以数字孪生技术助力制造业创新

　　制造业当家系列谈

　　全球科技创新正进入空前密集活跃的时期，第四次工业革命正在重构全球创新版图、重塑全球产业结构。广州已经建立了比较完备的制造业体系，广州制造在国际国内享有盛誉。但是，广州实施制造业立市战略也面临着挑战。一是企业创新能力有待提高。广州拥有国家级研发平台的企业数量尚待提升，在获得国家级科技奖励和中国质量奖等方面亟须加强。二是具有国际影响力的龙头企业数量有待“扩容”，进入世界五百强制造业企业榜单的企业有待增多。三是芯片制造、大数据和人工智能等具有鲜明时代特征的新兴产业，缺乏以龙头企业积聚和引领的产业集群，传统产业的转型升级任务艰巨，创新生态有待强化和完善。

　　数字孪生技术是当今世界最重要的科技发展趋势之一。目前，世界各国都高度重视数字孪生技术的发展。数字孪生技术与制造业深度融合，将深刻赋能企业创新发展，增强发展动能、潜能和势能，以此引领和推进企业创新能力、产业创新能效和城市创新能级的显著提升。

　　建“院”绘“线”，增强企业创新能力

　　首先，支持企业创建高水平研究开发院，以其统筹创新资源，促进企业创新体系建设以及创新活动开展。高水平、多层次、宽领域的企业数字化创新平台体系，是制造企业开展产品数字孪生，生产数字孪生和设备运营数字孪生，降低企业运营成本，增强市场竞争能力的基础和条件。要大力鼓励广州龙头企业以国家重点实验室、国家工程实验室、国家企业技术中心、国家工业设计中心等为建设目标，建设数字化科技创新平台，创建具有综合性、业务性和功能性三个创新模块，相互依存、相互促进的企业研究开发院，发挥企业研究开发院在城市创新体系建设以及企业数字化产品集成创新（IPD）和产品全生命周期管理中的战略性、统筹性和支撑性作用，增强企业数字孪生创新能力。

　　其次，鼓励企业绘制高质量企业创新路线图，引领企业发展。企业创新路线图是企业为了实现发展目标而制定的行动方案，包括思想路线、技术路线、产品路线、市场路线和组织路线。制定目标明确、前瞻引领、科学合理、措施有力的企业数字化创新路线图，将为企业瞄准世界科技前沿、对接外部资源、统一领导思想、指导员工实践，提供重要的行动指南。要大力促进广州制造企业开展技术预见、制定企业创新路线图，由此不断凝练科技发展方向，完善数字孪生创新机制，激发创新活力，引导企业高质量发展。

　　再次，建立鼓励和指导企业建“院”绘“线”的机制，促进企业开展相关工作，推广标杆企业经验。广州一批优秀企业在广东省科技厅通过立项的支持，开展了建“院”绘“线”创新工作，促进了企业创新能力的显著增强。一些企业在该项目的支持下，先后获得了企业创新工程体系国家科技进步二等奖，建立了国家工程实验室，极大地增强了企业的创新创造能力和竞争优势。要从认识论和方法论的角度，对这些优秀企业的成功经验理论化和模式化，并加以推广传播。

　　加强数字孪生创新，提升产业创新能效

　　一是推进数字孪生技术与实体经济融合，以数字孪生技术创新促进企业的要素变革、组织变革、创新体系变革和业态变革。首先，要积极探索以数字孪生技术创新促进企业内部创新、创业、创造，加强内部资源共享和协同，由此催生出新产品、新模式、新企业、新业态，促进企业创新能效的提升。其次，要发挥龙头企业的资源优势，促进企业之间信息系统的融通，推进企业全流程数据贯通，推动产业全价值链业务协同，以数字孪生技术促进企业共创、共生、共赢，做大、做强、做优，进而推进城市产业创新能效提升。再次，大力鼓励企业运用数字孪生技术，搭建高水平数字创新平台，建立线上与线下相结合、企业内部与外部协作相配合，虚拟空间与实体空间相融合的跨时空、跨行业、跨领域协同创新模式，使企业和产业的创新资源有效拓展，创新能效显著提升。

