制造业能耗管理范例
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关键词：机械产品 低碳制造 低碳化转型
引言
进入21世纪以来，我国制造业以25%的年平均增长速度迅猛发展，使制造业增加值占GDP三分之一左右[1-2]。在取得卓越成就的同时，我国制造业仍存在诸多问题，其中产业结构处于高能耗期、能耗强度和能源效率不高、节能技术不够成熟尤为突出，这与我国当前的传统能源依存程度高、节能减排技术偏低、能源利用率低、生产过程管理漏洞较多等现象密不可分。据中科院调查显示，我国能源利用率仅为美国的26.9%、日本的11.5%。“十二五”规划提到，坚持把经济结构战略性调整作为加快转型经济发展方式的主攻方向。2009年11月26日，我国政府正式向外宣布控制温室气体的排放目标，决定到2020年单位生产总值二氧化碳排放相对2005年下降40%—50%[3]。这样，在国内外高度重视能耗问题的大环境下，伴随我国制造业节能减排、可持续发展等观念逐步加强。作为中国能源消耗大户的机械制造业，迫切需求一种降低机械产品制造过程中排放的新制造模式来贯穿整个生产制造过程——机械产品制造过程低碳化模式。它是机械制造业紧跟国际低碳制造浪潮，满足可持续发展要求必经之路。
一、实行低碳化转型的体系结构
机械产品生产过程从狭义理解是指从原材料投入到成品出产的全过程，通常包括工艺过程、检验过程、运输过程、等待停歇过程和自然过程。从广义理解是企业范围内全部生产活动协调配合的运行过程，除上述过程外还包括原材料投入之前的设计、购买、产品出厂后的售后服务等。要实行机械产品制造过程低碳化必须从其各个环节入手。
二、低碳设计
低碳设计以高效率利用资源为出发点，使产品制造过程的不良影响降到最小，其面向对象由传统的人、仅注重功能属性、忽略对环境的影响上升到集产品性能、功能、质量、寿命、成本、环境于一体的现代设计方法和理念，使低碳设计贯穿于产品的构思、选材、制造、使用、报废和回收利用等过程。实现从“摇篮到再现”的循环[4]。其特点主要有:⑴体现低碳设计理念，设计者利用创造原理，充分发挥创新思维，建立在低碳设计理论之上；(2)面对产品生命周期设计，分析在设计，生产使用，再利用等过程对环境影响；(3)强调创造原理和程序化思考；(4)超前性，先进性和综合性，从不同角度突出低碳设计的优越性，有助于缩短新产品开发周期，提升企业竞争力，形成新的设计方法和思路[7]。
2.1低碳设计方法
⑴逆向设计法 相对正向设计而言，其设计基础是采用逆向思维利用事物对立面，从产品的原理、大小和属性进行逆向设计的创新方法。①简化产品的结构和拆卸过程。如减少零部件和紧固件数量，采用易于拆卸的连接方式。②极小化产品体积、质量和极大化采用新原理、新技术和新材料。如使产品轻、薄、短小化，材料少，结构简单，可靠性高，寿命长等。③提高废旧产品回收利用率，如对全塑汽车的回收利用。
⑵生命周期设计法 是指从原料生产、产品生产，经过包装、运输、销售、使用至回收利用及处理所涉及各个阶段的总和。以预防污染、节约资源为核心，把环境与资源效益分析方法应用到产品设计中，实现机械产品功能性、成本性和环境性相协调，确保环境效益与经济效益最佳。
⑶并行工程设计法 集计算机辅助设计、生产制造、管理和质量保证等为一体，实现信息集成、信息共享和过程集成，是实行机械产品低碳设计的新模式和新方法，综合考虑设计中的各方面因素，随时在设计环节进行信息交流和反馈，实现闭环式设计过程多因素、多目标的全局最优化[5]。
⑷虚拟设计法 采用计算机技术生成具有视、听、触等多种感知的人工媒体空间，也称人工虚拟环境。利用虚拟观察技术可分析现阶段工作，并预测对下一阶段的影响，以便设计人员及时了解机械产品的三维建模及加工装配过程。使产品设计从三维到二维转化，提高产品设计精度，减少制造过程中不必要的材料浪费，对提高产品加工速度和保证其质量具有重要意义。
2.2低碳设计原则
⑴资源利用最佳原则 在选用资源时，从可持续发展观念出发，充分考虑资源的再生能力及跨时段配置问题，不能因资源不合理选用而加剧枯竭危机；设计时，最大化的利用产品在整个生命周期内所使用的资源。
⑵能耗、污染最小原则 选用能源类型时，尽可能选用能代替汽油等不可再生的二次能源，优先考虑太阳能、风能等可再生的清洁能源；设计时，力求降低产品在整个生命周期中的能源消耗和因转化为震动、噪音、热辐射等的能源浪费，遵循“预防为主，治理为辅”的低碳设计理念及环保策略。
⑶生态经济效益最佳原则 在考虑产品所创造的经济效益同时，还需从可持续发展观点出发，考虑其行为对生态和社会所造成的损失，从而取得最佳的生态经济效益。
三、低碳选材
低碳材料是指在继承传统意义上的具有良好使用性能和经济性基础上，对资源和能源消耗少，生态环境污染少，可再生或可降解率高，保证产品在制造的生命周期内与环境协调共存的新型材料。其主要特征有：具有良好的使用性能，使用的舒适性和绿色特征。这样，充分考虑材料的研究，应用和环保，资源，能源与发展之间的平衡协调，实现可持续发展。
选材的低碳化应考虑以下内容：首先，优先选用可再生、可循环利用、可降解和易回收的材料；其次，优先选用以低碳环保、节约能源和环境兼容性好为基础的材料，从而提高能源资源利用率，节约能源资源；再次，优先选用低能耗，无或少污染、无毒无害和无辐射的材料，尽可能减少产品对环境的破环。此外，还应少用短缺或稀有原材料，尽量多用废材、余料或回收材料以及新型材料[6]。#p#分页标题#e#
四、低碳工艺技术
随着制造业的不断发展，不可再生能源资源被大量利用，给未来制造业带来了危机，为实行能源资源的可持续发展，当务之急是开发出资源节约型的工艺技术代替传统技术。低碳工艺技术是以传统工艺技术为基础，以节约成本、合理利用资源、降低环境污染为目标，结合材料科学，控制技术，表面技术等新技术的先进工艺技术[7]。因此，分析与研究低碳工艺技术具有重要意义，其内容包括以下两个：
4.1低碳机床加工技术
⑴高速复合机床加工工艺 由于较高的切削速度和进给速度以及较短的换刀等辅助时间，可同时满足高效率、高精度和低碳化的要求。通过一次性加工就能获得高质量的加工表面，显著提高了加工效率和质量，满足了机械制造行业品种多、批量大、投资少的要求。
⑵干加工机床 在机床的干切削加工过程中，会产生大量的切削热，对机床外形和加工精度都有影响，因此，采用适合该加工工艺的机床来避免机床的热变形，保证工件加工精度。对该类机床有以下要求：首先，设计机床结构时，应完全热对称，并配置隔热系统和循环冷却系统；其次、为顺利排屑，应尽量使床身成立轴式、倾斜式或V字形，设计机床底座及防护时，应保证铁屑能快速且全部流出；再次，设计床身盖板时，可采用双层壁结构以对其隔热。
4.2低碳切削加工工艺技术
（1）高速干切削加工工艺技术 高速干切削能有效提高加工速度、缩短加工时间、带走在切削过程中产生的大部分热量，有效地减少切削液的使用。此外，还能提高产品加工精度和表面质量，避免或减少磨削过程。具有生产效率高、加工质量好、无环境污染等特点，具有很大的发展潜力，是未来切削加工发展的一个趋势，对发展低碳工艺具有推动作用。
（2）风冷却切削技术 将从供给源来的空气经除湿器除去水分后送到冷却器直至冷却到零下30℃，最后经绝热管从风嘴将冷风送至切削部位[8]。风冷却切削可显著降低切削温度提高刀具耐磨性和使用寿命，既提高工件表面加工质量，又完全无排放。相信随着加工工艺技术不断发展，风冷却技术会有广阔的应用前景。
（3）优质清洁表面技术 随着机械产品使用的广阔性，对其表面耐磨性要求也越来越高，优质清洁表面技术——自泳涂装。与传统的电泳涂装相比，它为水分散体系，不含有机溶剂，具有节能、节材，涂膜均匀，耐蚀性优良等特点，属无污染生产工艺。目前，在机械制造业得到推广和应用，获得了显著的经济和社会效益。
（4）先进刀具技术 刀具技术是提高切削加工工艺技术的基础，其发展涉及到刀具材料和刀具的结构技术，可分别提高刀具性能和工件的加工精度，在设计刀具的集合参数和结构时，还应满足切削时对断屑和排屑的要求，目前对刀具三维曲面断屑槽研究和设计制造技术趋于成熟，能有效地提高切屑折断能力和控制对切屑的流动方向。
五、低碳管理
低碳管理是集低碳价值观、低碳技术、低碳设计、清洁生产、低碳认证等为一体的全新的管理模式。主要包括：
⑴完整的低碳管理体系 系统化、标准化是机械制造企业低碳管理的发展趋势，其内涵及具体措施有：健全的监督管理体系、完善的环保法制、制造过程对资源消耗和环境影响的评估体系、强大的资金和技术支持以及企业积极申请ISO14000等绿色认证体系。
⑵高效的生产模式 从产品的使用性质来看，可分为专用性的定制产品和通用性的市场产品。其中定制环节浪费的资源占所耗资源的很大一部分，并影响所产生的环境排放和资源消耗。因此，企业可使用大规模定制生产模式。根据产品多样性和统一性，来分析产品结构的相似性与通用性，分类后产品可转化或部分转化为批量生产，实现零部件数量最小化，高效利用资源[6]。
⑶低碳设备管理 随着机械行业生产设备不断更新，企业环保意识不断增强，低碳设备倍受亲睐。低碳设备管理是相对于传统设备而言的一种新的理念和技术。以探索最少的资源消耗和环境保护，使设备工作状态最佳为目标，实现设备管理的功能、环境保护和资源利用等集成化[9]。
低碳制造的数据库与知识库 是指为实行制造过程低碳化而提供数据和理论支撑的资源系统。包括低碳设计、低碳选材、低碳加工工艺、低碳管理、低碳后处理及再制造等内容。只有这样，才能充分地将低碳制造理念和技术贯彻实施，满足不同企业对不同产品的制造要求，而且，随着技术的不断发展，应及时对数据库和知识库进行更新、管理和维护[10]。
