時間：2023-06-18 10:36:17
序論：在您撰寫智能制造研究分析時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
中圖分類號：F272 文獻標識碼：A
Abstract： Intelligent manufacturing is the inherent requirements of the global manufacturing industry development， and is also China's manufacturing technology innovation， industrial structure to upgrade the key breakthrough， intelligent manufacturing is becoming an important direction for industrial development and change. On the basis of the previous research on the intelligent manufacturing， according to the actual development of our country， we construct a comprehensive evaluation index system of intelligent manufacturing capability， using the factor analysis method to analyze the 19 provinces in the central and eastern regions of China， and draw the comprehensive score and rank of the intelligent manufacturing ability of each province， compare the level and development trend of the intelligent manufacturing capability from 2012 to 2015， analyzes the main influencing factors of intelligent manufacturing capability， put forward reasonable countermeasures and suggestions， and then improve the level of development of intelligent manufacturing.
Key words： intelligent manufacturing capacity； evaluation index system； factor analysis
制造業(yè)一直以來都是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)和支柱產(chǎn)業(yè)，也是一國經(jīng)濟實力和競爭力的重要標志。國際金融危機期間，德國憑借強大的制造業(yè)優(yōu)勢依然保持了經(jīng)濟的穩(wěn)定增長，成為受危機影響最小的國家，德國提出的“工業(yè)4.0”主要致力于智能制造方面的發(fā)展，形象的被譽為第四次工業(yè)革命。金融危機后，美國提出了“先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃”，并采取多種措施“吸引制造業(yè)回流”，英國提出了“高價值制造業(yè)戰(zhàn)略”，日本提出了“產(chǎn)業(yè)復(fù)興計劃”、法國提出了“新工業(yè)法國”等[1]。當今世界各國為擺脫經(jīng)濟危機帶來的影響，致力于振興實體經(jīng)濟，制造業(yè)在大國之間的競爭日趨激烈，作為世界制造大國，為了能在新一輪的競爭中取得優(yōu)勢，2015年5月我國依據(jù)自身智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平及其特點正式提出《中國制造2025》，以大國及強國戰(zhàn)略思維和戰(zhàn)略布局，全面提升中國制造業(yè)的國際競爭新優(yōu)勢。
當前，實現(xiàn)我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級離不開智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，這也是實現(xiàn)我國制造業(yè)新優(yōu)勢的現(xiàn)實需要[2]。長遠看來，智能制造給制造企業(yè)的發(fā)展提供了一個可以預(yù)見的未來，但是由于受企業(yè)因素或技術(shù)、管理的影響，實現(xiàn)智能制造還面臨著諸多的挑戰(zhàn)。高昂的軟件費用、建設(shè)費用使得眾多制造企業(yè)特別是中小型企業(yè)無法接受，信息化基礎(chǔ)薄弱也導(dǎo)致信息集成方案無法正常運作，當前類似SAP、Oracle等信息集成方案只能應(yīng)用于大型制造業(yè)[3]。中國各地區(qū)制造業(yè)發(fā)展水平各不相同，中東部地區(qū)相對西部地區(qū)在經(jīng)濟實力、科學技術(shù)水平、硬件設(shè)施等方面占據(jù)一定的優(yōu)勢，因此結(jié)合智能制造的發(fā)展條件特選取中東部19省年主營業(yè)收入在2 000萬元及以上的規(guī)模工業(yè)企業(yè)作為主要研究ο螅并結(jié)合當?shù)卣悄苤圃彀l(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平及資源投入等方面對各省智能制造能力進行綜合評價與研究。
智能制造能力研究涉及范圍廣，相關(guān)學科體系多，較難對其進行科學、客觀的評價，目前國內(nèi)外在智能制造綜合能力評價方面研究少，研究方法及內(nèi)容局限性較大，在設(shè)置評價指標權(quán)重方面難免帶有一定的個人主觀性。因子分析法能夠有效地避免人為進行權(quán)重確定的主觀性，具有較強的客觀性[4]，因此，本文采用因子分析法對研究對象的智能制造能力進行橫向和縱向比較，研究各省差距所在，給出相應(yīng)分析，并據(jù)此有針對性地提出政策與建議。
1 智能制造能力評價體系構(gòu)建
1.1 指標選取
在智能制造能力的評價過程中，構(gòu)建合理的智能制造能力評價體系是至關(guān)重要的，而評價指標的選取是建立有效評價體系的基石。因此，選擇合適的評價指標是智能化制造能力綜合評價過程中的基礎(chǔ)、關(guān)鍵和核心工作。
本文基于科學性、合理性、系統(tǒng)性以及導(dǎo)向性原則，圍繞智能制造能力這個一級指標，分解出3個二級指標和15個三級指標，二級指標分別從創(chuàng)新能力、績效產(chǎn)出能力、基礎(chǔ)設(shè)施3個維度對智能制造能力進行衡量，并將三級指標編碼為C1～C2，便于后續(xù)工作的進行[5]。具體評價指標體系如表1所示。
1.2 指標含義
（1）創(chuàng)新能力。強有力的創(chuàng)新能力是智能制造發(fā)展模式必不可少的條件，創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)是人力、物力等資源的投入，因此本文將R & D人員全時當量、R & D經(jīng)費、R & D項目數(shù)納入評價指標體系內(nèi)[6]。此外，選取專利申請數(shù)、有效發(fā)明專利數(shù)、發(fā)明專利申請數(shù)作為創(chuàng)新能力水平的體現(xiàn)。
（2）績效產(chǎn)出能力?？冃Мa(chǎn)出是發(fā)展智能制造的最終目的，智能制造能不能為社會帶來價值，關(guān)鍵在于成果的轉(zhuǎn)化，因此本文從規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)單位數(shù)、主營業(yè)務(wù)收入、嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)項目數(shù)、智能裝備銷售收入4個子指標來對智能制造能力評價。
（3）基礎(chǔ)設(shè)施。大量的物資信息，通過先進的基礎(chǔ)設(shè)施進行快速流通和共享，更好地發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)必須構(gòu)建安全、實用、先進、全面的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。因此本文選取互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)人數(shù)、域名數(shù)、互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入端口、鐵路營業(yè)里程、等級公路里程5個三級指標作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)衡量指標。
2 實證研究
2.1 數(shù)據(jù)來源
本文數(shù)據(jù)主要來源于中華人民共和國國家統(tǒng)計局網(wǎng)站統(tǒng)計年鑒，選取2012～2015年我國中東部地區(qū)19省智能制造能力指標數(shù)據(jù)進行整理分析，針對2015年統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行詳細分析說明，并使用SPSS軟件處理樣本數(shù)據(jù)。
2.2 統(tǒng)計分析
2.2.1 KMO和Bartlett檢驗分析
本文樣本數(shù)據(jù)分析結(jié)果如表2，KMO檢驗值為0.799，大于0.7，卡方檢驗的概率等于0，小于0.05，滿足能夠使用因子分析法的基本需求，且表明各變量之間存在顯著相關(guān)，因子分析效果較好。
2.2.2 方差貢獻分析
利用方差最大正交旋轉(zhuǎn)法對因子的主成分進行提取，依據(jù)特征值大于1和累計解釋方差大于85%的原則，本文依據(jù)表3數(shù)據(jù)提取第一主成分F1和第二主成分F2兩個公共因子作為新的綜合指標對智能制造能力進行評價。
