工业4.0背景下机械制造机电自动化转型策略

摘要：在全球工业转型浪潮中，工业4.0作为第四次工业革命的核心概念，从根本上改变了机械制造业的发展格局。本文以工业4.0为背景，从技术创新、生产方式转变、产业结构重构三个层次，剖析了工业4.0对我国机械制造业的变革策略。同时，我国政府制定了加大科技研发投入、加大人才引进力度、优化行业间的合作等方面的对策，目的是推动我国机械制造领域的成功转型，提升我国产业综合竞争能力，推动产业可持续发展，为我国机械制造业在工业4.0时期的高质量发展提供理论支撑与实践指导。

关键词：工业4.0；机械制造；机电自动化；转型策略

引言

2013年4月，德国汉诺威工业展上，“工业4.0”被视为“第四次工业革命”重要理念。以提升制造智能化水平为核心，构建具有自适应能力、资源高效性和遗传工程能力的智能制造车间，实现企业与商业伙伴的有效融合。数字化、智能化、网络化、绿色化是工业4.0的基本特征。随着物联网、大数据、人工智能、云计算等新一代信息技术的应用，生产过程实现了高度的自动化、智能化和个性化，使得传统的制造业生产方式发生了翻天覆地的变化，实现了工业生产的智能化、高效化和绿色化。因此，在工业4.0背景下，深度探讨机械制造机电自动化转型策略，对推动我国机械制造业高质量发展，提升我国整体产业竞争力具有十分重要的现实意义。

1工业4.0对机械制造机电自动化的影响

1.1技术变革推动

在工业4.0时代，机械制造业机电自动化正发生着一场深刻的技术革命，其中多个核心技术领域的变革直接关系到生产效率与产品品质的提升。在人工智能研究中，机器学习与深度学习方法已被广泛地运用于机械加工过程。通过对海量生产数据的学习与分析，能够对设备进行智能化的故障诊断与预测维修。基于人工智能故障诊断系统可以实时监测设备的运行参数，如振动、温度、压力等。通过与正常运行条件下的数据模型进行比较，可以及时发现潜在的故障隐患，预测故障发生的时间，提前安排维修，显著减少设备停机时间，提高生产效率。与此同时，基于人工智能技术的制造过程控制技术能够依据实际生产工况及产品品质信息，对工艺参数进行自动优化，保证产品品质稳定与一致性。

1.2产业模式重塑

随着工业4.0时代的到来，我国机械制造业正经历着由传统制造方式向以服务为导向的新型制造方式的转变。在工业4.0背景下，定制化是其最显著的特征。在市场需求日趋多元化、个性化的今天，人们对机械产品的性能以及外观的要求越来越高。传统标准化大批量制造模式已经很难满足客户的个性化需求，随着工业4.0到来，给制造业带来了新机遇。采用数字化设计、柔性制造、智能化制造等方法，使企业能够迅速地为顾客提供个性化的产品设计与制造。在加工过程中，企业可利用3D打印技术，按照顾客提供的设计图，对个性化零件进行3D打印，极大地缩短了研发时间，提升了顾客的满意度。

1.3市场竞争格局改变

随着工业4.0时代的到来，市场对机电设备的需求出现了明显的转变，同时也为企业在技术、成本、服务等方面提出了新的挑战，使整个市场的竞争格局发生了变化。从需求侧看，随着工业4.0时代到来，市场对于智能化、个性化和绿色的机电自动化产品的需求越来越大。智能产品需要具备较强的自主决策、适应性，并能与其他设备或系统进行智能化互动、协同工作。比如，智能机器人能够根据作业环境、作业需求，自动规划作业路线，完成作业。随着科技的发展，企业要想在激烈的市场竞争中取得优势，就需要持续地增加科技投资。工业4.0包含了物联网，大数据，人工智能，云计算等诸多前沿技术。企业要想提升其科技含量与附加价值，就必须在这几个方面进行持续创新。通过对先进的传感技术及工业互联网技术的运用，使企业能够对产品进行实时的信息采集与远程监测，从而使用户获得更好的服务；具有较强AI算法研究能力企业，能够开发出更加智能化的产品，从而提升生产效率与品质。

2机械制造机电自动化转型策略

2.1技术创新策略

2.1.1加大关键技术研发投入

随着工业4.0时代到来，实现机械制造机电自动化向智能化方向发展，关键技术的突破至关重要。政府与企业要重视科技研究与开发的重要作用，增加科技研究与开发的资金支援。通过建立专门科研资金，鼓励高校、科研院所、企业进行联合研究，着力突破高端数控系统、智能传感、工业软件等领域的核心技术难题。企业本身也应增加研究与开发的投资，拨出相当一部分的营业利润，并建立一个稳定的研究与发展资金制度。要加强产、学、研等方面的合作，形成长期、稳定的协作关系，达到资源共享、利益互补的目的。企业可为大学及研究机构提供实践平台及经费，学校与研究机构对企业进行技术支撑与培训，协同推进关键技术研发与创新。加强产学研结合，促进科技成果的转移与应用，增强企业的科技创新与市场竞争能力。

2.1.2推进技术融合与集成创新

在机械制造领域，机电自动化发展，要求机械与自动化、信息化、智能化相结合。企业要主动地采用和运用先进的自动化、信息化、智能化技术，促进传统机器生产向智能化的转变。在自动化技术上，继续提高自动化生产线和工业机器人等设备使用，使其达到自动化、智能化；在资讯科技上，强化公司的资讯架构，引进ERP及MES等资讯管理系统，让生产流程的资讯化管理与资讯互通；在智能技术上，加强人工智能、大数据、云计算等技术的研发与应用，实现装备制造过程故障的智能化诊断、预测维护与智能优化。

