一、引言
智能制造是一個廣義的大概念，涉及制造業(yè)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)。近年來，新一代信息技術(shù)如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能(AI)、大數(shù)據(jù)的興起，為制造業(yè)技術(shù)向智能制造升級帶來了重要機遇。智能制造貫穿制造業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)、服務(wù)全價值鏈的每一個環(huán)節(jié)，以及相應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化與集成。這種轉(zhuǎn)變將引發(fā)制造業(yè)的新一輪工業(yè)革命，這將顯著提高企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、性能和服務(wù)水平，同時減少資源消耗，推動制造業(yè)創(chuàng)新、綠色、協(xié)調(diào)、開放、共享發(fā)展。
智能制造是新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)，美國、德國、日本、中國等主要工業(yè)國家都把智能制造作為推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向。西方發(fā)達國家正積極參與新一輪的智能制造浪潮，美國啟動了“先進制造業(yè)伙伴關(guān)系”，德國制定了《工業(yè)4.0戰(zhàn)略倡議》，英國提出了《國家工業(yè)2050戰(zhàn)略》。許多其他國家也推出了類似的計劃，鼓勵智能制造發(fā)展。這些舉措有時會給制造業(yè)企業(yè)帶來困境——它們面臨著制度上的同構(gòu)壓力。特別是，當龍頭企業(yè)致力于推動最先進的智能制造，并在試點項目中取得了成功時，龍頭企業(yè)推進智能制造的技術(shù)、管理優(yōu)勢，使得后發(fā)企業(yè)難以跟上龍頭企業(yè)的升級步伐。同時，由于推進智能制造的成效具有高度不確定性，且投資大，廣大制造業(yè)企業(yè)對推進智能制造采取了謹慎的態(tài)度。在現(xiàn)實中，西方發(fā)達國家許多制造企業(yè)在過去幾十年里采用了“串聯(lián)式”的升級戰(zhàn)略，順序推進智能制造的三個基本范式——從數(shù)字制造到“互聯(lián)網(wǎng)+”制造，再到新一代智能制造。對于許多后來者來說，這種順序路徑已經(jīng)成為常規(guī)或慣例，而且大多數(shù)人認為有必要串聯(lián)地采用這些技術(shù)。
然而，中國企業(yè)面臨的情況卻大不相同。一方面，它們擁有不同的技術(shù)基礎(chǔ)，從機械化電氣化到先進的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，因此可能不會遵循相同的升級途徑;另一方面，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式形成歷史性交匯，新一代智能制造正在引領(lǐng)和推動新一輪工業(yè)革命，引發(fā)制造業(yè)發(fā)展理念、制造模式發(fā)生重大而深刻的變革，重塑制造業(yè)的技術(shù)體系、生產(chǎn)模式、發(fā)展要素及價值鏈，推動中國制造業(yè)獲得競爭新優(yōu)勢，推動全球制造業(yè)發(fā)展步入新階段，實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的整體躍升，這為我國企業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展提供了巨大機遇。
本研究將通過多個案例研究，討論與西方發(fā)達國家采用的“串聯(lián)式”智能制造技術(shù)升級路徑相比，中國企業(yè)能否采用不同的方式推動智能制造發(fā)展。本研究的數(shù)據(jù)均來自中國工程院“面向2035推進制造強國建設(shè)戰(zhàn)略研究”咨詢項目，主要包括半結(jié)構(gòu)化訪談和公開的檔案數(shù)據(jù)，運用主題分析法對訪談記錄等文獻進行分析，探索中國智能制造的升級路徑。
通過對比5家典型企業(yè)案例，我們發(fā)現(xiàn)中國制造企業(yè)在推進智能制造的過程中，根據(jù)自身能力和行業(yè)特點，充分考慮商業(yè)模式、制造基礎(chǔ)，技術(shù)專用性、技術(shù)經(jīng)濟性、管理組織等多種因素，深度融合制造技術(shù)和新一代信息技術(shù)，制定適合自己的智能制造升級路徑。三個基本范式在中國制造企業(yè)轉(zhuǎn)型中存在多條升級路徑，并不都是“串聯(lián)式”的。中國作為后發(fā)國家，其企業(yè)推進智能制造的技術(shù)路徑，對其他正在追趕的經(jīng)濟體具有重要借鑒意義。本文為關(guān)注發(fā)展中經(jīng)濟體轉(zhuǎn)型升級的制造企業(yè)、決策者和投資者提供了推進智能制造的技術(shù)升級路線，在指導(dǎo)企業(yè)實踐中取得了良好的效果，為智能制造技術(shù)升級理論做出貢獻，為未來政策制定提供理論依據(jù)，有力推動制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
二、智能制造的三個基本范式
智能制造——制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，是先進制造技術(shù)和先進信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。
(一)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)是制造業(yè)的共性賦能技術(shù)
智能制造是一種通用的賦能技術(shù)，其數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)是貫穿制造業(yè)這一復(fù)雜系統(tǒng)的三個主要賦能技術(shù)。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)不同于制造業(yè)中的制造技術(shù)(本體技術(shù))，其通過和制造技術(shù)結(jié)合實現(xiàn)賦能，能夠廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、物流、服務(wù)等價值鏈的各環(huán)節(jié)，形成新技術(shù)、新模式和新生態(tài)，進而形成制造業(yè)的新技術(shù)范式，顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
智能制造對現(xiàn)有制造業(yè)的影響主要體現(xiàn)在3個方面。第一，數(shù)字化技術(shù)為產(chǎn)品添加了“大腦”，通過對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進行數(shù)字化描述、集成、分析和決策，進而快速生產(chǎn)出滿足用戶要求的產(chǎn)品;第二，網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)允許設(shè)備和產(chǎn)品之間低成本且廣泛的連接;第三，智能化技術(shù)(AI和大數(shù)據(jù))使產(chǎn)品具有“感知和學(xué)習”的能力，從而引發(fā)產(chǎn)品功能和性能的根本性變化。
基于這三個共性賦能技術(shù)，中國工程院將智能制造歸納總結(jié)提升為三個基本范式，包括數(shù)字化制造、“互聯(lián)網(wǎng)+”制造(或稱數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造)和新一代智能制造(見圖1)。數(shù)字化制造包含數(shù)字化技術(shù)，如數(shù)控技術(shù)、企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、供應(yīng)鏈管理(SCM)等，屬于第三次工業(yè)革命范疇?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”制造在數(shù)字化制造基礎(chǔ)上，推動制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)融合，如電子商務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、在線協(xié)作平臺等。新一代智能制造是制造技術(shù)和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)的深度融合，產(chǎn)品、生產(chǎn)和服務(wù)等具備認知學(xué)習能力，如處理復(fù)雜性、不確定性的系統(tǒng)模型，具備認知學(xué)習能力的預(yù)測性維護、遠程運維平臺，和諧的人機協(xié)同制造等。這種制造形式代表了未來智能制造發(fā)展的前景。
