姜楠楠 董 君

河南工學(xué)院機械工程學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003

隨著新一輪科技體制改革與產(chǎn)業(yè)變革的興起，人工智能技術(shù)呈現(xiàn)巨大潛力，新一輪工業(yè)革命下制造業(yè)發(fā)展的主攻方向是向著人工智能化高速發(fā)展[1]。裝備制造業(yè)作為河南省新鄉(xiāng)市經(jīng)濟的重要組成部分，一直以來是該市經(jīng)濟發(fā)展的主要推動力。在信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天，裝備制造業(yè)市場競爭加劇。在此背景下，新鄉(xiāng)市裝備制造業(yè)如何抓住產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢、加速人工智能技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用成為該行業(yè)可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的重要研究課題。

1 人工智能驅(qū)動新鄉(xiāng)市裝備制造業(yè)發(fā)展的內(nèi)在需求

面對人工智能強勁的發(fā)展?jié)摿εc良好的發(fā)展前景，將人工智能等數(shù)字技術(shù)賦能裝備制造業(yè)市場是推動該行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑。2017 年國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確了我國新一代智能發(fā)展的戰(zhàn)略目標，力爭到2030 年，將我國建設(shè)成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心，同時確立人工智能理論、技術(shù)與應(yīng)用總體達到世界領(lǐng)先水平的戰(zhàn)略目標。同年，工業(yè)和信息化部出臺《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018—2022 年）》，明確表示要推動人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快人工智能和實體經(jīng)濟深度融合。2021 年，習(xí)近平總書記在出席兩院院士大會、中國科協(xié)第十次全國代表大會時發(fā)表重要講話，強調(diào)要堅持把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，加快建設(shè)科技強國，加快實現(xiàn)高水平科技自立自強。

在外部政策與環(huán)境不斷更新與變化的背景下，裝備制造業(yè)作為新鄉(xiāng)市支柱產(chǎn)業(yè)之一，如何抓住發(fā)展機遇、有效利用人工智能技術(shù)為其高質(zhì)量發(fā)展助力成為當(dāng)前推動該市裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提升生產(chǎn)效率的核心問題?！笆濉币詠恚锣l(xiāng)市將制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展作為經(jīng)濟發(fā)展的主攻方向，以聚集式產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)為基礎(chǔ)，以智能化改造作為“三大改造”核心之一，推動工業(yè)經(jīng)濟保持健康發(fā)展。近年來，新鄉(xiāng)市政府深入學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于科技創(chuàng)新重要論述，全面落實河南省關(guān)于“完善算力基礎(chǔ)設(shè)施，推動中原人工智能計算中心建設(shè)”會議精神，出臺了一系列政策措施，全面支持企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型深入實施。2020 年，新鄉(xiāng)市委、市政府指導(dǎo)新鄉(xiāng)市智慧城市建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組成立智慧城市發(fā)展專家委員會，立足于新鄉(xiāng)市特色加快打造新鄉(xiāng)市智慧城市項目。新鄉(xiāng)市2021 年政府工作報告中著重提及信息通信發(fā)展，強調(diào)要大力發(fā)展信息技術(shù)、人工智能、5G 等新興行業(yè)，加快河南省鯤鵬云計算中心建設(shè)。至此，建設(shè)“智慧新鄉(xiāng)”成為新鄉(xiāng)市2035 年遠景目標明確的重大任務(wù)。2021 年6 月，由新鄉(xiāng)市工業(yè)和信息化局主辦，華為新鄉(xiāng)云計算大數(shù)據(jù)中心承辦的“數(shù)字新鄉(xiāng)，豫見華為云暨新鄉(xiāng)市制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型峰會·2021”在新鄉(xiāng)市大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園舉行，該峰會為新鄉(xiāng)市裝備制造業(yè)人工智能轉(zhuǎn)型升級打開新的思路與局面。2022年8月，新鄉(xiāng)市政府與中國移動河南分公司簽訂數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略合作協(xié)議，標志著新鄉(xiāng)市委、市政府在加快數(shù)字基建、發(fā)展數(shù)字產(chǎn)業(yè)等方面開啟新征程，同時為促進人工智能落地新鄉(xiāng)并與實體經(jīng)濟深度融合打下堅實基礎(chǔ)[2]。

