山西省智能制造能力評價分析

（太原科技大學 經濟與管理學院，山西 太原 030024）

一、引言

在生產力決定經濟實力和綜合國力的今天，智能制造無疑是制造業發展與改革的未來方向。我國自1991 年便開啟了智能制造領域的研究，國家自然科學基金設立了“智能制造系統關鍵技術”等重大項目，尤其在提出工業4.0 的相關概念后，我國政府相繼推出了兩化深層次融合、互聯網+、中國制造2025 等一系列行動計劃，用以指導中國智能制造的發展并取得了一定成就[1]。雖然智能制造在我國興起的時間較短，但是山西省自建國之初就是國家重點制造業基地，承擔國家級重點工程18 項，占全國11.5%。近年來，山西省積極響應我國智能制造發展號召，緊緊跟隨我國智能制造改革升級腳步，秉承科技強省理念，立足省內現有產業發展基礎，大力提升技術創新能力。集中力量發展新能源、高端制造等九大產業，重點推進大型制造企業轉型發展。到2019 年，全省有關智能制造業的工業技改資金投入發展迅速，同比增長0.3%[2]。但是由于缺乏統一的行業標準，各企業、行業間發展不平衡，導致山西省智能制造業總體在全國處于劣勢，缺乏自主創新能力，缺少核心競爭力是山西省智能制造業收入總量處于全國下游的重要原因。本文通過調查分析山西省智能制造發展現狀，通過定性和定量的分析方式，構建山西省智能制造能力評價框架，為山西省智能制造的發展與完善提供一定的理論依據與研究價值。

二、山西省智能制造能力評價體系構建

（一）指標選取

構建合理的智能制造能力評價體系對反映山西省智能制造能力水平具有十分緊要的現實意義，通過科學的評價體系，可以準確掌握山西省智能制造現階段發展情況以及未來發展方向。確立切實有效的指標是建立科學評價體系的重要基石，也是評價過程的核心工作。本文通過查閱相關文獻[3-4]并結合山西省當前智能制造能力發展狀況，評價對象主要以規模以上工業企業為指標，結合科學性、系統性、合理性、實用性四項選取原則，確立了一級指標智能制造能力，并分化出創新能力、績效產出能力、基礎設施這3 個二級指標及14 個相關的三級指標，編碼為X1～X14。

（二）指標含義

1.創新能力。創新性是智能制造企業的典型特征，強有力的創新能力是企業發展的重要基礎也是提升企業市場競爭力的有效保障，根據對已有文獻的研究發現企業創新能力水平的高低主要通過研發人員的投入、研究的新成果、研發資金的投入、獲取的知識產權、創新水準等指標來衡量。因此本文在創新能力這一二級指標下主要選擇了R&D 人員數量、R&D經費、R&D項目數、專利申請數、有效發明專利數、知識產權數量這6 個子指標來反映企業創新能力狀況。

2.績效產出能力。發展智能制造的最終目的是提升績效產出，通過查閱相關文獻可知常用的績效產出能力指標主要包括：智能制造工業企業單位數、智能制造業務收入、智能制造系統軟件開發費用、智能制造產品開發項目數等，本文主要選用這4 個三級指標來衡量企業績效產出能力。

3.基礎設施建設。智能制造的特點是標準化、智能化、流程化、體系化，發展智能制造，需要利用基礎設施來進行資源、信息的共享與流通。因此，必須具備安全、周密、先進的基礎設施體系來保證智能制造的發展。通過對山西省智能制造基礎設施的調研，本文把該項指標分解為：企業物聯網覆蓋率、企業信息技術設備數量、寬帶鋪設里程、智能終端使用人數4 個三級指標。

（三）指標體系構建

依據以上指標，確定具體指標體系，如表1 所示。

表1 智能制造能力評價指標體系

三、山西省智能制造能力評價實證分析

（一）數據來源

本研究的調查范圍主要是山西的智能制造企業和我國比較具有代表性的21 個省份的智能制造企業，搜集所選取的14 個指標數據，時間跨度是從2017—2019 年，發放問卷253 份，剔除無效問卷46份，回收的有效問卷207 份，問卷有效率為81.82%。并主要對2019 年的數據進行全面分析，通過對比，綜合評定山西省智能制造能力水平。

（二）統計分析

1.KMO 和巴特利特檢驗分析。本文針對2019年的數據進行分析，結果如表2 所示。KMO 統計量結果為0.625，大于0.5，適合進行因子分析，卡方檢驗的概率是0，小于0.05，說明變量之間顯著相關。因而，本文數據能夠進行因子分析，且有較好的分析效果。