圖1. 四次工業(yè)革命和智能制造的三個基本范式
可以看到：第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命都是由動力革命而引起的工業(yè)革命;而第三次工業(yè)革命和第四次工業(yè)革命則是在數(shù)字化制造的基礎(chǔ)上，由信息技術(shù)革命引起的工業(yè)革命。數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)如同蒸汽技術(shù)和電力技術(shù)一樣是典型的共性賦能技術(shù)，可以普遍應(yīng)用于廣泛的產(chǎn)品、生產(chǎn)和服務(wù)創(chuàng)新，引起產(chǎn)品的更新?lián)Q代，具有大規(guī)模推廣的可能性，推動制造業(yè)的根本性變革。
(二)三個基本范式和三個共性賦能技術(shù)之間的關(guān)系
三個基本范式各有自身階段的特點和需要重點解決的問題，體現(xiàn)了基本范式間的階段性。數(shù)字化制造通過計算、通信、控制(3C)和其他數(shù)字化技術(shù)，使制造方式從模擬模式轉(zhuǎn)為數(shù)字模式，準確可靠地提高制造質(zhì)量、效率;“互聯(lián)網(wǎng)+”制造實現(xiàn)制造業(yè)產(chǎn)品、生產(chǎn)、服務(wù)各環(huán)節(jié)的低成本連通，實現(xiàn)了設(shè)備和設(shè)備，設(shè)備和系統(tǒng)，以致萬物互聯(lián)(IoE)，催生了PdM、個性化定制等新模式，德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要描述的是這個階段;新一代智能制造在制造技術(shù)和大數(shù)據(jù)、云計算和AI等眾多先進信息技術(shù)融合過程中，在感知、數(shù)據(jù)、計算、連接和IoT技術(shù)等很多方面相對于數(shù)字化制造和“互聯(lián)網(wǎng)+”制造都有突破性提高，但根本上新一代智能制造使得制造系統(tǒng)具備“認知學(xué)習”的能力，制造業(yè)的知識的產(chǎn)生和傳承方式都將發(fā)生轉(zhuǎn)變，這一革命性的特征在這一基本范式最為突出。
同時，在技術(shù)上，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)作為共性賦能技術(shù)，同時存在于三個基本范式中，體現(xiàn)著智能制造發(fā)展的融合性特征。例如在數(shù)字化制造階段，除了層出不窮的數(shù)字化技術(shù)，各種總線的連接、體現(xiàn)AI的專家系統(tǒng)，在不同的場合始終存在應(yīng)用;在“互聯(lián)網(wǎng)+”制造階段，由于網(wǎng)絡(luò)便捷推動數(shù)據(jù)量幾何級數(shù)增加和獲取成本的降低，數(shù)字化技術(shù)的采集和交互更加普遍，初步的大數(shù)據(jù)分析等智能技術(shù)也在持續(xù)發(fā)展;而在未來的新一代智能制造范式中，作為一種新的制造范式，新一代智能制造具備“認知學(xué)習”和基于AI技術(shù)的優(yōu)化決策能力，將數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)和制造技術(shù)集成，顯著提高制造系統(tǒng)的建模能力，提高處理不確定性問題、復(fù)雜性問題的能力，顯著提升企業(yè)的效率和效益。新一代智能制造范式中，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)共同作用，缺一不可。
為分析企業(yè)推進智能制造的技術(shù)升級路線，我們在文獻和專家討論的基礎(chǔ)上，總結(jié)了智能制造三個基本范式中數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和智能化技術(shù)的特點，并對這三個共性賦能技術(shù)的不同水平進行簡要描述，如表1所示，并給出了在接下來的案例分析中用于描述各種智能制造技術(shù)水平的相應(yīng)代碼。
圖2. 智能制造的三個共性賦能技術(shù)及特征
表1 智能制造中數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)的編碼
PLC: programmable logic controller; DCS: distributed control system; SCADA: supervisory control and data acquisition; WMS: warehouse management system; CRM: customer relationship management; CAD/E/X: computer aided design/engineering/all.
(三)西方工業(yè)發(fā)達國家的智能制造技術(shù)升級路徑
從20世紀50年代數(shù)字化技術(shù)誕生，計算機、數(shù)控(CNC)機床等典型數(shù)字化裝備應(yīng)用在制造業(yè)。到21世紀初，在數(shù)字化制造持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，隨著新一代信息技術(shù)(ICT)的應(yīng)用，以互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及應(yīng)用為主要特征的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造范式興起。在推進數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造時，美國、德國等工業(yè)發(fā)達國家的數(shù)字化制造經(jīng)過近半個世紀的充分發(fā)展，在已經(jīng)基本完成了數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)融合的基礎(chǔ)上，開展網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)升級。圖3為發(fā)達國家智能制造升級路徑，其中“D”為數(shù)字化技術(shù)，“N”為網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，“I”為智能化技術(shù)。
在這一演進過程中，我們可以識別出代表這三種技術(shù)范式的3個主要階段：第一階段，數(shù)字化制造范式由智能制造的三個共性賦能技術(shù)組成，但數(shù)字化技術(shù)占主導(dǎo)地位;在第二階段，智能制造的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化范式特點是數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)深度融合，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位;在第三階段，新一代智能制造范式的出現(xiàn)，融合了智能制造的三個共性賦能技術(shù)，智能化技術(shù)的作用顯著增強，但這一范式仍處于萌芽狀態(tài)，即使在西方工業(yè)發(fā)達國家，該范式的企業(yè)升級路徑仍不清晰(圖3虛線所示)。
圖3. 西方工業(yè)發(fā)達國家智能制造的技術(shù)升級路徑
德國發(fā)布《工業(yè)4.0》《制造業(yè)2030計劃》引導(dǎo)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，采用的智能制造的技術(shù)升級路線是“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”，本質(zhì)上屬于數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造，充分應(yīng)用德國強大的制造技術(shù)能力和制造業(yè)基礎(chǔ)，在數(shù)字化制造的基礎(chǔ)上增加了網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)。
