“中国制造2025”背景下机械设计制造及其自动化行业影响分析

何 畅

（福州大学至诚学院，福建 福州 350002）

机械被称为“工程之母”，机械设计制造及其自动化是以机械设计与制造技术为基础，结合计算机科学、信息技术、自动控制技术等相关技术专业，为解决现代工程领域中日益复杂化的技术问题，从而实现智能化设计与制造[1]。如今，先进的机械设计制造技术不仅为时代发展、经济发展和人民生活追求方方面面提供技术支撑，更为当今国防现代化建设和高技术发展提供支撑，还是企业屹立于激烈市场竞争中的核心技术所在。

1 机械设计制造及自动化行业现状分析

随着移动互联网、大数据和云计算等技术的发展，产业互联网时代到来，德国提出了“工业 4.0”战略，即在信息技术与工业技术的高度融合下，更加深入地实现网络技术、计算机技术、信息技术、软件与自动化技术的高度交织后产生的新的智能化、个性化虚拟网络——实体物理系统。美国发布了诸如《先进制造业伙伴计划》、《制造业创新网络计划》等一系列计划；日本和韩国生产的工业机器人智能化，普及化程度不断刷新。在我国，提出被称为中国版工业4.0战略指导的“中国制造2025”。但由于我国处于工业进程中，机械设计制造及自动化行业未来的任务艰巨而紧迫[2]。

1.1 自主创新能力弱，产品竞争力不强

2016年，国家知识产权局共授权发明专利40.4万件，连续6年位居世界首位。其中，国内发明专利授权30.2万件，较2015年增长了3.9万件，同比增长14.5%.但关键核心技术受制的局面仍然未突破，关键零部件、系统软件和高端装备的大量需求基本都依赖于进口。另外，基础研究投入不足导致我国制造企业开展技术创新的动力不足。据国家工信部的相关数据统计，我国在基础研究的投入比例严重不足，仅为发达国家比例的25%，导致创新滞后[3]。另外，国产品牌缺乏世界竞争力，相对落后的产品质量和技术标准水平，导致出口商品长期处于国外通报召回问题产品数量首位，也造成“中国制造”成为了一些国家和地区质量低劣产品的代名词，严重损害了国家信誉和形象。

1.2 环境污染问题突出，资源利用率低

重化工业为主的工业结构以及一味获取经济增长速度和经济效益的发展模式，导致能源资源利用率普遍偏低、环境污染问题突出[4]。而诱发环境问题的另一个重要原因在于过去的环境监管执法不力、违法担责成本偏低。《2016中国环境状况公报》指出：全国338个地级及以上城市中，仅有84个城市环境空气质量达标，254个城市环境空气质量超标，占75.1%，如图1所示。因此致力于研发先进的节能环保技术、工艺和装备一体化，加快制造业绿色改造升级，提高资源利用率迫在眉睫，如何进一步建成高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系，推进资源利用方式向绿色低碳转变，是实现绿色发展，可持续发展的重要方向。

图1 2016年城市环境空气质量

1.3 信息化水平较低，与工业化融合深度不够

建设制造强国、走新型工业化道路和转变发展方式，有赖于两化的深度融合，信息化和工业化的深度融合是建设的重要推动力，是工业国际化竞争的新优势，是向工业化迈进过程中的先决条件。如表1所示，为国家工信部统计的2010～2014年期间各国宽带人口普及率水平，我国的信息化水平仍然不高，基础信息设施的建设和应用仍然滞后于发达国家。数据显示企业在对传统生产方式和工艺流程改造过程中利用信息技术升级意愿偏低[5]。因此，要全面推动信息技术与设计制造技术的融合发展，尤其主攻智能制造方向，在企业研发、生产、管理和服务过程中全面提高智能化水平，进一步实现我国从“中国制造”向“中国智造”的制造模式转变。

表1 相关国家宽带人口普及率水平

1.4 国际化程度不高，全球化经营不力

产业国际化程度作为我国制造业发展国际化战略，是实现“一带一路”的重要举措，是全面建设制造强国的重要途径。面对产业国际化程度不高、全球化经营能力不足，制造强国的发展任重道远。首先，从投资规模看，我国对外投资的存量明显不足，仅相当于美国的10%，为世界总份额的2.5%，而中国的海外净资产仅为日本的50%左右。其次，从产业类型看，目前我国的产业主要集中于劳动密集型产业及能源资源行业，如煤炭、钢铁、有色金属、石油等；而缺乏电子信息、高端装备制造、新能源等高新技术领域的全球合作发展。另外，对外投资的发展战略的长期性、高精尖领域人才的培养、国际化投资及运作管理等方面的经验匮乏，面对国际市场的响应也缺乏积极性。

2 机械设计制造其自动化行业发展趋势

2.1 发展智能化技术

《智能制造发展规划（2016－2020年）》指出：要将发展智能制造作为长期坚持的战略任务，以实施智能制造工程为重要抓手，为建设制造强国奠定扎实基础。研发一批智能制造关键技术设备，突破创新一批智能制造关键共性技术[6]。建设形成智能制造生态及标准体系，从而进一步推动智能转型，推进智能制造协同发展，打造智能制造人才队伍，为实现“中国制造2025”提供强劲的技术支撑。