2.2人才培养策略

2.2.1优化高校专业设置与人才培养方案

作为人才培养重要基础，高校应根据工业4.0时代机械制造、机电自动化行业的发展需求，及时调整和优化相关专业设置。加强机械工程与自动化、电子信息技术、计算机科学与技术等学科的交叉，创建具有自主知识产权的智能制造工程、机器人等新型专业，为满足工业4.0需求的协同型人才提供服务。在专业课上，应注重对教学内容进行更新与优化，增加新技术领域如工业互联网、人工智能、大数据分析等，让学生能够及时了解最新科技知识与技能。同时，加强实习教学，使学生具有较强的动手、创新精神。加强与企业的协作，建设实训基地，增加学生实习的机会。通过校企合作，建立实习和培训设施，提高学生在实践中的应用能力，提高学生的团队合作意识。

2.2.2加强企业内部培训与人才激励机制

企业要注重内部的人力资源开发，建立完善的内部培训制度，为员工提供不断学习、进修的机会。针对员工的工作需求及职业发展规划，制订有针对性的培训方案，如新技术培训、技能提升培训、管理培训等，使其能够持续地进行知识技能更新，以满足企业发展需求。同时，也应邀请业内的专业人士及核心技术人员，来为公司员工进行专业培训及讲座，以交流最新的技术与经验，开阔眼界与思路。为引进、保留优秀人才，构建完善激励机制。公司将为员工提供具有竞争力的薪资待遇，完善工作环境、社保制度以增强员工的工作热情与满足感。设立技术创新奖、优秀员工奖等奖励，对在技术创新、生产管理等领域有突出表现的员工进行表彰与奖励，以调动其创新积极性和工作动力。

2.3资金支持策略

2.3.1拓宽融资渠道

从传统的机械制造向机电自动化转型，需要巨大的资本支撑。为此，要主动拓宽融资渠道，保证资金的充裕。国家要加强对机械制造、机电自动化改造的扶持，建立专门资金，对合格企业给予直接补助或贴息补助。同时，政府也可以通过设立行业顾问资金等形式，引导社会资本进入机械制造和机电自动化领域，拓宽企业的融资渠道。此外，企业要加大与银行等金融组织的合作力度，加大对银行信贷的支持力度。通过改善企业融资环境，提升企业信用度，降低企业贷款难度，降低企业融资成本。同时，企业也可通过发行债券和上市等多种形式，在资本市场上进行融资。通过发行公司债券，为企业提供了一种长期、稳定的筹资渠道，而股票上市可以为公司筹集大量资金，同时提高其知名度和市场影响力。

2.3.2合理规划资金使用

一旦收到专项资金，公司应合理规划资金使用，以确保资金有效使用。制定一份详尽经费使用规划，确定经费流向和用途，将重点投入关键技术研发、设备更新、人员培训等重点项目上，防止盲目投入，造成浪费。在技术研究开发方面，保证研究开发项目的顺利实施，促进研究开发成果的转化；在设备升级改造方面，为了提升生产效率和产品品质，引入了自动化生产设备，智能测试设备等。强化对资金运用的监督与管理，完善资金运用的内控体系，对资金的运用进行定期审计与评价，及时发现并解决资金运用中存在的问题。通过对资金的科学规划与管理，实现资本的高效利用与效益，为企业机械制造、机电自动化的转型提供有力的融资支撑。

2.4企业管理与组织变革策略

2.4.1构建适应智能制造的管理模式

通过运用精益生产和敏捷制造等先进的经营思想，对生产过程进行精细地控制。精益生产是指通过优化生产过程，减少库存，提高生产效率，减少浪费，进而达到减少生产成本和改善产品品质的目的。敏捷制造是指通过构建柔性的制造体系和供应链，对市场的变化做出迅速的反应，从而迅速地适应顾客的需要。将信息技术应用于生产流程的数字化管理与智能化决策。在生产过程中，通过引进 MES、ERP等信息，实时地记录、传输和分析生产流程中的设备运行、生产进度、质量控制等信息，为企业的生产决策提供精确的数据支撑。利用大数据分析、人工智能等技术，对生产数据进行深度挖掘与分析，对生产过程中存在的问题进行预警，并预先对其进行优化与调整，从而提升其运行的稳定性与可靠性。

2.4.2优化组织架构

建立一种扁平化、网络化的组织架构，突破传统的层级管理方式，降低组织层次，缩短信息传递途径，从而提高信息传递和决策速度。扁平化组织架构，让底层的人员可以与高层管理人员进行直接的交流，并给予即时回馈与意见，同时也增强员工的使命感与责任感。通过网络式组织架构，构建一个跨部门专案小组与合作机制，使得各部门间资讯交换与合作，进而提升企业的总体运作效能。

3结语

随着工业4.0时代到来，机械制造机电自动化产业面临着空前的机遇与挑战。机电自动化在机械制造中的成功转型将为未来的智能化、个性化和环保提供发展前景。未来，我国机械制造产业也将进入一个崭新的发展阶段，为我国的经济发展、社会的进步作出更大的贡献。对此，我国机械制造业应树立起良好的信念，采取有效的转型策略，把握好产业4.0时代的发展契机，使之成为我国机械制造业的可持续发展之路。

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