2.2.3 因子載荷矩陣和得分矩陣
通過使用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用方差最大正交旋轉(zhuǎn)法對因子進行處理，得出表4旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣和表5因子得分系數(shù)矩陣。
公因子F1、F2從兩個不同的方向反應(yīng)智能制造能力水平，為了更準確對各省的智能制造能力水平進行評價，在因子分析法的基礎(chǔ)上，可以應(yīng)用回歸法分析獲得兩個主因子的得分，并將上文分析中每個主因子所得的方差貢獻率和總貢獻率進行比較，得出比值，并以此比值作為權(quán)重進行后續(xù)的加權(quán)求和，進而可以得到2015年19省智能制造能力總得分及排名，具體如表6所示。計算公式如下：
F=∑F×方差貢獻率/總方差貢獻率
2.3 結(jié)果分析
依據(jù)上文經(jīng)計算得出，中國中東部地區(qū)19省在2012～2015年間的智能制造能力綜合得分及排名，具體如表7所示。
針對我國中東部地區(qū)19省4年間的綜合得分及排名進行分析可得出如下結(jié)論：
第一，從整體發(fā)展來看，我國中東部地區(qū)19省在2012～2015年間智能制造的發(fā)展基本呈正向上升態(tài)勢，其中，除了廣東省、遼寧省、黑龍江省和山西省在4年間的得分趨勢呈現(xiàn)輕微下降趨勢，其他15省綜合得分均呈上升趨勢，盡管某些省份綜合得分上升趨勢有限，或期間某年下降，但其上升趨勢是毋庸置疑的。而且在此4年間智能制造能力綜合得分均值東部地區(qū)0.559高于中部地區(qū)-0.416，反映了東部地區(qū)的智能制造能力水平要高于中部地區(qū)。
第二，從具體得分的角度看，把我國中東部19省智能制造的發(fā)展態(tài)勢進行聚類分析可劃分為3個層次。第一層次是4年間綜合得分均在1以上的省市，說明智能制造能力較好，由江蘇、天津、北京、廣東和山東構(gòu)成；第二層次是4年間綜合得分存在1以下且均在0以上的省市，說明智能制造能力一般，由浙江和上海構(gòu)成；第三層次是4年間綜合得分存在0以下的省市，說明智能制造能力較差，由剩余12省構(gòu)成。其中，0是一條評判智能制造能力高低的重要分界線，由分析可知我國大部分地區(qū)的智能制造能力處于較低層次，仍有待提升。
第三，從橫向比較的角度看，我國中東部地區(qū)19省在2012～2015年間的發(fā)展差距較大，說明我國各省內(nèi)部存在著較為嚴重不均衡問題。從“一頭一尾”進行比較可以得出，居于前列的天津和列居末位的海南，盡管兩省同為省級行政單位且土地面積相近，但是它們在2012～2015年這4年間的綜合得分跨度均值超過了2，這既說明我國各省之間存在兩極分化的現(xiàn)象，同時也意味著兩者之間的差距不是短時間內(nèi)能彌補上的。從第一層次和第三層次的比較來看，兩個層次之間的綜合得分差距最小值也高于0.5，這表明在智能制造發(fā)展水平方面，不僅是單個省，處于不同發(fā)展層級的各省之間也存在著較為突出的分化和不均衡問題。
3 對策建議
本文通^構(gòu)建智能制造能力評價指標體系，分析我國中東部地區(qū)19省智能制造現(xiàn)狀和水平，找到智能制造的有效實現(xiàn)路徑，對當今企業(yè)發(fā)展方式以及轉(zhuǎn)型升級具有重要的指導(dǎo)意義，同時對政府引導(dǎo)和扶植有實力的制造企業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型提供了必要的參考和理論基礎(chǔ)?；谝陨侠碚摲治龊臀覈陌l(fā)展現(xiàn)狀，可以給出以下幾點對策建議。
3.1 企業(yè)對策
3.1.1 總體規(guī)劃，分步實施，科技并行
建設(shè)智能制造系統(tǒng)、智能工廠是一項長期、復(fù)雜的工程，必須按照“總體規(guī)劃，分步實施，重點突破，效益為先”的原則進行規(guī)劃。首先要將其納入企業(yè)的長期發(fā)展戰(zhàn)略，確定企業(yè)5至10年的發(fā)展愿景、企業(yè)目標及企業(yè)在所屬領(lǐng)域內(nèi)的位置；其次要在企業(yè)長期發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃下找出企業(yè)發(fā)展的弱點和不足，確定重要程度，在可行條件下分階段、分目標依次進行改進；最后必須緊握企業(yè)可持續(xù)發(fā)展核心競爭能力，確保優(yōu)勢，并積極發(fā)展智能制造相關(guān)科學技術(shù)以及引進新產(chǎn)品和新設(shè)備[7]。
3.1.2 M行智能制造投資效益分析
智能工廠建設(shè)的首要目標是工廠自動化以及智能化，這往往需要大量的資金支撐，在工廠建設(shè)過程中資金大量消耗的基礎(chǔ)上進行效益分析顯得尤為重要，不能只是簡單的追求工廠智能化發(fā)展。雖然我國勞動力成本近年來呈現(xiàn)上升趨勢，但相較于世界上其他發(fā)達國家勞動力成本優(yōu)勢亦相當明顯，人工作業(yè)在工廠某些生產(chǎn)活動中所表現(xiàn)出的優(yōu)勢亦不容忽視，在某種程度上人工作業(yè)相較于機器作業(yè)更經(jīng)濟有效，因此建設(shè)自動化、智能化工廠時，對于工作環(huán)節(jié)的選擇需要十分慎重，盲目建設(shè)全面自動化以及智能化工廠的行為缺乏合理性。企業(yè)應(yīng)在考慮自身發(fā)展狀況的基礎(chǔ)之上，結(jié)合本企業(yè)現(xiàn)階段已有的技術(shù)、經(jīng)濟以及能力水平穩(wěn)步實現(xiàn)工廠技術(shù)與設(shè)施更新?lián)Q代。
3.2 政府引導(dǎo)
3.2.1 明確目標和主攻方向
各省的實際情況和當前智能制造相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與國家提出的“中國制造2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+”計劃進行有效互聯(lián)互動，堅持市場主導(dǎo)、政府引導(dǎo)、創(chuàng)新驅(qū)動、示范帶動，以推動制造業(yè)智能化發(fā)展為主線，以推進智能工廠（車間）建設(shè)和提升產(chǎn)品智能化水平為主攻方向，著力推進企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)智能化，著力發(fā)展智能裝備和智能產(chǎn)品，加快提升智能制造整體水平，推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由中低端向中高端邁進。
3.2.2 大力推進智能化建設(shè)，加強智能化的保障實施
大力實施制造業(yè)強基計劃，加強關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心基礎(chǔ)零部件（元器件）、先進基礎(chǔ)工藝等產(chǎn)品技術(shù)攻關(guān)；推動數(shù)控技術(shù)和智能技術(shù)在重點產(chǎn)品、領(lǐng)域的滲透融合，推進產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化，進一步提高產(chǎn)品的信息技術(shù)含量和附加值，促進工業(yè)產(chǎn)品向價值鏈高端發(fā)展；發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)、云計算、高端裝備制造與工業(yè)設(shè)計、軟件等智能化的新興產(chǎn)業(yè)，協(xié)同提升產(chǎn)業(yè)的智能化水平；提高我國信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平，積極完善各省智能制造產(chǎn)業(yè)全面普及。同時，各級政府應(yīng)該加大對智能制造產(chǎn)業(yè)的重視以及支持力度，并積極引進人才、科學技術(shù)以及更完善的政策、資金支持，引進國內(nèi)外知名工業(yè)企業(yè)和研發(fā)中心，實現(xiàn)領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的對接和產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的互聯(lián)互通。
參考文獻：
[1] 王友發(fā)，周獻中. 國內(nèi)外智能制造研究熱點與發(fā)展趨勢[J]. 中國科技論壇，2016（4）：154-160.
[2] 劉源清. 中小企業(yè)智能制造系統(tǒng)應(yīng)用與研究[D]. 杭州：浙江大學（碩士學位論文），2014.
[3] Jinfa L， Biting L. Evaluation Method of R & D Investment Value of Intelligent Manufacturing Enterprise Based on Growth Option[J]. Procedia Engineering， 2017，174：301-307.
[4] 何曉群. 多元統(tǒng)計分析[M]. 3版. 北京：中國人民大學出版社，2011.
[5] 吳瓊. 黑龍江省工業(yè)化和信息化融合程度評估研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學（碩士學位論文），2014.
[6] 郭璇u. 區(qū)域創(chuàng)新效率影響因素實證研究[J]. 商業(yè)經(jīng)濟研究，2015（10）：125-127.
[7] Dombrowski U， Wagner T. Mental strain as field of action in the 4th industrial revolution[J]. Procedia CIRP， 2014，17：100-105.
[8] 任勝鋼，彭建華. 基于因子分析法的中國區(qū)域創(chuàng)新能力的評價及比較[J]. 系統(tǒng)工程，2007，25（2）：87-92.