表2 KMO 和巴特利特的檢驗

2.方差貢獻分析。本文根據相關系數矩陣計算出各個因子的特征值和貢獻率，由表3 可以發現，有兩個因子特征值大于1。第一因子方差占總因子方差的74.798%，第二因子方差占總因子方差的10.469%，前兩個因子的累積方差貢獻率為85.267%。依據表3 內的數據，利用方差最大正交旋轉法從數據中提取第一主成分F1和第二主成分F2兩個公共因素作為新指標，來科學有效地評估山西省智能制造能力水平。

表3 總方差解釋

3.旋轉后的成分矩陣和成分得分系數矩陣。本研究利用SPSS 軟件，采用最大方差正交旋轉法對成分因子進行分析，得到表4 旋轉后的成分矩陣以及表5 成分得分系數矩陣。

由表4 發現，第一主成分F1在X1～X12上的載荷相對較大，所以F1命名為“科研信息綜合能力因子”，第二主成分F2在X13、X14上的載荷比較大，所以F2定名為“物質流通因子”，智能制造能力水平能夠被兩個因子較好的反映。為了更準確地評價各省智能制造能力水平，采用回歸分析法，得到兩個主要因子的得分情況，并對上述分析中各主要因子得到的方差貢獻率和總貢獻率進行比較，得到比值，并以該比值作為權重，進行后續的加權和求和，就可以得到2019 年21 個省份智能制造能力綜合得分的總結果和排名。

表4 旋轉后的成分矩陣

表5 成分得分系數矩陣

具體的綜合得分公式如下：

F=（F1的得分×F1的方差貢獻率+F2的得分×F2的方差貢獻率）/總貢獻率

4.結果分析。本文通過查閱國家統計年鑒及各省統計數據，選取了比較具有代表性的21 個省份的數據進行對比，經過統計分析得到2019 年各省智能制造能力總得分及排名如表6 所示。

從2019 年各省智能制造能力總得分及排名可以看出：廣東省、江蘇省在主成分F1上得分較高，而山西省在主成分F1上的得分很低，與發達省區有明顯差距，這也說明山西省在科研創新、信息流通、產品開發設備升級等投入建設方面較差，且山西省在各省份中智能制造規模以上企業主營業務收入處于落后水平。而在主成分F2得分方面，山西省與發達省市差距較小，但與整體排名較高的鄰省山東省卻有相當大的差距[5]，這也闡明了山西省在物聯網覆蓋率、智能制造設備投入等基礎建設方面仍有待提高，應該繼續加大建設力度。

表6 2019 年各省智能制造能力總得分及排名

表7 2016—2019 年山西省智能制造能力總得分

根據表7，2016—2019 年山西省智能制造能力總得分可以發現山西省在主成分F1上的得分逐年增加，即在科研技術、信息能力上的建設一直在不斷增強，也表明山西省在對智能制造能力的提高上是非常重視的，這也與當今智能制造發展相切合，但得分增加略微弱，一直呈現負分狀態，因而對科研信息能力的投入仍不能松懈。山西省智能制造能力在主成分F2上的得分起伏不定，發展趨勢不夠明顯，表明山西省在智能制造基礎設施建設上還需穩定并加大投入力度。客觀上來說，物流對智能制造的發展有非常顯著的影響，它可以保證智能制造更順利地發展。

綜合觀察，山西省整體的智能制造業水平較低、科研技術稍弱、范圍領域略小、發展智能制造的關鍵技術還不夠成熟、智能制造基礎設施薄弱等問題仍然較為突出。

四、對山西省智能制造發展的對策建議

通過以上數據的整理及分析說明提升智能制造在山西省的發展動力不僅需要企業增強智能制造能力、構建完善的智能制造體系、加大科研技術和設備升級的投入力度，而且也需要政府進行有效指導以及相關科研院所與高校的配合。基于上文分析和山西省發展現狀以及其他先進省份的經驗啟示，提出下列對策建議。

（一）企業層面

1.企業需確立長期發展戰略，補齊短板，發揮自身優勢。由于智能制造的發展需要長期的積淀與發展基礎，企業需從戰略角度把智能制造作為長期發展方向，明確未來幾年內的發展目標及路徑。之后根據自身情況在長期計劃中發展中找到自己的薄弱環節和不足之處，并在戰略實際實施中不斷對階段性目標進行修正以逐步形成企業的核心競爭力[6]。最后，企業要繼續保持自身發展優勢，持續更新設備，推進相關科研技術的革新以及新產品的開發以維護自身的核心競爭力。