美國提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)則體現(xiàn)的是“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的技術(shù)升級路線，本質(zhì)上也屬于數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造。美國依托其強大的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)水平和信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，實現(xiàn)以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為主，通過網(wǎng)絡(luò)化平臺等提升改進制造業(yè)模式。
中國企業(yè)面臨的情況則大不相同，中國企業(yè)希望以智能制造為主攻方向，推動企業(yè)智能升級跨越發(fā)展，盡快實現(xiàn)對領(lǐng)先者的追趕。因此，中國企業(yè)采用何種技術(shù)升級路線推動智能制造的發(fā)展，就成為迫切需要深入研究的重要問題。
三、案例研究 —— 中國智能制造升級路徑
經(jīng)過新中國70年特別是改革開放40年的飛速發(fā)展，我國少數(shù)制造企業(yè)已經(jīng)達到世界先進企業(yè)水平，同時，絕大多數(shù)企業(yè)還處于從第二次工業(yè)革命向數(shù)字化制造轉(zhuǎn)型階段，數(shù)字化制造水平差距很大。
智能制造的升級路徑實際是三個基本范式的轉(zhuǎn)變路徑。數(shù)字化制造始于20世紀50年代，而新一代智能制造才剛剛起步，從數(shù)字化制造到新一代智能制造經(jīng)歷了長達幾十年的技術(shù)演進，中國企業(yè)要在更短的周期內(nèi)迎頭趕上行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，在一些制造業(yè)領(lǐng)域逐漸從“跟跑”向“并跑”甚至“領(lǐng)跑”轉(zhuǎn)變，必須盡快跨越這些范式。因此，中國企業(yè)不太可能按照發(fā)達經(jīng)濟體企業(yè)已經(jīng)采用的技術(shù)升級路線推動升級智能制造——像歷史上一樣一個技術(shù)范式完成，再推動下一個技術(shù)范式升級，就會錯過和西方發(fā)達國家縮小差距的機會，無法實現(xiàn)跨越發(fā)展。
新世紀以來，我國工業(yè)界緊緊抓住互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的機遇，大力推進“互聯(lián)網(wǎng)+制造”，制造業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)紛紛布局，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)應(yīng)用于制造領(lǐng)域。部分企業(yè)快速把握住了“互聯(lián)網(wǎng)+制造”這一技術(shù)變革的機遇，充分應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)賦能制造業(yè)，利用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和制造業(yè)的融合給企業(yè)的產(chǎn)品、生產(chǎn)、服務(wù)各環(huán)節(jié)解決了很多過去解決不了的質(zhì)量、效率、響應(yīng)和模式問題，顯著提高了企業(yè)的制造水平，部分企業(yè)甚至從機械化水平(幾乎無數(shù)字化)跨越到了先進制造企業(yè)的行列。需求是我國企業(yè)技術(shù)改造的原動力，中國企業(yè)在“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的實踐里形成了推進智能制造的幾種技術(shù)升級路線。
(一)少數(shù)先進企業(yè)實現(xiàn)串聯(lián)式升級過程
一批數(shù)字化制造基礎(chǔ)較好的企業(yè)成功實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型，成為了“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的示范，三一重工股份有限公司(以下簡稱三一重工)就是其中之一。
案例1：三一重工創(chuàng)建于1994年，產(chǎn)品包括混凝土機械、挖掘機械、起重機械等工程機械，其泵車產(chǎn)量居世界首位。三一重工是我國工程機械領(lǐng)域最早進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的企業(yè)，當前，其自主部署基于設(shè)備全球互聯(lián)的IoT、大數(shù)據(jù)平臺，為用戶提供包括PdM、IoT金融等新業(yè)務(wù)，顯著提高了三一重工產(chǎn)品的質(zhì)量、效益，推動三一重工發(fā)展成位居世界前列的工程機械制造企業(yè)。
從建立伊始，三一重工就始終把數(shù)字化的建設(shè)作為公司行動戰(zhàn)略和經(jīng)營主線，堅持“總體規(guī)劃、分步實施、重點突破、全面推進”的方針。1994—2004年，三一重工初步實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)計、管理業(yè)務(wù)數(shù)字化，將數(shù)據(jù)化管理逐步貫徹到公司的日常經(jīng)營中。
有了較好的數(shù)字化基礎(chǔ)，三一重工不再滿足于單個模塊單個系統(tǒng)的建設(shè)，在數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化提升過程中，堅持問題導(dǎo)向、價值導(dǎo)向，解決多個系統(tǒng)造成的數(shù)字孤島問題，打通企業(yè)各項業(yè)務(wù)，并不斷修正、完善。2004—2014年，三一重工在設(shè)計、管理上實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)協(xié)同，有效促進通用化與標準化;建成全球統(tǒng)一架構(gòu)的運營管理系統(tǒng)，實現(xiàn)各項系統(tǒng)優(yōu)化和效益指標，開始了車聯(lián)網(wǎng)(IoV)的應(yīng)用，將數(shù)據(jù)化管理進一步向客戶端延伸，建立起亞洲最大的數(shù)字化工廠，開啟“制造物聯(lián)”的全面應(yīng)用探索，實現(xiàn)了生產(chǎn)人員的網(wǎng)絡(luò)化。
2015年制造強國目標實施以來，智能制造作為主攻方向在企業(yè)獲得了更大的重視。三一重工實現(xiàn)了價值網(wǎng)絡(luò)的橫向集成，在一個平臺上管理集團國內(nèi)、國際的業(yè)務(wù)單元、營銷、后市場服務(wù)，通過營銷、服務(wù)和客戶平臺的對接，建立市場洞察體系;實現(xiàn)了從客戶訂單到智能設(shè)備、工藝、制造過程的縱向打通。三一重工利用互聯(lián)網(wǎng)的特性融合虛擬現(xiàn)實(VR)、仿真等技術(shù)，實現(xiàn)全球協(xié)同開發(fā)、驗證，打通了設(shè)計、虛擬驗證和生產(chǎn)。隨著新一代人工智能技術(shù)的突破， 2018年，三一重工開始了智能化的探索，無人挖掘機、無人起重機等智能產(chǎn)品可以實現(xiàn)遠程精準操控;基于IoV技術(shù)，通過自主研發(fā)的智能終端，實時進行遠程監(jiān)控與故障診斷，并利用大數(shù)據(jù)開展PdM和IoT金融服務(wù)，開啟產(chǎn)品交付從以產(chǎn)品為中心向以客戶為中心轉(zhuǎn)變。
表2 三一重工應(yīng)用智能制造技術(shù)的時間表
Source: adapted based on public documents. SAP: system applications and products; PDM: product data management; PLM: product lifecycle management; ECC: ERP central component; eHR: e-human resource.