[關(guān)鍵詞] 輸變電工程；造價分析；智能平臺；云計算
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 047
[中圖分類號] TM72；TP311.52 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）01- 0083- 02
0 引 言
造價分析作為電網(wǎng)企業(yè)開展工程投資造價總結(jié)與評價研究的基礎(chǔ)性研究工作，已經(jīng)在電網(wǎng)企業(yè)深化開展十余年，造價分析的信息化管控能力已經(jīng)得到了顯著的提升，為支撐造價分析與數(shù)據(jù)挖掘提供了良好的平臺。同時，造價分析具有數(shù)據(jù)樣本龐大、數(shù)據(jù)層次架構(gòu)清晰的顯著特點，為智能分析方法與技術(shù)應(yīng)用提供了良好的平臺。因此，結(jié)合現(xiàn)代化智能計算技術(shù)與手段，深入開展基于云計算的輸變電工程造價智能分析平臺設(shè)計與研究，具有一定的應(yīng)用價值。
1 云計算的基本內(nèi)涵及應(yīng)用分析
云計算應(yīng)用平臺一般由數(shù)據(jù)資源池、服務(wù)器及客戶端組成，其中數(shù)據(jù)資源池為云計算的主要功能對象，服務(wù)器為云計算開展支持系統(tǒng)，客戶端是指終端用戶的輸入、輸出設(shè)備，包括計算機、筆記本、智能手機、平板電腦等，用戶通過互聯(lián)網(wǎng)將個人的硬件設(shè)備與云平臺連接并獲取服務(wù)，形成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心與組織架構(gòu)。
隨著近年來輸變電工程造價分析工作的開展，已經(jīng)形成了較為完備的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括工程結(jié)算分析系統(tǒng)、材料價格分析系統(tǒng)、概預(yù)算評審系統(tǒng)、工程造價分析系統(tǒng)等各功能模塊，同時形成了具有針對性的應(yīng)用模型及計算處理工具，為造價智能分析云計算平臺設(shè)計與應(yīng)用提供了較好的支撐。
2 造價智能分析云計算平臺架構(gòu)設(shè)計研究
結(jié)合云計算的功能與特點，分析輸變電工程造價管控數(shù)據(jù)域與方法域，可系統(tǒng)集成形成造價智能分析云計算平臺，例如包括：數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范化處理，為不同口徑數(shù)據(jù)資源提供標準應(yīng)用格式；數(shù)據(jù)智能統(tǒng)計與集成分類處理，為原始工程數(shù)據(jù)及現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫歸集形成有序數(shù)據(jù)分析平臺提供支撐；智能數(shù)據(jù)挖掘與計量分析處理，為不同功能目標全方位、多層次算法支撐；多維度造價查詢與展示平臺處理，為造價對比分析、波動分析、偏差分析、預(yù)測分析等功能需求提供快速展示支撐。
云計算平臺結(jié)合功能需求可實現(xiàn)靈活拓展與高效計算，在造價智能分析處理過程中具有較強的適用性與可靠性，依托大數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)，基于現(xiàn)代化計算機處理手段，實現(xiàn)軟件計算與硬件支撐的融合。
輸變電工程造價智能分析云計算平臺整體系統(tǒng)架構(gòu)主要依托于高效集成服務(wù)器進行數(shù)據(jù)域處理，依托客戶客戶端進行集成展示，提供全方位的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)集成等功能需求，提高數(shù)據(jù)應(yīng)用的效率與價值挖掘。
3 造價智能分析云計算平臺應(yīng)用分析
輸變電工程造價基于建設(shè)全過程包括工程估算、初設(shè)概算、施工圖預(yù)算、工程結(jié)算、竣工決算等不同口徑、不同形式的數(shù)據(jù)樣本，造價智能分析云計算平臺需要從以下幾個方面進行重點建設(shè)及研究。
3.1 重視大樣本工程數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范標準制定
工程投資分析數(shù)據(jù)具有龐大的樣本量，平臺構(gòu)建必須重視數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范標準制定，為數(shù)據(jù)收集與集成統(tǒng)計提供良好基礎(chǔ)，同時為數(shù)據(jù)對比分析與挖掘計算提供快速檢索與定位查詢功能支撐。
3.2 重視數(shù)據(jù)域的拓展與集成計算
造價智能分析不僅是工程自身投資數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與計算，還包括社會經(jīng)濟及市場發(fā)展數(shù)據(jù)、設(shè)備材料價格數(shù)據(jù)、人工機械成本數(shù)據(jù)等其他外部參數(shù)變量的挖掘與利用，應(yīng)構(gòu)建具有較強層次化架構(gòu)的數(shù)據(jù)域體系，體現(xiàn)云計算平臺的集成性。
3.3 重視智能算法的創(chuàng)新應(yīng)用與有效嵌入
數(shù)據(jù)作為計算平臺功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)單元，更加需要智能計算方法與計算工具的集成應(yīng)用，才能更好地實現(xiàn)造價偏差分析、造價預(yù)測分析、造價取費標準分析、造價控制分析功能模塊，同時重視固化智能算法，實現(xiàn)平臺與算法有效融合。
3.4 重視以功能需求為導(dǎo)向進行動態(tài)拓展
隨著造價精益化管理要求的不斷提升，云計算平臺將會發(fā)揮更大的支撐與服務(wù)功能，多樣化的需求將會不斷呈現(xiàn)，因此，平臺設(shè)計必須具備以功能需求為導(dǎo)向，可實現(xiàn)動態(tài)拓展，才能更大范圍的滿足平臺應(yīng)用價值的發(fā)揮。
4 結(jié) 語
輸變電工程造價分析已經(jīng)成為電網(wǎng)工程投資造價管控中的一項重要性、常態(tài)化實踐與研究工作，智能分析技術(shù)與集成分析平臺的設(shè)計應(yīng)用能夠為造價分析水平提升提供良好的支撐，因此，深化云計算技術(shù)在工程造價分析及管控中的拓展應(yīng)用意義重大。必須重視數(shù)據(jù)域、方法域、功能域的有效集合，重視大數(shù)據(jù)集成應(yīng)用與智能算法的創(chuàng)新應(yīng)用，依托工程建設(shè)大樣本平臺，開展更加有效的支撐服務(wù)。
主要參考文獻
[1]周亮，蔡鈞，丁一波，等. 基于IFC的輸變電工程三維數(shù)字化管理平臺研究[J]. 電網(wǎng)與清潔能源，2015，31（11）：7-12.
關(guān)鍵詞：制造業(yè)；自主創(chuàng)新；主成分分析
中圖分類號：F406．14 文獻標志碼：A 文章編號：1673－291X（2008）02－0031－03
一、引言
制造業(yè)作為國民經(jīng)濟的頂梁柱，其發(fā)展規(guī)模和技術(shù)水平是衡量一國綜合實力和現(xiàn)代化程度的主要標準。諸如美國、日本、德國這樣的經(jīng)濟強國都無不得益于其先進的制造業(yè)。而中國，則因其人力成本低、技術(shù)落后而成為“世界制造工廠”。改革開放以來，我國制造業(yè)雖然已有較大發(fā)展，但與發(fā)達國家相比差距較大，這主要表現(xiàn)為我國制造業(yè)生產(chǎn)技術(shù)特別是關(guān)鍵技術(shù)主要依靠國外的狀況仍未得到根本改變，一方面自主研發(fā)能力薄弱，缺少自主知識產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)；另一方面，對國外先進技術(shù)的消化、吸收、創(chuàng)新不足。目前，我們進口的產(chǎn)品占到外貿(mào)出口總額的近50％，集成電路95％要進口，轎車制造裝備、數(shù)控機床、紡織機械70％依賴進口。我們出口的是中低端產(chǎn)品，即使少數(shù)高新技術(shù)產(chǎn)品也是勞動密集型的或者是來料加工型，經(jīng)濟附加值比較低，而進口的是高新技術(shù)產(chǎn)品，成本高昂。近日，少數(shù)媒體就借“中國玩具被召回事件”對“中國制造”進行惡意炒作，迫使商務(wù)部多次出面澄清。要改變這種被動局面，我們必須從技術(shù)創(chuàng)新角度入手，加大自主研發(fā)力度，提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力。
二、評價體系的構(gòu)建與數(shù)據(jù)選取
（一）構(gòu)建評價指標體系
本文選取如下14個指標：（1）開展自主創(chuàng)新的企業(yè)所占比重（％）（A1）；（2）R＆D人員數(shù)（人）（A2）；（3）R＆D經(jīng)費（萬元）（A3）；（4）R＆D經(jīng)費投入強度（A4）；（5）R＆D項目數(shù)（項）（A5）；（6）R＆D項目人員（人）（A6）；（7）R＆D項目經(jīng)費（萬元）（A7）；（8）新產(chǎn)品產(chǎn)值（億元）（A8）；（9）新產(chǎn)品銷售收入（億元）（A9）；（10）專利申請量（件）（A10）；（11）發(fā)明專利（件）（A11）；（12）發(fā)明專利擁有量（件）（A12）；（13）引進技術(shù)支出（萬元）（A13）；（14）消化吸收經(jīng)費支出（萬元）（A14）。各指標內(nèi)單位一致，選取2006年的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
（二）評價方法和數(shù)據(jù)選取
采用SPSS13．0統(tǒng)計分析軟件，利用主成分分析法的降維思想從眾多影響因素中提取具有實際意義的主要因子，較大部分（85％以上）的反映原有指標體系包含的信息，并同時確定各主要因子的影響權(quán)重，最后得出綜合得分，比較準確和客觀地反映我國制造業(yè)的自主創(chuàng)新能力。本文數(shù)據(jù)選取我國制造業(yè)大中型企業(yè)2006年相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
三、數(shù)據(jù)處理
（一）模型檢驗
該模型Bartlett值＝1123．62，P＜0．0001，適合作主成分分析；KMO值＝0．728＞0．6，信度較好。
（二）數(shù)據(jù)標準化
利用SPSS13．0自有數(shù)據(jù)標準化功能，得出標準化的指標數(shù)據(jù)。
（三）建立模型求綜合得分
對模型取特征值大于1，得方差貢獻表和因子負荷矩陣。分別見下頁表1和表2。
四、結(jié)論分析
根據(jù)綜合得分和排名，我們發(fā)現(xiàn)，目前我國的制造業(yè)下屬各行業(yè)自主創(chuàng)新能力存在較大差異，有8個子行業(yè)（前八名）處于行業(yè)內(nèi)平均水平之上，并且自主創(chuàng)新能力優(yōu)勢明顯。而其余21個子行業(yè)低于平均水平，但差異性不大。按照本文觀點，我們將其分為三大層次，第一個層次（1－8名），處于該層次上的企業(yè)多屬裝備制造業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)等支撐國民經(jīng)濟發(fā)展的重工業(yè)或新興行業(yè)，這類企業(yè)通常規(guī)模較大，實力比較雄厚，對技術(shù)創(chuàng)新要求比較高，因此研發(fā)投入比較大；同時，國家近年來對該類企業(yè)的發(fā)展相對比較重視，這也為其研發(fā)活動提供了一個良好的宏觀環(huán)境。以上分析共同決定了這類企業(yè)走在自主創(chuàng)新的最前列。這說明我國的“建設(shè)創(chuàng)新型國家”戰(zhàn)略取得初步成效，需要進一步扶持和優(yōu)化。第二個層次（9－19名），這個層次上的企業(yè)多屬醫(yī)藥、化學制品等加工工業(yè)，它們對新技術(shù)的要求不是很迫切，其創(chuàng)新主要體現(xiàn)在工藝、流程上。這類企業(yè)對生產(chǎn)成本比較重視，因而在科技研發(fā)活動上投入不足，自主創(chuàng)新能力相對較弱。第三個層次（20－29名），這個層次的企業(yè)多屬食品加工、紡織、藝術(shù)品等傳統(tǒng)行業(yè)。這類企業(yè)創(chuàng)新活動很少，多為中小型民營企業(yè)甚至手工作坊，這種現(xiàn)狀一方面它們對新技術(shù)的需求不明顯，缺少創(chuàng)新規(guī)劃。另一方面，企業(yè)主本身素質(zhì)不高，自主創(chuàng)新意識薄弱。
