【中國智能制造網(wǎng) 學術論文】出于對搶抓智能制造生態(tài)系統(tǒng)主導權在上?？萍紕?chuàng)新中心建設中之重要性的考慮，本文選擇上海14家制造業(yè)和信息技術服務業(yè)企業(yè)進行了問卷調查和現(xiàn)場訪談，深入了解企業(yè)發(fā)展智能制造的現(xiàn)狀、面臨的困境、近期展望和政策需求等方面的信息，從中梳理出上海建設智能制造生態(tài)系統(tǒng)的主要障礙所在。　　
　　上海是我國制造業(yè)重鎮(zhèn)，在從制造向“智造”的轉型過程中也面臨著諸多挑戰(zhàn)。本文是中國浦東干部學院課題組，通過對上海部分制造業(yè)和信息技術服務業(yè)企業(yè)問卷調研得出的障礙。
　　
　　搶占智能制造生態(tài)系統(tǒng)主導權是上?？萍紕?chuàng)新中心建設的一個有力抓手。同智慧城市一樣，智能制造是系統(tǒng)之系統(tǒng)，發(fā)展智能制造就是要建立一個智能制造生態(tài)系統(tǒng)，依托于傳感器、工業(yè)軟件、網(wǎng)絡通信系統(tǒng)、新型人機交互方式，實現(xiàn)人、設備、產(chǎn)品等制造要素和資源的相互識別、互聯(lián)互通、有效交流，促進制造業(yè)設計、研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務與互聯(lián)網(wǎng)緊密結合，推動生產(chǎn)方式的定制化、柔性化、綠色化、網(wǎng)絡化，從而不斷提高制造業(yè)競爭優(yōu)勢。智能制造背后是技術體系，是標準體系，是產(chǎn)業(yè)體系，一座城市只有把握了智能制造生態(tài)系統(tǒng)的主導權，才能稱得上是科技創(chuàng)新中心。
　　
　　出于對搶抓智能制造生態(tài)系統(tǒng)主導權在上?？萍紕?chuàng)新中心建設中之重要性的考慮，本文選擇上海14家制造業(yè)和信息技術服務業(yè)企業(yè)進行了問卷調查和現(xiàn)場訪談，深入了解企業(yè)發(fā)展智能制造的現(xiàn)狀、面臨的困境、近期展望和政策需求等方面的信息，從中梳理出上海建設智能制造生態(tài)系統(tǒng)的主要障礙所在，以期從政府的角度研究如何通過政府有形之手的引導，大限度地激發(fā)市場的活力，促進智能制造生態(tài)系統(tǒng)建設。
　　
　　障礙一
　　
　　思想觀念存在多個誤區(qū)
　　
　　1.缺少對智能制造的正確理解
　　
　　調研中發(fā)現(xiàn)，很多企業(yè)管理人員對什么是智能制造缺少正確認識，常見的問題是把智能制造同工廠自動化、數(shù)字化工廠等概念混為一談，認為“工廠自動化 數(shù)字化”就是智能制造。其實，數(shù)字化工廠、智慧工廠、智能制造之間是一種遞進關系，數(shù)字化工廠的目標是實現(xiàn)信息的集成，智慧工廠的目標是實現(xiàn)人機有效交互，而智能制造的目標是實現(xiàn)人機一體化。并且，智能制造已經(jīng)大大超出了單個企業(yè)的范疇。課題組認為，在實際工作中，盡管企業(yè)需要從數(shù)字化工廠開始逐步升級，但是也應該了解智能制造系統(tǒng)的本質內涵和基本特征，避免方向性錯誤。
　　
　　2.缺少轉型升級的緊迫感
　　