工业是国民经济的主体，但也是能源消耗和环境污染的主要来源，因此，持续发展、制造强国过程中推进工业节能减排责无旁贷，绿色化生产将成为工业产业的必然趋势。通过设计制造技术、产业结构调整的双向驱动，改变传统的工业发展模式，积极推进绿色清洁可持续发展的工业化发展方式，从而达到经济飞跃、持续发展、节约能源、环境保护的多重实现[7]。另外，积极发展绿色技术，不仅是推进工业节能，还要实现关键装备产业化示范，节能环保产业的快速发展，进而为实现资源节约型和环境友好型社会的建设提供强有力的支撑。

2.2 发展绿色化技术

2.3 发展虚拟化技术

基于计算机技术的发展，机械设计制造过程中运用虚拟化技术对生产和设计过程进行虚拟化的演练，并通过演练和分析，找到演练过程中出现的问题，针对问题一一破解，为实际操作中做好预案。虚拟化技术的发展不仅能够规避实际生产过程中问题的出现对资源造成的不必要损失，进而保证了机械制造工艺及其产品的效益与质量，真正实现机械设计制造及其自动化生产对人力、物力和资源的节约，优化资源配置[8]。

2.4 发展网络化技术

产业互联网时代到来，网络技术的变化与发展，预示着企业未来发展趋势将是实体产业逐步走向与互联网融合的大方向，然而目前，机械设计制造自动化与网络化融合的深度广度均仍处于初级阶段。网络化技术的发展是我国工业设计制造的重要方向，也是一体化未来发展的主要方向。而网络未来发展又基于网络化技术和监控技术的发展，因而，对网络技术及监控技术的投入，将为机械设计制造带来更多的发展机遇。

2.5 模块化方向发展

我国的机械设计制造及其自动化行业产品种类多，研发需求复杂，而新产品研发都离不开标准单元的支撑。因此在机械制造中发展使用计算机集成技术，是机械制造重要生产方式。信息自动化集成系统是通过多个相互联系的子系统所构成的整体，实现优势产业集约集聚发展，使产业空间布局不断优化。

2.6 微型化方向发展

未来的时代将是一个微时代，机械设计制造自动化产品都有着操作简便、体积小的优点，这些特点使其成为占据经济市场的主要工具。我国机械设计制造及其自动化行业的产品应该向体型小的商品，同时慢慢的向微米级、纳米级方向推进，进而提升产品的市场竞争力。

3 机械设计制造其自动化行业人才培养模式的创新

3.1 明确人才培养基本要求

在2016年世界各国制造业崛起研究报告中指出制造业有关的职业教育领域的创新实践是中国制造业崛起并屹立世界之林的重要因素之一，机械设计制造其自动化专业人才的培养有利于行业持续发展，有利于改革的深化。新形势下，制造业专业人才的需求及其技能水平都提出了新的要求。除了应具有基础的自然、人文、艺术、社会科学等学识外，还应较系统地掌握技术理论知识，掌握制图、计算、实验、测试、文献检索和工艺操作等专业技能，不仅要及时了解学科的前沿发展，还应具备较强的自学能力和创新意识，为真正实现制造强国提供丰富的人才储备。

3.2 建立专业人才培养课程体系

建立专业人才培养课程体系体现于课程设置的优化及教学资源的丰富，人才培养方案的核心是课程体系的建立[9]。课程体系应随着时代和社会的发展不断改进，有效的增减、整合优化课程设置，合理构建有助于符合当下机械设计制造专业人才培养要求、培养目标的课程体系。首先课程应分为主干课程和重点课程，课程设置应覆盖面广，知识结构完整为主。其次，人才质量观和教育理念的革新也将是建立专业人才培养课程体系的一个重要侧重点。专业人才培养模式的不断改革和创新，人才培养课程体系的不断优化，也是当下教育改革内容的不断深化和对专业人才培养质量不断提高的要求。

4 结束语

从中国制造到中国智造，是未来的主导方向。在“工业4.0”、“智能制造”、“互联网＋”等概念普遍的环境下机械设计制造及其自动化行业必须高瞻远瞩，为实现中国制造2025的目标，中国制造机械设计制造及自动化行业要向着更加智能、绿色、微型的方向发展。只有这样，机械设计制造自动化技术才会增强生产技术，从而提高生产率。同时，建设制造强国的任务还有赖于机械设计制造自动化技术专业人才的储备，从而推动科学技术不断进步，进而推动国民经济不断发展。

[1]刘 钊.我国机械设计制造及其自动化行业发展的概况[J].山东工业技术，2016（3）：142-143.

[2]郝振亮.机械设计制造及其自动化技术的分析与研究[J].通信与网络，2017（6）：85-86.

[3]桑运晓，曹金晓，宋洪亮.机械自动化现状及发展趋势分析[J].科技风，2016（8）：133-135.

[4]季 达，张 雨，果崇实.浅述目前机械设计制造及其自动化的发展特点[J].机电技术应用，2017（2）：126-127.

[5]李小士.信息时代下机械设计制造及其自动化[J].网络天地，2017（1）：177-179.

[6]王佳智.机械设计制造及其自动化的设计及发展[J].高新技术，2016（1）：18-21.

[7]鄢 妮.工业自动化控制现状与发展趋势探讨[J].信息技术，2016（6）：81-83.

[8]王匡济.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].科技与企业，2016（1）：134-136.

[9]张天会，果 霖，顾丽春.浅谈“中国制造 2025”对机械设计制造及自动化专业教学的启示[J].机电产品开发与创新，2016（29）：3-5.