針對以上癥結(jié)，本文認為應(yīng)該從以下方面著手，提升我國制造業(yè)自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型經(jīng)濟強國。
第一，大力推進人才興國戰(zhàn)略。人才是創(chuàng)新的載體，全方位的培養(yǎng)科技人才對我國高等教育提出了更高的要求。我們相信，只有科技才能興國，只有人才，才能使技術(shù)不斷進步。
第二，完善創(chuàng)新機制，營造創(chuàng)新氛圍。我國現(xiàn)有創(chuàng)新機制欠合理，產(chǎn)、學、研之間信息流通不順暢，未能實現(xiàn)有效運轉(zhuǎn)，當前，高校中擁有的大量科研資源不能得到有效運用，校企脫節(jié)嚴重，這既不利于社會型人才培養(yǎng)，也不利于研究成果市場化、產(chǎn)業(yè)化。
第三，全面實施創(chuàng)新戰(zhàn)略，提升整體創(chuàng)新能力。沒有政策的正確指引，產(chǎn)業(yè)就不可能興旺，對于我國制造業(yè)自主創(chuàng)新能力普遍偏低的現(xiàn)狀，除了裝備制造業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，對于加工工業(yè)及其傳統(tǒng)工業(yè)也應(yīng)給予足夠的扶持和重視。在加入世貿(mào)組織的背景下，每個行業(yè)都要參與世界性的市場競爭，沒有技術(shù)創(chuàng)新，就沒有企業(yè)的生命力。
第四，增強自主創(chuàng)新意識，加大研發(fā)投入比重，有效管理創(chuàng)新資源。我國市場經(jīng)濟起步較晚，要全面實現(xiàn)與國際市場接軌還需假以時日，企業(yè)對競爭和創(chuàng)新的意識比較薄弱，很大程度上影響了企業(yè)創(chuàng)新活動的開展。在研發(fā)投入方面，我國制造業(yè)與發(fā)達國家相比還有很大差距，2005年，我國制造業(yè)大中企業(yè)研發(fā)投入比重僅為0．7％，而發(fā)達國家這一數(shù)據(jù)為2．5％～4．0％。另外，在我國科研經(jīng)費使用不合理現(xiàn)象普遍存在，相關(guān)部門對創(chuàng)新活動缺乏有效的跟蹤管理，相互借鑒抄襲、“張冠李戴”現(xiàn)象比較嚴重，創(chuàng)新成果質(zhì)量不高，造成創(chuàng)新資源的巨大浪費。
參考文獻：
[1] 史錦鳳，馬力．基于主成分分析的區(qū)域創(chuàng)新能力評價[J]．濟南大學學報：自然科學版，2007，（1）：68－71．
[2] 國家統(tǒng)計局．中國統(tǒng)計年鑒（2006）[M]．北京：中國統(tǒng)計出版社，2006．
[3] 路甬祥．制造業(yè)的創(chuàng)新與競爭力[J]．中國制造業(yè)信息化，2003，（3）：4－14．
[4] 路甬祥．中國制造科技的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]．中國科學基金，2006，（5）：257－261．
[5] 劉希宋，李．我國制造業(yè)基于自主創(chuàng)新的發(fā)展思路探討[J]．科學學與科學技術(shù)管理，2006，（10）：56－59．
[6] 張華勝．中國制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力分析[J]．中國軟科學，2006，（4）：15－23．
[7] 李廉水．制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力評價與比較研究――以長三角為例[J]．科學學與科學技術(shù)管理，2005，（3）：38－42．
[關(guān)鍵詞]裝備制造企業(yè);技術(shù)創(chuàng)新能力;平衡計分卡;評價體系
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.20.055
[中圖分類號]F273.1 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2015）20-0068-01
高端裝備制造業(yè)處于價值鏈高端和產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)，決定著整個產(chǎn)業(yè)鏈綜合競爭力的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的脊梁，是推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的引擎。如何打造東北裝備制造業(yè)“升級版”，成為東北老工業(yè)基地甚至是整個裝備制造業(yè)面臨的重大課題。
技術(shù)創(chuàng)新能力已成為高端制造企業(yè)的核心競爭力的重要部分，持續(xù)研發(fā)能力是高端產(chǎn)品的必要條件，是企業(yè)競爭優(yōu)勢的基礎(chǔ)，是保持“高端”制造的保證。本文從企業(yè)戰(zhàn)略角度出發(fā)，借鑒平衡計分卡思想，將技術(shù)創(chuàng)新能力逐層轉(zhuǎn)化為財務(wù)維度、客戶維度、內(nèi)部運營維度、學習與成長維度四個指標體系維度，與企業(yè)戰(zhàn)略目標建立有機聯(lián)系。
1 企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的評價
平衡計分卡是從財務(wù)、客戶、內(nèi)部運營、學習與成長四個角度，將組織的戰(zhàn)略落實為可操作的衡量指標和目標值的一種新型績效管理體系。設(shè)計平衡計分卡的目的就是要建立“實現(xiàn)戰(zhàn)略制導(dǎo)”的績效管理系統(tǒng)，從而保證企業(yè)戰(zhàn)略得到有效執(zhí)行。運用平衡計分卡模型來規(guī)劃、控制和管理企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新活動，使技術(shù)創(chuàng)新直接與企業(yè)戰(zhàn)略和戰(zhàn)略績效相關(guān)聯(lián)，有效地降低技術(shù)創(chuàng)新的風險，提高技術(shù)創(chuàng)新的效率，避免技術(shù)創(chuàng)新的盲目性。
企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力是企業(yè)在實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的過程中所形成的。在這個過程中，技術(shù)創(chuàng)新能力與企業(yè)的技術(shù)戰(zhàn)略構(gòu)建了一系列因果關(guān)系鏈。
財務(wù)維度。企業(yè)創(chuàng)新過程包括創(chuàng)新資源拓展、創(chuàng)新決策與管理、創(chuàng)新傾向與研究開發(fā)、新產(chǎn)品制造、新產(chǎn)品市場營銷等。每個方面都需要一定的創(chuàng)新投入來使創(chuàng)新行為最終變成銷售訂單和利潤。銷售增長率、新產(chǎn)品收入占銷售收入比、研發(fā)投入占銷售收入比、新產(chǎn)品利潤率、成本降低率、等是直觀衡量創(chuàng)新收益的財務(wù)維度指標。
客戶維度。企業(yè)的競爭優(yōu)勢來源于對顧客。企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的客戶維度指標是用來衡量其對客戶提供的有價值的、獨特的和難模仿的差異化產(chǎn)品和服務(wù)的貢獻程度，主要指標有老客戶保有率、市場占有率、新客戶增加率、客戶滿意度、客戶利潤率等，這些指標形成了客戶核心成果度量的因果關(guān)系鏈。
內(nèi)部運營維度。企業(yè)的創(chuàng)新能力強弱也反映在內(nèi)部運營效率方面，包括產(chǎn)品優(yōu)化升級持續(xù)性、市場響應(yīng)速度、研發(fā)效率、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量改善程度等。內(nèi)部運營維度包括創(chuàng)新能力、經(jīng)營能力、售后服務(wù)，主要指標有主導(dǎo)產(chǎn)品更新周期、新產(chǎn)品開發(fā)周期、一次設(shè)計完全達到客戶對產(chǎn)品性能要求的產(chǎn)品百分比、設(shè)計交付生產(chǎn)前修改次數(shù)、交貨準時率、工藝達標率、產(chǎn)品一次合格率、客戶反饋問題解決及時率等。
學習與成長維度。創(chuàng)新過程也是一個基于課題的解決過程，企業(yè)的技術(shù)人員是主體，企業(yè)員工的素質(zhì)和企業(yè)競爭力的提高息息相關(guān)。因此，企業(yè)員工的學習能力是解決企業(yè)創(chuàng)新能力的一個重要維度。衡量企業(yè)創(chuàng)新能力的學習與成長維度指標有研發(fā)人員比例、發(fā)明專利數(shù)占比、創(chuàng)新成功率、新技術(shù)信息轉(zhuǎn)化率、研發(fā)人員滿意度等。
2 建立平衡計分卡的績效指標體系
根據(jù)上述分析，得到企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的指標評價體系（見表1）。
表1 企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的指標評價體系
財務(wù)維度 客戶維度 內(nèi)部運營維度 學習與成長維度
銷售增長率 老客戶保有率 主導(dǎo)產(chǎn)品更新周期 研發(fā)人員比例
新產(chǎn)品收入占
銷售收入比 市場占有率 新產(chǎn)品轉(zhuǎn)化周期 發(fā)明專利數(shù)占比
研發(fā)投入占
銷售收入比 新客戶增加率 主導(dǎo)產(chǎn)品更新周期 創(chuàng)新成功率
新產(chǎn)品利潤率 客戶滿意度 新產(chǎn)品轉(zhuǎn)化周期 新技術(shù)轉(zhuǎn)化率
成本降低率 客戶利潤率 設(shè)計交付前修改次數(shù) 研發(fā)人員滿意度
在企業(yè)處于不同發(fā)展階段，企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略會有一定的調(diào)整，隨著戰(zhàn)略需要，上述指標體系及權(quán)重也將隨之做相應(yīng)的修訂。
3 結(jié) 語
本文將平衡計分卡思想應(yīng)用于裝備制造企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力的評價，全面、客觀、科學、有效地評價企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，對企業(yè)采取合理而有效的技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略，保持和提高自身競爭優(yōu)勢，獲取最佳的經(jīng)濟效益和社會效益具有重要的現(xiàn)實意義。
主要參考文獻
[1]艾明曄.基于BRV的制造業(yè)企業(yè)工藝創(chuàng)新能力評價指標體系研究[J].科技與經(jīng)濟，2010（6）.
[2]曹萍，張劍.企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的評價[J].中國管理信息化，2009（2）.
