山西省能源装备制造业智造化研究

●双丽莎

我国已经进入经济发展新常态、生态文明建设新阶段以及能源生产和消费革命的新时期。2019年山西被赋予能源革命综合改革试点的重大使命，要充分发挥山西在推进全国能源革命中的示范引领作用，促进资源型地区经济转型和高质量发展，必须适应新一轮科技革命和产业变革趋势。能源革命综合改革离不开能源装备制造产业的突破，山西能源装备制造业要在产业链、价值链的阶梯上持续向中高端攀升，既要依赖于重大技术创新，还要顺应市场的变化和需求，将产业发展重心转向智能化、精准化、绿色化和服务化。

一、山西能源装备制造业的困境

山西省能源装备制造业有较好的基础。全省煤矿综采机械化程度接近100%，综掘机械化程度达到90%以上。8家煤机企业联合攻关研制成功了国内首套智能型千万吨级综采成套装备，形成了具有自主知识产权的专利技术52项，带动了整个煤机行业的进步。风电装备整体设备水平较高，特别是1.5-6MW风电设备处于国内领先水平。节能环保产业发展较快，形成了煤粉锅炉、循环硫化床锅炉、锅炉燃烧器、太阳能光伏、LED照明等节能低碳产品。①但是，山西省的能源装备制造绝大多数处于低端位置，面临着质量一致性差、产品可靠性低，质量损失率偏高，自主创新能力缺失，智能化水平低，品牌建设、售后服务、市场渠道不强等困境。

（一）质量一致性差、产品可靠性低

近年来，山西省能源装备制造业取得了显著成效，但现有质量管理体系滞后，已不能完全满足能源技术装备发展的需要，致使产品质量的一致性无法得到保障。与此同时，山西能源装备制造领域虽有太重集团、太锅集团、晋能集团和阳煤化工公司等企业发展良好，但产业链条不完善，没有形成上下游协同效应,缺少带动性强的核心企业，产业集聚水平低，亦没有形成一个核心企业带动周围配套企业的产业群。企业大多关注的是“大而全”，产品原创性比较少，模仿性比较多，同质化竞争激烈，造成大企业大而不强，小企业小而不专，产品可靠性和稳定性大大折扣。

（二）自主创新能力缺失

山西省自主创新能力较弱，部分关键核心技术缺失。除少数大型骨干企业有一定自主创新能力外，大多数企业基本处于引进技术、模仿制造阶段。即使大型骨干企业掌握了部分装备的核心技术，大多数是通过海外并购、技术引进及开发合作等多种方式获得的。这种“引进—消化—吸收—再创新”技术发展模式容易受限于发达国家的技术管制，也抑制了自主创新能力的培育。

山西自主创新能力薄弱，一方面在于研发经费投入严重不足，2018年全省的研发经费投入为175.8亿元，比上年增长0.18%，投入经费强度处于较低水平，仅为1.05%，比上年增长0.1个百分点。从全国31个省来看，山西研究经费投入排20位，经费投入强度与云南并排21位。（图1）。企业研发投入占比超过销售收入的5%时企业才具有市场竞争力,但山西省大多数企业研发投入占比不足销售收入的2.5%。另一方面在于山西省自主创新基础条件薄弱，自主创新主要靠企业自身，与发达省份相比，山西企业拥有的研究机构数较少，只有484家。产学研不够密切，其他科研机构在总投入中的比例较小，且没有充分利用高校、科研院所等外部资源优势。造成能源装备制造业企业长期处于低技术、低创新的微利化制造装配环节，核心技术缺乏，关键零部件、元器件过度依赖进口。除此之外，自主创新能力薄弱还在于高素质复合型人才、高端技术研发人才、专业化人才及优秀项目经理缺乏。这主要是由于三方面原因造成的，一是因为与发达省份相比，缺乏经济发展优势，造成人才流失严重；二是人才的培养方向与需求有些脱节，实践操作水平有所欠缺；三是因为人才管理不当，如在企业中，一个生产零部件的技术人员干得不错就被调去整机车间了，而国外是专业化人才，生产零部件的技术人员一直在完善、创新、升级产品。