　　被調研企業(yè)基本處于工業(yè)2.0-3.0的階段，工廠生產(chǎn)自動化程度有待提高，系統(tǒng)整合處在非常初級的階段，信息集成程度還比較低，離智能制造還有相當大的差距。問卷調查的結果顯示，盡管絕大部分企業(yè)對引進智能制造設備有需要，但是，50%的企業(yè)認為本企業(yè)使用智能設備的初衷是“替代人力”，只有20%左右的企業(yè)認為是“生產(chǎn)流程必須”和“企業(yè)管理升級需要”。而且，被調研企業(yè)中，有18%認為“現(xiàn)有設備和人力已經(jīng)能夠滿足企業(yè)需要”，50%的企業(yè)沒有建成企業(yè)級的信息化管理系統(tǒng)，37%的企業(yè)認為“結構簡單的產(chǎn)品，不需要進行仿真設計”，50%的企業(yè)認為未來1-3年內沒有計劃建設企業(yè)級信息化管理系統(tǒng)，36%的企業(yè)4-5年內沒有計劃建設企業(yè)級信息化系統(tǒng)，64%的企業(yè)認為不會考慮調整組織結構以適應企業(yè)發(fā)展智能制造的需要。在信息技術迅速發(fā)展的今天，如果企業(yè)缺少主動適應、主動變革的思想，其發(fā)展前景不容樂觀。
　　
　　3.缺少對數(shù)據(jù)的重視
　　
　　智能制造的實現(xiàn)在相當程度上依賴于對數(shù)據(jù)的更深刻的洞察和分析處理，缺少數(shù)據(jù)，就缺失了智能制造的基礎材料。調研發(fā)現(xiàn)，絕大部分企業(yè)缺少產(chǎn)生數(shù)據(jù)的傳感設備和產(chǎn)品、收集和傳輸數(shù)據(jù)的途徑、整合和處理數(shù)據(jù)的平臺、使用數(shù)據(jù)的方法和軟件，為關鍵的是，絕大部分企業(yè)沒有意識到數(shù)據(jù)的重要性。在被調研企業(yè)中，沒有一家建成了企業(yè)計劃與數(shù)據(jù)中心，未來1-3年內計劃建設企業(yè)計劃與數(shù)據(jù)中心的僅占14%，未來4-5年內計劃建設企業(yè)計劃與數(shù)據(jù)中心的僅占21%。即使是其中自動化程度高的制造企業(yè)，目前也還處于需要通過數(shù)字化工廠建設項目產(chǎn)生數(shù)據(jù)的過程中，而數(shù)據(jù)中心建設尚需在第二期改造項目中加以考慮。
　　
　　障礙二
　　
　　核心技術和關鍵零部件嚴重欠缺
　　
　　被調研的企業(yè)表示，核心技術和關鍵零部件欠缺是影響國內智能制造企業(yè)發(fā)展的大障礙。85%的企業(yè)認為，與國外智能制造供應商相比，國內設備供應商的“技術水平有明顯差距”。在國內智能制造設備企業(yè)亟需改進的內容方面，28%的企業(yè)認為應該“自主開發(fā)核心技術或零部件”，17%的企業(yè)認為應該“提高產(chǎn)品質量”。實際上，以“大云物移智”為主要內容的新型技術領域，上海掌握的核心技術仍十分有限。構成智能制造裝備或實現(xiàn)制造過程智能化的重要基礎技術主要依賴進口，如新型傳感器等感知和在線分析技術、典型控制系統(tǒng)與工業(yè)網(wǎng)絡技術、高性能液壓件與氣動元件、高速精密軸承、大功率變頻技術等。許多重要裝備和制造過程尚未掌握系統(tǒng)設計與核心制造技術，如精密工作母機設計制造基礎技術（設計過程智能化技術）、百萬噸乙烯等大型石化的設計技術和工藝包等均未實現(xiàn)國產(chǎn)化。幾乎所有裝備的核心控制技術（包括軟件和硬件）都嚴重依賴進口。
　　
　　如果不盡快在這些方面有所突破，隨著中國發(fā)展智能制造熱潮的出現(xiàn)，中國將成為國外智能制造產(chǎn)品的試驗場和大市場，而國內企業(yè)將有可能喪失發(fā)展的契機，中國企業(yè)也難以在智能制造市場上搶先占據(jù)一席之地。
　　
　　障礙三
　　
　　系統(tǒng)集成能力和軟件服務水平嚴重不強
　　
　　1.集成能力“片段化”
　　