六、低碳后处理及再制造
机械产品制造过程的后处理主要包括产品的包装，维护和回收。其中低碳包装是指能循环复用、再生利用或易降解腐化，在产品整个使用周期中对环境和人体不造成危害的适度包装[11]；低碳的维护是指从设备开始使用就进行全过程监护、维护和检修，以便设备更好更高效更经济的运行，有效避免了因设备故障导致材料等资源不必要的浪费。低碳回收是低碳后期处理的关键要素。在传统观念上，产品寿命结束后，组成各部件的材料再也没有使用价值，事实上，对废弃产品中有用的部分重利用起来，既节约资源又保护环境，具体表现在：首先，在产品生产过程中，注意对流失的物料和废料进行回收，经过处理后作为原材料返回到流程中，实现废物循环利用的闭合回路，有效地使生产过程对环境危害最小化；其次，在生命周期终结后，采用一定的处理技术对其回收处理，也可减少因资源浪费造成的环境污染。
再制造是机械行业实现“三赢”﹙即客户、环保、企业﹚的有效途径。它是以产品制造的全生命周期为理论指导，以提升废旧产品性能为目标，以高效、优质、环保、节能、节材为准则，通过先进技术和产业化生产来对产品进行修复和改造的总称。如下图所示：经过整个循环后，与传统新产品制造相比，可节省成本50%，减排55%，节能60%，节材70%，减少温室气体排放85%。还可大大减少水和能源消耗。
目前，我国机械制造业的再制造过程对产品只是简单的更换，还未达到减少成本、减少排放和降低污染的目的。为此，低碳再制造应从设计、制造、运输、使用到报废整个流程考虑，分阶段地实现资源耗费和环境污染最小化，达到企业、环境和社会三者效益的协调化[12]。#p#分页标题#e#
七、结语
21世纪的机械制造业，必将向着以技术创新推动产业创新，以现代低能耗、低污染的低碳制造化代替传统高能耗、高污染的制造迈进。实行机械产品制造过程低碳化转型是发展机械行业低碳制造的新型理念基础和技术来源，符合当前低碳经济与低碳生活的时代潮流，有助于加快制造企业的结构调整与弘扬可持续发展观念。
【参考文献】
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[10]刘飞，曹华军等。绿色制造的研究现状与发展趋势[J]。中国机械工程，2000。
关键词：绿色经济；制造业；低碳供应链管理
绿色经济是指在可持续发展观的指导下，通过开发新能源、产业转型、技术创新等手段尽可能地减少高碳能源的消耗，减少环境的污染，在促进经济增长和实现社会发展目标的同时保持低碳、环保生态的可持续发展。低碳供应链管理注重对环境的保护，在实现经济效益的同时，更强调要达到环境与经济的协调发展。在企业环境战略规划中适当考虑供应链中各环节的有效低碳控制，将供应链中各环节节点纳入到企业环境管理战略中，实施生产技术的改革与创新，减轻环境污染的破坏，提高资源的使用效率，最终得以节约产品制造成本，减少高碳资源的消耗，保障企业的经济利益，实现经济和环境的双重发展。绿色经济与低碳供应链管理存在互相补充、彼此融合、相辅相成的发展关系[1]。目前，我国制造业行业普遍存在环境污染，高碳能源消耗、资源利用率等方面迫切需要改进和提高。制造业的能耗占全国一次能耗的63%，单位产品的能耗高出国际水平20%~30%，单位能源生产的GDP低于日本、英国、德国、法国等西方发达国家。我国目前已提出“绿色、低碳、环保"的发展理念，并且对制造业解决日益严重的环境污染方面提出了更高的要求。制造业为实现低碳生产、低碳包装、低碳流通和低碳消费，务必通过实施低碳供应链管理来达到降低能源消耗、提高能源效率和经济效益的目的。目前，人们的低碳、环保意识已逐步提高，消费者也愿意为低碳产品多支付一定的价格。因此在绿色经济背景下制造业推行低碳供应链管理是大势所趋[2]。
1我国制造业企业低碳供应链管理现状
我国制造业在“低碳供应链管理”理论和实践两个方面都处于初级阶段。和发达国家相比，我国制造企业的低碳、环保措施尚有差距,供应链上的各物流活动对环境的污染依然很严重。以包装物的回收率为例，美国是47.8%，日本是37.1%，而我国仅为20.4%。在备受关注的塑料包装方面，欧洲国家平均回收利用率是15%，而我国塑料包装物的回收率仅仅为10%。联合国统计署公布的几组数字更清晰表明了我国目前的差距:(1)1999年全球低碳消费总量达300亿美元，荷兰人有80%、德国人有90%、美国人有89%进行低碳消费，而我国低碳产品和低碳消费额才刚刚开始，起步较晚。（2）我国单位GDP所消耗的能量是日本的7.02倍、美国的3.52倍、德国的5.62倍,单位GDP的金属消耗量是世界平均水平的2~4倍。与发达国家相比，我国每增加单位GDP,废水排放量要高出4倍，单位工业产值产生的固体废弃物要高出10倍以上[3]。供应链一直是国民经济中的一个重要组成部分。在欧洲、美国,即便有制造业空心化的趋势,整个物流成本也占到了GDP的7%-8%。中国制造业发达,单位GDP所需的运输量更多,供应链占到GDP比重虽已逐年下降,但2020年仍占14.6%，高于欧美的8%左右。因此，我国在制造业低碳供应链管理方面较西方发达国家依然任重道远。目前，我国制造行业在低碳供应链管理方面存在以下问题：
1.1宏观层面
1.1.1政策法规强制下的考评标准缺失
2009年~2012年间，我国制造业的碳排放量并不是很快，但2013年后增长幅度非常大。这与我国的政策、法律法规要求下的考评标准缺失有关，因此应提出更多的鼓励政策，激励制造业自愿发展绿色经济。现有的很多政策、措施存在诸多缺陷，现有的减税、补贴等激励手段还缺乏可操作性，尚未真正发挥效用。
1.1.2产业细则的指导不够明确
我国的行业碳排放实施细则还只是一个总括，并没有细化到各个子行业中，对高碳排放的企业缺乏行之有效的管理措施。目前我国制造业的能源利用结构单一，清洁能源使用较少，以化石原料为主。这些化石能源碳排放量较多，而与之相匹配的节能措施机制尚不健全。另外由于制造业的生产设备较落后，低碳产业化指导不够细致，能源效率很难得到提高。
1.1.3低碳技术应用创新不够
低碳技术的发展要求具备较高的技术创新性,主要应用在生产设备制造加工、产品的转化、污染物的排放与废弃物的处理三个领域，尤以废弃物处理技术要求较高。低碳技术的应用效果既取决于技术减排提高能源的利用效率，也取决于低碳技术的应用范围。当前我国制造业不同行业之间缺少有效合作，低碳技术在行业间没有信息的出口，没有向外扩展的渠道。与此同时，因为制造业各行业对于低碳减排的认识还存在一定的限制，技术的使用和创新方面不够，导致低碳减排的效果并不理想[4]。
1.2微观层面
1.2.1企业重视内部管理，忽视对供应商的评估
近年来，在国家相关政策引导下，我国制造业的低碳环保意识逐渐增强，在低碳环保生产等方面也取得了明显的成就；但在企业生产经营过程中仍然存在侧重企业内部环境的管理和改善，而忽视对供应商的评估和选择问题。随着企业内部环境的改善，在生产环节中环境污染大幅度降低，而原材料采购源头对产品的研发、生产制造等方面对环境产生的不良影响，大部分企业却并没有考虑到。究其原因主要在于我国制造业企业低碳供应链管理意识不强，管理技术和技能需要提高。
1.2.2低碳技术要求高，企业经营压力大
制造企业从传统的粗放式生产转变为低碳环保式生产，需要对设计研发、采购、生产、销售、技术等方面进行全方位的改进，并且需要购置低碳环保设备代替能源消耗大、效率低的传统设备。企业需要投入巨额资金，而且资金回报周期长，给企业带来严重的资金压力，导致部分企业面临困境而无法继续经营。据南方日报报道，某成衣生产企业花费1500万元引进一套低碳环保设备，占投资额的80%以上，但由于受国际国内经济环境影响，亏损千万，生存压力很大。尽管政府已作出相应支持政策，但整体来看，企业在设备更新换代方面积极性不高，其中资金不足是一个重要的原因。
1.2.3低碳物流标准尚不成熟，资源浪费问题突出
低碳物流，就是在物流各个环节中不单要控制物流对环境的污染危害，还要实现对整个物流过程中环境的改善与净化，是融物流作业环节和物流管理全过程于一体的低碳化。物流作业环节的低碳物流涵盖低碳运输、低碳包装和低碳流通加工等。而物流管理过程的低碳物流体系尚不健全，尤其是在资源配置和节能减排方面是薄弱项。所以，制造业企业无论是从自身节约资源的目标考虑，还是从社会环境保护角度出发，改进物流体系、开展低碳物流管理，正向物流环节的低碳化，以及供应链上的逆向物流体系的低碳化都是应该考虑的方向。正逆向物流体系的低碳化标准都具备才有助于实现可持续发展的最终目标，达到经济、社会和环境效益的统一。
1.2.4低碳产品成本较高，影响企业利润
从供应链管理的规划实施过程看，制造业企业规划构建低碳供应链需要从各个方面对新型原材料采购、新产品研发与设计，以及技术开发生产工艺和生产工艺设备的后续技术更新等环节进行重新规划和构建。这将直接导致制造业企业生产和经营成本的直线式上升，增加其资金需求压力，同时也会压缩其利润空间，削弱企业构建长期低碳供应链管理体系的积极性。企业低碳营销要求贯穿商品生产流通消费全过程的各环节。第一需要倡导低碳消费。消费者的个体需求与社会环境效益既有一致性,又有不同点,这需要企业在低碳营销中付出较多成本,承担较高风险。第二需要设计低碳产品。低碳产品的质量和环保标准会明显高于普通产品。第三需要采用低碳工艺。低碳产品的高质量和环保标准对生产工艺的要求更高,必然会增加生产成本；另一方面,要求企业在生产工艺上尽可能采用环保效果先进的技术和方法,必然会因污染环境而淘汰成熟稳定的传统技术,而新工艺又会影响到生产组织、管理方式和劳动效率,进一步推高生产成本。第四，企业生产经营过程各环节的低碳要求又直接导致设备的更新成本、管理成本、学习成本的上升。因此，低碳营销的成本明显要高于传统营销[5]。