【關(guān)鍵詞】裝備制造業(yè)；創(chuàng)新能力；因子分析
一、引言
裝備制造業(yè)作為我國的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水映了一個國家的自主創(chuàng)新能力、產(chǎn)業(yè)競爭力和在全球價值鏈分工中的地位。我國裝備制造業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)形成了相當規(guī)模和一定技術(shù)水平的裝備制造業(yè)體系，并成為經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。但我國裝備制造業(yè)“大而不強”的特征明顯，呈現(xiàn)出一定程度的產(chǎn)業(yè)“空心化”現(xiàn)象，技術(shù)創(chuàng)新能力不足已經(jīng)成為裝備制造業(yè)升級的瓶頸因素。關(guān)于裝備制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力評價問題，近年來引起許多學者的關(guān)注。陳紅梅（2009）將AHP和DEA模型引入技術(shù)創(chuàng)新能力評價領(lǐng)域，對裝備制造業(yè)的行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力進行績效評價。商瀟丹（2007）認為影響裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的主要因素是創(chuàng)新投入水平、創(chuàng)新產(chǎn)出實現(xiàn)效益水平和創(chuàng)新環(huán)境。王章豹等（2006）認為必須通過技術(shù)創(chuàng)新、組織創(chuàng)新、制度創(chuàng)新的有效互動來推動裝備制造業(yè)的結(jié)構(gòu)升級。柳喜花（2006）利用灰色關(guān)聯(lián)度評價法對我國裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力進行了測算和分析。這些文獻都從某一層面對我國裝備制造業(yè)創(chuàng)新水平進行研究，無法了解我國裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力整體不足的主要根源?；诖耍疚倪\用因子分析方法對技術(shù)創(chuàng)新能力進行全面評價，了解我國裝備制造業(yè)整體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的優(yōu)勢和劣勢，為制定我國裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略提供科學依據(jù)。
二、指標體系的構(gòu)建
（一）指標的選擇
本文在構(gòu)建我國裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力評價指標體系時，遵循指標選取的科學性、可比性、代表性及可獲取性的原則，構(gòu)建如下指標體系。
（二）模型設(shè)定
三、實證分析
（一）樣本選擇及數(shù)據(jù)來源
因子分析法對樣本數(shù)有一定的要求，為提高測評的準確性，我們在進行主成分分析時，將樣本數(shù)據(jù)擴大到制造業(yè)29個行業(yè)，從中再挑出裝備制造業(yè)七個行業(yè)進行綜合評價和實證分析。原始數(shù)據(jù)主要采集自《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國工業(yè)統(tǒng)計年鑒》、《中國科技統(tǒng)計年鑒》以及國家統(tǒng)計局網(wǎng)站公布的2010年“大中型企業(yè)自主創(chuàng)新統(tǒng)計資料”。
（二）因子分析步驟
1.KMO統(tǒng)計檢驗及Bartlett球形檢驗。當KMO值越大，表示其越適合進行因子分析，若其值小于0.5，則不適合進行因子分析。檢驗結(jié)果顯示KMO的值為0.724>0.5，所以適合做因子分析。
2.根據(jù)主成分法提取公共因子，前4個主成分的累積方差貢獻率達到91.627%，選取前4個因子為公共因子。由旋轉(zhuǎn)后的結(jié)果可以看出第一公因子的特征值最大，為5.559，方差貢獻率達到了34.774%，第二因子、第三因子以及第四因子的方差貢獻率分別為26.726%、23.276%、6.881%。
3.由旋轉(zhuǎn)后的因子載荷陣可知，第一因子在科技項目人員數(shù)、RD項目數(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)項目數(shù)、有科技活動企業(yè)數(shù)、RD項目經(jīng)費支出、新產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)費上的載荷遠遠大于其他指標的載荷，可定義為技術(shù)創(chuàng)新保障因子；第二因子在科技活動人員占從業(yè)人員比重、新產(chǎn)品產(chǎn)值比重、新產(chǎn)品銷售收入占主營業(yè)務(wù)收入比重、RD經(jīng)費占主營業(yè)務(wù)收入比重、新產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率上的載荷遠遠大于其他指標的載荷，它體現(xiàn)了我國在裝備制造業(yè)創(chuàng)新資源的投入強度以及產(chǎn)出能力，故命名為創(chuàng)新資源投入產(chǎn)出因子；第三因子在技術(shù)改造經(jīng)費支出、購買國內(nèi)技術(shù)經(jīng)費支出、引進技術(shù)經(jīng)費支出、消化吸收經(jīng)費支出上的載荷大于其他指標，可將其命名為技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化吸收能力因子；第四因子只在每千人專利申請數(shù)上的載荷比較大，故將其命名為自主創(chuàng)新能力因子。
四、實證結(jié)果分析
（一）由表2中各因子的排名可知，交通運輸裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新綜合實力最強，該行業(yè)的投入產(chǎn)出因子F2和自主創(chuàng)新能力因子F4都排在第1位，遠遠高于其它行業(yè)。但是，從該行業(yè)的創(chuàng)新投入產(chǎn)出原始數(shù)據(jù)看出，其技術(shù)創(chuàng)新的投入較多，產(chǎn)出卻較差，這說明位列首位的投入產(chǎn)出因子是由較大的創(chuàng)新投入拉動的。投入多，產(chǎn)出少，說明該行業(yè)整體運作能力相對較弱。該行業(yè)的專利申請數(shù)相對較多，說明其自主創(chuàng)新能力較強
（二）通信設(shè)備、計算機及其它電子設(shè)備制造業(yè)綜合排名第2。其創(chuàng)新資源保障能力因子得分最高，但轉(zhuǎn)化吸收能力因子位居倒數(shù)第1，創(chuàng)新資源投入產(chǎn)出因子及自主創(chuàng)新能力因子均排名第6位。說明雖然該行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新整體投入較高，擁有較多的技術(shù)創(chuàng)新資源，但技術(shù)創(chuàng)新的轉(zhuǎn)化吸收能力和產(chǎn)出能力及自主創(chuàng)新能力都很弱，該行業(yè)在創(chuàng)新資源利用上效率較低。
（三）電氣機械及器材制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新綜合排名第3。該行業(yè)創(chuàng)新資源保障能力因子排名第2，投入產(chǎn)出能力排名第3，轉(zhuǎn)化吸收能力因子及自主創(chuàng)新能力因子均排名第5，該行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力在創(chuàng)新資源保障及創(chuàng)新產(chǎn)出方面能力較強，但轉(zhuǎn)化吸收能力及自主創(chuàng)新能力不足。
（四）通用設(shè)備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力綜合排名居第4位，其投入產(chǎn)出能力排名第2，轉(zhuǎn)化吸收能力因子和技術(shù)創(chuàng)新保障能力因子及自主創(chuàng)新能力因子排名均為第4位，說明其投入產(chǎn)出能力較強，其他技術(shù)創(chuàng)新能力均一般。
（五）專用設(shè)備制造業(yè)和儀器儀表及文化、辦公用器械制造業(yè)綜合得分分別居第5位和第6位，這兩個行業(yè)在創(chuàng)新資源保障因子及創(chuàng)新資源投入產(chǎn)出因子排名都比較靠后。但是，專用設(shè)備制造業(yè)的創(chuàng)新技術(shù)轉(zhuǎn)化吸收能力排名第一，說明該行業(yè)在這方面做得比較好。辦公用器械制造業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化吸收能力及自主創(chuàng)新能力因子的排名均為第二，說明該行業(yè)在這兩方面做的相對較好。
（六）金屬制品業(yè)綜合排名在最后一位，各個因子的排名也都比較靠后，自主創(chuàng)新能力更是排在最后一位。該行業(yè)屬于傳統(tǒng)的機械業(yè)，技術(shù)創(chuàng)新能力相對較弱，目前仍處于技術(shù)含量低的行業(yè)狀態(tài)。因此，加大科技投入和產(chǎn)出，提升其整體運作能力和技術(shù)創(chuàng)新支撐能力是其首要任務(wù)。
五、幾點相關(guān)建議
（一）加強裝備制造業(yè)企業(yè)間的研發(fā)合作和產(chǎn)學研合作，實現(xiàn)各行業(yè)自主創(chuàng)新能力的同步發(fā)展。
（二）強化政府和金融機構(gòu)的作用，創(chuàng)建良好的技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境。
（三）增大企業(yè)研究開發(fā)投入強度，構(gòu)建以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系。
參考文獻
[1]陳紅梅.基于AHP和DEA的裝備制造業(yè)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力綜合評價[J].企業(yè)經(jīng)濟，2009（3）：
117-119.
[2]丁耀民.著力推進裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新[J].中國經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊，2008（6）.
[3]王章豹，孫陳.基于主成分的裝備制造業(yè)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力評價研究[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟，2007（12）：63-68.
[4]商瀟丹.提升遼寧省裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的研究[D].吉林大學，2007.
[5]楊華峰，申斌.裝備制造業(yè)原始創(chuàng)新能力評價指標體系研究[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟，2007.
[6]王章豹，吳慶慶.我國裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新之問題透視與路徑選擇[J].合肥工業(yè)大學學報（社會科學版），2006（5）：1-8.