圖4. 案例1：三一重工智能制造技術(shù)升級路徑(P1)。SANY：三一重工
(二)我國大多數(shù)企業(yè)需要進行數(shù)字化補課
在這三種技術(shù)范式中，數(shù)字化技術(shù)是基礎(chǔ)。然而，一些公司認識到這三種技術(shù)可以并行使用，而數(shù)字化技術(shù)不一定是使用另外兩種技術(shù)的先決條件。盡管一些企業(yè)的數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)有限，但在特定的環(huán)境下，它們可能能夠跨越式地進入智能制造范式。同時，廣大企業(yè)在推進“互聯(lián)網(wǎng)+”制造過程中數(shù)字化制造的課必須要補。
案例2：浙江春風動力股份有限公司(以下簡稱春風動力)始建于1989年，是以全地形車、摩托車大排量發(fā)動機研制、特種整車研制為核心技術(shù)的高端裝備制造企業(yè)。目前已躋身國際一流競爭行列，特種車市場占有率連續(xù)12年穩(wěn)居歐洲市場第一位，是特種車細分領(lǐng)域的世界隱形冠軍企業(yè)。隨著業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷擴大、品牌知名度的持續(xù)提升，消費者的需求對公司生產(chǎn)組織效率和品質(zhì)控制能力提升提出迫切要求，春風動力從市場用戶個性化、多樣化、快速消費理念地迅速增強出發(fā)，主動推動公司向個性化定制、柔性化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化銷售等先進生產(chǎn)方式和商業(yè)模式加快轉(zhuǎn)型。
2012年前，春風動力作為國家級高新技術(shù)企業(yè)僅有少量單系統(tǒng)數(shù)字化基礎(chǔ)，初步應(yīng)用了ERP(D1)、OA (D1)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理[PDM(D1)]，這也代表了大多數(shù)中國企業(yè)當時的狀況。
2012年，春風動力為降低企業(yè)運作的各種成本，滿足客戶訂單小批量、多品種，及對交貨期、價格、質(zhì)量更高的要求，開始編制企業(yè)智能制造總體規(guī)劃，在分析市場發(fā)展趨勢和企業(yè)自身管理狀況的基礎(chǔ)上，研究確定建成“支持個性化定制的特種車輛智能制造模式”，并提出“基礎(chǔ)建設(shè)—單項應(yīng)用—系統(tǒng)集成—協(xié)同創(chuàng)新”的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級路徑。2013年，公司開展了組織架構(gòu)調(diào)整、流程優(yōu)化、硬件技術(shù)改造(D1)等系列基礎(chǔ)建設(shè)工程。春風動力堅持“以高打低”，應(yīng)用先進適用的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)帶動企業(yè)數(shù)字化的完善。2014年，春風動力先后展開了IoT系統(tǒng)(D1N1)、SCM系統(tǒng)(N1)、PLM系統(tǒng)(D1N1)、ERP系統(tǒng)(D1N1)等多項單個信息系統(tǒng)的開發(fā)、升級和應(yīng)用。其中，IoT系統(tǒng)的運用將企業(yè)信息化延伸到生產(chǎn)車間，直達底層的生產(chǎn)設(shè)備;通過計劃管理、設(shè)備監(jiān)控、質(zhì)量控制、節(jié)拍監(jiān)控等模塊功能，打通從銷售計劃、生產(chǎn)計劃、車間任務(wù)、機臺任務(wù)的分解，實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程中，各個車間的自動化生產(chǎn)管理。由于春風動力在總體規(guī)劃階段提前考慮了各個單項應(yīng)用的標準、接口和數(shù)據(jù)格式，春風動力的系統(tǒng)集成得以快速實施。2015年，春風動力建設(shè)統(tǒng)一集成的管理信息平臺(D2N1)，整合各系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口(D2)、實現(xiàn)無縫對接完成從客戶端到供應(yīng)端，從研發(fā)端到產(chǎn)品端的全信息鏈貫通。2016—2018年，春風動力推動建成“支持個性化定制的特種車輛智能制造模式”(D2N1)，實現(xiàn)C2M(customer-to-manufactory)定制，并入選中華人民共和國工業(yè)和信息化部智能制造試點示范項目。
2018年至今，春風動力推動協(xié)同創(chuàng)新，將智能制造從工廠推向正在開展數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)字化設(shè)計平臺(D2N1)、C2M市場云平臺(D2N1)、精密智能制造平臺(D2N2)、IoV(D2N1)、大數(shù)據(jù)運營平臺(D2N2)等工業(yè)云平臺，打造新型信息經(jīng)濟環(huán)境下公司可持續(xù)發(fā)展新型核心競爭力。
從春風動力實施智能制造技術(shù)的時間表(表3)可以看出，該公司在這三個技術(shù)范式下的升級并不是按順序進行的(圖5)。
表3 春風動力應(yīng)用智能制造技術(shù)的時間表
Source: adapted based on public documents.