1.2.5低碳产品价格偏高，消费理念不足
消费意识决定消费倾向，影响消费选择，影响低碳消费的普及，所以消费者的消费意识对低碳物流管理的推广和普及至关重要。低碳营销的高成本最终会转嫁到消费者身上,导致低碳产品价格升高,除非企业愿意牺牲利润。德国一项研究结果表明，低碳空调的价格比普通空调的价格约高出50%-200%。我国某家电企业标明“低碳家电”字样的1P挂式变频空调的价格为6500元，普通1P空调价格2500元，相差4000元。低碳产品的高价格一方面取决于消费者能从中受益,愿意承担较高的价格获得低碳产品,享受绿色低碳带来的效用；另一方面消费者不得不付出额外的货币代价，来承担低碳营销的成本,这对消费者是不公平的。如果不解决这一问题,低碳营销的广泛普及必然会遇到较大的阻碍。
2绿色经济下制造企业低碳供应链管理优化策略
实施低碳供应链管理，能够协调社会环境与经济发展之间的关系，能够增强企业在国际和国内市场的核心竞争力，能够实现企业的可持续发展。企业实行低碳供应链管理需要考虑从以下几方面采取措施。
2.1低碳采购:加强供应商选择和评价
低碳供应链管理是以低碳采购为初始环节，制造业上下游企业可根据我国国情及供方企业经营发展的实际情况，达成互惠互利的理念共识，遵循利益共享共建、风险共担的基本原则，打造利益共同体。传统意义上的供应链采购管理是通过规范的采购流程不断优化供给双方之间的业务往来关系,最终形成一个优质的供应商群体,并通过招投标方式达到降低采购产品价格、提高采购产品质量和供应商服务水平的目的。而低碳供应链采购管理既要遵循传统采购的原则和规定，更重要的是还要考虑选择低碳供应商、提供低污染的原材料等,避免使用有毒害、有辐射性、高污染的材料，从源头上控制低碳供应链的首要环节[6]。
2.2低碳生产:实施低碳生产管理体系
低碳生产管理就是在产品研发阶段以低碳理念设计产品的整个生命周期。例如采用低能耗、低污染的生产设备、设施，采用精益指导的理念，考虑产品和包装的可拆解性和可回收性等。我国尚处在绿色经济初步实施阶段。一方面，制造企业在建立运营企业管理体系时，首先要成立低碳管理部门，制定碳排的统计、监测和考核办法，建立健全低碳生产管理体系监督实施机制和制度保障；另一方面，企业要加快调整现有的生产体系，淘汰落后产能、改进生产工艺和技术、优化生产设备，在生产环节强化低碳节能效应。最后企业应着眼于理念创新，以组织架构创新为基础，统筹和整合生产管理方法的创新，不断深化生产管理流程优化，重新思考制造业企业如何在绿色经济下实现低碳生产管理理念的再次创新，来推动制造业企业的低碳供应链生产管理，提高企业的核心竞争力[7]。
2.3低碳物流:构建低碳供应链标准化体系
“标准化”是实现低碳物流的重要保障。标准体系的构建、关键技术标准的提出和制定，都是低碳物流体系建设的基础工作。国务院《物流业发展中长期规划(2014-2020年)》中将“大力发展低碳物流,推动节能减排,切实降低高能源消耗”,“加强低碳物流标准化建设”列为重点任务[8]。这预示着：第一，低碳被纳入我国物流标准体系的建设工作中。物流标准体系是我国物流系统的总体规划，为低碳物流管理工作明确了目标和发展方向。现阶段，更应特别强调将低碳、环保、节能等因素加入到物流标准化体系当中去。第二，企业积极参与低碳物流标准的制定。企业是低碳物流标准制定和实施的主体。从长期看，低碳物流标准的制定关系到企业的可持续发展问题，关系到企业自身的经济效益。企业参与标准化体系的制定，能够充分从企业实际情况出发，为低碳化物流标准化体系的制定提供真实可靠的数据，使标准化体系的制定体现出科学性、合理性和可行性，更有利于低碳物流标准化体系快速、全面地被企业接受和实施[9]。
2.4低碳战略：做好降低成本长期发展规划
在国家宏观低碳环保发展趋势下，企业应尽快制定出适合本企业的低碳发展战略，为今后的低碳发展做好长期规划。在发展初期企业研发成本会大大增加，但在后期发展中会更加节能、高效，减少污染，最终会使企业降低成本，提高企业的信誉度和美誉度，使企业树立一个良好的社会形象。消费者的消费意识也会逐渐向低碳、环保方向发展，从而有效增强企业的竞争力。将低碳战略纳入到企业发展规划中，将从根本上解决企业的低碳环保问题，寻求经济效益和保护环境的双赢模式，实现低碳、环保化的发展模式[10]。
2.5低碳营销:扩大宣传教育
扬州市从可持续发展角度出发，在工业、旅游业等方面大力发展“低碳经济”。“十二五”期间，扬州市全力加快传统机械产业的升级改造，向规模化、低碳化方向发展，已具备了加快发展低碳绿色制造业的有利条件。从机械行业的结构看，以低碳制造、绿色制造为特色的高新企业已经成为经济新的推动力。2013年，机械制造业为全市产值做出重要贡献。其中，电气机械和器材制造业实现产值1610.4亿元，居行业之首，占全市总量的18.9%。2013年全市规模以上工业累计综合能源消费量为952.4万吨标准煤，同比增长11.3%。从行业发展趋势看，劳动密集型传统制造业正逐步趋向技术密集型、资本密集型。扬州市业已形成汽车及零部件、机械装备、船舶及配套件三大产业集群。2013年，汽车产业实现产值939.2亿元，同比增长40.7%;机械装备产业发展稳健，实现产值2562.8亿元，同比增长18.5%;船舶产业实现产值547.9亿元。这三个产业集群为低碳经济的深入发展奠定了产业基础。从行业碳排放情况看，扬州市机械制造业已经积累了一定的节能减排经验。机械装备业运用新技术设计制造的节能型内燃机已经在汽车产业进行广泛的运用。从地区产业政策看，低碳发展理念得以体现。机械行业不断增加对创新技术的资金投入，2012年，扬州市政府为规模以上工业企业研发经费投入资金1.5498亿元，全市大中型企业研发机构覆盖率超过80%，规模以上企业研发投入占销售收入的比重达1.2%。此外，扬州实施企业“退城进园”政策，建设了汽车产业园等八大工业园区，为发展低碳机械制造业增加竞争实力。
2低碳经济视阈下扬州市机械制造业发展面临的挑战
“十二五”期间，扬州在经济快速发展的同时，机械行业的碳排放总量也在明显增加。扬州机械行业要实现绿色制造，低碳制造还面临诸多挑战。
2.1机械制造业结构重型化、高能耗特征明显
扬州制造业以机械装备、汽车及零部件、船舶及配套件等机械类传统优势产业为主体。劳动密集型的加工制造业企业及产值依旧占机械行业企业的大多数，对能源产品需求量巨大。扬州清洁能源及低碳能源资源缺乏，机械制造业能源产品消耗依然以煤炭为主，造成能耗居高不下，成为发展低碳经济的一大困难。如下图所示，近年来，机械制造业一直占据扬州制造业能源消费的主体地位。
2.2扬州地区资源稀缺，需加快利用低碳能源
扬州市属于能源欠缺地区，矿产资源产量不足。近年来，能源自给率持续递减，供需矛盾日趋突出。扬州必须开展低碳能源的开发，并且研究在机械行业用低碳能源替代矿产能源，减少碳排放，实现绿色制造。
2.3低碳技术创新能力薄弱
“十二五”期间，扬州机械行业的整体创新能力依然薄弱，低碳技术的研发和推广资金不足。2012年，扬州市政府为规模以上制造业企业研发经费投入费用，比2011年仅增加了19万元;规模以上制造业企业研发机构企业数有913个，仅占制造业企业数的36%;2012年，规模以上制造业企业中博士、硕士学位人才数量为2418人，占企业科技活动人员数的10.3%;2012年，全市专利申请总量18996件，其中规模以上制造业企业专利申请数为4115件，占比为21.6%;全市发明专利申请4222件，其中规模以上制造业企业发明专利数为1287件，占比为30.4%。
3低碳经济视阈下扬州市机械制造业发展绿色制造的对策建议
在整体经济发展放缓、环境污染严重、能源供需紧张的环境下，扬州机械制造业需政府、行业和企业共同努力，优化产业结构，开发应用清洁能源，发展低碳技术，走低碳绿色发展之路。
3.1优化产业结构，构建绿色制造支撑体系
进一步优化产业园区，打造低碳产业集群。同类型企业对能源需求相近，园区可以集中供应电、水和热等能源。在园区设立集中废弃污染物处理中心，降低制造业废物处理成本。上下游制造企业就近安排同一个园区，减少交通运输的碳排放量;重点开发具有高新技术的企业。将产业结构向低耗能产业转移，培育更多的生态型、节能型机械企业;对于传统的加工制造业，进行资本运作和技术升级，实现规模经济。积极解决低附加值、低技术含量企业耗费能源、同质化竞争严重的问题。积极进行企业兼并重组，向集约化生产制造要效益。
3.2落实配套政策和资金，引导企业开发运用低碳资源
3.2.1积极开发清洁能源
扬州可利用地热、太阳能资源丰富的特点，出台税收等优惠政策，扶持清洁能源开发企业，积极组织开发地热能、光能等清洁能源，为本地区机械行业能源结构清洁化、多元化提供动力。
3.2.2制定企业低碳制造管理办法，实施奖惩制度
科学合理的政策法规是督促企业积极运用低碳资源的基础。根据扬州市工业现状，制定相关环保标准和管理办法，加强对企业的环境测评和节能监察。对于运用低碳资源，达到节能减排目标的企业给予奖励和政策扶持。对于高耗能、减排效果不明显的机械制造业依据管理办法整顿或关停，从而有效约束扬州机械制造企业向规模化、低碳化方向转变。
3.3研发低碳技术，实现机械制造全流程绿色工艺
关键词：绿色经济；制造业；低碳供应链管理
