的《先进制造业国家战略》中明确建议制定数据兼容性标准，以实现智能制造的无缝集成，为智能制造未来发展方向提供指引。德国持续发布第四版《工业4.0标准化路线图》，并将标准化工作列为工业4.0八大关键领域的首位。法国未来工业联盟（AIF）负责组织协调和促进法国工业现代化转型，其先后在协作机器人系统、增材制造、数字孪生以及多材料组装等众多领域确定了标准研制优先战略。2021年11月，俄罗斯发布了《制造业数字化转型战略方向》，规定在生产实践中积极应用人工智能、新型制造等6项关键创新技术，并为智能制造项目建立高效系统，不断优化制造工艺，提高生产效率，降低生产成本。在东南亚地区，智能制造技术起步相对较晚，近年来借助全球产业转移的利好，通过引进先进技术和技术合作等方式，积极推进智能制造领域标准化的建立，旨在持续提高东南亚地区智能制造产业规模和质量，不断提升自身核心竞争力[1]。

1.2 国内现状

我国将智能制造确定为制造强国建设的主攻方向，这也是我国制造业紧跟世界发展趋势、实现转型升级的关键举措。通过近十年的发展，我国在智能制造领域取得长足进步，逐步从“理念普及、试点示范”探索阶段进入“系统创新、深化应用”的引领阶段。《“十四五”智能制造发展规划》为我国智能制造指明了发展方向，规划明确指出智能制造的发展路径要立足制造本质，紧扣智能特征，以工艺、装备为核心，以数据为基础，依托制造单元、车间、工厂供应链等载体，构建虚实融合、知识驱动、动态优化、安全高效、绿色低碳的智能制造系统，推动制造业实现数字化转型、网络化协同、智能化变革。为适应产业发展结构变革，标准化工作显得尤为重要。截至2022年底，国家标准共计发布343项，在研72项，除已应用的标准外，还包含3项已发布和1项在研的覆盖船舶总装、电力装备、汽车电子的具有行业特色的国家标准，国家标准发布较以前增速明显；此外，行业标准研制进度加快，共计发布15项，在研14项[2]。毫无疑问，标准化工作在现代工业体系中扮演着越来越重要的角色[2]。

2 智能制造产业标准化工作难点

2.1 政策标准体系不健全

健全的政策体系，对智能制造科技创新、平台搭建、新型企业培育营造相对有利的“发展土壤”。与此同时传统制造业也将迎来新的变革，智能制造将成为高端装备、增材制造等领域不可或缺的组成部分。我国为有效推动智能制造行业发展出台了《智能制造发展规划（2016-2020）》等政策，该规划提出了智能制造的战略目标和发展路径，取得不错成果。然而与预期成效还存在差距，具体原因可总结为以下两个方面：一方面是各个部门产业政策合力融合度不高。如图1所示，由于各个部门职能存在差异，必然存在发展侧重点，然而政策体系的协调性仍存在一定的不确定性有待研究，势必会影响政策的整体功能和实施效果。

另一方面原因是智能制造行业虽然研制多个国家、行业标准，但是缺乏在产业层面统一、协调的技术支撑体系—智能制造标准体系。顶层标准体系是否健全直接影响智能制造设备的兼容性造成信息系统无法集成、企业间跨平台系统存在对接壁垒，更加严重的是企业投入精力重新构建平台或者系统，导致重复开发、资源浪费。

2.2 先进标准的有效供给不足

技术标准作为技术成果的一种展现形式，是市场竞争抢夺“占有率”和话语权的重要手段。然而目前我国智能制造标准体系并不健全，无法有规划、系统、持续的形成先进标准供给，难以发挥标准的整体优势。虽然存在个别的高质量先进标准，然而对行业整体影响力有限。此外，不可忽视传统制造业标准的更新与制修订，更应突出标准引领性和先进性，标准体系尽快融入智能制造标准子体系，对老旧、重复标准及时清理。

2.3 关键核心技术标准转化效率低

在新的科技与产业变革的浪潮中，数字化和智能化的制造技术已经崭露头角，成为制造业发展的新方向。作为全球最大的制造业国家，我国虽然拥有完备的工业体系，但在智能制造领域仍处于起步阶段，与世界制造强国的关键核心技术相比存在明显差距。如表1所示，从基础研究、核心技术、基础材料、关键材料、集成电路、工业软件六个维度进行分析。

在基础研究方面，我国投入保持稳定增长，但原始创新能力仍然较为薄弱。近年来，我国基础研究经费持续增长，占研发经费的比例保持在5%左右。然而，原始创新项目比例较低，仅占全部科研项目的10%～20%。这表明大量的科研经费主要用于延续性研究和试验，而支持颠覆性创新和突破性技术的经费相对较少。在核心技术方面，我国与国际先进水平存在较大差距。据统计，我国核心零部件自给率较低，约为10%～20%，而发达国家的自给率普遍超过50%。这导致我国在关键技术和核心零部件方面受制于人，缺乏自主研发和创新能力。基础材料作为智能制造的关键要素，其产业结构不合理、低端产品过剩、高端产品供应不足的问题凸显。据相关数据显示，我国高端材料市场对外依存度较高，约为30%～60%。这意味着我国制造业所需的高端材料主要依赖进口，这增加了技术转化的难度和成本。集成电路产业是我国制造业的重要组成部分，但起步较晚、底子薄弱的现状限制了其技术研发的步伐。据统计，我国集成电路产业研发投入占销售收入的比重较低，约为5%～10%。这表明集成电路产业的研发投入不足，缺乏足够的资金支持技术研发和创新。工业软件作为智能制造的“大脑”，其在信息化与工业化的桥梁作用不可忽视。然而，我国工业软件行业基础薄弱且应用难度大，面临较大的发展困境。据相关数据显示，我国自主研发的工业软件产品数量占比相对较低，约为20%～50%。这表明我国在工业软件领域的技术实力较弱，缺乏具有自主知识产权的优秀软件产品。