2.企業需要增強設備投入，構建完整的智能制造體系。因為實現智能制造的重要載體是構建智能工廠，因此從設備的投入及制造過程的設計都要遵循智能化要求，在建設智能工廠的過程中，并非只是單純的提升設備的技術含量及自動化，還要探索工廠長期智能化發展道路，并且需要注意在這個過程中必須對消耗的大量資金進行效益分析。

3.企業需要結合自身情況發展智能制造。在發展智能制造的過程中，完全自動化、智能化工廠的盲目設計也是不合理的，在一定程度上手工勞動比機器勞動更經濟、更高效，在一些生產活動中，手工勞動的優勢不可忽視。與一些發達國家相比，我國具有較大的勞動力成本優勢。因此，企業必須結合自身的發展狀況，結合企業的技術現狀、經濟狀況和企業的能力水平，逐步實現實施技術和生產設備的更新換代。

4.企業可以與科研能力較強的研究所或高校進行合作。企業也可以與具有豐富學術知識、理論研究的高校、研究所等進行深層次的合作，聘請相關專家，培養高素質科研人員，對制造裝備和產品進行更高效地研發。

（二）政府層面

1.山西省政府需要發布相關政策來支持企業智能制造發展。政府要引導山西省制造業發展的方向，要成為智能制造的規劃者，并按照山西省智能生產的發展情況和企業的經濟發展狀況，進行客觀合理的最高層次的設計。政府要在已有的政策中繼續發布細化的有關智能制造發展政策，使其智能制造的發展更有保證。

2.根據山西省現狀，為優勢產業設立專項經費。根據山西省制造業發展情況，利用省內現有的產業優勢，為山西省智能制造設立專項申請經費，挑選重型機械、煤機裝備等具有優秀產業基礎的制造業以及煤化工裝備、煤層氣裝備等發展前景良好的重要產業環節來當作沖破口，進入具有知識產權的智能化、創新驅動的生產領域，對有關智能制造的關鍵領域進行研發。

3.設立智能制造集聚區。政府要結合省市本身的優勢，利用省市共創的模式籌劃構建智能制造集聚區，并逐漸擴展升級，爭做國家級智能生產示范區[7]。為了使區內更多地入駐智能制造規模以上企業以及支持區內新興的智能制造企業，政府可以發布一系列優惠政策，以及讓先進企業發揮帶領作用。

4.政府需要對部分產業加強扶持和不斷加大基礎設施建設的力度。智能制造不僅包含機械、化工等行業，還包括軟件、物流等產業，特別是軟件行業等投入資本相當大，研制期限比較長，政府更應該對這些促進智能化發展的基礎企業增加扶持，為這些提升智能制造發展潛力的企業更好地保駕護航。

（三）高校及科研院所層面

1.注重人才培養和引進，為智能制造發展提供智力支撐。山西省對于智能制造相關人才的培養，首先應利用本省內數量眾多的高校資源，加強山西省內高校智能制造相關課程與專業的開設，組織學生進行智能制造有關的實踐、實習環節，增加學生接觸智能制造的機會，使高校學生對智能制造深入了解的同時產生興趣。通過這種根本的方式，增加本省內優質智能制造人才數量。不僅通過自身培養智能制造專業人才，而且應加強智能制造人才引進，吸引省外甚至國外的高素質人才，為山西省提供智力支持，技術支持。此外，高校應優化人才培養機制。鼓勵企業導師與校內導師“雙導師”，將學術理論與企業實踐相結合，進一步加強培養效果，為智能制造發展培育專業型人才、創新型人才和復合型人才。

2.推動產學研合作，提升創新能力。通過產學研合作，為企業儲備未來的人才資源，還可以利用高校及科研院所科研資源進行新設備、新技術的開發與利用。同時企業還可以聘請合作高校師資力量對企業內的員工進行智能制造方面知識的培訓，高校學生也可以進入企業實習，提前熟悉相關企業智能制造方面情況與現有資源，為將來平穩順利進入工作奠定基礎。總之，產學研合作對于企業和高校發展智能制造是一個雙贏的過程。

綜上所述，智能制造是未來制造業發展的必經之路，也是提升綜合國力和增加產品價值的重要手段，探索智能制造的評價指標及體系為實現山西省科技強省目標，推進資源結構轉型具有非常重要的意義。