绿色经济是指在可持续发展观的指导下，通过开发新能源、产业转型、技术创新等手段尽可能地减少高碳能源的消耗，减少环境的污染，在促进经济增长和实现社会发展目标的同时保持低碳、环保生态的可持续发展。低碳供应链管理注重对环境的保护，在实现经济效益的同时，更强调要达到环境与经济的协调发展。在企业环境战略规划中适当考虑供应链中各环节的有效低碳控制，将供应链中各环节节点纳入到企业环境管理战略中，实施生产技术的改革与创新，减轻环境污染的破坏，提高资源的使用效率，最终得以节约产品制造成本，减少高碳资源的消耗，保障企业的经济利益，实现经济和环境的双重发展。绿色经济与低碳供应链管理存在互相补充、彼此融合、相辅相成的发展关系[1]。目前，我国制造业行业普遍存在环境污染，高碳能源消耗、资源利用率等方面迫切需要改进和提高。制造业的能耗占全国一次能耗的63%，单位产品的能耗高出国际水平20%~30%，单位能源生产的GDP低于日本、英国、德国、法国等西方发达国家。我国目前已提出“绿色、低碳、环保"的发展理念，并且对制造业解决日益严重的环境污染方面提出了更高的要求。制造业为实现低碳生产、低碳包装、低碳流通和低碳消费，务必通过实施低碳供应链管理来达到降低能源消耗、提高能源效率和经济效益的目的。目前，人们的低碳、环保意识已逐步提高，消费者也愿意为低碳产品多支付一定的价格。因此在绿色经济背景下制造业推行低碳供应链管理是大势所趋[2]。
1我国制造业企业低碳供应链管理现状
我国制造业在“低碳供应链管理”理论和实践两个方面都处于初级阶段。和发达国家相比，我国制造企业的低碳、环保措施尚有差距,供应链上的各物流活动对环境的污染依然很严重。以包装物的回收率为例，美国是47.8%，日本是37.1%，而我国仅为20.4%。在备受关注的塑料包装方面，欧洲国家平均回收利用率是15%，而我国塑料包装物的回收率仅仅为10%。联合国统计署公布的几组数字更清晰表明了我国目前的差距:(1)1999年全球低碳消费总量达300亿美元，荷兰人有80%、德国人有90%、美国人有89%进行低碳消费，而我国低碳产品和低碳消费额才刚刚开始，起步较晚。（2）我国单位GDP所消耗的能量是日本的7.02倍、美国的3.52倍、德国的5.62倍,单位GDP的金属消耗量是世界平均水平的2~4倍。与发达国家相比，我国每增加单位GDP,废水排放量要高出4倍，单位工业产值产生的固体废弃物要高出10倍以上[3]。供应链一直是国民经济中的一个重要组成部分。在欧洲、美国,即便有制造业空心化的趋势,整个物流成本也占到了GDP的7%-8%。中国制造业发达,单位GDP所需的运输量更多,供应链占到GDP比重虽已逐年下降,但2020年仍占14.6%，高于欧美的8%左右。因此，我国在制造业低碳供应链管理方面较西方发达国家依然任重道远。目前，我国制造行业在低碳供应链管理方面存在以下问题：
1.1宏观层面
1.1.1政策法规强制下的考评标准缺失
2009年~2012年间，我国制造业的碳排放量并不是很快，但2013年后增长幅度非常大。这与我国的政策、法律法规要求下的考评标准缺失有关，因此应提出更多的鼓励政策，激励制造业自愿发展绿色经济。现有的很多政策、措施存在诸多缺陷，现有的减税、补贴等激励手段还缺乏可操作性，尚未真正发挥效用。
1.1.2产业细则的指导不够明确
我国的行业碳排放实施细则还只是一个总括，并没有细化到各个子行业中，对高碳排放的企业缺乏行之有效的管理措施。目前我国制造业的能源利用结构单一，清洁能源使用较少，以化石原料为主。这些化石能源碳排放量较多，而与之相匹配的节能措施机制尚不健全。另外由于制造业的生产设备较落后，低碳产业化指导不够细致，能源效率很难得到提高。
1.1.3低碳技术应用创新不够
低碳技术的发展要求具备较高的技术创新性,主要应用在生产设备制造加工、产品的转化、污染物的排放与废弃物的处理三个领域，尤以废弃物处理技术要求较高。低碳技术的应用效果既取决于技术减排提高能源的利用效率，也取决于低碳技术的应用范围。当前我国制造业不同行业之间缺少有效合作，低碳技术在行业间没有信息的出口，没有向外扩展的渠道。与此同时，因为制造业各行业对于低碳减排的认识还存在一定的限制，技术的使用和创新方面不够，导致低碳减排的效果并不理想[4]。
1.2微观层面
1.2.1企业重视内部管理，忽视对供应商的评估
近年来，在国家相关政策引导下，我国制造业的低碳环保意识逐渐增强，在低碳环保生产等方面也取得了明显的成就；但在企业生产经营过程中仍然存在侧重企业内部环境的管理和改善，而忽视对供应商的评估和选择问题。随着企业内部环境的改善，在生产环节中环境污染大幅度降低，而原材料采购源头对产品的研发、生产制造等方面对环境产生的不良影响，大部分企业却并没有考虑到。究其原因主要在于我国制造业企业低碳供应链管理意识不强，管理技术和技能需要提高。
1.2.2低碳技术要求高，企业经营压力大
制造企业从传统的粗放式生产转变为低碳环保式生产，需要对设计研发、采购、生产、销售、技术等方面进行全方位的改进，并且需要购置低碳环保设备代替能源消耗大、效率低的传统设备。企业需要投入巨额资金，而且资金回报周期长，给企业带来严重的资金压力，导致部分企业面临困境而无法继续经营。据南方日报报道，某成衣生产企业花费1500万元引进一套低碳环保设备，占投资额的80%以上，但由于受国际国内经济环境影响，亏损千万，生存压力很大。尽管政府已作出相应支持政策，但整体来看，企业在设备更新换代方面积极性不高，其中资金不足是一个重要的原因。
1.2.3低碳物流标准尚不成熟，资源浪费问题突出
低碳物流，就是在物流各个环节中不单要控制物流对环境的污染危害，还要实现对整个物流过程中环境的改善与净化，是融物流作业环节和物流管理全过程于一体的低碳化。物流作业环节的低碳物流涵盖低碳运输、低碳包装和低碳流通加工等。而物流管理过程的低碳物流体系尚不健全，尤其是在资源配置和节能减排方面是薄弱项。所以，制造业企业无论是从自身节约资源的目标考虑，还是从社会环境保护角度出发，改进物流体系、开展低碳物流管理，正向物流环节的低碳化，以及供应链上的逆向物流体系的低碳化都是应该考虑的方向。正逆向物流体系的低碳化标准都具备才有助于实现可持续发展的最终目标，达到经济、社会和环境效益的统一。
1.2.4低碳产品成本较高，影响企业利润
从供应链管理的规划实施过程看，制造业企业规划构建低碳供应链需要从各个方面对新型原材料采购、新产品研发与设计，以及技术开发生产工艺和生产工艺设备的后续技术更新等环节进行重新规划和构建。这将直接导致制造业企业生产和经营成本的直线式上升，增加其资金需求压力，同时也会压缩其利润空间，削弱企业构建长期低碳供应链管理体系的积极性。企业低碳营销要求贯穿商品生产流通消费全过程的各环节。第一需要倡导低碳消费。消费者的个体需求与社会环境效益既有一致性,又有不同点,这需要企业在低碳营销中付出较多成本,承担较高风险。第二需要设计低碳产品。低碳产品的质量和环保标准会明显高于普通产品。第三需要采用低碳工艺。低碳产品的高质量和环保标准对生产工艺的要求更高,必然会增加生产成本；另一方面,要求企业在生产工艺上尽可能采用环保效果先进的技术和方法,必然会因污染环境而淘汰成熟稳定的传统技术,而新工艺又会影响到生产组织、管理方式和劳动效率,进一步推高生产成本。第四，企业生产经营过程各环节的低碳要求又直接导致设备的更新成本、管理成本、学习成本的上升。因此，低碳营销的成本明显要高于传统营销[5]。
1.2.5低碳产品价格偏高，消费理念不足
消费意识决定消费倾向，影响消费选择，影响低碳消费的普及，所以消费者的消费意识对低碳物流管理的推广和普及至关重要。低碳营销的高成本最终会转嫁到消费者身上,导致低碳产品价格升高,除非企业愿意牺牲利润。德国一项研究结果表明，低碳空调的价格比普通空调的价格约高出50%-200%。我国某家电企业标明“低碳家电”字样的1P挂式变频空调的价格为6500元，普通1P空调价格2500元，相差4000元。低碳产品的高价格一方面取决于消费者能从中受益,愿意承担较高的价格获得低碳产品,享受绿色低碳带来的效用；另一方面消费者不得不付出额外的货币代价，来承担低碳营销的成本,这对消费者是不公平的。如果不解决这一问题,低碳营销的广泛普及必然会遇到较大的阻碍。
2绿色经济下制造企业低碳供应链管理优化策略
实施低碳供应链管理，能够协调社会环境与经济发展之间的关系，能够增强企业在国际和国内市场的核心竞争力，能够实现企业的可持续发展。企业实行低碳供应链管理需要考虑从以下几方面采取措施。
2.1低碳采购:加强供应商选择和评价
低碳供应链管理是以低碳采购为初始环节，制造业上下游企业可根据我国国情及供方企业经营发展的实际情况，达成互惠互利的理念共识，遵循利益共享共建、风险共担的基本原则，打造利益共同体。传统意义上的供应链采购管理是通过规范的采购流程不断优化供给双方之间的业务往来关系,最终形成一个优质的供应商群体,并通过招投标方式达到降低采购产品价格、提高采购产品质量和供应商服务水平的目的。而低碳供应链采购管理既要遵循传统采购的原则和规定，更重要的是还要考虑选择低碳供应商、提供低污染的原材料等,避免使用有毒害、有辐射性、高污染的材料，从源头上控制低碳供应链的首要环节[6]。
2.2低碳生产:实施低碳生产管理体系