2 人工智能驅(qū)動新鄉(xiāng)市裝備制造業(yè)發(fā)展存在的問題

2.1 起步較晚，人工智能關(guān)鍵核心技術(shù)與設(shè)備缺乏

近年來，新鄉(xiāng)市裝備制造業(yè)在高端裝備制造方面取得了長足的進步，但具有高附加值的核心部件與智能設(shè)備控制系統(tǒng)所需的核心技術(shù)依然存在短板。目前新鄉(xiāng)市裝備制造業(yè)高端裝備在人工智能技術(shù)的引入中，存在核心技術(shù)依賴進口、共性技術(shù)缺失等問題。另外，在政策支持下，雖然設(shè)計、研發(fā)了一些智能設(shè)備，但設(shè)備上的控制系統(tǒng)、管理軟件、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件以及高端設(shè)備傳感器等仍依賴進口。

經(jīng)走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分企業(yè)有大量的內(nèi)部計算機、電子元器件和儀器設(shè)備，但并未發(fā)揮有效作用，新型人工智能基礎(chǔ)設(shè)施如自動化流水線和工業(yè)機器人在企業(yè)內(nèi)部建設(shè)還有待進一步加強。這些關(guān)鍵核心技術(shù)的缺失都制約裝備制造業(yè)人工智能的轉(zhuǎn)型發(fā)展實現(xiàn)質(zhì)與量的突破。

2.2 智能制造企業(yè)發(fā)展不均，協(xié)同模式未能有效形成

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的今天，智能制造企業(yè)競爭日趨激烈，企業(yè)只依靠自身資源單打獨斗很難生存。近年來，新鄉(xiāng)市高度重視智能產(chǎn)業(yè)鏈工作，實施多個“新基建”項目，夯實數(shù)字經(jīng)濟基礎(chǔ)，著力推進人工智能在裝備制造業(yè)中的發(fā)展與應(yīng)用。一方面，新鄉(xiāng)市裝備制造企業(yè)眾多，龍頭企業(yè)智能制造技術(shù)較為成熟，已開始逐步向工業(yè)4.0 邁進。另一方面，部分中小型裝備制造企業(yè)內(nèi)部人工智能化程度還不夠完善，企業(yè)內(nèi)部信息設(shè)施架設(shè)、智能軟件應(yīng)用覆蓋與普及等仍有很大提升空間，缺乏宏觀政策的引導(dǎo)監(jiān)督。

此外，裝備制造業(yè)協(xié)同智能研發(fā)、智能集成管理、智能集成制造、智能數(shù)據(jù)分析等各種工業(yè)場景軟件應(yīng)用和解決方案存在短板與弱項，在短時間內(nèi)，形成全市裝備制造業(yè)協(xié)同發(fā)展、共同實現(xiàn)人工智能化均衡發(fā)展的難度較大。

2.3 人工智能助力裝備制造業(yè)綠色化發(fā)展?jié)摿τ写罅ν诰?/h3>

當(dāng)前，在“碳達峰、碳中和”目標的約束下，新鄉(xiāng)市化工、發(fā)電、水泥等高耗能裝備制造業(yè)的煤炭消費比重依舊較高，能耗和污染形勢依舊嚴峻。人工智能時代的到來為裝備制造業(yè)綠色化產(chǎn)業(yè)發(fā)展開辟了新的路徑。人工智能作為計算機科學(xué)的分支，具有較強的環(huán)境數(shù)據(jù)獲取與整理能力。地方政府可根據(jù)人工智能信息技術(shù)采集與梳理環(huán)境數(shù)據(jù)，確定區(qū)域主要環(huán)境污染源，制定相應(yīng)的環(huán)境保護政策，采取相應(yīng)措施動態(tài)監(jiān)測企業(yè)周邊空氣、水、土壤等方面的生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，及時給予企業(yè)污染治理指導(dǎo)，從而提高環(huán)境污染治理效率。