　　智能制造是以信息技術、自動化技術與先進制造技術全面結合為基礎的。西門子等的智能制造供應商具有智能工廠建設的實踐經(jīng)驗和較豐富的產(chǎn)品系列。在項目組的問卷調查中，企業(yè)建設集成系統(tǒng)西門子PLM系統(tǒng)，而選擇國產(chǎn)軟件的則非常少。被調研企業(yè)認為，西門子的“PLM解決方案完整”，“在本行業(yè)競爭優(yōu)勢明顯”。與西門子等企業(yè)相比，國內的企業(yè)在系統(tǒng)集成方面經(jīng)驗較為欠缺，市場運作體系也欠完整，競爭優(yōu)勢較弱。目前上海制造業(yè)的“兩化”融合程度還有待提高，低端CAD軟件和企業(yè)管理軟件普及率較高，但應用于各類復雜產(chǎn)品設計和企業(yè)管理的智能化軟件產(chǎn)品缺失。國內大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)制造過程中一定程度地應用了自動化技術，但應用于提高產(chǎn)品質量、實現(xiàn)節(jié)能減排、提高勞動生產(chǎn)率的智能化技術嚴重缺乏。同時，信息技術和相關軟件產(chǎn)品與制造工藝技術融合不夠。
　　
　　2．軟件制造“低端化”
　　
　　近年來，上海軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。2013年，上海軟件產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員達到34萬，實現(xiàn)經(jīng)營收入2464.9億元；經(jīng)營收入超10億元的軟件企業(yè)達32家，并有248家企業(yè)獲得計算機信息系統(tǒng)集成資質。但是，上海缺少品牌度高的企業(yè)和產(chǎn)品，仿真軟件、研發(fā)設計軟件、系統(tǒng)平臺軟件、控制軟件等工業(yè)軟件也非常缺乏。以PLM為例。PLM思想早為國外“CAx”廠商提出，國內PLM軟件廠商起步較晚，盡管已經(jīng)發(fā)展出一些獨立的PLM軟件開發(fā)商和產(chǎn)品，例如北京數(shù)碼大方科技有限公司的CAXA、北京清華同方軟件股份有限公司的清華同方PDM、北京機械工業(yè)自動化研究所的利瑪PDM、北京凱思博宏計算機應用工程有限公司的I-WORKMAN、四川托普軟件股份有限公司的TDPDM等，但這些國內企業(yè)的產(chǎn)品與國外同類軟件相比仍有較大差距。遺憾的是，上海連這樣的軟件企業(yè)和產(chǎn)品都很少。
　　
　　障礙四
　　
　　跨界協(xié)作聯(lián)盟嚴重缺失
　　
　　智能制造是生態(tài)系統(tǒng)，強調的是廠商、上下游企業(yè)、客戶、其他相關組織的互動和數(shù)據(jù)、信息、知識的共享，幫助企業(yè)從單一的組裝制造向產(chǎn)業(yè)鏈兩頭延伸，把制造業(yè)和服務業(yè)融合起來，共同走市場化、化、化和集約化的發(fā)展。因此，跨界協(xié)作聯(lián)盟的存在非常必要。
　　
　　調研發(fā)現(xiàn)，被調研企業(yè)很少從產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟中受益。被調研企業(yè)認為該公司智能設備成本優(yōu)勢的決定因素主要是“人力成本低”（23%）、“稅收減免及其他政府補貼”（15%）、“較低的資金成本”（15%）、以及“企業(yè)管理效益”（16%），而認為“縱向或橫向的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”是主要的因素的僅占8%。此外，在“上海企業(yè)關于智能制造面臨的外部挑戰(zhàn)”中，認為“各個企業(yè)技術研發(fā)各自為政，缺乏資源共享與合作平臺”的企業(yè)占26%，是所有選項中比例高的。在對儀電集團戰(zhàn)略部高管的訪談中，對方也表示，沒有發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟中有可讓企業(yè)明顯受益的機制。
　　