低碳生产管理就是在产品研发阶段以低碳理念设计产品的整个生命周期。例如采用低能耗、低污染的生产设备、设施，采用精益指导的理念，考虑产品和包装的可拆解性和可回收性等。我国尚处在绿色经济初步实施阶段。一方面，制造企业在建立运营企业管理体系时，首先要成立低碳管理部门，制定碳排的统计、监测和考核办法，建立健全低碳生产管理体系监督实施机制和制度保障；另一方面，企业要加快调整现有的生产体系，淘汰落后产能、改进生产工艺和技术、优化生产设备，在生产环节强化低碳节能效应。最后企业应着眼于理念创新，以组织架构创新为基础，统筹和整合生产管理方法的创新，不断深化生产管理流程优化，重新思考制造业企业如何在绿色经济下实现低碳生产管理理念的再次创新，来推动制造业企业的低碳供应链生产管理，提高企业的核心竞争力[7]。
2.3低碳物流:构建低碳供应链标准化体系
“标准化”是实现低碳物流的重要保障。标准体系的构建、关键技术标准的提出和制定，都是低碳物流体系建设的基础工作。国务院《物流业发展中长期规划(2014-2020年)》中将“大力发展低碳物流,推动节能减排,切实降低高能源消耗”,“加强低碳物流标准化建设”列为重点任务[8]。这预示着：第一，低碳被纳入我国物流标准体系的建设工作中。物流标准体系是我国物流系统的总体规划，为低碳物流管理工作明确了目标和发展方向。现阶段，更应特别强调将低碳、环保、节能等因素加入到物流标准化体系当中去。第二，企业积极参与低碳物流标准的制定。企业是低碳物流标准制定和实施的主体。从长期看，低碳物流标准的制定关系到企业的可持续发展问题，关系到企业自身的经济效益。企业参与标准化体系的制定，能够充分从企业实际情况出发，为低碳化物流标准化体系的制定提供真实可靠的数据，使标准化体系的制定体现出科学性、合理性和可行性，更有利于低碳物流标准化体系快速、全面地被企业接受和实施[9]。
2.4低碳战略：做好降低成本
长期发展规划在国家宏观低碳环保发展趋势下，企业应尽快制定出适合本企业的低碳发展战略，为今后的低碳发展做好长期规划。在发展初期企业研发成本会大大增加，但在后期发展中会更加节能、高效，减少污染，最终会使企业降低成本，提高企业的信誉度和美誉度，使企业树立一个良好的社会形象。消费者的消费意识也会逐渐向低碳、环保方向发展，从而有效增强企业的竞争力。将低碳战略纳入到企业发展规划中，将从根本上解决企业的低碳环保问题，寻求经济效益和保护环境的双赢模式，实现低碳、环保化的发展模式[10]。
2.5低碳营销:扩大宣传教育
（一）重工业偏大的结构导致能耗居高不下
现行主流的低碳经济理论认为，如果经济结构中有更多低碳排放的“清洁部门”，那么碳排放量一定会降低。以工业结构为例，轻工业与重工业对资源环境的影响也存在较大差异，在同样的工业发展规模中，重工业比轻工业对资源环境的影响要大。目前，哈尔滨市的工业结构仍以重工业为主体，虽然其规模以上企业数量和产值都有逐渐下降的趋势，但是，由于高耗能行业全部集中于重工业中，且其综合能源消费量占到重工业的80％～90％，所以，造成近五年重工业综合能耗占规模以上工业总综合能耗的比重居高难下，始终徘徊在86％左右。加之一批热电联产、水泥熟料生产、化工醇、生铁高炉等高耗能项目相继建成投产，进一步推高了重工业的能耗水平。
（二）主导产业结构向低碳化调整的方向不明确
装备、食品、医药和石化等四个主导产业在哈尔滨市占有绝对的主导地位，其低碳化调整的方向和步伐对哈尔滨市工业低碳化发展起到举足轻重的作用。从低碳角度分析，哈尔滨市四个主导产业中，石化产业属高耗能产业，综合能耗占比较高，其中的石油加工炼焦及核燃料加工业、化学原料及化学制品制造业两大类行业属六大高耗能行业，两行业合计的企业数量、产值和综合能耗分别占主导产业的3．1％、12．7％和45．5％。哈尔滨市的食品工业和装备制造业其产值占比较大，能源消费弹性系数相对较低，尤其是装备制造业中的绝大多数行业，单位能耗均接近于全市最低水平。近年来装备制造业陷入发展困境，石化产业产值规模在不断扩大，不符合哈尔滨市主导产业应采取的“提食品、装备、保医药、限石化”低碳转型发展方向。
（三）产业层次和产品附加值偏低
目前，哈尔滨市工业的多个行业及其产品都位于产业链低端位置，处于原材料加工或产品初级加工的低产业层次、低附加值阶段，能耗高、产值低，企业竞争能力差，是工业转型升级的重点。从低碳经济角度分析，这些行业或产品的能耗强度均偏高，尤其是对于高耗能行业来讲，各链条能耗强度的差距更加明显。如水泥行业，吨熟料综合能耗比吨水泥能耗平均高出30－40千克标煤。而哈尔滨市的多数水泥企业都是只生产熟料和水泥，缺少高附加值、低能耗的下游产品。哈尔滨市钢铁产品以长材和普通建筑钢材为主，扁平材及高附加值的产品少，优质钢材目前主要依靠外购，钢铁生产企业的本地配套率较低。
（四）以煤炭为主的能源结构不利于碳减排
哈尔滨市工业企业多以低效率、高排放的煤炭作为主要消耗能源。近年来，由于煤炭市场充分放开，优质原煤价格不断上涨，为了降低生产成本，多数用能企业在优质煤中掺烧一定比例热值低、排放多、价格低的褐煤，因此需要企业对锅炉和除尘设备进行必要的升级、改造。但从实际看，多数企业难以承担较大的升级、改造成本，尤其是热电联产和供暖等能源转换型企业，锅炉的节能、减排工艺和技术升级缓慢，直接影响到企业经济效益和碳减排效应。以煤炭为主的能源消费结构，以及在用燃煤锅炉的技术现状和升级步伐，对哈尔滨市发展低碳工业形成较大阻力。
（五）低碳化升级改造项目推进难度大
为实现低碳化转型升级，哈尔滨市部分水泥、炼钢、供热等高耗能企业都在积极谋划上新设备，延伸能效利用环节，利用生产过程中形成的余热、余气等资源进行发电、供热或回收利用，满足企业和社会用电、用热需要，但是受并网审批的限制，一些综合效益可观的项目迟迟不能启动建设，严重影响和制约着低碳化升级改造项目推进进度。
二、促进哈尔滨市工业低碳化转型升级的对策建议
（一）明确工业转型升级的方向和重点
实现哈尔滨市工业低碳发展，必须以传统优势产业转型升级和战略性新兴产业培育发展为引领，在存量中改造高碳行业，在增量中发展低碳行业，明确转型升级的方向和重点，通过优化技术结构、组织结构、布局结构和行业结构，促进工业整体结构优化提升。加快传统产业的转型升级。优先发展食品、装备制造两个低碳高产值主导产业，限制发展化学原料及化学制品制造、非金属矿物制品和黑色金属冶炼及压延业等高耗能产业，稳步发展纺织、木材加工、印刷、文体用品制造等轻工业。着力发展战略性新兴产业。围绕新一代电子信息、民用航空、新能源装备、新材料和生物产业等新兴产业领域，实施重点领域产业改造升级，完善产业链条，形成新的经济增长点。
（二）加快淘汰落后产能，推进低碳示范工程
哈尔滨市必须抓好替代热源审批、投资、建设等各环节，妥善解决拆除热源补偿问题，最大限度拆除热网覆盖范围内的分散小锅炉。对于经营不善而等待“被政府淘汰”或利用部门监管“空隙”偷摸生产的类似企业，政府决不能弃管或视而不见，而必须摸清其底数，发挥低碳节能专项资金的引导作用，辅以经济、法律甚至是行政手段，对其进行有序淘汰。尤其要对冶炼、造纸和水泥等高能耗和高污染行业中生产规模小、经济效益差、资源消耗大的企业予以优先淘汰。同时，以淘汰落后产能为契机，加快推进高耗能企业的兼并重组步伐，以典型低碳行业或企业为引领，建设低碳示范地区和低碳示范园区，将优势资源向投入产出效益好的区域和企业集中，通过集约化生产，提高能源利用效率。
（三）改善工业能源消费结构
推动哈尔滨市能源结构由传统高碳为主向清洁能源比重不断增加的结构转变。促进用能企业向低碳转型，促进新能源装备制造业主动适应新能源开发、利用的需要，有助于其实现组织结构、产品结构和技术结构的升级。一是提高天然气的应用普及率。对工业天然气应用、燃气锅炉研制和改造等予以更大的资金支持，建设天然气取代燃煤供暖示范工程，提高城市清洁能源的推广使用率。二是推进新能源的开发和利用。支持风电装备研制、生产和风电场建设，协调完善风电并网运行的电力调度体系。利用哈电集团的先进技术，积极发展建设中、小型水电厂和抽水蓄能电站。利用哈尔滨市成熟的地热泵技术，推广使用地热能。鼓励利用城市垃圾、秸秆、大型养殖场废弃物建设沼气或发电项目。三是探索推进分布式能源工程。将分布式能源纳入电力和供热规划范畴，按照自用为主、富余上网、因地制宜、有序推进的原则，探索在三环以外新建的居住、商服和产业集中区，建立分布式能源中心，推进实现分布式能源与集中供能系统协调发展。
（四）鼓励低碳技术和产品的应用
一是探索推广碳捕获技术，推进碳利用。哈尔滨市可通过政府扶持和企业投资相结合的方式，在大型煤电、热力供应及炼油企业试点应用碳捕集、分离与净化技术，将捕集的二氧化碳资源应用于食品加工、塑料大棚种植、全降解塑料生产、精细化工等行业。二是鼓励企业加强工业废弃资源的综合利用。支持企业提高资源综合利用效率，实施煤渣、钢渣综合利用，煤气、水蒸气、余热回收利用，资源化再生利用等资源综合利用示范项目。尤其要创造条件，支持哈尔滨市大型热电联产企业向热辐射范围内的用热企业或居民进行并网供热。
（五）运用碳交易市场化运作方式
关键词：农业；机械制造；自动化；节能理念
机械制造与自动化，对促进我国经济的发展发挥着重要作用，但是在为国家带来经济效益的同时，企业的高污染、高能耗问题也对国家的发展产生了重大影响，这与我国节能环保的发展目标背道而驰。因此，企业必须对机械制造和自动化行业传统的应用技术进行创新改革，并以节能为理念进行生产运营，这不仅能得较高的经济效益，还能对周边环境起到保护作用，最大化地节能减排，为我国经济的可持续发展奠定基础[1]。
1节能理念在机械制造与自动化中的应用价值
随着节能理念的不断深入，我国对节能环保型制造业的发展更加重视。随着时代的进步，节能理念不断得到了实践，为机械制造和自动化发展起到了积极的推动作用，并为其发展提供了理念指导，同时也为节约型现代化机械创造的发展指明了方向。因此，节能理念的实施势在必行。