圖5. 案例2：春風動力智能制造技術(shù)升級路徑(P2)。CFMOTO：春風動力
案例3：青島紅領(lǐng)集團有限公司(紅領(lǐng)集團，2008年后簡稱酷特智能)紅領(lǐng)集團成立于1995年，曾經(jīng)是一家非常傳統(tǒng)的服裝企業(yè)。經(jīng)過近十幾年的發(fā)展，紅領(lǐng)集團構(gòu)建了較完善的服裝行業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”制造理論體系，搭建了大規(guī)模個性化定制平臺，平臺根據(jù)客戶需要，采用“互聯(lián)網(wǎng)+”制造模式獲取訂單及相應(yīng)產(chǎn)品參數(shù)，根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品制造工藝需要，推動了設(shè)計、物流的數(shù)字化;酷特智能利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)消費者和工廠的“聯(lián)接”，改變了傳統(tǒng)消費品分層級營銷的商業(yè)規(guī)則，真正建立起C (customer)端和M(manufactory)端直線交互的商業(yè)邏輯和商業(yè)模式，消除中間商的價格空間，使消費者得到最優(yōu)性價比的產(chǎn)品和服務(wù)。
紅領(lǐng)集團在推進智能制造過程中，充分考慮了技術(shù)經(jīng)濟性和技術(shù)先進性的平衡，這是智能制造走向成功的關(guān)鍵。2003年，紅領(lǐng)集團前瞻性地判斷出消費需求由大規(guī)模同質(zhì)化需求向個性化、小批量需求的變化，企業(yè)進行戰(zhàn)略調(diào)整，將個性化定制作為經(jīng)營核心。為實現(xiàn)這一目標，提高服裝制造效率，紅領(lǐng)集團首先建設(shè)個性化定制工業(yè)流水線(自動化)，打通個性化定制的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，具備個性化定制的硬件條件。2004年，企業(yè)在服裝行業(yè)內(nèi)較早的引入電子商務(wù)系統(tǒng)(N1)，具備了網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)條件。之后十幾年，企業(yè)根據(jù)自身需求，分階段、分模塊開展了智能制造的建設(shè)和改造。2005—2010年期間，企業(yè)建設(shè)工廠網(wǎng)絡(luò)和各單模塊的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了自主設(shè)計系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、訂單管理系統(tǒng)互聯(lián)互通，推動了企業(yè)運營的數(shù)字化、標準化，開展流程優(yōu)化，初步形成C2M定制平臺模式。
為提高衣服質(zhì)量和降低損耗，企業(yè)于2010—2012年開始進行裝備數(shù)字化建設(shè)和裁剪、縫制數(shù)字化車間(D1)建設(shè)，打通個性化定制基礎(chǔ)端前端的數(shù)字化建設(shè);聯(lián)合研發(fā)成功首臺數(shù)控裁床，提升裁剪效率300%以上;聯(lián)合開發(fā)集成協(xié)同系統(tǒng)(D1N1)，各個數(shù)據(jù)系統(tǒng)的集成應(yīng)用，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的服裝大規(guī)模個性化定制模式。有趣的是，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟性和行業(yè)特性，工人在縫紉等環(huán)節(jié)相對數(shù)字化裝備柔性更大、成本更低，因此企業(yè)并沒有替換制造環(huán)節(jié)的縫紉工人，而是以較高的工資穩(wěn)定了生產(chǎn)隊伍，對工人的組織架構(gòu)進行了數(shù)字化重構(gòu)。為了降低企業(yè)庫存、物流、總銷、分銷等的所有不必要的成本，提升制造端的價值，2015年，酷特智能配合數(shù)據(jù)驅(qū)動，開展車間裝備改造(D1)，與數(shù)據(jù)系統(tǒng)緊密交互;C2M生態(tài)建設(shè)(D1N2)。2017年，企業(yè)推動智能物流、立體倉庫建設(shè)(D1)，精簡80%以上物流人員，極大降低生產(chǎn)成本。2018年，企業(yè)以數(shù)字工廠為基礎(chǔ)，開展IoT建設(shè)(N2)，搭建智能工廠，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的時時監(jiān)控，數(shù)據(jù)的實時采集，生產(chǎn)指標的自動生成，提升生產(chǎn)過程的可控性。
從酷特智能實施智能制造技術(shù)的時間表(表4)可以看出，該公司在這三個技術(shù)范式之間的升級是非線性的(圖6)。
表4 酷特智能應(yīng)用智能制造技術(shù)的時間表
Source: adapted based on public documents. APS: advanced planning and scheduling; IMDS: international material data system; OMS: order management system; BPM/ESP: business process management.
圖6. 案例3：酷特智能智能制造技術(shù)升級路徑(P3)。Kute Smart：酷特智能
案例4：新疆金風科技股份有限公司(以下簡稱金風科技)成立于1998年，多次入選 “全球最具創(chuàng)新能力企業(yè)50強”，成立至今實現(xiàn)全球風電裝機容量超過50 GW，在24個國家穩(wěn)定運行，已經(jīng)成為世界領(lǐng)先的風電企業(yè)。金風科技作為中國最早從事風電機組研發(fā)與制造的企業(yè)之一，其發(fā)展歷程可以看作是中國風電事業(yè)發(fā)展的縮影?，F(xiàn)在，金風科技已經(jīng)成長為風電整體解決方案供應(yīng)商，提供從風電裝備到風電場設(shè)計、制造、建設(shè)、運維、金融全方位的服務(wù)，從制造型企業(yè)向制造服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)型。
金風科技自建立伊始，就把數(shù)字化作為提高公司競爭力的重要工作，以創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展。2001—2012年，為提升效率，金風科技實施了ERP(D1N1)、人力資源系統(tǒng)、PLM、CRM、各種辦公輔助系統(tǒng)等，并多次迭代升級。截至2012年，金風科技數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化多策并舉，開展了以研發(fā)為主線的研發(fā)協(xié)同平臺(D1N1)、研發(fā)技術(shù)平臺、PDM(D1);以生產(chǎn)物流為主線的ERP、供應(yīng)鏈、電子商務(wù)的建設(shè)(D1N1);以銷售服務(wù)為主線的CRM的建設(shè);以人為本的人力資源系統(tǒng)(eHR)建設(shè)，有效地提升了流程的效率。它還建立了以知識管理為核心的知識管理信息系統(tǒng)，通過海量數(shù)據(jù)的挖掘、篩選，為公司決策層提供開展工作的依據(jù)。
2013年，金風科技充分應(yīng)用企業(yè)數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)，進行了“風光儲”一體的“智能微網(wǎng)示范項目”(D2N1)。金風科技利用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、AI技術(shù)和自身風電裝備制造技術(shù)、多年的風場建設(shè)經(jīng)驗相結(jié)合，主動向下游靠攏，通過技術(shù)、管理創(chuàng)新，向生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)尋求利潤增長點。2016—2017年，金風科技在產(chǎn)品、設(shè)計數(shù)字化的基礎(chǔ)上，建立先進的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化平臺(D2N2)，包括自主研發(fā)的可定制化智能直驅(qū)風機、New Freemeso、GoldFarm、SOAM、EFarm、Powermest、Resmart等系統(tǒng)和技術(shù)，為風電場的宏觀選址、精細化測風、風資源評估、風電場規(guī)劃與設(shè)計、建設(shè)管理、資產(chǎn)管理與優(yōu)化、融入集中功率預(yù)測、智能故障診斷、健康狀態(tài)預(yù)警、風機優(yōu)化運行等提供一體化數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化工具。
截至2019年，通過產(chǎn)品數(shù)字化和管理數(shù)字化協(xié)同發(fā)展(D2N2)，金風科技現(xiàn)已構(gòu)建了數(shù)字化風電場整體解決方案，并為12家發(fā)電企業(yè)、107個場站、16 000多臺發(fā)電設(shè)備提供集控、功率預(yù)測、設(shè)備健康管理、風電場發(fā)電能力提升等服務(wù)，切實提升風電場運營效率達10%~15%，提高風資源工作效率50%~200%，最終提升收益率1%~3%。
從金風科技實施智能制造技術(shù)的時間表(表5)可以看出，金風科技在智能制造三個基本范式的演進的技術(shù)升級路徑并不是連續(xù)的(圖7)。
表5 金風科技應(yīng)用智能制造技術(shù)的時間表
Source: adapted based on public documents. MIS: management information system.