　　智能制造先進國家和地區(qū)都把組建協(xié)同創(chuàng)新體系作為重要的推進措施。例如，德國政府、學界、產(chǎn)業(yè)界共14家企業(yè)和17家研究院所共同組成協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟，作為推動德國新一輪制造業(yè)技術創(chuàng)新與市場推廣的中堅力量；美國為了推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，由GE、Cisco、IBM、AT&T等公司合作成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，打破技術壁壘，建立技術標準，目前成員已經(jīng)達到86家，政府還在支持更多類似聯(lián)盟的成立。
　　
　　培育跨界協(xié)作聯(lián)盟是智能制造系統(tǒng)應該具備的功能。如何推進由政府引導、企業(yè)主導、高校和科研院所參與的協(xié)作聯(lián)盟的發(fā)展，設計多方受益的運行機制是關鍵環(huán)節(jié)，重點是激發(fā)參與各方的積極性和創(chuàng)造力，并使參與者能夠從參與聯(lián)盟中切實獲益。
　　
　　上海目前已經(jīng)出現(xiàn)了一批智能制造應用示范企業(yè)和示范項目，例如寶山鋼鐵股份有限公司的鋼鐵熱軋智能車間、上海海立（集團）股份有限公司的空調壓縮機柔性自動化裝配生產(chǎn)線、上海蘭寶傳感科技股份有限公司的先進傳感器數(shù)字化車間等，在不同的產(chǎn)業(yè)領域進行了積極的探索，在某一個或某幾個方面有較大突破。例如，上海三一重機通過建設智能化轉配車間，具備智能化物流、流水化作業(yè)、螺栓自動擰緊、數(shù)字化工藝系統(tǒng)、穿戴式通信設備的應用等功能，實現(xiàn)生產(chǎn)效率翻倍，不良率顯著下降。但是，目前這些先進企業(yè)的智能制造示范項目基本上還處在由數(shù)字化工廠向智能工廠發(fā)展的階段，不僅缺少像西門子安貝格工廠這樣的智能工廠，也缺少像海爾公司這樣的搭建了智能制造生態(tài)系統(tǒng)框架的示范企業(yè)，以及像富瑞特裝這樣的整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈的智能制造項目。課題組認為，除了智能車間建設之外，企業(yè)還需要從更透徹地感知客戶需求、更全面地整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈等角度加快智能制造生態(tài)系統(tǒng)的建設。
　　
　　障礙五
　　
　　先進示范企業(yè)嚴重缺乏
　　
　　上海目前已經(jīng)出現(xiàn)了一批智能制造應用示范企業(yè)和示范項目，例如寶山鋼鐵股份有限公司的鋼鐵熱軋智能車間、上海海立（集團）股份有限公司的空調壓縮機柔性自動化裝配生產(chǎn)線、上海蘭寶傳感科技股份有限公司的先進傳感器數(shù)字化車間等，在不同的產(chǎn)業(yè)領域進行了積極的探索，在某一個或某幾個方面有較大突破。例如，上海三一重機通過建設智能化轉配車間，具備智能化物流、流水化作業(yè)、螺栓自動擰緊、數(shù)字化工藝系統(tǒng)、穿戴式通信設備的應用等功能，實現(xiàn)生產(chǎn)效率翻倍，不良率顯著下降。但是，目前這些先進企業(yè)的智能制造示范項目基本上還處在由數(shù)字化工廠向智能工廠發(fā)展的階段，不僅缺少像西門子安貝格工廠這樣的智能工廠，也缺少像海爾公司這樣的搭建了智能制造生態(tài)系統(tǒng)框架的示范企業(yè)，以及像富瑞特裝這樣的整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈的智能制造項目。課題組認為，除了智能車間建設之外，企業(yè)還需要從更透徹地感知客戶需求、更全面地整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈等角度加快智能制造生態(tài)系統(tǒng)的建設。