图1 2018年山西省研发经费及投入强度比较

（三）智造化水平低

能源装备制造业智能化发展是一项复杂的系统工程，包括研究设计、生产制造和服务管理等诸多环节。目前全省的智能化水平比较低，主要表现为：一是依旧采用传统的商业模式，产业链分布与市场需求存在不匹配，高端网络化建设基础仍薄弱，设备互联、供应链互联等基础建设比例低。全生命周期足迹缺乏监控，缺乏快速和主动响应市场变化的自动化决策机制。二是设计是制造业的灵魂，山西绝大部分能源装备制造业设计没有走出仿造、试制和经验设计的传统模式，且对资源综合利用率不高，精细化优化控制水平一般，缺乏虚拟制造技术。三是智能制造的实现要靠大数据、物联网、云计算等技术作支撑，但由于受资金、人才、技术、时间等方面不足影响，工业互联网基础设施较为薄弱，缺少较为成熟的互联网平台，对广域信息的灵敏感知与有效集成有所欠缺，存在相当程度的数字藩篱和信息不对称。四是能源制造标准体系不健全，现有标准不足以指导和规范智能制造发展。

（四）品牌建设、售后服务、市场渠道不强

山西省能源装备制造业缺乏具有国际影响力的企业和产品品牌，尚未形成具有较强国际竞争力的专业化制造能力，基本处于产业链的低端。相关服务发展滞后，制造业市场需求也发生新的变化，消费群体不再仅仅满足于企业提供的产品本身，而更加注重差异化供给和个性化服务。产品的供给与需求不对称致使不少产品生产能力过剩，供过于求，企业效益不好。

二、智能制造是山西能源装备制造业高质量发展的重要途径

发达国家为实现工业高质量发展，纷纷掀起了以智能制造为主导的“第四次工业革命”浪潮，如德国实施“工业4.0”战略，日本提出振兴制造业计划，美国制定了先进制造业回归规划等。智能制造作为一种独特的生产模式，通过智能工厂、智能生产、智能物流将制造业向智能化转型，可全方位地对山西省能源装备制造业进行改造升级，实现高质量发展。

（一）智能制造的内涵

政府出台的《中国制造2025-能源装备实施方案》要求，进一步培育和提高能源装备自主创新能力，推动能源革命和能源装备制造业优化升级,这就需要把智能制造作为主攻方向④。智能制造是先进制造业高质量发展的必然要求，有利于降低企业能耗和运营成本，提高生产效率和产品质量，提升制造业核心竞争力。智能制造是一种区别于传统制造的新的制造模式，主要依赖物联网、云计算、大数据等新一代信息技术，并将数字技术、智能化技术、网络技术应用于设计、生产、管理和服务的全生命周期过程中，以实现最优化的生产制造。

图2智能化促进能源装备高质量发展

（二）智能制造对提升能源装备高质量发展的作用机理

在研发设计环节，与传统的先根据设计图纸生产，后联系市场定位消费者不同，智能制造是基于消费者需求提供服务。首先根据外部信息的获取和反馈进行需求定位，然后实现个性化定制生产，有效降低库存和企业成本，提高产品附加值。在生产制造环节，通过智能化工厂的建立，实现两化融合。智能制造可通过建立3D模型，运用仿真技术，实现虚拟生产，有助于提高产品研发成功率，增强研发和设计的自信心，加快实现核心技术和关键零部件的自主研发速度。智能生产执行过程中，智能生产线有效加强了人员管理的可视化，在制作过程的每一环节依靠系统进行数据采集,实时共享，再进行横向对比和纵向对比,形成质量看板,一方面加强工序质量管控，减少制造过程的物耗和能耗；另一方面还可根据作业人员及质检员的工作内容及工作质量的数据记录,结合激励机制对表现优良者进行相应奖励及培养,为质量管理储备后备人才。在管理服务环节，因智能制造的去人工干预，可实现标准化、流程化管理。同时智能制造可以通过网络实现实时监测、远程诊断和维护，当出现故障时，可应用大数据对监测数据进行分析，然后形成与服务相关的决策，指导生产设备诊断和维护，以提高企业的售后服务水平。综上所述，通过研发设计、生产制造、管理服务的协同互联，有利于能源装备制造业的高质量发展。

三、山西能源装备制造业智造化发展的对策建议

高质量发展是渐进的、积小变为大变、从量变到质变的过程。山西能源装备制造产业提质升级，必须贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享发展理念，坚持市场需求导向，整合能源装备优势产业，强化“引智”政策，提升自主创新能力，完善配套设施建设，加强区域合作，完善标准体系，推动煤炭、电力等能源装备向高端化、智能化发展。

（一）选择整合关键领域

能源装备智能化发展，既要发挥市场在资源配置中的决定性作用，也要发挥好政府的主导作用，整合提升全省能源装备产业，瞄准能源装备技术链和价值链的高端，推动煤机装备制造、电力装备制造、煤层气装备制造、煤化工装备制造等关键领域实现重大突破。进行煤机技术研发，不断提升煤基系统集成能力和技术创新能力，形成煤机制造产业集群。积极拓展延伸电力装备制造产业链，支持晋能、潞安太阳能一体化工业园区建设，推动太重等企业风电装备制造向成套化、系列化和高端化发展。大力发展煤层气勘探高精尖勘探装备、定向钻机、智能化排采系统等，建设太原、晋城两个煤层气装备制造业基地。加快攻关大型、高压、高温、高效化工装备技术，打造山西煤化工装备品牌。