圖7. 案例4：金風科技智能制造技術(shù)升級路徑(P4)。GoldWind：金風科技
(三)因企制宜，系統(tǒng)集成商助推中小企業(yè)升級
智能制造推進過程中，由于資金和制造能力的限制，中小企業(yè)難于掌握共性賦能技術(shù)，完成企業(yè)在三個基本范式的轉(zhuǎn)換。因此，由具備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化共性賦能技術(shù)基礎(chǔ)的第三方系統(tǒng)集成企業(yè)協(xié)同推進，將顯著提高中小企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的成功概率。
案例5：浙江陀曼精密機械有限公司(以下簡稱陀曼科技)對新昌縣一批軸承生產(chǎn)企業(yè)的改造，形成了很好的經(jīng)驗。陀曼科技成立于2006年，原本是浙江新昌縣軸承行業(yè)的一個裝備提供商。浙江新昌軸承行業(yè)軸承企業(yè)超過1500家，具備典型的塊狀經(jīng)濟特性。近年來，隨著行業(yè)競爭加劇和各類資源成本大幅上升，產(chǎn)業(yè)淘汰整合，到2016年，仍有軸承行業(yè)企業(yè)600家左右，企業(yè)整體質(zhì)量水平雖有較大幅度提升，但仍然主要處于機械化、自動化階段(D0N0)。
近些年，隨著競爭加劇和各類要素成本的上升，大部分企業(yè)利潤率僅為3%~5%，不少企業(yè)處在虧損邊緣，迫切需要從“低成本競爭”向“高品質(zhì)、高效率、低能耗”發(fā)展轉(zhuǎn)型。陀曼科技抓住這個機會，從裝備制造商轉(zhuǎn)型成為系統(tǒng)集成商，為軸承行業(yè)提供數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化解決方案，帶動了當?shù)剌S承行業(yè)的整體升級(D1N1)。
2006年，陀曼科技(D0N0)是浙江省第一批機器換人服務(wù)公司，主要制造從事軸承、齒輪、汽車零部件機械加工行業(yè)的自動化單機、自動生產(chǎn)線等，基于對當?shù)剌S承企業(yè)轉(zhuǎn)型升級所面臨的痛點和需求的深刻了解，陀曼科技作為裝備制造商已服務(wù)超過1200家企業(yè)。
2013年，陀曼科技看準了智能制造“提質(zhì)、增效、降本”的技術(shù)特征，進行企業(yè)產(chǎn)品、生產(chǎn)、服務(wù)的智能制造規(guī)劃。2014年，陀曼科技除提供軸承裝備外，定位于提供信息化、自動化技改工程承包服務(wù)，在軸承行業(yè)提供類似于工程承包的“交鑰匙”工程，至今已作為系統(tǒng)集成商服務(wù)超過160家企業(yè)，完成改造及上云設(shè)備(D1N1)數(shù)量達12 753臺。為提高新昌中小軸承企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的意愿，新昌縣和陀曼科技共同設(shè)立引導(dǎo)基金，按不超過企業(yè)可升級設(shè)備臺數(shù)的5%提供免費升級機會。小規(guī)模免費體驗的方法打消了當?shù)仄髽I(yè)對智能升級效果的顧慮，破解了中小企業(yè)推行智能制造決策難的問題。
陀曼科技實施的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化改造是一個系統(tǒng)工程，一般中小企業(yè)不具備“方案制訂、軟硬件集成改造、操控培訓(xùn)及持續(xù)改善”等綜合能力。陀曼科技作為總承包商，對中小軸承企業(yè)量身定制提供自主研發(fā)的系統(tǒng)解決方案，提供包括基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的TM-e微型生產(chǎn)管理系統(tǒng)(D1)、TM-SPC數(shù)字測量及質(zhì)量過程管理系統(tǒng)(D1)、TM-ACS機床自適應(yīng)管理系統(tǒng)(D1)等;通過“智能數(shù)據(jù)采集終端(具備邊緣計算和通訊模組)+云平臺+工業(yè)APP”的方式，向行業(yè)提供全面的面向設(shè)備改造、管理提升、員工培訓(xùn)、工期安排、提質(zhì)增效節(jié)本等整體解決方案，使得中小微軸承企業(yè)能夠在原有設(shè)備上低成本的進行數(shù)字化改造，按照不同企業(yè)的需要提供從數(shù)字化設(shè)備單元/數(shù)字化生產(chǎn)線(D1)，到生產(chǎn)或管理的其中某一環(huán)節(jié)的數(shù)字化(D1/N1)(如質(zhì)量管理數(shù)字化、管理數(shù)字化、設(shè)備維護數(shù)字化等)，到車間或工廠數(shù)字化(D1N1)的各種解決方案。從初期55家改造企業(yè)(更多企業(yè)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)沒有完成)情況看，平均每家改造成本約為23萬元，企業(yè)通過設(shè)備使用效率提升、節(jié)能降耗和人工成本節(jié)省等，大部分企業(yè)一年內(nèi)就能回收投入。
2017年陀曼科技發(fā)展為向軸承、緊固件、齒輪等行業(yè)的數(shù)字化技改工程總承包商與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(N2)。在浙江新昌軸承行業(yè)中小企業(yè)批量推廣“數(shù)字化制造、平臺化服務(wù)”基礎(chǔ)上，實現(xiàn)向浙江慈溪、常山等軸承產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)進行復(fù)制推廣，實現(xiàn)跨區(qū)域發(fā)展。同時開始與海鹽緊固件行業(yè)合作，實現(xiàn)跨行業(yè)的模式探索。
作為一個生產(chǎn)系統(tǒng)集成商，陀曼科技的案例展示了一個不同于之前研究的其他4個案例的智能制造升級路徑——一個集成商促進中小企業(yè)跨越三個基本范式轉(zhuǎn)型的路徑。圖8為新昌球軸承中小企業(yè)的升級路徑，其中陀曼科技為P5升級路徑下的3個圓圈。
圖8. 案例5：陀曼科技助力中小微企業(yè)智能制造技術(shù)升級路徑(P5)。TOMAN：陀曼科技
四、多案例比較分析
通過對這5種情況的比較(圖9)，我們發(fā)現(xiàn)企業(yè)在推動智能制造轉(zhuǎn)型升級過程中，有多種不同的轉(zhuǎn)型路徑。三一重工開始應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)時，已經(jīng)具備了良好的數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)，因此，它從數(shù)字化制造串行推進到數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化制造。之后，三一重工又在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化制造的良好基礎(chǔ)上，開始探索新一代智能制造，實現(xiàn)三個基本范式“串聯(lián)式”發(fā)展。