近年來，新鄉(xiāng)市陸續(xù)出臺《新鄉(xiāng)市推進工業(yè)綠色化改造攻堅方案》《新鄉(xiāng)市“十四五”生態(tài)環(huán)境保護和生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》等綠色制造相應(yīng)政策，立足新鄉(xiāng)市實際，堅持綠色發(fā)展理念，體現(xiàn)形成支柱產(chǎn)業(yè)—裝備制造業(yè)綠色、高效、清潔、低碳、循環(huán)綠色生產(chǎn)的決心。

從目前來看，新鄉(xiāng)市高耗能裝備制造業(yè)需要對企業(yè)周邊空氣、水、土壤等方面的生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)進行智能采集、實時監(jiān)測等，而這些信息技術(shù)還亟待強化，數(shù)據(jù)監(jiān)測的深度還有很大的提升空間。例如，收集數(shù)據(jù)的數(shù)量很大，但信息較為獨立，協(xié)同程度低，普遍存在各自為營、缺乏聯(lián)動等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象造成的治理難點限制了公共數(shù)據(jù)的實時公開。另外，“空氣治理、水凈化、土壤保護”一體化的動態(tài)情況數(shù)據(jù)空白，人工智能與遙感衛(wèi)星監(jiān)測等精細化觀測技術(shù)結(jié)合得還不夠徹底。

2.4 人工智能相關(guān)科研人才支撐亟待加強

近年來，作為華中地區(qū)高校數(shù)量最多的非省會城市之一，新鄉(xiāng)市充分發(fā)揮駐新高校、科研院所多的地域優(yōu)勢，加大在人才方面的投入力度。迄今為止，新鄉(xiāng)市擁有高校11 所，國家級科研院所4 家，省市級以上企業(yè)研發(fā)中心700 余家，科研人數(shù)達13 萬人。

但是，高學(xué)歷科研人才隊伍的擴大并不等同于高層次專業(yè)技術(shù)型人才的充足。對于裝備制造業(yè)來說，具有自動化、信息技術(shù)、機械等多學(xué)科知識和人工智能、大數(shù)據(jù)等新興知識背景復(fù)合型人才的缺乏往往會造成該產(chǎn)業(yè)人工智能化程度不高[3]。隨著人工智能技術(shù)在裝備制造業(yè)的廣泛應(yīng)用，企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、物流等各個環(huán)節(jié)的聯(lián)系變得更加密切。在此背景下，既懂智能裝備的研發(fā)設(shè)計與生產(chǎn)，又具備生產(chǎn)線與大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的管理運營經(jīng)驗的復(fù)合型人才明顯缺乏，甚至出現(xiàn)“有智能設(shè)備，無人員會操作”的局面。

綜上所述，新鄉(xiāng)市對人工智能技術(shù)的重視程度較高，新鄉(xiāng)市裝備制造業(yè)中優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)如起重機械、航空裝備、過濾分離器等在人工智能技術(shù)的引入方面步伐較快，人工智能技術(shù)與制造業(yè)的融合度較高。但隨著市場競爭的加劇，客戶對裝備制造產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，研發(fā)與生產(chǎn)周期要求越來越短，價格要求越來越低，與此同時，裝備產(chǎn)品制造難度、復(fù)雜程度、高定制化的程度不減反增，這些都成為裝備制造企業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。人工智能與裝備制造業(yè)融合發(fā)展在新鄉(xiāng)市存在裝備智能化關(guān)鍵核心技術(shù)尚未突破，人工智能需要的基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵軟件存在短板，智能制造背景下企業(yè)協(xié)同模式未能有效形成，人工智能專業(yè)相關(guān)復(fù)合人才缺乏等關(guān)鍵問題。