[關(guān)鍵詞] 噴霧干燥條件；吸濕性；含水量；吸濕率-時間曲線；吸濕速度
骨痹顆粒復(fù)方是由桑寄生、骨碎補、千年健、牛膝、雞血藤、油松節(jié)、土鱉蟲等組成的純中藥制劑，臨床上用來治療老年性關(guān)節(jié)炎具有很好的效果。噴霧干燥是骨痹顆粒制備工藝的重要工序。中藥粉體的吸濕性一直是噴霧干燥領(lǐng)域研究的重點，但其研究內(nèi)容多為考察不同制劑輔料[1]，以及粉體表面改性技術(shù)對中藥粉體吸濕性的影響[2]。本文以骨痹顆粒復(fù)方為實驗體系，通過考察不同工藝條件下噴霧干燥樣品含水量與吸濕性能，建立吸濕過程動力學模型，結(jié)合掃描電鏡技術(shù)，分析相關(guān)吸濕機制，為中藥噴霧干燥工藝優(yōu)化研究提供一種新的方法。
1 材料
BUCHI B-290小型噴霧干燥機（瑞士布奇公司）；S4800掃描電鏡（日本日立公司） ；Waters2695高效液相色譜儀，Waters2998光電二極管陣列檢測器（美國沃特世公司）；RE52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）；SK8200H超聲波清洗器（上海科導(dǎo)超聲儀器有限公司）；754型紫外分光光度儀（上海光譜儀器有限公司）；賽多利斯MA30快速紅外水分測定儀（德國賽多利斯有限公司）；GQ105管式離心機（上海市離心機械研究所）；島津AUW120D電子天平（日本島津公司）。
川續(xù)斷（產(chǎn)地東北，批號111026）；懷牛膝（產(chǎn)地貴州，批號111026）；骨碎補（產(chǎn)地貴州，批號111026）；千年?。óa(chǎn)地廣東，批號111026）；雞血藤（產(chǎn)地廣西，批號111026）；土鱉蟲（產(chǎn)地安徽，批號111026）；桑寄生（產(chǎn)地廣西，批號111026）；油松節(jié)（產(chǎn)地安徽，批號111026）均購自亳州市中藥材飲片廠，經(jīng)本校吳啟南教授鑒定，均符合2010年版《中國藥典》（二部）要求。
2 方法
2.1 骨痹顆粒水提液的制備
按如下處方：川續(xù)斷（25 g）、懷牛膝（15 g）、骨碎補（15 g）、千年健（15 g）、雞血藤（25 g）、土鱉蟲（10 g）、桑寄生（25 g）、油松節(jié)（15 g）稱取總處方量145 g水煎煮2次，每次10倍量水。水提液經(jīng)過4層紗布過濾得濾過液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮到相對密度為1.05 g?mL-1備用。
2.2 噴霧干燥工藝考察因素及其水平的確定
中藥提取液的噴霧干燥工藝研究，一般以進出、口溫度，空氣流量，霧化壓力，送料速度，送料密度及噴霧輔料為考察因素[3-6]。根據(jù)預(yù)實驗并結(jié)合有關(guān)文獻，本實驗中選擇進口溫度（A）、送料密度（B）、送料速度（C）、空氣流量（D）4個因素進行考察。為了確定各因素水平的考察范圍，進行了如下單因素實驗。
2.2.1 進口溫度對噴霧干燥的影響 控制送料密度為1.01 g?mL-1，送料速度為15 mL?min-1，空氣流量40 m3?h-1，選取進口溫度分別為110，120，150，180，200 ℃，分析進口溫度對噴霧干燥過程的影響。實驗發(fā)現(xiàn)進口溫度為110 ℃與200 ℃時均出現(xiàn)了黏壁現(xiàn)象。為了使客觀存在的差異明顯，在考察溫度的影響時選擇了120，180 ℃這2個水平。
2.2.2 送料密度對噴霧干燥的影響 控制進口溫度為150 ℃，送料速度為15 mL?min-1，空氣流量為40 m3?h-1，選取送料密度分別為1.01，1.03，1.05，1.10 g?mL-1，分析送料密度對噴霧干燥過程的影響。結(jié)果顯示，送料密度為1.10 g?mL-1時物料過濃，在噴霧干燥過程中會發(fā)生噴頭堵塞的情況。與上同理，送料密度選擇了1.01，1.05 g?mL-1這2個水平。
2.2.3 送料速度對噴霧干燥的影響 控制進口溫度為150 ℃，空氣流量為40 m3?h-1，送料密度為1.01 g?mL-1，選取送料速度分別為5，10，15，20，30 mL?min-1分析送料速度對噴霧干燥過程的影響。實驗發(fā)現(xiàn)送料速度為30 mL?min-1時，出口溫度為48 ℃，粉末黏附在噴霧干燥室內(nèi)壁上；而送料速度為5 mL?min-1時雖然干燥完全，但是噴干效率較低。送料速度選擇了10，20 mL?min-1這2個水平。
2.2.4 空氣流量對噴霧干燥的影響 控制進口溫度為150 ℃，送料密度為40 m3?h-1，送料速度為15 mL?min-1，選取空氣流量分別為20，30，40，50，60 m3?h-1分析空氣流量對對噴霧干燥過程的影響，實驗發(fā)現(xiàn)空氣流量為20 m3?h-1時物料完全粘附在內(nèi)壁。而在其他條件下均正常，但空氣流量在60 m3?h-1時噴干用氮氣使用過快，使空氣流量無法始終保持在高流量，會出現(xiàn)無法準確控制條件的情況。于是空氣流量選擇了30，50 m3?h-1這2個水平。
綜上所述，選擇進口溫度（120，180 ℃）；進樣密度（1.01，1.05 g?mL-1）；送料速度（10，20 mL?min-1）；空氣流量（30，50 m3?h-1）進行以下實驗。
2.3 噴霧干燥實驗設(shè)計
以上述因素水平設(shè)計平行比較實驗，控制除考察因素以外的條件保持一致，考察不同噴霧干燥因素對粉體含水量與平衡吸濕量的影響。
2.4 粉體含水量與吸濕性的測定
2.4.1 含水量測定 樣品在噴霧干燥完成后，立即采用賽多利斯MA30快速紅外水分測定儀測定水分含量。
2.4.2 粉體的吸濕性測定 中藥粉體的吸濕性能往往采用平衡吸濕量表征，但平衡吸濕量所代表的是物料達到吸濕平衡時的含水量[7]。有些物料雖然平衡吸濕量很大，吸濕過程卻很緩慢；而有些物料在一定短時間內(nèi)吸濕量猛增，之后卻增長緩慢。所以平衡吸濕量只能衡量吸濕終點物料的特性，而不能反映物料吸濕過程的速度特征。為表征物料吸濕速率，本研究參考文獻[8]，引入吸濕率-時間曲線以及吸濕初速度、吸濕速度、吸濕加速度等參數(shù)。以冀能較全面的表征中藥噴干粉的吸濕行為。
平衡吸濕量測定方法：取樣品約300 mg，精密稱量，平攤于稱量瓶中，厚度不超過5 mm，開蓋置于干燥器中48 h脫濕平衡。精密稱重后置于25 ℃，相對濕度75%的恒溫恒濕箱中，每隔一定時間測定，計算吸濕增重，一直維持24 h。
噴霧干燥樣品吸濕率-時間曲線的繪制：計算吸濕率，以吸濕率為縱坐標，時間為橫坐標，繪制吸濕率-時間曲線。吸濕率=（吸濕后樣品質(zhì)量-吸濕前樣品質(zhì)量）/吸濕前樣品質(zhì)量×100%。
吸濕過程動力學分析：粉體吸濕過程數(shù)據(jù)一般可用多項式方程進行擬合，對噴霧干燥各樣品的吸濕曲線數(shù)據(jù)進行回歸擬合，可得到如下吸濕方程[9]。
由方程（1）～（3）求算各樣品的吸濕初速度、吸濕平衡時間、吸濕速度與吸濕加速度。
2.5 微粒的形貌觀察
取不同條件下制備的噴霧干燥粉末少許，固定于電鏡樣品臺導(dǎo)電膠上噴金，然后在真空條件下進行成像觀察。
3 結(jié)果與討論
3.1 吸濕曲線的繪制與吸濕過程速度方程的計算與比較
骨痹顆粒噴霧干燥實驗結(jié)果見表1。
為了表征不同噴霧干燥條件下粉末的吸濕特征，按照表3的擬合方程以2.4.2項下方法進行了數(shù)學計算，得到各組不同條件噴干粉末的吸濕初速度與吸濕平衡時間數(shù)據(jù)，見表4。按照表3的吸濕速度方程繪制出了吸濕速度變化曲線，見圖1。
由表3，4中的數(shù)據(jù)可知，D2組的吸濕初速度最大，B2組的吸濕初速度最小，D2組的吸濕平衡時間最短，A1組的吸濕平衡時間最長。由表4中可知，吸濕加速度也不像文獻[10]報導(dǎo)的維持在一個恒定的值，以A2組為例，由它的一元二次方程可知其吸濕加速度曲線呈“拋物線”型。即吸濕過程不是一個勻減速過程。由圖1可知，同一組的噴干粉末吸濕速度變化情況也不一樣。此處要說明的是，4組實驗中均出現(xiàn)了吸濕速度變?yōu)樨撝档那闆r，作者推測這種情況基本排除實驗誤差的情況，原因可能是物料的吸濕性能由化學組成和物理性質(zhì)共同決定，隨著吸濕過程的進行，中藥出現(xiàn)液化的情況，顆粒的物理結(jié)構(gòu)漸漸消失，便會釋放出一部分水分。由此可見不同噴霧干燥條件下，化學組成相同的噴霧干燥粉體的吸濕過程存在較大差異。中藥噴干粉體的吸濕過程相對復(fù)雜，里面可能包含著很多相互影響的作用，其中的具體機制待進一步探究。
3.2 粉體微觀形貌分析
按2.5項下方法，獲取噴霧干燥粉末不同樣品微粒的的掃描電鏡圖見圖2。
溫度下，均出現(xiàn)了較強程度的黏連，結(jié)合前面的含水量測定結(jié)果分析，認為過低的的進口溫度與過高的進口溫度均不利于噴霧干燥的進行，過低的進口溫度導(dǎo)致含水量過高，而這誘導(dǎo)了粉末的黏性產(chǎn)生；過高的進口溫度使粉末的含水量過低，不僅粉末吸濕活性更強，且粉末易于團聚也會加劇粉末的黏連。不同的進料密度下粉體的粒徑出現(xiàn)了明顯的差異，送料密度為1.01 g?mL-1，粉體的粒徑在1～3 μm；而送料密度為1.05 g?mL-1，大部分粉體粒徑都集中在6 μm左右。不同送料速度下的噴干粉體的形態(tài)與粒徑未見明顯差異。不同空氣流速的粉體粒徑也出現(xiàn)了明顯差異，空氣流速30 m3?h-1中大顆粒的數(shù)量明顯多，粒徑集中在4～10 μm；而空氣流速50 m3?h-1粒徑明顯偏小，大部分集中在1～2 μm。另外實驗也發(fā)現(xiàn)，除了120，180 ℃時粉末發(fā)生嚴重黏連之外，其他各組的粉末均呈現(xiàn)出了較優(yōu)的球狀，一般認為球形顆粒具有更好的粉體學性質(zhì)，這也說明了骨痹顆粒的噴霧干燥溫度控制在150 ℃左右較為適宜。