1.1节能理念实践是机械制造与自动化发展的内在需求。在新时代的背景下，机器制造和自动化有了新的发展目标，要想与时代的发展相适应，创建新的发展目标，就需要机械制造与自动化发展以节能理念为基础不断进行创新。1）随着节能环保的持续进步，机械制造与自动化的发展更加注重建立节能环保的生产模式，节能理念的应用可以提升自动化生产环保效果。2）节能技术的创新与发展，为机械制造和自动化的发展提供了动力和可靠保障[2]。
1.2节能理念实践是机械制造与自动化提升发展动能的保障。机械制造和自动化的发展是新时代工业制造业进步的关键因素，对我国高质量发展发挥着重要作用。在实施节能理念时，可以对机械制造和自动化发展的环境起到优化作用，并且可以用新的观念为机械制造和自动化开发提供支持。首先，其要以节能观念为基础，这是实现发展最重要的条件。其次，中国的机械制造和自动化处于一个新的发展时期，要达到新的发展水平，需要构建节能发展动能，使其步入一个新的阶段。因此，节能理念是机械制造和自动化发展的有力保证，从新的发展角度出发，新发展动能的实现具有非常重要的意义。
1.3节能理念实践是机械制造与自动化发展的着力点。械制造和自动化正在面临新的挑战和发展机遇，需要不断调整发展方向，树立新的发展着力点，这对其全面深化发展具有重要作用。因此，械制造和自动化发展必须适应新时代的需求，在节能环保方面取得更好的成绩，并为机械制造和自动化发展提供新的发展目标[3]。
2机械制造与自动化在节能环保方面存在的不足
2.1机械制造业的节能环保管理体系不完善。目前，我国在机械制造和自动化技术领域对节能环保系统的认识上存在许多漏洞。例如，在机械制造企业中，其生产环节没有遵循国家标准，在能源消耗和生产率方面具有很大差异，企业的污水排放以及废气处理设施不符合国家标准等。机械制造业没有在自动化管理方面构建有效的节能和污染管理系统，缺乏相关法律制度，导致一些制造企业对节能环保理念没有做到真正重视，缺乏对节能方面的准确要求，这是企业非法排放的原因之一。另外，机械制造行业的低能耗标准没有及时更新，并且某些标准的修改需要花费较长时间，不能满足时代变化的需求，这是企业进行非法排放的另一原因。最后一个原因是企业缺乏社会责任心，为了获得不正当利益而减少了污染处理的资金投入。
2.2企业员工和生产技术存在问题。机械制造公司对员工的专业技术水平有很高的要求，他们必须具有强大的理论知识和操作技能。目前，中国机械制造业的先进技术的人才相对匮乏，出现了在机械制造业的产业链中，技术人员操作技能不足的现象，大大影响了机械制造业生产目标的实现，与此同时，机械制造业的生产取决于不同的产品，对其生产技术的要求也因产品而异，对节能的要求也有所不同，操作人员对各种产品的生产技术以及节能生产的要求不能做到灵活掌控，这也是造成资源浪费和机械制造业节能效果低下的原因[4]。
2.3绿色节能经济产业链缺乏。在迅速发展的当今社会，在机械制造和自动化中合理融入节能理念，可以更好地适应社会的发展需要，构建一条绿色能源领域中更具活力和经济性的产业链。可是在某些业务流程中，绿色制造技术的应用，对于我国制造业的可持续发展来说还是具有一定难度的。绿色节能制造技术的研究和实施需要整个社会的共同努力和参与，但是，在中国绿色节能领域中，目前还没有建立完整的产业链，绿色产品制造业、回收和废物处理设备制造业的软件产业以及工业回收和废物处理服务，严重限制了我国“资源节约型，环境友好型”社会的建设。
3机械制造企业与自动化控制中节能理念的应用策略
随着时代的不断不进步，节能理念在机械制造和自动化的实际应用中需要注重创新与发展，并最大限度地发挥节能理念的有效性。践行节能理念应先着手于优化内外环境，将节能理念融合于机械制造与自动化的所有环节，使节能理念作用得到全面体现。总体而言，节能理念可以践行于以下几方面。
3.1节能环保理念在生产制造过程中的应用。机器制造和节能自动化设计的标准取决于制造的产品，从产品最初设计到生产完成所有生产环节都必须纳入环保理念。例如，在进行产品设计期间，产品生产所需材料需要最大化提升其利用率，以减少资源的浪费，同时也要在产品设计过程中考虑产品的回收及利用，做到在产品设计初期进行节能减排。
3.2改善生产工艺。根据上述节能设计要求，需要改善机械生产的生产工艺，达到提高资源利用率、减少污染的目的。综合改进方法如下：首先，对机械制造公司的产业结构进行改革。简单的机械生产只需要少量的零件和组件，并且相应的加工技术相对简单，生产过程中能源消耗以及污染更少。因此，在生产技术进行改进时，必须做足产品调研工作，在不破坏产品原始功能的基础上，对产品结构与性能进行创新与优化，利用产品结构生产的科学合理性的提高，降低生产难度，提升资源利用率。其次，根据产品的特性和所使用的原材料的特点选择相适应的加工方法，并最大限度地利用公司的生产设备。例如：锻压式零件的加工方法可分为冷、温和热三种方法。二次热锻的资源利用率低于温冷锻压。温锻可在锻造过程中使用更多。最后，增强生产现场的管理，建立了强大的生产管理体系。在对现场管理进行改善时，可以使用5S技术来改善生产环境，并可以使用看板进行管理以提高产品生产效率。完善管理体系即完善生产过程的监督评估体系，避免原材料浪费和污染物的随意排放[5]。
3.3生产制造基础设备。机械制造和自动化生产中所使用的多数基础设施，对生产效率以及节能效果发挥着重要作用。通过改善基础设施节能方面的设计，提升其节能效果。例如，机器制造和自动化生产中发动机的使用，可通过减少燃料消耗、减少污染物排放、提升运转速度这几方面提高节能效率。首先，在机油以及发动机主要组件的选择上要优先考虑低油耗、转速高的产品，并合理规划怎样将其污染排放最小化。其次，广泛用于机械制造和自动化生产的液压系统具有相对较大且节能的设计改进空间。通过科学手段最大化地去除液压油的杂质，提升其纯度，确保液压系统的有效工作能力，从而达到提升生产效率的目的。最后，对操作平台的软件以及硬件设施进行创新及优化，提升其智能节能功能。
3.4开发智慧型节能设计工具。在机器制造和自动化生产中，高能效的设计理念可以通过引入更智能的设备和工具来促进节能和减排。例如，制造中使用最多的风机和水泵可以增加变频节能功能，以实现合理的配电，并且可以根据需求对运转速度进行调节，以确保生产效率和有效减少能源消耗，使风机和水泵使用年限增长，达到双重节能的目的。此外，可以吸取国外关于节能方面的设计经验，增加科技投入，改善节能智能管理。一方面，提高了员工的整体素质以及对节能减排的认识，还提高了从业人员执行节能设计要求的能力。另一方面，构建智能化节能管理体系，在各个制造部门以及行政管理部门实施节能化管理，将节能设计理念整合到机器制造和自动化生产的整个过程中。
3.5及时维护大型机械设备。设备故障以及工具磨损和老化，在机械制造和自动化生产中是不可避免的，在确保生产、操作和维护方面，也可以实现高效的节能设计。例如，内部运营和维护人员的部署或外部合作伙伴的临时扩展、日常运行和维护检查的频率以及大型机械设备的维护方法，均会对节能产生不同的影响。为了落实最佳节能效果的设计和管理方法，需要根据生产单位和实际生产操作进行灵活选择并及时进行更改。
4结束语
关键词：能源管理；能耗预测；能源管理系统
1引言
随着我国工业化的快速发展，企业正面临着能源成本上涨所带来的极端挑战。通过能源管理及能耗预测技术实现企业节能已逐渐成为企业经济生产的发展趋势。制造业作为我国能源消耗最大的产业之一，具有生产线长，介质种类繁多、范围广泛，能源消耗过程复杂，设备间紧密相连，能源网络交错等特点；同时，由于制造业类别繁多，每个行业的管理需求各不相同，管理流程烦琐，既具有一定的共性也具有各自的特性。针对不同行业的生产工艺及能耗特点，国内外学者对于科学化、智能化的企业能源管理做了大量研究。如冯为民、丛力群[1]研究了冶金企业能源管理系统，蔡翔云等人[2]以香烟制造厂为对象研究了能源实时在线监测计量管理系统等等。此外，企业能源消耗呈现出非线性、时变性、大延迟以及大惯性等特点为能耗预测造成了一定困难。张加云等人[3]对钢铁制造企业能源损耗预测方法进行了综述，刘焕彬[4]等人则建立了造纸企业能耗预测模型。由此可见，能源管理系统是制造业实现能源科学管理的有效手段，而能耗预测作为企业能源智能化管理的核心模块，是实现企业节能的重要研究方向。
2企业能源管理方法
能源管理系统是指运用科学原理和方法，采用自动化、智能化的信息技术，对企业日常运营所需能源的生产、存储、输配与消耗进行动态监控以及数字化管理，从而实现及能源分析、平衡、优化调度以及系统节能降耗于一体的综合性管控系统。
2.1传统能源管理方法
1）总量管理
根据购入的能源总量，结合实际使用时间进行统计，生产现场并未安装传感器及能源计量设备，对于自然资源（如水资源）不计入使用和排放量。这种管理方式被动，数据不够全面且准确性不高。
2）人工管理
生产现场安装传感器及能源计量设备，但仪表设备较为落后，不具备通信能力，无法通过采集设备采集，只能采取人工取值方式实现数据的采集和统计。这种方式对于人力和时间的耗费巨大，数据处理周期长且以出错。
3）独立管理
为重点能耗设备配备独立的监控设施，实时监测设备的运行状态、采集能耗参数以及远程调控。这种管理方式能够实时管理单个设备，但无法实现数据共享，交互性差，不具备全厂统一的综合管理能力，致使管理部门无法进行及时合理调配。
2.2新型能源管理方法