3 人工智能驅(qū)動新鄉(xiāng)市裝備制造業(yè)發(fā)展的實施路徑

3.1 完善企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施智能體系

目前，新鄉(xiāng)市裝備制造業(yè)的智能化環(huán)境已有明顯改善，各大中小型企業(yè)基本達到網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，但仍然有部分中小型民營企業(yè)在軟硬件建設(shè)方面明顯落后于大型企業(yè)，軟件資源建設(shè)尤為缺乏。在這一背景下，中小型裝備制造企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型需要打破各自為營的生產(chǎn)理念，充分借助人工智能、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)資源、數(shù)據(jù)共享，構(gòu)建成熟的協(xié)同研發(fā)體系，加強自身智能技術(shù)創(chuàng)新能力，破解協(xié)同困境。裝備制造業(yè)智能化的研發(fā)主體應(yīng)充分借助新鄉(xiāng)市高校、科研院所聚集的地域優(yōu)勢，開展多元化校企合作，共建科研項目。此外，中小型裝備制造企業(yè)可通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關(guān)企業(yè)共享生產(chǎn)設(shè)備、倉儲物流、營銷網(wǎng)絡(luò)等數(shù)字化信息與資源，實現(xiàn)資源共享、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)、產(chǎn)品服務(wù)一體化的協(xié)同競爭[4]。

應(yīng)著力拓寬研發(fā)渠道。爭取在研發(fā)智能化、生產(chǎn)智能化、服務(wù)智能化等方面多渠道發(fā)展。各裝備制造企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身企業(yè)智能化程度，發(fā)揮自己的優(yōu)勢特色，依據(jù)外部需求的變化，靈活調(diào)整自己的基礎(chǔ)設(shè)施智能化程度，從而提升裝備制造產(chǎn)業(yè)智能化程度。

3.2 差異化打造智能車間

隨著人工智能與工業(yè)化的不斷融合發(fā)展，新鄉(xiāng)市裝備制造企業(yè)應(yīng)充分利用新一代信息技術(shù)，不斷提升車間智能化水平，同時持續(xù)提升智能制造裝備的核心競爭力。在推進智能車間建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)各廠房車間特點，有針對性地靈活運用智能傳感器、智能機械手臂、智能管理軟件、智能生產(chǎn)設(shè)備、智能物流等智能基礎(chǔ)裝備和相關(guān)軟件技術(shù)，達到推動企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型和無人化升級的效果[5]。尤其是智能設(shè)備和生產(chǎn)線的應(yīng)用，可以有效緩解新冠疫情等特殊情況所帶來的對正常生產(chǎn)辦公條件的影響，解決因人員流動受阻、線上辦公要求帶來的溝通不暢、產(chǎn)能下降、物流阻塞等問題。

針對新鄉(xiāng)市裝備制造業(yè)現(xiàn)狀，對于人工智能的充分運用可體現(xiàn)在設(shè)計、生產(chǎn)、包裝、檢測以及運輸?shù)拳h(huán)節(jié)。例如，在裝備新功能、新原件設(shè)計時，可利用人工智能軟件輔助2D/3D 設(shè)計，實現(xiàn)各種復(fù)雜實體及造型的建構(gòu)與設(shè)計。在進行企業(yè)資源管理中，可借助企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)等管理系統(tǒng)將供應(yīng)商、分銷商、客戶等資源鏈上下游企業(yè)進行整合，納入ERP系統(tǒng)供應(yīng)鏈中，合理安排裝備制造企業(yè)的生產(chǎn)、供應(yīng)、銷售服務(wù)等活動，提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率，在市場上獲得競爭優(yōu)勢，搶占先機[6]；在生產(chǎn)過程中，政府與企業(yè)可基于現(xiàn)有設(shè)備，靈活引入傳感器、智能機械手臂、智能物流管理系統(tǒng)等，實現(xiàn)全程追溯生產(chǎn)信息，靈活調(diào)度生產(chǎn)過程，滿足物流配送與裝備自動化等智能化生產(chǎn)需求；在倉儲管理過程中，可借助電纜電子標簽（RFID）等信息技術(shù)，將產(chǎn)品數(shù)據(jù)整合，真正實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、信息化，將供應(yīng)鏈上下游企業(yè)緊密聯(lián)合，共擔(dān)庫存風(fēng)險[7]。裝備制造企業(yè)可通過應(yīng)用智能設(shè)備和技術(shù)，根據(jù)自身特點差異化打造智能生產(chǎn)車間，生產(chǎn)制造逐步由傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)變。