圖9. 5個案例的智能制造升級路徑
然而，春風動力、酷特智能、金風科技和陀曼科技在網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)來臨時，數(shù)字化技術(shù)上并沒有如三一重工相同的優(yōu)勢，處于沒有(春風動力、陀曼科技)，或僅有少量數(shù)字化(金風科技)、網(wǎng)絡(luò)化(酷特智能)技術(shù)基礎(chǔ)的水平。因此，這些企業(yè)同時開發(fā)了數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動企業(yè)的數(shù)字化發(fā)展。
春風動力采用“以高打低”的方式，用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用驅(qū)動數(shù)字化技術(shù)水平提高，用客戶個性化定制特種車、摩托車的數(shù)據(jù)，推動生產(chǎn)端、供應(yīng)鏈的數(shù)字化升級。目前，該公司已進入智能制造范式的早期階段。
酷特智能根據(jù)服裝行業(yè)特點，以多品種小批量的服裝定制需求為驅(qū)動，關(guān)注網(wǎng)絡(luò)化模式創(chuàng)新，在數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用方面，根據(jù)經(jīng)濟性原則充分發(fā)揮人在制造過程中的柔性，采用縫紉工人接受數(shù)字化信息，操作設(shè)備的方式，采用適度數(shù)字化，避免了技術(shù)冗余。
金風科技堅持“創(chuàng)新引領(lǐng)”，用先進適用的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)持續(xù)改進優(yōu)化迭代企業(yè)的全過程，推動企業(yè)從生產(chǎn)型企業(yè)向生產(chǎn)服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)型。隨著網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)同步成長，金風科技得以從數(shù)字化制造轉(zhuǎn)向“互聯(lián)網(wǎng)+”制造。
陀曼科技的情況與其他4例有很大的不同。陀曼科技作為智能制造系統(tǒng)集成商，針對新昌縣軸承行業(yè)，因企制宜，提供智能制造系統(tǒng)解決方案，推動中小企業(yè)邁向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。其作用是幫助企業(yè)(主要是資源和能力有限的中小企業(yè))采用適用的智能制造技術(shù)。中小型企業(yè)采用智能制造技術(shù)的方式在很大程度上取決于它們的戰(zhàn)略和部門具體情況，具體路徑既可以是串聯(lián)式也可三個基本范式融合發(fā)展，陀曼科技起到的是助推器、加速器的作用。
綜上所述，本文提出的5個案例描述了中國制造業(yè)中5條截然不同的智能制造升級路徑。企業(yè)采用智能制造技術(shù)的方式在很大程度上取決于它們的戰(zhàn)略和行業(yè)具體情況?；谶@5個案例的研究結(jié)果，我們有理由提出，中國制造業(yè)的智能制造技術(shù)升級路徑并不一定是按照西方工業(yè)發(fā)達國家“串聯(lián)式”的技術(shù)升級路徑。企業(yè)在數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和制造技術(shù)融合過程中應(yīng)該采用“并行推進融合發(fā)展”的技術(shù)升級路線。
五、討論和結(jié)論
本文比較了中國企業(yè)智能制造升級的5個典型案例。在這些案例研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了每個關(guān)鍵案例的升級路徑，并通過多案例比較歸納出升級路徑的模式。我們認為，在中國，制造企業(yè)的技術(shù)水平機械化、電氣化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化并存。當前，新一代智能制造的發(fā)展剛剛起步，這給中國制造商制定升級路徑帶來了更多的復(fù)雜性。本文有以下主要發(fā)現(xiàn)。
(1)適合中國的發(fā)展路線：并行推進融合發(fā)展。5個企業(yè)在我國推進“互聯(lián)網(wǎng)+”制造背景下，推動公司數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的起點不同，但是在應(yīng)用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)追求提質(zhì)量、降成本、增效率的過程中，5個企業(yè)都達到或接近了D2N2的水平，取得了良好的效果。當前技術(shù)迭代速度提升，大數(shù)據(jù)、云計算、IoT、AI集群突破，對比5個企業(yè)智能制造技術(shù)升級路徑發(fā)現(xiàn)，因循西方發(fā)達國家技術(shù)升級路徑串行發(fā)展不現(xiàn)實。在新技術(shù)方面，特別是新技術(shù)應(yīng)用方面，中國和世界主要國家處于同一起跑線，我國雖然是后發(fā)國家，但我們不能等數(shù)字化補課完成再推動其他技術(shù)應(yīng)用，這樣就又造成新的落后，企業(yè)在推進智能制造時應(yīng)采用務(wù)實的“并聯(lián)式”升級?！安⑿型七M融合發(fā)展”是適合中國國情的智能制造技術(shù)升級路徑。
(2)企業(yè)在推動智能制造發(fā)展過程中要做到因企制宜。企業(yè)是實施智能制造的主體，推進智能制造發(fā)展要考慮自身的資源與產(chǎn)業(yè)特性、戰(zhàn)略定位，制定總體規(guī)劃，5個企業(yè)的一個共同點就是都制定了切實可行的總體規(guī)劃。智能制造是個系統(tǒng)工程，企業(yè)按照制定的技術(shù)升級路徑務(wù)實推進，分步實施，才有可能成功。因企制宜的推進智能制造還表現(xiàn)為，企業(yè)要重點突破，如酷特智能抓住C2M的個性化定制模式;春風動力早期建立設(shè)計、物流、管理等單個模塊后，再整合集成。企業(yè)要抓住需要解決的問題，有重點的突破，最終帶動企業(yè)的全面升級?？偟膩碚f，企業(yè)應(yīng)堅持“總體規(guī)劃、分步實施、重點突破、全面推進”十六字方針。同時，我國企業(yè)必須堅持“創(chuàng)新引領(lǐng)”，有條件的企業(yè)，如三一重工、金風科技等各行業(yè)的龍頭企業(yè)，要積極擁抱互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI等最先進的技術(shù)，瞄準高端方向，加快研究、開發(fā)、推廣、應(yīng)用新一代智能制造技術(shù)，推進先進信息技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合，走出一條推進智能制造的新路。