3.3 關(guān)于吸濕機制的若干分析
整個吸濕過程的主要影響因素有兩大類：一類是制劑原料的物理特性，如制劑原料的孔隙率、含水量，粒徑[11]、粒子的表面性質(zhì)[12]等；另一類則是由制劑原料的化學特性，如化學基團所決定的制劑原料與水分子之間的吸引力。從本文的實驗結(jié)果來看，噴霧干燥條件的不同，造成了粉體物理性質(zhì)，如含水量、粒徑等的差異，而這些差異也確實帶來了粉體吸濕性能上的不同。
吸附理論[13]認為制劑原料吸濕的主要動力是水的擴散，環(huán)境中的水分子吸附于制劑原料表面，隨著水分子濃度的增大，內(nèi)外壓差促使水分逐步向內(nèi)部滲透。因而，中藥的吸濕行為可以描述為水分子向內(nèi)部擴散的一個過程，而此過程可以用FICK′s定理來描述[14]。dw/dt=-DA（dc/dx），式中，w為t時浸膏表面含水量，dw/dt為擴散速度，A為擴散面積，dc/dx為濃度梯度，dc代表表面的水分子濃度，dx表示擴散間距?！?”表示擴散方向為濃度梯度的反方向，即擴散物質(zhì)由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴散，D為擴散系數(shù)（其受多方面因素影響，如溫度）。
由FICK′s定律可知，擴散面積、擴散系數(shù)、濃度梯度越大，水分的擴散速度越快，也就是吸濕性越強，反之則越弱。所以吸濕曲線的分析結(jié)果可以結(jié)合圖2和FICK′s定理來得到合理的解釋。
圖2顯示，由于溫度較高，A2組粉末的含水量更低，其表面的活性基團具有更強的吸水活力。所以其在短時間內(nèi)可以吸附大量的水，具有更高的吸濕初速度10.412 0 g?h-1。當表面吸附一定的水后，由于A2組粉末內(nèi)部的含水量（2.66%）也很低，造成了內(nèi)外大的濃度梯度，所以吸濕速度也較A1組更快（由圖1中A圖可以看出）。但隨著內(nèi)部水分的越來越多，內(nèi)外水分子濃度梯度的減小，其吸濕速度也急劇減緩。而120 ℃粉末由于內(nèi)外的含水量（6.79%）均要高，所以無論是外部的吸水速度還是水分向粉體內(nèi)部擴散的速度都要慢，造成了總體吸濕過程的緩慢，吸濕平衡時間也更長為13.55 h。
圖2中B2組的粉體粒徑要比B1組明顯大，可見相同質(zhì)量的粉體，B1組的比表面積要比B2組大。由FICK′s定律可知，B1組的擴散初速度與擴散速度要比B2組快。所以B1達到吸濕平衡的時間也更短。這與表4和圖1中B圖的結(jié)果相符。在實驗中發(fā)現(xiàn)隨著實驗過程的進行，粉體B1出現(xiàn)了部分液化的現(xiàn)象。其原因可能是隨著吸水過程快速進行，誘導(dǎo)了粉體之間的黏性增大，導(dǎo)致粉體之間互相粘附，見圖3。而此過程帶來的影響是擴散表面積減小，擴散速度變慢。與此同時，也伴隨著濃度差的影響，即隨著水分擴散的進行，粉體內(nèi)外的水分濃度差快速減小，進而導(dǎo)致擴散速度的進一步變慢。圖2中D1、D2也可以通過上述原理來解釋，在此不重復(fù)說明。
C1，C2圖中粉體粒徑未見明顯差異，可見進樣速度不同對粉體粒徑的影響不大。由表2知，C1組粉體含水量為3.97%，C2組含水量為4.73%，可見含水量的差異也不大。由表2，3可發(fā)現(xiàn)，2組噴干粉末的吸濕擬合曲線很相似，每個時間點的吸濕率也相差較小。C1，C2 2組的上述結(jié)果再一次提示了粉體的粒徑差異和含水量是影響粉體吸濕性的主要因素。
綜上所述，根據(jù)實驗結(jié)果，在本研究的實驗體系中，可得較佳工藝條件為進口溫度150 ℃，進料密度1.05 g?mL-1，進料速度20 mL?min-1，空氣流速30 m3?h-1。在此綜合條件下，得到的粉體具有較優(yōu)的形態(tài)特征，并且具有較優(yōu)的吸濕動力學過程，包括較小的吸濕速度，與較長的吸濕平衡時間。
4 結(jié)論
本文以骨痹顆粒水提液為模型體系考察了噴霧干燥條件對粉體的含水量與平衡吸濕量的影響。研究發(fā)現(xiàn)，噴霧干燥諸多工藝條件中，送料密度和空氣流量對粉體的吸濕性影響較大，這對探索中藥物料復(fù)雜體系噴霧干燥作用機制，指導(dǎo)實際生產(chǎn)具有參考意義。本研究所采用的研究方法與考察指標，亦可為評價中藥物料改性條件提供借鑒。
[參考文獻]
[1] 郭興忠，楊輝，王建武，等.聚乙二醇表面改性sic粉體的物性表征[J].材料工程，2004，3（3）：8.
[2] 章波，馮怡，徐德生，等.粉體流動性的研究及其在中藥制劑中的應(yīng)用[J].中成藥，2008，30（6）：904.
[3] 李智，韓靜，岑琴，等.噴霧干燥法改善中藥浸膏吸濕性的研究[J].中國藥房，2007，27（18）：2115.
[4] 烏日娜，那生桑，包勒朝魯. 復(fù)方沙刺顆粒劑的噴霧干燥工藝優(yōu)選[J].中國實驗方劑學雜志，2013，19（4）：56.
[5] 王秀良，向大雄，趙緒元.影響中藥噴霧干燥制備浸膏粉的質(zhì)量因素[J].中國藥師，2002，11（5）：697.
[6] 王優(yōu)杰，馮怡，楊胤，等.輔料對改善強力寧提取液噴霧干燥粘璧現(xiàn)象的作用研究[J].中成藥，2012，1（34）：35.
[7] 杜若飛，馮怡，劉怡，等.中藥提取物吸濕特性的數(shù)據(jù)分析與表征[J].中成藥，2008，12（30）：1767.
[8] 趙立杰，馮怡，徐德生，等. 中藥制劑原料吸濕特性與其物理特性相關(guān)性研究[C]. 煙臺：中國藥學大會暨第11屆中國藥師周，2011.
[9] 桂卉，嚴航，李靜，等.乙肝寧水提取物中糖類成分吸濕性考察[J].中國實驗方劑學雜志，2012，14（18）：33.
[10] 皮佳鑫，高旭，于，等.赤芍提取物的吸濕性及不同工藝和輔料對其吸濕性的影響[J].天津中醫(yī)藥大學學報，2012，4（31）：222.
[11] 丁志平，喬延江. 不同粒徑黃連粉體的吸濕性實驗研究[J].中國實驗方劑學雜志，2004，10： 5.
[12] 吳斌，宗力. 微細化蓮子淀粉理化性質(zhì)研究[J]. 食品科技，2007，32： 69.
[13] 張春曉，張萬喜，劉健，等. 有機高分子吸濕材料的研究進展[J].現(xiàn)代化工，2008，28： 14.
[14] 鄭俊民.藥用高分子材料學[M].北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2000：156.
Research about effect of spray drying conditions on hygroscopicity of spray
dry powder of Gubi compound′s water extract and its mechanism
ZONG Jie1，2，SHAO Qi2，ZHANG Hong-qing2，PAN Yong-lan1，2，ZHU Hua-xu1，2*，GUO Li-wei1，2*
（1. College of Pharmacy，Nanjing University of Traditional Chinese Medicine，Nanjing 210023，China；
2. Key Laboratory of Chinese Herbal Compound Separation，Nanjing 210023，China）
[Abstract] Objective： To investigate moisture content and hygroscopicity of spray dry powder of Gubi compound′s water extract obtained at different spray drying conditions and laying a foundation for spray drying process of chinese herbal compound preparation.Method： In the paper，on the basis of single-factor experiments，the author choose inlet temperature，liquid density，feed rate，air flow rate as investigated factors.Result： The experimental absorption rate-time curve and scanning electron microscopy results showed that under different spray drying conditions the spray-dried powders have different morphology and different adsorption process. Conclusion： At different spray-dried conditions，the morphology and water content of the powder is different，these differences lead to differences in the adsorption process，at the appropriate inlet temperature and feed rate with a higher sample density and lower air flow rate，in the experimental system the optimum conditions is inlet temperature of 150 ℃，feed density of 1.05 g?mL-1，feed rate of 20 mL?min-1，air flow rate of 30 m3?h-1.