3.3 建立高效綠色產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈

當(dāng)前隨著信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，人工智能驅(qū)動市場經(jīng)濟高速發(fā)展，為各行各業(yè)實體經(jīng)濟發(fā)展提供新動能。對于綠色產(chǎn)業(yè)來說，如何恰當(dāng)運用人工智能技術(shù)，精準識別、及時追蹤、實時追蹤發(fā)生的生態(tài)環(huán)境問題是諸多學(xué)者研究的熱點問題[8]。做好人工智能賦能生態(tài)環(huán)境保護，就能推動數(shù)字經(jīng)濟與綠色經(jīng)濟協(xié)同化良性發(fā)展，從而為科學(xué)的環(huán)境保護、系統(tǒng)的環(huán)境治理提供支撐。

建立高效綠色產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈需要裝備制造企業(yè)和環(huán)保部門的共同努力。一方面，企業(yè)應(yīng)加大技術(shù)創(chuàng)新力度，在物料循環(huán)技術(shù)和節(jié)能降耗技術(shù)上尋找突破口，通過信息化、智能化手段綜合利用裝備制造過程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣，努力形成全方位循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈條，推進產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈低碳循環(huán)發(fā)展。此外，企業(yè)在進行設(shè)備更新?lián)Q代時，更新設(shè)備應(yīng)充分考慮節(jié)能無污染智能設(shè)備，降低廢水、廢氣等污染物的排放。另一方面，新鄉(xiāng)市政府可出臺相應(yīng)引導(dǎo)性政策，例如，針對企業(yè)相應(yīng)的創(chuàng)新綠色產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)出臺相應(yīng)的資金補貼、稅收減免、融資優(yōu)惠等政策，提高企業(yè)開展環(huán)境保護創(chuàng)新活動的積極性，發(fā)揮技術(shù)的正向外溢效應(yīng)，有效促進裝備制造業(yè)綠色轉(zhuǎn)型[9]。

3.4 構(gòu)建智能人才保障體系

經(jīng)前期調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，人工智能專業(yè)人才問題主要體現(xiàn)在高端人才儲備不足、人才流動性大。基于這一現(xiàn)狀，新鄉(xiāng)市政府可鼓勵河南工學(xué)院、河南科技學(xué)院、新鄉(xiāng)學(xué)院等已開設(shè)相關(guān)專業(yè)的高校聯(lián)合裝備制造業(yè)龍頭企業(yè)面向重點行業(yè)構(gòu)建人工智能人才實訓(xùn)基地，簽訂行業(yè)緊缺專業(yè)人才培養(yǎng)就業(yè)協(xié)議，加快打通高校和企業(yè)間的人才輸送通道。同時通過舉辦人工智能競賽、行業(yè)論壇、創(chuàng)投路演等活動提升區(qū)域品牌影響力和知名度，促進人才交流，吸引并留住頂尖科技人才。

在引進人才方面，應(yīng)為人工智能相關(guān)的復(fù)合型人才積極創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的人才發(fā)展環(huán)境，加強人才引進力度，優(yōu)化人才引進模式，探索制定個性化人才政策，進一步提高相關(guān)科研人才待遇，完善產(chǎn)學(xué)研項目申請機制等，做到引進標準和獎勵機制清晰明確，并做好后續(xù)配套服務(wù)。

4 結(jié)語

在當(dāng)前數(shù)字技術(shù)迅猛發(fā)展的時代，人工智能更新迭代，同時向各行業(yè)領(lǐng)域加速滲透，賦能千行百業(yè)的發(fā)展，成為引領(lǐng)社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎。裝備制造業(yè)作為新鄉(xiāng)市支柱產(chǎn)業(yè)之一，面對千載難逢的機遇，更應(yīng)充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢作用，在不同工作、生產(chǎn)場景探索開發(fā)更多人工智能應(yīng)用，著力在軟件應(yīng)用、智能設(shè)備、智能物流等領(lǐng)域爭取突破核心技術(shù)，推動人工智能技術(shù)產(chǎn)品與應(yīng)用模式的推廣和升級，提高人工智能技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)融合應(yīng)用的綜合服務(wù)能力，打造中西部黃河流域戰(zhàn)略科技力量支撐之地。