（二）提升自主创新能力

能源装备智能化制造的实现，关键还要靠企业的自主创新能力。第一，开展智能装备核心技术攻关。实施智能核心装置与成套设备创新发展和应用示范工程，集中力量突破新型传感器及系统等核心智能测控装置与部件，推动能源智能生产技术、传输技术、消费技术、管理与监管手段和互联网综合集成技术创新，补齐能源装备制造智能化核心技术短板，逐步摆脱对国外核心技术和关键零部件的依赖。第二，搭建智能创新平台，加强国内外合作交流。支持新型网络基础设施建设，建立工业互联网协同平台，支持“产学研用”联盟，发展新建一批技术研究中心。加强与发达地区的合作，鼓励企业在外设立研究开发机构或产业化基地，积极与国际接轨，开展国际项目合作，扩大智能化制造技术及其产品的对外销售。第三，加强资金政策支持，加大对重点研发计划的支持力度。对企业智能化改造优先给予重点支持，利用首台套、技改专项等优惠政策奖励先进企业通过技术研发，集中资源发展高端产品，实现智能化升级。政府还可以通过加大采购，为能源装备制造业创造需求，引导市场与企业，从而推进技术创新的步伐。

（三）建设智能制造人才队伍

能源装备智能化制造需要多元化的人才，要抓住育才、引才、用才三个重要环节，建设一批专业的智能制造人才队伍。一要优化人才培养机制，激励高校调整开设相关专业，培养智能制造领域的管理人才、研发技术人才和专业技能人才，鼓励企业创新人才培养模式，让智能化理念，数字化技术全面渗透，让一线员工参与到系统性创新活动中。二要强化对口“引智”政策，建立重大智能制造项目与人才引进联动机制和绿色通道，实施人才交流支援计划，引导行业领军人才或创新型人才到山西挂职交流，鼓励有条件的企业引进国际产业专业高端人才。三要建立健全科学合理的人才资源管理体制及客观公正的评价体系、激励机制和人才分配机制，加强岗位体系建设，分别设计适合不同人才发展的职业路径，对专业人才、创新型科技人才和经济管理人才做到专人专用。

（四）提升产品竞争能力

围绕质量提升、标准引领、品牌建设，努力把山西能源装备制造业发展推向质量时代。质量是提升产品竞争能力的根本，智能制造是能源装备制造业高质量发展的重要途径，因此按照智能化的模式可提升产品竞争力。在设计环节，加强产品可靠性设计，鼓励企业大力开展按需设计、众包众创、分布式协同设计，鼓励企业开展个性化制造和精准营销。在制造环节，推广建设以智能装备和生产线为支撑的智能化工厂或数字化车间，逐步实现自动化生产，提高生产效率，加强质量管控。在管理服务环节，鼓励企业增加全生命周期管理，充分运用互联网技术，实现现场数据采集传输、设备运行实时监控、故障预测与诊断、健康状态评价等远程主动运维服务，提高生产安全与生产效率。大力推广智能服务，培育一批具有系统解决方案的供应商，提高服务水平。

开展“标准化+”行动，构建“山西智造”标准化体系。首先，加强标准化发展前沿技术研究，做好智能装备和产品、工业互联网和物联网、智能工厂和数字化车间、工业软件、工业云和大数据等基础通用和关键核心技术标准的研制。其次，及时将科研成果转化为标准，推动优势领域标准转化为国家标准，以标准走出去带动产品走出去。最后，构建完善的能源装备质量管理评定体系。强化能源装备制造业发展的引导和规范，提升质量管理水平，落实主体责任，加强质量安全监管。

鼓励企业实施品牌战略，做大做强能源装备，形成一批竞争能力强的山西品牌，提升市场占有率。首先，支持龙头、骨干企业发展，带动促进中小企业，逐步形成专业、特色的产业集群，培育专而精的中小企业，做到精细化生产、精细化管理和服务，与大企业形成优势互补。其次，探索发展独立的业务服务单元和基于客户需求的整体解决方案，通过服务创造新的需求和价值。最后，实行多样化营销，除多开展产品推介、展览展销、供需对接等活动外，发挥互联网无缝衔接用户和市场的优势，提升企业与市场的对接能力。