《“十四五”数字经济发展规划》提出，我国要大力推动装备数字化。装备数字化是推动制造业数字化转型、发展智能制造的重要基础，可直接反映出一个国家的制造业发展水平。我国装备数字化发展现已具备一定的基础，一批具有数字化特征的先进装备初显身手。两化融合公共服务平台数据显示，2021年第4季度，我国生产设备数字化率达到51.5%，关键工序数控化率达55.3%。赛迪研究院先进制造研究中心认为，我国装备数字化水平目前仍有很大的发展空间，未来应找准发力点，推动其进入规模化发展新阶段，筑牢制造业发展基石。
装备数字化的内涵
装备数字化是指利用智能传感、互联网、大数据、数字孪生、人工智能和区块链等技术，提升装备性能、效能以及智能化水平的演进过程，旨在形成具备状态感知、集成互联、决策优化和自主作业等能力的智能装备。从装备方面看，根据国民经济行业分类，装备包括金属制品、通用设备、专用设备、汽车，以及铁路、船舶、航空航天和其他运输设备，电气机械和器材、计算机、通信和其他电子设备和仪器仪表等。装备数字化主要体现在以下两个方面。
装备数字化的实质是人工智能、大数据、数字孪生和智能传感等数字技术与装备技术的深度融合。数字技术贯穿装备物理实体的全生命周期，比如设计、制造、运行和维修等全过程，驱动装备物理实体向数字化延伸；为装备数字化赋能，即通过智能传感、先进控制和工业人工智能等技术将装备打造成为数字化装备，进而提升装备的效能。
构建装备价值新体系，形成装备数字资产价值。对传统装备进行数字化改造，旨在通过数字技术最大化地延长装备的使用周期，充分挖掘传统装备的价值。装备实体与数据融合形成的新型生产资料——数据资产，则成为装备继产品制造之外的另一个全新的价值创造点，进而将逐步构建出完备的装备数字资产化新价值体系。
不难看出，装备数字化体系架构包括装备物理实体、技术、标准、应用和服务等方面。
装备数字化体系架构
数据来源：赛迪产业政策研究所
大力推动装备数字化的意义
装备数字化是推动智能制造发展的重要基础。智能制造是我国制造强国建设的主攻方向，也是推动我国制造业高质量发展的重要抓手；智能装备的水平决定了智能制造发展水平。当前，我国智能装备还不能完全满足产业数字化转型需求，而新一轮技术革命和产业变革为其加快发展提供了重要契机，可推动智能装备实现跨越式发展，进一步提升智能制造水平，推动制造业的数字化、网络化和智能化发展，进而转变我国制造业发展方式。
装备数字化是供给侧结构性改革的重要推动力。当前，我国经济面临需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力。推进装备数字化不仅可以提升产品品质，扩大有效供给和中高端产品供给，增强供给结构对需求变化的适应性和灵活性，提高全要素生产率，满足消费升级需求，而且还可推动智能装备产业链和产业集群的培育，促进智能装备迭代升级，成为新的经济增长点和经济发展新动能。实际上，通过供给创造需求，可稳定经济基本盘。
装备数字化是推进数字经济快速发展的引擎。当前，我国已进入高质量发展阶段，传统制造装备对人力、环境资源的巨大消耗已不能满足可持续发展诉求，制造业企业设备数字化水平的不断提升，使更多企业迈上“云端”。然而，从总体看，当前我国装备数字化水平仍然较低，存在着不少问题，比如，数字孪生等核心技术缺乏、传感器和控制器等关键零部件受制于人，以及装备尚不能完全满足产业数字化转型需求等。因此，推进机器视觉和机器学习等技术应用、推进装备数字化非常必要，这也是产业数字化加速转型的一个重要契机。
我国装备数字化已有发展基础
政策体系不断完善，支撑引领作用不断增强。一是综合性政策中包含相关支持措施。《“十四五”数字经济发展规划》提出，要深入实施智能制造工程，大力推动装备数字化，开展智能制造试点示范专项行动，完善国家智能制造标准体系。二是针对机器人、医疗装备和增材制造等细分领域陆续出台相关政策。《“十四五”机器人产业发展规划》提出，要推进人工智能、5G、大数据、云计算等新技术的融合应用，提高机器人智能化和网络化水平。三是通过国家重点研发计划、国家科技重大专项和高端装备创新发展工程，推进装备技术的研发。科技部国家重点研发计划启动实施的“高性能制造技术与重大装备”重点专项要求，应研制具有高精度、高可靠性、高效率、智能化和绿色化等高性能特征的基础制造工艺装备。