随着“智能制造”以及“两化融合”的推进，企业采用信息化、自动化技术，通过建立新型能源管理系统，实现节能优化已成为一种必然趋势。新型能源管理方式通过将自动化、信息化与工业化进行有机融合，以泛在的网络为基础，将分布在企业内各车间的现场采集仪表与互联网结合起来，形成一个综合信息网络；然后通过软件、建模和数据库等技术，建立企业能源管理系统，实现企业能源消耗过程中数据的采集、传输、存储及分析。企业能源管理系统一般可分为三个子系统：1）数据采集子系统，通过安装在能耗设备上的采集仪表，为系统提供准确可靠的现场实时能耗数据；2）数据传输子系统，通过光纤环网或GPRS无线网络等实现采集数据安全、可靠的传输；3）管理应用子系统，对所上传的数据进行分析与处理，实现数据的存储、分析、显示以及系统的应用管理。
3能耗预测方法
能耗预测作为企业节能的重要研究方向，是能源管理系统的核心模块。通过系统性分析技术手段，探究企业生产量与能耗之间的关系，建立能源消耗预测模型，实现企业未来生产过程所需能源的总量的预估。目前常用预测方法有：基于回归的方法、时间序列方法、人工智能方法（如专家系统、人工神经网络算法等）。
3.1基于回归的方法
回归分析预测法（RegressionAnalysisPredictionMethod）通过分析自变量与因变量之间的关联关系建立回归方程，并将其作为预测模型，根据自变量在预测期的数量变化来预测因变量[5]。回归分析中最简单的形式是y=β0+β1x，x、y均为标量，β0、β1为回归系数，称为一元线性回归。
3.2时间序列方法
时间序列分析法（TimeSeriesAnalysisMethod）作为统计学的一个分支，属于数据驱动模型。时间序列分析根据系统观测得到的时间序列数据，通过曲线拟合和参数估计来建立数学模型，对数据的未来值进行预测[6]。基于时间序列的能耗预测方法多用于建筑能耗预测，主要有以下四个步骤：1）时间序列的建立与预处理；2）季节调整序列模型的建立与预测；3）季节因子的温度处理与预测；4）能耗的预测。
3.3人工神经网络算法
人工神经网络（ArtificialNeutralNetworks，ANN）能够通过其良好的学习能力，掌握数据样本间相对复杂的依从关系，实现非线性拟合，预测精度较高。目前应用最广泛的神经网络是BP神经网络，属于多层前馈神经网络，因其采用误差反向传播算法（ErrorBack-Propagation，即BP算法）而得名[7]。BP神经网络采用输入层、隐含层和输出层的模型结构。在应用时，首先应确定影响企业能源消耗量因子作为输入层节点，预测对象作为输出信息节点，并采用试凑法确定隐含层节点个数为5初步确立模型结构，再根据训练样本数量、预测精度需求等选取合适的训练方法对预测模型进行训练。
4能源管理系统的发展趋势
随着信息化、智能化技术的发展，以及“中国制造2025”对能源管理建设的迫切需求，一大批集成了现代数据分析技术、智能化预测技术、地理信息技术、信息共享与融合技术、调度决策最优化技术等能源管理系统随之应运而生。
4.1数据分析技术
在采集数据的基础上，通过应用数据分析、统计和挖掘等技术手段，向能源管理人员提供即时、前沿、高端的整合信息服务，提高能耗数据后台处理及应用的能力，为企业能源系统的总体规划进行优化设计。
4.2智能化预测技术
传统能源管理仅能完成基本数据的监测与采集，而能耗预测技术根据现有的数据，利于模型对企业未来能源需求进行预测，有助于管理人员了解企业能耗趋势，为企业能源精细化管理及使用规划提供依据，企业可根据自身能源需求情况进行能源政策、指标、管理办法等的优化。
4.3地理信息技术
能源管理系统的基础是遍布企业厂区内的各类数据信息采集设备和网络传输线路。在能源管理系统中融入地理信息技术，能够帮助管理人员及时掌握系统运行状态，提高系统故障分析的准确度，加快故障处理的进度，对提升能源管理系统自身稳定性和运行可靠性都具有的良好的支撑作用。
4.4信息共享与融合技术
过往的能源管理系统与其他系统间缺乏行之有效的整合手段，集成化程度也相对偏低，易形成“信息孤岛”。为逐步提高完善能源管理系统的数据共享与服务功能，应考虑到系统的异构性与信息共享实际需求，构建基于面向服务架构的能源管理系统信息共享与融合技术方案，以解决企业内部不同系统间的数据共享与互相应用的技术难题，进而为企业提供全方位、多层次的综合性能源管理服务。
4.5调度决策最优化技术
大中型制造类企业的能源系统相对庞大且复杂，使得能源调配工作始终无法达到理想预期的状态。优化能源传输、合理进行能源转换、充分考虑生产需求与经济成本间的能源分配、及时监控能源系统的运行状态，是平衡能源系统安全运行与减少经济成本的必然要求。通过建立企业能源最优化模型是满足上述需求行之有效的手段。
5结论
1）传统能源管理方式虽能实现能源使用和损耗数据的计量，但是在数据的准确性、全面性方面仍尚存不足。新型能源管理方法利用信息化、自动化技术建立能源管理系统实现能耗数据的实时采集、存储及处理，建立全厂集中统一的能源管控。2）科学化、智能化的能源管理要求系统具备能耗分析、建模与预测、能源使用测量以及平衡优化等功能，更加注重数据挖掘、神经网络、分析处理等理论在能源管理系统中的综合应用，进一步提高企业能源管理水平。
参考文献：
[1]冯为民,丛力群.冶金企业能源管理系统[J].控制工程,2005(6):96-99.
[2]蔡翔云,姜麟,李文,张庆.企业能源实时监测计量管理系统[J].测控技术,2002(2):57-60.
[3]张加云,张德江,冷波.基于小波神经网络模型的冶金企业能耗预测[J].铁合金,2010,41(3):38-41.
[4]刘焕彬,李继庚,吴波,周艳明,尹勇军.造纸企业能源管理与优化信息平台的研发与应用[A].中国造纸学会、芬欧汇川集团.造纸工业能源效率论坛论文集[C].中国造纸学会、芬欧汇川集团:中国造纸学会,2011:9.
[5]景滨杰．试论回归分析预测法在经济预测中的应用[J]．生产力研究，2006（3）：17-18．
[6]周芮锦,潘毅群,黄治钟.时间序列方法及其在实际办公楼能耗预测中的应用[J].建筑节能,2012,40(02):55-59,62.
关键词：工业互联网；制造业；转型升级；服务化；高效化；生态化
制造业是一个国家的生产力水平的直接体现，在我国国民经济中占有主体地位。改革开放以来，我国制造业的规模已经发展成为世界第一。2018年，我国的制造业增加值超过了4万亿美元，约为世界所有国家和地区的制造业增加值总和的27％，是我国经济高速增长的中坚力量。随着新一轮科技革命和产业变革在世界各国的迅速发展，传统制造业的创新方式和运营模式也在大数据、物联网和人工智能等新一代信息技术的推动下，加速向数字化、网络化和智能化方向延伸拓展［1］。世界各主要国家如美国、德国、日本等都在战略布局新型制造业，以抢占制造业未来制高点。作为新一代信息技术与制造业深度融合发展催生的新事物，工业互联网将为我国未来制造业的创新发展提供新动力。目前，我国制造业正在由数量和规模扩张向质量和效益提升加速转变，工业互联网为我国制造业转型升级提供了新机遇［2］。我国是世界制造业大国，具有培育发展工业互联网的综合优势，在设备数量、工业数据和制造场景等方面具有良好的先天条件，如何把握其中的机遇与挑战，厘清工业互联网促进制造业转型升级的影响路径，促进我国工业互联网快速发展，推动我国制造业转型升级，具有重要的现实作用和战略意义［3］。
1我国工业互联网发展现状
我国是工业大国，也是互联网大国，这为我国工业互联网的发展奠定了坚实基础。工业互联网的本质和核心是通过工业互联网平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接融合起来，帮助制造业拉长产业链，形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通，推动整个制造服务体系智能化。目前，我国工业互联网建设总体处于起步阶段，工业互联网发展服务体系逐渐健全，各级政府陆续出台了相关支持政策。2016年2月，工业互联网产业联盟发起成立，至今已了多项研究成果，为政府决策、产业发展提供支撑。2017年11月，国务院正式了《关于深化“互联网＋先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，全面部署我国的工业互联网发展。2019年3月，在全国两会上，“工业互联网”成为“热词”并写入《2019年国务院政府工作报告》。2019年10月，首届中国工业互联网大赛正式开赛，旨在为行业提供创新驱动力强、协同效应强、经济价值高的新型工业互联网解决方案。另一方面，我国工业互联网产业高速发展，在技术、网络、安全、应用和平台等方面取得了较大突破，为我国制造业转型升级提供了一条切实可行的路径。①技术方面，工业互联网网络标准体系正在逐渐形成。我国自主研发的工业无线网络技术已经被纳入IEC国际标准，建成了十余个工业互联网网络新技术测试床。②网络方面，工厂内外网改造不断升级，同时加快IPV6的全面部署。除了标识解释公共服务节点建设方面的发展之外，电信企业也采取了多种方式建设企业外骨干网络。③安全方面，工业互联网已经初步具备一定的安全风险监测发现、预警通知以及处置支持能力。由国内企业自主研发的，基于人工智能技术的工业防火墙，也已经开始应用。④应用方面，工业互联网的应用领域不断拓展，已经覆盖电子、家电、装备、服装等多个行业，在生产、运营、物流、服务等环节中发挥重要作用，并逐渐催生出新的商业模式和业态。⑤平台方面，国内工业互联网平台取得了长足发展，平台数量快速提升，并出现多个跨行业跨领域工业互联网平台。
2制造业转型升级的界定
