人工智能驱动新乡市装备制造业发展路径研究

姜楠楠 董 君

河南工学院机械工程学院，河南 新乡 453003

随着新一轮科技体制改革与产业变革的兴起，人工智能技术呈现巨大潜力，新一轮工业革命下制造业发展的主攻方向是向着人工智能化高速发展[1]。装备制造业作为河南省新乡市经济的重要组成部分，一直以来是该市经济发展的主要推动力。在信息技术不断发展的今天，装备制造业市场竞争加剧。在此背景下，新乡市装备制造业如何抓住产业优势、加速人工智能技术的创新与应用成为该行业可持续高质量发展的重要研究课题。

1 人工智能驱动新乡市装备制造业发展的内在需求

面对人工智能强劲的发展潜力与良好的发展前景，将人工智能等数字技术赋能装备制造业市场是推动该行业高质量发展的重要路径。2017 年国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中明确了我国新一代智能发展的战略目标，力争到2030 年，将我国建设成为世界主要人工智能创新中心，同时确立人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平的战略目标。同年，工业和信息化部出台《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018—2022 年）》，明确表示要推动人工智能产业发展，加快人工智能和实体经济深度融合。2021 年，习近平总书记在出席两院院士大会、中国科协第十次全国代表大会时发表重要讲话，强调要坚持把创新作为引领发展的第一动力，加快建设科技强国，加快实现高水平科技自立自强。

在外部政策与环境不断更新与变化的背景下，装备制造业作为新乡市支柱产业之一，如何抓住发展机遇、有效利用人工智能技术为其高质量发展助力成为当前推动该市装备制造业转型升级、提升生产效率的核心问题。“十三五”以来，新乡市将制造业高质量发展作为经济发展的主攻方向，以聚集式产业园区建设为基础，以智能化改造作为“三大改造”核心之一，推动工业经济保持健康发展。近年来，新乡市政府深入学习贯彻习近平总书记关于科技创新重要论述，全面落实河南省关于“完善算力基础设施，推动中原人工智能计算中心建设”会议精神，出台了一系列政策措施，全面支持企业智能化转型深入实施。2020 年，新乡市委、市政府指导新乡市智慧城市建设领导小组成立智慧城市发展专家委员会，立足于新乡市特色加快打造新乡市智慧城市项目。新乡市2021 年政府工作报告中着重提及信息通信发展，强调要大力发展信息技术、人工智能、5G 等新兴行业，加快河南省鲲鹏云计算中心建设。至此，建设“智慧新乡”成为新乡市2035 年远景目标明确的重大任务。2021 年6 月，由新乡市工业和信息化局主办，华为新乡云计算大数据中心承办的“数字新乡，豫见华为云暨新乡市制造业数字化转型峰会·2021”在新乡市大数据产业园举行，该峰会为新乡市装备制造业人工智能转型升级打开新的思路与局面。2022年8月，新乡市政府与中国移动河南分公司签订数字化转型战略合作协议，标志着新乡市委、市政府在加快数字基建、发展数字产业等方面开启新征程，同时为促进人工智能落地新乡并与实体经济深度融合打下坚实基础[2]。

2 人工智能驱动新乡市装备制造业发展存在的问题

2.1 起步较晚，人工智能关键核心技术与设备缺乏

近年来，新乡市装备制造业在高端装备制造方面取得了长足的进步，但具有高附加值的核心部件与智能设备控制系统所需的核心技术依然存在短板。目前新乡市装备制造业高端装备在人工智能技术的引入中，存在核心技术依赖进口、共性技术缺失等问题。另外，在政策支持下，虽然设计、研发了一些智能设备，但设备上的控制系统、管理软件、关键基础零部件以及高端设备传感器等仍依赖进口。

经走访调研发现，部分企业有大量的内部计算机、电子元器件和仪器设备，但并未发挥有效作用，新型人工智能基础设施如自动化流水线和工业机器人在企业内部建设还有待进一步加强。这些关键核心技术的缺失都制约装备制造业人工智能的转型发展实现质与量的突破。

2.2 智能制造企业发展不均，协同模式未能有效形成

在数字化转型的今天，智能制造企业竞争日趋激烈，企业只依靠自身资源单打独斗很难生存。近年来，新乡市高度重视智能产业链工作，实施多个“新基建”项目，夯实数字经济基础，着力推进人工智能在装备制造业中的发展与应用。一方面，新乡市装备制造企业众多，龙头企业智能制造技术较为成熟，已开始逐步向工业4.0 迈进。另一方面，部分中小型装备制造企业内部人工智能化程度还不够完善，企业内部信息设施架设、智能软件应用覆盖与普及等仍有很大提升空间，缺乏宏观政策的引导监督。