2.4 智能制造标准化人才缺乏

据人力资源和社会保障部的统计数据，2020年我国智能制造领域的人才需求为750万人，而缺口高达300万人；预计到2025年，这一人才缺口将进一步扩大至450万人。智能制造标准化人员的短缺，已經成为制约我国制造业转型升级的关键因素之一。随着智能制造技术的快速发展和应用，制造业对高素质、高技能人才的需求越来越迫切。然而，由于历史和现实的原因，我国智能制造领域的人才培养和供给远远不能满足市场需求。一方面，智能制造领域需要的是具备跨学科知识和技能的复合型人才，要求从业者具备较高的综合素质和标准化水平。然而，当前我国高等教育体系中相关专业设置和人才培养模式还不能完全满足这一需求。此外，智能制造领域的技术更新换代速度较快，需要从业者具备持续学习和适应新技术的能力，这也是当前人才培养中较为欠缺的方面。另一方面，智能制造领域的标准化工作对于提升产品质量、降低生产成本、促进产业升级等方面具有重要意义。然而，当前我国智能制造标准化工作的人才储备严重不足，缺乏一支具备专业知识和实践经验的高素质标准化人才队伍。这导致我国在智能制造标准化工作中存在一定程度的滞后和不足，难以满足产业快速发展的需求。

3 智能制造产业标准化工作对策建议

3.1 加强顶层设计，完善政策标准体系

要支撑智能制造产业的发展，首先需要建立健全的政策和标准体系。具体来说一是要扩大政策的覆盖范围。借鉴发达国家在智能制造领域的成功经验，从系统观的视角出发，对智能制造产业进行前瞻性的规划和政策支持。这需要覆盖智能制造产业链的全生命周期，确保产业链的各个环节都能得到有效的政策支持。二是要完善创新政策的体系。智能制造产业跨越多个领域和行业，涉及的管理部门也较多。因此，需要加强各管理部门之间的协调，形成中央、地方、企业之间的合力。根据不同地区的资源禀赋和产业技术优势，合理布局智能制造产业的发展，避免同质化和恶性竞争。三是要健全标准体系。依据《国家智能制造标准体系建设指南》，建立动态更新的标准体系，确保标准体系能够及时反映产业发展的需求，并具备先进性和高效性。通过完善标准体系，可以为智能制造产业的健康发展提供有力支撑。

3.2 强化战略布局，促进关键核心技术标准化

加强产学研合作，推动智能制造领域的科技创新，鼓励企业与高校、科研机构建立合作关系，共同研发先进技术。加大对智能制造科技成果转化的支持力度，提供资金、技术和政策支持，加速科技成果的产业化进程。建立健全科技成果转化机制，打通科技成果转化的渠道，降低转化的门槛和风险，提高转化的效率和效益。加强与国际先进技术机构的交流与合作，引进国际先进的智能制造技术和标准，提高我国智能制造标准的技术水平和国际竞争力[3]。

3.3 注重标准实施，激发标准化市场活力

加大智能制造标准的宣传和推广力度，提高企业对标准化的认知度和参与度。建立健全智能制造标准实施的评价体系和监督机制，加强对标准实施情况的监测和评估。鼓励企业采用先进适用的智能制造标准，提供政策支持和技术指导，帮助企业提升生产效率和产品质量。建立智能制造标准实施的反馈机制，及时收集和处理企业在实施标准中遇到的问题，不断完善和优化标准体系。通过这些机制的建立，可以更好地评估标准的实施效果，发现和解决存在的问题，提升标准的执行力和市场活力[4]。

3.4 强化机构合作，加强人才队伍建设

各地方可以引入专业的标准化服务机构，以加强与这些机构之间的沟通与协作。首先，这些服务机构能够深入挖掘企业的标准化需求，为企业提供有针对性的标准化工作指导。通过加强标准化培训，可以增强企业人员的标准化工作能力，提升整个企业的标准化水平。此外，利用标准化专业服务机构的丰富资源，可以打通企业参与标准化工作的信息渠道，使企业更有效地参与到标准制修订的过程中。为了更好地服务企业，标准化服务机构还应深入研究专利技术转化为标准的理论基础，提高专利与标准融合的服务质量，从而促进标准化服务工作的良好发展。通过与标准化专业服务机构的紧密合作，各地方可以更好地推进企业标准化工作，提升企业的竞争力和市场地位。

4 结 语

标准在智能制造技术的推广和应用中发挥着重要作用，不仅为企业带来了显著的经济和社会效益，同时也受益于先进制造技术的不断提升，推动标准的进一步发展。这是一个良性、正向的循环反馈过程。针对当前智能制造标准化工作所面临的问题和挑战，进行了深入分析，并提出了一系列具体的解决对策。通过这些对策的实施，可以有效促进智能制造技术利用标准的推广和应用，进而提升企业的效益和整个行业的竞争力。因此，这些解决对策对于提升我国智能制造水平具有重要的意义。

参考文献

[1]周济.智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J].中国机械工程，2015，26（17）： 2273-2284.

[2]卓兰.标准化推动装备制造业高质量发展分析与路径研究[J]中国标准化，2020（3）：94-100.

[3]闫纪红，李柏林.智能制造研究热点及趋势分析[J].科学通报，2020，65（8）：684-694.

[4]陈旭升， 梁颖. 双元驱动下智能制造发展路径——基于本土制造企业的多案例研究[ J ] .科技进步与对策，2020，37（10）：71-80.

作者简介

王晶，所长，高级工程师，研究方向为标准化。

（责任编辑：张佩玉）