　　二是建设数字孪生城市，促进城市产业创新发展的模式变革，赋能产品的全生命周期数字孪生、服务企业的全生命周期数字孪生、城市更新的全生命周期数字孪生。目前，广州已经建成了以“穗智管”为核心的城市大脑，设有智慧交通、智慧水务等24个功能场景，汇聚了海量的数据资源。可以选择国有企业和龙头企业作为试点，将“穗智管”的数据、技术和能力逐步释放出来，推广开来，运用于城市治理之外的科技、教育和经济领域的创新活动，为政、产、学、研、用各主体提供城市级的创新平台，城市级的虚实融合将打开一扇通向高质量发展的智慧大门。

　　三是大力培养数字孪生技术人才队伍，赋能制造业发展。数字孪生技术是制造业转型升级的关键，具有基础性、战略性和引领性特点。目前，广州数字孪生领域高层次、技能型人才较为缺乏。我们在对广州几十家制造业企业实地调研中了解到，不少制造业企业都在积极探索数字孪生技术在制造业的应用，并且成效明显，成为企业获取竞争优势的关键。但是，企业普遍缺乏复合型、创新型、技能型，以及具有模型建构能力、数据运用能力、系统思考能力的数字化创新人才，现阶段高等院校数字化人才培养与生产实际存在一定程度脱节，数字化人才供给无法满足产业发展的巨大需求。因此，必须大力发展高质量的数字孪生技术相关学科专业，建设高水平的师资队伍，创新产学有机结合的人才培养机制。

　　建设创新生态，提高城市创新能级

　　其一，着力发挥龙头企业在发展都市工业和建设孵化育成体系中的带动作用。首先，要围绕数字经济、人工智能、生物医学、新材料、新能源等广州市产业发展的重点方向，大力促进龙头企业成为相关行业领域的国家级专精特新“小巨人”企业的建设者、促进者、示范者，极大地扩大国家级专精特新“小巨人”企业的规模。其次，要鼓励企业运用数字孪生技术，建设平台型企业，着力促进平台型企业在产业链、创新链和价值链建设中的链主作用、协调作用和支撑作用，推进广州21条重点产业链之间的协同和融通，以此促进城市的平台经济、共享经济和智慧经济发展再上新台阶。再次，要努力构建全链条、全方位、全过程、高水平的制造业孵化育成体系，大力建设国家级众创空间、孵化器、加速器和科技产业智慧园区，大力建设国家级创业创新基地，以此促进产业规模和水平提高到新的高度。

　　其二，以建设广州数据交易所为契机，加强数据基础设施建设，努力建设国际一流数据交易流通体系。大力培育数据要素市场，积极推动政企数据双向流通，增强数据要素配置能力，在安全、可信、专业、共享环境中促进制造业产业数据流通和价值有效释放。强化数据流通协同机制，推进大数据交易上下游企业以及政府之间的有效协同，形成数据服务智能，供需对接精准、交易安全合规，产业数据高效转化的新生态。先行先试，在一些行业和领域探索数据要素推动制造业和服务业深度融合新模式，以大数据促进场景创新，技术创新、产品创新和商业模式创新。

　　其三，大力发挥科技服务企业在城市产业数字孪生创新生态建设中的促进和协同作用。首先，要大力整合资源，建设并不断发展壮大一批在国内具有较高知名度的科技服务业企业，使其成为数字孪生高价值知识产权培育、创造、转化、交易和保护的促进者和服务者，充分发挥其在广州市制造业企业数字化转型中的促进和协同作用。其次，要鼓励制造业企业在数字孪生技术科普工作中与非营利行业协会合作，发挥制造业企业专业能力强和行业协会社会动员范围大的各自优势，拓展传播渠道，优化工作方式，切实扩大制造业数字创新文化传播工作的受众面和影响面。再次，大力鼓励制造业企业发展数字孪生技术，加强数字孪生技术与产业发展的深度融合，形成共建、共享、共治的城市孪生数字创新新生态。

　　（作者：张振刚，系华南理工大学工商管理学院二级教授、博士生导师，广东省科技革命与技术预见智库主任）