此外，装备制造业协同智能研发、智能集成管理、智能集成制造、智能数据分析等各种工业场景软件应用和解决方案存在短板与弱项，在短时间内，形成全市装备制造业协同发展、共同实现人工智能化均衡发展的难度较大。

2.3 人工智能助力装备制造业绿色化发展潜力有待大力挖掘

当前，在“碳达峰、碳中和”目标的约束下，新乡市化工、发电、水泥等高耗能装备制造业的煤炭消费比重依旧较高，能耗和污染形势依旧严峻。人工智能时代的到来为装备制造业绿色化产业发展开辟了新的路径。人工智能作为计算机科学的分支，具有较强的环境数据获取与整理能力。地方政府可根据人工智能信息技术采集与梳理环境数据，确定区域主要环境污染源，制定相应的环境保护政策，采取相应措施动态监测企业周边空气、水、土壤等方面的生态环境数据，及时给予企业污染治理指导，从而提高环境污染治理效率。

近年来，新乡市陆续出台《新乡市推进工业绿色化改造攻坚方案》《新乡市“十四五”生态环境保护和生态经济发展规划》等绿色制造相应政策，立足新乡市实际，坚持绿色发展理念，体现形成支柱产业—装备制造业绿色、高效、清洁、低碳、循环绿色生产的决心。

从目前来看，新乡市高耗能装备制造业需要对企业周边空气、水、土壤等方面的生态环境数据进行智能采集、实时监测等，而这些信息技术还亟待强化，数据监测的深度还有很大的提升空间。例如，收集数据的数量很大，但信息较为独立，协同程度低，普遍存在各自为营、缺乏联动等现象。这些现象造成的治理难点限制了公共数据的实时公开。另外，“空气治理、水净化、土壤保护”一体化的动态情况数据空白，人工智能与遥感卫星监测等精细化观测技术结合得还不够彻底。

2.4 人工智能相关科研人才支撑亟待加强

近年来，作为华中地区高校数量最多的非省会城市之一，新乡市充分发挥驻新高校、科研院所多的地域优势，加大在人才方面的投入力度。迄今为止，新乡市拥有高校11 所，国家级科研院所4 家，省市级以上企业研发中心700 余家，科研人数达13 万人。

但是，高学历科研人才队伍的扩大并不等同于高层次专业技术型人才的充足。对于装备制造业来说，具有自动化、信息技术、机械等多学科知识和人工智能、大数据等新兴知识背景复合型人才的缺乏往往会造成该产业人工智能化程度不高[3]。随着人工智能技术在装备制造业的广泛应用，企业研发、生产、物流等各个环节的联系变得更加密切。在此背景下，既懂智能装备的研发设计与生产，又具备生产线与大数据系统的管理运营经验的复合型人才明显缺乏，甚至出现“有智能设备，无人员会操作”的局面。

综上所述，新乡市对人工智能技术的重视程度较高，新乡市装备制造业中优势产业如起重机械、航空装备、过滤分离器等在人工智能技术的引入方面步伐较快，人工智能技术与制造业的融合度较高。但随着市场竞争的加剧，客户对装备制造产品质量要求越来越高，研发与生产周期要求越来越短，价格要求越来越低，与此同时，装备产品制造难度、复杂程度、高定制化的程度不减反增，这些都成为装备制造企业面临的巨大挑战。人工智能与装备制造业融合发展在新乡市存在装备智能化关键核心技术尚未突破，人工智能需要的基础零部件、关键软件存在短板，智能制造背景下企业协同模式未能有效形成，人工智能专业相关复合人才缺乏等关键问题。

3 人工智能驱动新乡市装备制造业发展的实施路径

3.1 完善企业基础设施智能体系

目前，新乡市装备制造业的智能化环境已有明显改善，各大中小型企业基本达到网络全覆盖，但仍然有部分中小型民营企业在软硬件建设方面明显落后于大型企业，软件资源建设尤为缺乏。在这一背景下，中小型装备制造企业智能化转型需要打破各自为营的生产理念，充分借助人工智能、互联网技术实现资源、数据共享，构建成熟的协同研发体系，加强自身智能技术创新能力，破解协同困境。装备制造业智能化的研发主体应充分借助新乡市高校、科研院所聚集的地域优势，开展多元化校企合作，共建科研项目。此外，中小型装备制造企业可通过工业互联网技术与产业链上下游相关企业共享生产设备、仓储物流、营销网络等数字化信息与资源，实现资源共享、网络协调、产品服务一体化的协同竞争[4]。

应着力拓宽研发渠道。争取在研发智能化、生产智能化、服务智能化等方面多渠道发展。各装备制造企业应根据自身企业智能化程度，发挥自己的优势特色，依据外部需求的变化，灵活调整自己的基础设施智能化程度，从而提升装备制造产业智能化程度。