(3)數(shù)字化技術(shù)為智能制造的升級奠定了基礎(chǔ)。企業(yè)推進智能制造，數(shù)字化制造是基礎(chǔ)，貫穿企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的全過程，并在和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、智能化技術(shù)融合的過程中，不斷提升。中國企業(yè)應(yīng)該認識到數(shù)字化技術(shù)的重要性，盡管這些技術(shù)有時并不被認為是最先進的。在這5個案例中，盡管處于不同的階段，但被研究企業(yè)在整個升級過程中都建立了特定的數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)，并將數(shù)字化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)相結(jié)合。否則，企業(yè)將會遇到關(guān)鍵的技術(shù)障礙，阻礙它們進入下一個升級階段。從這個意義上說，中國企業(yè)可能不需要在最開始就建立完善的數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)，而是需要在升級的過程中在需要的時候做好數(shù)字化技術(shù)“補課”，這樣才能最終實現(xiàn)智能制造的技術(shù)升級跨域發(fā)展。
本文從兩個方面對創(chuàng)新趕超和制造業(yè)升級的文獻進行了貢獻。首先，本研究將趕超路徑理論擴展到智能制造升級領(lǐng)域，涉及復(fù)雜的系統(tǒng)技術(shù)(包括三個基本范式)和大規(guī)模的技術(shù)采用，并通過5個關(guān)鍵的趕超案例研究，總結(jié)中國制造企業(yè)的智能制造升級路徑。我們認為，中國的制造業(yè)企業(yè)可能不會遵循傳統(tǒng)的循序漸進的升級路徑，而是會采取更加多樣化的路徑，以非線性的方式跨越數(shù)字化制造、“互聯(lián)網(wǎng)+”制造和新一代智能制造，并根據(jù)企業(yè)的具體情況進行整合。其次，我們認為有必要制定智能制造標準，特別是在升級路徑不規(guī)范的情況下。智能制造是一個復(fù)雜的系統(tǒng)技術(shù)概念，由三個基本范式組成，如果沒有統(tǒng)一的制造技術(shù)標準，企業(yè)在制定升級路徑時可能會感到困惑。例如，我們對三一重工、金風科技和酷特智能的案例研究中發(fā)現(xiàn)，各企業(yè)在部署ERP和PLM等單個的數(shù)字化模塊時都走了彎路，其中一個重要原因就是，當需要應(yīng)用新技術(shù)升級時，出現(xiàn)接口、格式等不兼容問題，形成信息孤島。這些技術(shù)需要更多的資源和更長的時間，尤其是在早期階段，當時這些公司幾乎沒有經(jīng)驗。這樣，由于缺乏智能制造標準，這些公司不得不進行升級的試點和試錯。當前，我國智能制造技術(shù)種類繁多，正在大量制造企業(yè)中擴散，制造標準的缺乏將可能嚴重影響到這些企業(yè)的升級效果，為資源和技術(shù)能力有限的中小企業(yè)制造巨大的技術(shù)壁壘。這是一個需要進一步注意的問題。
本文對智能制造升級的決策也有一定的借鑒意義。政策制定者習慣于自上而下地設(shè)計和實施產(chǎn)業(yè)政策，然而，我們認為自下而上的方法更適合于智能制造升級計劃，因為自上而下的政策通常忽略了中國企業(yè)升級路徑的異質(zhì)性。因此，決策者在為處理與公共產(chǎn)品和外部性相關(guān)的一般問題(如通用技術(shù)、技術(shù)標準、校企合作等)提供援助時，應(yīng)通過考慮企業(yè)自身的技術(shù)能力、資源基礎(chǔ)和行業(yè)具體情況，讓企業(yè)在制定自己的升級路徑時具有更大的靈活性。從產(chǎn)業(yè)技術(shù)層面，對于政策的制定者來說，政府在制定鼓勵智能制造、鼓勵企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的產(chǎn)業(yè)政策時，要堅持實事求是，按照企業(yè)需求推進。充分利用我國大力推進“互聯(lián)網(wǎng)+”制造的成功實踐給我們提供的重要啟示和寶貴經(jīng)驗，鼓勵企業(yè)根據(jù)自身發(fā)展的實際需要，采取先進的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)解決傳統(tǒng)制造問題，不斷加入AI、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，提高企業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造水平，扎扎實實地完成數(shù)字化“補課”，同時，邁向更高的智能制造水平。
在新一代智能制造來臨的今天，“并行推進、融合發(fā)展”的技術(shù)升級路線適應(yīng)于全球制造業(yè)。在世界范圍內(nèi)的智能制造技術(shù)浪潮中，并行而非串聯(lián)的制造技術(shù)升級戰(zhàn)略可以推廣到其他發(fā)展中經(jīng)濟體。傳統(tǒng)的研究是在發(fā)達經(jīng)濟體的背景下討論智能制造的升級，這些國家的企業(yè)花費了幾十年的時間來升級他們的制造技術(shù)，這些企業(yè)大多采用了智能制造三個基本范式順序發(fā)展的路徑。當前，發(fā)展中國家和發(fā)達國家同時面臨著智能化技術(shù)的沖擊，這為發(fā)展中經(jīng)濟體提供了一個快速追趕甚至超越發(fā)達經(jīng)濟體的機會。當前，對于中國和世界來說，盡管起點不同，但不論是中國還是歐美工業(yè)強國的制造業(yè)都沒有完成數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化范式，隨著新一代AI突破和與制造業(yè)的融合，新一代智能制造范式已開始探索發(fā)展，中國和西方都面臨新一代智能制造范式和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化范式并行的階段，對于全球制造業(yè)而言，不論是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的何種新技術(shù)，作為共性賦能技術(shù)，探索其適合制造業(yè)應(yīng)用的，把新技術(shù)應(yīng)用到制造業(yè)中去，都將推動全球制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。
文章來源于中國工程院院刊 ，作者Engineering
（轉(zhuǎn)載）