關(guān)鍵字：智能制造體系；整體架構(gòu)；功能特征；柔性化
1 前言
智能制造是最新的制造模式之一，具有廣闊的發(fā)展前景，智能制造從本質(zhì)上說是一個智能化的信息處理系統(tǒng)，對外操控機器人的動作，完成產(chǎn)品的制造和加工。該系統(tǒng)屬于一種開放性的體系，原料、信息和能量都是開放的。智能制造是新世紀制造業(yè)振興的發(fā)展方向，是我國實現(xiàn)制造業(yè)跨越的必經(jīng)之路。
2 智能制造系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
2.1 智能制造系統(tǒng)內(nèi)涵分析
智能制造體系是上世紀八十年代有先進的工業(yè)化國家率先提出的，主要包含只能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)兩部分?？傮w來看，智能制造體系指的是應(yīng)用集成工程的思想，通過制造軟件專家系統(tǒng)、機器人視覺和控制等先進技術(shù)，最終達到智能裝配生產(chǎn)線上的機器人能夠在人工不進行干預(yù)的情況下完場生產(chǎn)任務(wù)。智能制造的目的是人的腦力活動轉(zhuǎn)化為制造機器人的智能化思維。智能化制造體系的物理基礎(chǔ)是智能化機器人，所必需的設(shè)備包括智能加工機床、工具和設(shè)備的智能化輸送平臺以及裝配設(shè)備等。
2.2 智能制造體系國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
智能制造在上世紀八十年代提出之后，在國際范圍內(nèi)形成了三個主要的研究中心，分別是美國、歐洲和日本。最初的內(nèi)涵指的是智能機床，智能機床能夠完場熟練機械師操作普通機床完成的所有功能，具有一定的智能性。后來的智能制造概念得到發(fā)展和延伸，進而形成了一種開放性的操作系統(tǒng)，日本于1990年完成了世界范圍內(nèi)第一個智能制造工廠，融合了人工智能技術(shù)的機器人同時具備視覺的觸覺功能。相對而言，我國在該領(lǐng)域的研究起步較晚，九十年代后才申請成立了第一個智能制造國家級項目。在理論研究領(lǐng)域主要集中于智能制造基礎(chǔ)理論分析、智能化單元制造與控制、智能機器人的研發(fā)等。
智能制造的應(yīng)用正在世界范圍內(nèi)興起，它是制造技術(shù)發(fā)展，特別是制造信息技術(shù)發(fā)展的必然，是自動化和集成技術(shù)向縱深發(fā)展的結(jié)果。然而，雖然智能制造得到了學術(shù)界的廣泛重視和深入研究，然而卻難以得到工業(yè)界的廣泛應(yīng)用和推廣，同時近幾年關(guān)于智能制造系統(tǒng)新理論方面的研究遇到了瓶頸，其問題在于智能制造系統(tǒng)的體系架構(gòu)尚未研究透徹，同時對于智能制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢沒有比較好的掌控。
3 智能制造體系架構(gòu)研究
3.1 智能制造體系整體架構(gòu)分析
智能制造的總體架構(gòu)自下而上包括業(yè)務(wù)層、運作層、功能系統(tǒng)、功能單元、支撐技術(shù)五個層次。智能生產(chǎn)線各個層次間相輔相成，聯(lián)系密切，其中系統(tǒng)以需求訂單為輸入，以信息系統(tǒng)為核心，集成自動化上下料等多個子功能系統(tǒng)，以基本功能單元及支撐技術(shù)為依托，推動智能制造生產(chǎn)線的正常運作，實現(xiàn)大批量產(chǎn)品定制及個性化客戶服務(wù)的目標，從而最大化地滿足客戶和市場需求。其中各個層次的內(nèi)容及構(gòu)成如下：（1）系統(tǒng)業(yè)務(wù)層：即系統(tǒng)目標，是為客戶提供大批量定制產(chǎn)品及個性化的客戶服務(wù)。（2）系統(tǒng)運作層：主要包含精益化、數(shù)字化和敏捷化等最新技術(shù)。（3）功能系統(tǒng)層：設(shè)備預(yù)警，優(yōu)化加工參數(shù)，監(jiān)控生產(chǎn)的全過程，精度檢測的在線實現(xiàn)，最終通過信息技術(shù)系統(tǒng)進行集成。（4）功能單元層：此部分承擔設(shè)備和加工裝備的信息傳輸，使用傳感網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。（5）支撐技術(shù)層：系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)主要有傳感技術(shù)和模塊化技術(shù)，設(shè)備故障診斷和維修系統(tǒng)，安全維護和設(shè)備及信號的有效識別。
3.2 智能制造體系亟待解決的問題
智能制造想要完全提出人工干預(yù)，實現(xiàn)完全意義上的機器自主控制與分析，就需要建立一個智能化、數(shù)字化、信息化程度較高的企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)，通過該網(wǎng)絡(luò)完成產(chǎn)品的設(shè)計、裝配制造直至倉儲物流的全過程控制，其中還包括問題產(chǎn)品和故障設(shè)備的自動處理和維修。但是現(xiàn)階段我國制造裝配企業(yè)在各個制造要素的互聯(lián)互通方面存在不小問題，主要體現(xiàn)在智能制造體系各功能單元之間橫向、縱向集成通訊、端口到端口的信號傳輸。數(shù)據(jù)格式、通訊協(xié)議和語言識別等基礎(chǔ)性的內(nèi)容還沒有完全解決。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算等最新技術(shù)的融合，各功能單元之間的通訊是必須要解決的問題。人機交互、設(shè)備與設(shè)備之間、生產(chǎn)制造和倉儲物流之間的信息交互都是困擾智能制造體系構(gòu)建和發(fā)展的一大難題。
4 智能制造體系發(fā)展趨勢分析
4.1 智能制造體系柔性化發(fā)展方向分析
智能制造體系的柔性化方向石油柔性智能裝配引發(fā)的，基本的基本思路為：柔性裝配的研究層次從上到下分為柔性工裝、柔性工藝規(guī)劃和柔性車間調(diào)度。主要涉及的研究思路包含結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、工裝驅(qū)動數(shù)據(jù)自動生成、裝配順序規(guī)劃和分配方法研究以及智能調(diào)度技術(shù)。柔性化發(fā)展是基于只能裝配生產(chǎn)線上可能出現(xiàn)的各種問題及產(chǎn)品，所提出的新型發(fā)展方向。這其中可變參數(shù)和柔性調(diào)度是最重要的研究領(lǐng)域。
4.2 智能制造體系精益化發(fā)展方向分析
精益化的研究發(fā)祥包括四個方面的內(nèi)容：（1智能制造環(huán)境下的自適應(yīng)快速換模技術(shù)；（2）設(shè)備自診斷、自適應(yīng)和自修復(fù)技術(shù)所組成的全員設(shè)備維護技術(shù)；（3）生產(chǎn)流程自動化的3P技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)⑸a(chǎn)過程中的資源浪費在設(shè)計和工藝研究等源頭環(huán)節(jié)中進行降低；（4）均衡混流生產(chǎn)技術(shù)，該技術(shù)是基于對生產(chǎn)計劃的合理規(guī)劃以及現(xiàn)場動態(tài)調(diào)整和調(diào)配等智能制造手段進行的。
4.3 智能制造體系敏捷化的發(fā)展方向
敏捷化主要有以下連兩個研究方向：首先，對于客戶訂單變化的快速響應(yīng)是只能制造的一大特點，通過前期客戶需求的調(diào)查，在大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法對客戶的訂單可能發(fā)生的情況進行預(yù)測，并擬合相應(yīng)的相應(yīng)曲線，得到響應(yīng)基本函數(shù)，然后優(yōu)化設(shè)計生產(chǎn)關(guān)鍵因素，最終大幅度減少客戶需求響應(yīng)的時間。其次是對于功能單元的設(shè)計和配制。在使用智能制造生a線的時候，需要對參與生產(chǎn)的各要素（包括軟件設(shè)計、硬件要求和工藝流程設(shè)計等）歸類的功能模塊劃分。在功能劃分之后組建各自成體系的模塊單元，并配置相應(yīng)的算法，以達到提升智能制造體系柔性化和可重構(gòu)性的目的。
5 結(jié)語
工業(yè)時代經(jīng)歷了三次大的變革，現(xiàn)在的工業(yè)4.0時代最主要的特征是智能化和遠程控制，重點在于利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息處理技術(shù)和智能機器人技術(shù)，最終實現(xiàn)產(chǎn)品加工的更高層次的自動化。本文通過對智能制造體系的深入分析，認為我國雖在在該領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就，但是在智能化的本質(zhì)和原理方面的研究仍然不足，未來建議在智能制造柔性化、精益化和敏捷化方面開展研究。
參考文獻
[1] 張明建. 基于CPS的智能制造系統(tǒng)功能架構(gòu)研究[J]. 寧德師范學院學報（自然科學版）， 2016， 28（2）：138-142.
[2] 鄭茂寬， 明新國， 李淼，等. 智能制造系統(tǒng)總體架構(gòu)及發(fā)展趨勢探討[C]// 2013先進智能制造技術(shù)發(fā)展研討會. 2013.
[3] 韋莎. 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)研究[J]. 信息技術(shù)與標準化， 2016（4）.
[4] 羅欣. 智能數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)技術(shù)研究[D]. 華中理工大學， 2001.