目前关于转型升级的理解主要存在两种观点：一种观点认为转型升级是一体的，但是可以从不同的层面或角度进行分析；另一种观点认为转型和升级是独立开来的，分别有不同的指向。对于第一种观点，方建中［4］认为转型升级是不断提升产业的整体附加价值和技术水平的演变过程，最终实现改善产业结构、提高产业效率、提升产业质量的目标。周大鹏［5］认为转型升级具有不同层次的意义和用法：微观层面可以描述为企业竞争力与企业的关系，中观层面可以描述为各个产业之间的关系结构，宏观层面则可以描述为国家经济的发展阶段。对于第二种观点，工信部在《工业转型升级规划（2011－2015）》中分别对转型和升级的内涵进行了解释［6］：转型就是转变工业发展方式加快向创新驱动型、绿色低碳型、智能制造型、服务型、内需主导和消费驱动型转变，升级就是全面优化产业结构、技术结构、产品结构、组织结构、布局结构。在经济增长与产业发展的进程当中，制造业始终占据着主导地位，因此制造业的转型升级是产业转型升级的重要标志和具体表现［7］。本文对制造业转型升级的界定与上述前一种观点一致，主要从三个方面对制造业转型升级的路径进行分析：第一，制造业的服务化转型升级，即制造业生产附加值不断增加，逐渐从生产制造低附加值环节向高附加值服务环节转变；第二，制造业高效化转型升级，即制造业整体生产效率提升，逐渐从高要素投入带来的高增长转变为效率提高带来的高增长；第三，制造业生态化转型升级，即制造业以生态环境友好和资源集约利用为导向，从高能耗、高污染向循环经济、绿色经济转变。
3工业互联网对我国制造业服务化的影响
制造业服务化指以制造为基础，制造业开始提供“产品＋服务”以取代传统的仅提供“产品”的生产模式的过程［8］。制造业服务化的本质仍是发展制造业，生产高质量产品，而不是发展服务业，是通过在产品中融入增值服务，从而提高制造业生产附加值。随着制造业企业服务化意识的逐步加深，以及消费者对服务化需求的不断增长，越来越多的制造业企业开始向服务化转型升级［9］。工业互联网拉近了制造业产业链上游与下游的距离，支持制造业企业基于用户需求定制设计与生产，提供产品全生命周期服务，构建了企业与用户无缝对接的平台。在工业互联网环境中，生态系统智能化和生产设备网络化水平不断提高。越来越多的制造业企业积极探索“与用户交互、让用户评价、最终由用户定义”的工业互联网应用新模式，以企业产品和技术为核心的传统制造模式加速转变为社会化和用户深度参与的新型模式，提升了企业创造价值的空间。同时，信息服务企业把提供制造服务作为核心业务，通过工业互联网平台统筹各类制造资源，在统一、集中的智能管理和运营的基础上开展覆盖制造业企业、用户以及产品全生命周期的云制造服务。根据制造业服务化的演化特征，我国制造业服务化转型升级主要会经历以下阶段：第一阶段，信息通讯、大数据、云计算、人工智能、工业互联网等技术高速发展，为制造业服务化提供技术支撑和基础设施保障。第二阶段，创新主导型产业率先服务化，带动其他产业服务化。创新主导型产业的产品具有技术复杂度高、集成能力强、更新换代快、产品功能多等特征，易于搭载各类增值服务，提高产品价值。因此，创新主导型产业比其他产业更具有服务化升级的优势和动力，能够率先进行服务化升级。第三阶段，实现从产品型制造到服务型制造的转变。在创新主导型产业的积极带领下，制造业会进入到全面服务化升级的阶段，服务化水平不断提升，创新能力逐年改善，竞争力不断加强，盈利能力稳步提高，最终实现从产品型制造到服务型制造的转变。
4工业互联网对我国制造业高效化的影响
制造业高效化是衡量制造业宏观经济效益最直接的途径，是制造业转型升级的内在动力和本质内容。制造业的高效化是指其通过技术升级和管理优化，实现制造业整体生产效率的提升，制造业的产出和增长由过去的依靠高投入转变为依靠高效率。由于国内劳动力价格上涨，以及环境保护、市场竞争等因素，我国制造业已经很难再全面扩大生产，摆在面前的唯一选择是走高质量发展的道路，提高制造业的智能化水平，提升生产效率和产品竞争力。工业互联网围绕着实时工艺的数据采集、分析、建模的过程，通过生产现场数据的互联互通，结合工业大数据的挖掘分析，实现设备健康管理、工艺优化、质量优化等智能化应用。通过跨系统、跨厂区、跨企业的全面数据互通，实现各种生产和服务资源在更大范围、更高效率、更加精准的优化配置，推动制造业企业高效化发展。工业互联网将全产业链的各个环节连接起来，加速各环节数据在产业链中的流通和传递，基于工业互联网深层分析数据的能力，实现智能机器设备的远程操控和智能运转，从而提高生产效能，优化生产流程，创新生产方式。工业互联网平台可以实时采集生产过程中设备、工艺、质检、环保、环节数据，结合数据挖掘和人工智能分析，可以实现生产工艺、质量管理和运营效率等全方面的优化。工业互联网促进我国制造业高效化的主要应用场景包括：①机器设备健康管理。通过工业互联网采集设备运行状态信息，对设备运行状态进行实时监测，并结合采集到的设备故障信息，实现对设备的健康管理和可预测性维护，以较少的投入大大延长设备的使用寿命，使企业保持良好的经济效益。②人机协同一体化。通过工业互联网人机数据交互，将人的认知能力及灵活性与机器的效率和存储能力有机地结合起来，以人机协作方式，实现产品的柔性化生产，提升整个产品制造的生产力和生产效率。③生产过程质量追溯。通过工业互联网技术、RFID及二维码等技术与产品制造过程的结合，实现对全生产过程数据的标记及采集，从使整个链条的所有环节数据彼此建立关联关系，在任意环节出现质量异常时，均可精确追溯到前段任意工艺环节数据。④产品生命周期质量管理。基于工业互联网技术，通过数据挖掘，可进行质量问题的根因分析，发现并消除质量管理环节中存在的漏洞，也可运用大数据分析工具建立质量预测模型，实现质量问题的提前预警，为生产提供决策服务。
5工业互联网对我国制造业生态化的影响
制造业生态化是指制造业在转型升级中更加注重生态因素，遵循可持续发展的原则，在综合经济效益与生态效益的基础上，优化资源的合理利用，实现制造业在研发设计到生产经营等全过程中资源的循环充分利用、废物的再加工及处理、废气废水的低排放［10］。随着资源环境越来越成为制约我国经济发展的瓶颈，传统制造业转变经济发展方式，加快生态化转型显得尤为紧迫。制造业生态化的核心要义就是资源节约和环境友好，建设资源节约型、环境友好型的制造业系统的最终目的就是追求更少的资源消耗、更大的经济和社会效益、更低的环境污染，实现可持续发展。实践中，制造业生态化主要从以下三个方面采取具体的措施［11］：一是减少制造业系统内及制造业系统与自然生态系统之间的物质流和能量流；二是通过物质循环和能量梯级利用等措施替代原生资源流；三是为替代和减物质化提供系统方法。工业互联网技术在我国的钢铁、石油、化工、电力、纺织等“高能耗、高污染”行业已经得到应用。在节约能源方面，工业互联网利用智能能源设备采集水、电、气、热等能源的使用数据，通过数据挖掘技术深度分析能源使用量与频率之间的关系，按需配置能源，实现了能源消耗的可监控、可追溯、可管理，降低能源消耗，提高了能源的使用效率。在减少排放方面，利用工业互联网建立智能排污监控系统，实现水质参数智能检测、水质数据实时监控、智能排污自动监控等功能的集成应用，对重点排污监控企业实行实时监测自动报警，防止突发性环境污染事故发生，有效地减少污染排放。此外，工业互联网还有助于制造业企业从污染点位到生产全流程进行环境监控，同时监测系统与物流管理系统、生产设施、抑尘设施等联动，建立污染源全生命周期管理，将管、控、治一体化，改善厂区环境质量。未来，工业互联网还将在节能监测、节能技术改造、节能企业核算和评价以及碳交易的开展等领域开拓更多的应用，助力企业的生态化转型。
6工业互联网在制造业典型应用案例分析
6．1美云智数智造MES在家用空调智能制造中的应用
美的家用空调南沙工厂从制造的精益管理角度出发，分别梳理了生产、物流、品质的管理流程，并实施了信息化改造。美云智数智造MES帮助南沙工厂实现了从物流、生产到品质的全流程管理功能，实现了设备自动化、生产透明化、物流智能化、管理移动化、决策数据化的五化目标。同时，美云智数智造MES通过采集制造过程的信息，配合大数据分析及人工智能，通过全过程的信息透明化，对生产异常实现了事前预警、事中管理，实现了前瞻性决策，为相关企业的智造管理带来了质的飞跃。经过业务的持续改善，最终经过美的集团内部统计，主要实现了以下提升：制造综合效率提升33％，生产损耗减少68％，产品品质提高10％，原材料／在制品库存降低90％，物料提前期缩短61％，物流损失工时缩短58％。
6．2ProMACE工业云在石化行业设备管理中的应用
石化盈科－华为ProMACE工业云平台以工厂为中心，提供集中集成、实时计算、智能分析、物联网接入、可视化等核心技术，支撑流程行业智能化的转型升级，实现流程行业物理世界与虚拟世界的融合。ProMACE沉淀了对流程工业的认识，由工业云平台与流程工业的核心应用组成。通过数据库、规则库、模型库、知识库的有效整合及协同应用，提供对供应链优化、能源优化、调度方案推荐、工况识别、生产异常分析、设备预知性维修、设备腐蚀评估预警、优化分析服务支持运营优化、运营管控及资产优化、打造新一代的生产运营新模式。ProMACE实现对石化行业设备的预知性维修与维护以及机组装备在线运行分析，可以大幅度降低石化企业停产维修风险，降低运营成本。其预测性维护、在线状态分析、分布式部署与集中管控等能力还可以通过引入新模型，将其复制到钢铁、冶金等其他流程行业，对流程行业整体数字化水平提升具有很大的意义和较高的商业价值。
7结语