数字技术的融合应用，推进装备数字化水平不断提升。当前，工业互联网、大数据、人工智能、云计算等新一代信息技术快速发展，数据中心、边缘计算中心、智能计算中心加快布局，全面赋能装备的发展。在轨道交通装备、医疗装备、工程装备等领域，已开发出一批先进的智能装备产品，比如已成功研制出半导体激光隐形晶圆切割机、8万吨模锻压力机、12米级卧式双五轴镜像铣机床、1.5万吨航天构件充液拉深装备，同时还发布了全球首台“华中9型智能数控系统”。
骨干企业主导和场景引领作用不断增强，促进装备数字化进程不断加速。在推进装备数字化的进程中，我国大型企业在供需两侧发挥着重要带动作用，无论装备的研发生产能力还是应用都走在了前列。在世界经济论坛评选出的90家“灯塔工厂”中，我国有31家企业入选，数量居全球首位，这些企业代表了装备数字化的最高水平。与此同时，企业智能制造场景逐步下沉到装备层级，有效拉动着智能装备的供给与迭代。工业和信息化部发布的“2021年度智能制造示范工厂揭榜单位和优秀场景名单”显示，智能制造场景开始由以管理软件为核心的生产管理优化向以智能装备为核心的人机协同、先进过程控制、数字孪生等智能制造深水区迈进，高端智能制造装备需求量随之不断增加。
发展建议
深化装备与传感、控制、通信等新一代信息技术的深度融合，增强正向设计能力，提升智能装备的有效供给能力。一是在软件层面，加大对数控、工控基础软件的研发资助力度。加强工业软件基础研究，加强对计算数学、并行算法的研究；顺应发展趋势，积极探索虚拟仿真设计工具、供应链协同管理工具等。二是在零部件层面，加大创新应用力度。加强智能传感器、微处理器等核心元器件的研发，提升核心部件的灵敏度、精度、可靠性等性能，鼓励国产化零件的应用。三是在整机层面，针对制造装备、医疗装备和工程机械等重点领域，优化装备的结构与效能，研发智能装备和智能化成套设备。积极推进企业实施技术改造，利用先进技术对传统设备进行数字化改造。
围绕智能制造、智慧农业、智慧交通等领域，打造多元应用场景，从需求端为装备数字化拓展发展空间。一是完善示范体系建设，加强试点示范，拓展推广新路径，通过推广应用带动装备数字化发展。重点围绕生产制造各环节，通过智能车间、智能工厂建设，加强自动化生产线、自动检测设备、智能仓储设备和智能物流设备的应用。二是加强试验验证平台建设。搭建物理虚拟融合的网络化装备试验验证平台，面向新型智能装备提供技术研发、测试验证等共享服务，形成可验证、可推广的测试验证与应用方案。提升现有装备的试验验证平台测试能力与服务范围，推动装备改造升级。
加速构建装备数字化标准，完善智能装备安全评估体系，为装备数字化提供框架式支撑。一是加快构建统一的装备数字化标准。针对工业发展需求，加快对OPCUA+TSN等现有工业互联标准的分析论证，形成全国一致的工业通讯和互操作标准协议，构筑装备数字化生态基石。二是完善智能装备安全评估体系。参考国际标准化组织和国际电工委员会制定的ISO 13849-1和IEC 62061装备安全评估标准，结合当前数据安全需求，针对智能装备在环境感知、集成互联、自主作业等新能力下的潜在风险，构建中国安全标准，实现标准化引领装备数字化发展态势。
发挥骨干企业引领作用，探索装备数字化价值创造路径。一是依托骨干企业持续深化装备数字化进程，分行业总结企业在推进装备数字化过程中遇到的核心困难和解决办法，选取典型案例汇编成案例集。二是支持骨干企业联合银行、证券、城投等金融机构，以投资入股、金融租赁的方式带动产业链配套企业协同推进装备数字化，形成风险共担、收益共享的装备数字化推进路径，降低中小企业转型升级的风险成本。
加快完善数据要素市场，释放数据对装备数字化的核心驱动作用。一是明确数据权属，厘清数据的所有权、使用权、收益权、采集权和处分权等权利配置，通过区块链等技术手段，实现数据的可用不可见，保证数据的唯一性和可追溯性，构筑数据安全边界。二是加速数据交易基础设施建设，分行业、分级建设数据交易中心，明确数据适用场景和使用规范，开展数据期货、数据融资和数据抵押等业务，以数据资产化外延装备数字化价值。三是促进各主体之间的数据交易，将工艺数据作为数据要素市场的交易重点，鼓励企业、科研院所将工艺知识数字化、产品化，以市场化力量加速知识沉淀，最大限度地发挥智能制造装备的优势和潜力。
作者信息：
郧彦辉 赛迪智库产业政策研究所智能制造研究室主任
李沐斋 赛迪智库产业政策研究所智能制造研究室研究人员
董 凯 赛迪智库产业政策研究所所长