3.2 差异化打造智能车间

随着人工智能与工业化的不断融合发展，新乡市装备制造企业应充分利用新一代信息技术，不断提升车间智能化水平，同时持续提升智能制造装备的核心竞争力。在推进智能车间建设过程中，应根据各厂房车间特点，有针对性地灵活运用智能传感器、智能机械手臂、智能管理软件、智能生产设备、智能物流等智能基础装备和相关软件技术，达到推动企业的智能化转型和无人化升级的效果[5]。尤其是智能设备和生产线的应用，可以有效缓解新冠疫情等特殊情况所带来的对正常生产办公条件的影响，解决因人员流动受阻、线上办公要求带来的沟通不畅、产能下降、物流阻塞等问题。

针对新乡市装备制造业现状，对于人工智能的充分运用可体现在设计、生产、包装、检测以及运输等环节。例如，在装备新功能、新原件设计时，可利用人工智能软件辅助2D/3D 设计，实现各种复杂实体及造型的建构与设计。在进行企业资源管理中，可借助企业资源计划（ERP）系统等管理系统将供应商、分销商、客户等资源链上下游企业进行整合，纳入ERP系统供应链中，合理安排装备制造企业的生产、供应、销售服务等活动，提高产品质量与生产效率，在市场上获得竞争优势，抢占先机[6]；在生产过程中，政府与企业可基于现有设备，灵活引入传感器、智能机械手臂、智能物流管理系统等，实现全程追溯生产信息，灵活调度生产过程，满足物流配送与装备自动化等智能化生产需求；在仓储管理过程中，可借助电缆电子标签（RFID）等信息技术，将产品数据整合，真正实现网络化、信息化，将供应链上下游企业紧密联合，共担库存风险[7]。装备制造企业可通过应用智能设备和技术，根据自身特点差异化打造智能生产车间，生产制造逐步由传统制造向智能制造转变。

3.3 建立高效绿色产业供应链

当前随着信息技术的蓬勃发展，人工智能驱动市场经济高速发展，为各行各业实体经济发展提供新动能。对于绿色产业来说，如何恰当运用人工智能技术，精准识别、及时追踪、实时追踪发生的生态环境问题是诸多学者研究的热点问题[8]。做好人工智能赋能生态环境保护，就能推动数字经济与绿色经济协同化良性发展，从而为科学的环境保护、系统的环境治理提供支撑。

建立高效绿色产业供应链需要装备制造企业和环保部门的共同努力。一方面，企业应加大技术创新力度，在物料循环技术和节能降耗技术上寻找突破口，通过信息化、智能化手段综合利用装备制造过程中产生的废渣、废气，努力形成全方位循环经济产业链条，推进产业供应链低碳循环发展。此外，企业在进行设备更新换代时，更新设备应充分考虑节能无污染智能设备，降低废水、废气等污染物的排放。另一方面，新乡市政府可出台相应引导性政策，例如，针对企业相应的创新绿色产业链技术出台相应的资金补贴、税收减免、融资优惠等政策，提高企业开展环境保护创新活动的积极性，发挥技术的正向外溢效应，有效促进装备制造业绿色转型[9]。

3.4 构建智能人才保障体系

经前期调研分析发现，人工智能专业人才问题主要体现在高端人才储备不足、人才流动性大。基于这一现状，新乡市政府可鼓励河南工学院、河南科技学院、新乡学院等已开设相关专业的高校联合装备制造业龙头企业面向重点行业构建人工智能人才实训基地，签订行业紧缺专业人才培养就业协议，加快打通高校和企业间的人才输送通道。同时通过举办人工智能竞赛、行业论坛、创投路演等活动提升区域品牌影响力和知名度，促进人才交流，吸引并留住顶尖科技人才。

在引进人才方面，应为人工智能相关的复合型人才积极创造优质的人才发展环境，加强人才引进力度，优化人才引进模式，探索制定个性化人才政策，进一步提高相关科研人才待遇，完善产学研项目申请机制等，做到引进标准和奖励机制清晰明确，并做好后续配套服务。

4 结语

在当前数字技术迅猛发展的时代，人工智能更新迭代，同时向各行业领域加速渗透，赋能千行百业的发展，成为引领社会经济高质量发展的重要引擎。装备制造业作为新乡市支柱产业之一，面对千载难逢的机遇，更应充分发挥产业优势作用，在不同工作、生产场景探索开发更多人工智能应用，着力在软件应用、智能设备、智能物流等领域争取突破核心技术，推动人工智能技术产品与应用模式的推广和升级，提高人工智能技术创新和产业融合应用的综合服务能力，打造中西部黄河流域战略科技力量支撑之地。