【中國智能制造網 學術論文】出于對搶抓智能制造生態系統主導權在上海科技創新中心建設中之重要性的考慮，本文選擇上海14家制造業和信息技術服務業企業進行了問卷調查和現場訪談，深入了解企業發展智能制造的現狀、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系統的主要障礙所在。　　
　　上海是我國制造業重鎮，在從制造向“智造”的轉型過程中也面臨著諸多挑戰。本文是中國浦東干部學院課題組，通過對上海部分制造業和信息技術服務業企業問卷調研得出的障礙。
　　
　　搶占智能制造生態系統主導權是上海科技創新中心建設的一個有力抓手。同智慧城市一樣，智能制造是系統之系統，發展智能制造就是要建立一個智能制造生態系統，依托于傳感器、工業軟件、網絡通信系統、新型人機交互方式，實現人、設備、產品等制造要素和資源的相互識別、互聯互通、有效交流，促進制造業設計、研發、生產、管理、服務與互聯網緊密結合，推動生產方式的定制化、柔性化、綠色化、網絡化，從而不斷提高制造業競爭優勢。智能制造背后是技術體系，是標準體系，是產業體系，一座城市只有把握了智能制造生態系統的主導權，才能稱得上是科技創新中心。
　　
　　出于對搶抓智能制造生態系統主導權在上海科技創新中心建設中之重要性的考慮，本文選擇上海14家制造業和信息技術服務業企業進行了問卷調查和現場訪談，深入了解企業發展智能制造的現狀、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系統的主要障礙所在，以期從政府的角度研究如何通過政府有形之手的引導，大限度地激發市場的活力，促進智能制造生態系統建設。
　　
　　障礙一
　　
　　思想觀念存在多個誤區
　　
　　1.缺少對智能制造的正確理解
　　
　　調研中發現，很多企業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、數字化工廠等概念混為一談，認為“工廠自動化 數字化”就是智能制造。其實，數字化工廠、智慧工廠、智能制造之間是一種遞進關系，數字化工廠的目標是實現信息的集成，智慧工廠的目標是實現人機有效交互，而智能制造的目標是實現人機一體化。并且，智能制造已經大大超出了單個企業的范疇。課題組認為，在實際工作中，盡管企業需要從數字化工廠開始逐步升級，但是也應該了解智能制造系統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
　　
　　被調研企業基本處于工業2.0-3.0的階段，工廠生產自動化程度有待提高，系統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，盡管絕大部分企業對引進智能制造設備有需要，但是，50%的企業認為本企業使用智能設備的初衷是“替代人力”，只有20%左右的企業認為是“生產流程必須”和“企業管理升級需要”。而且，被調研企業中，有18%認為“現有設備和人力已經能夠滿足企業需要”，50%的企業沒有建成企業級的信息化管理系統，37%的企業認為“結構簡單的產品，不需要進行仿真設計”，50%的企業認為未來1-3年內沒有計劃建設企業級信息化管理系統，36%的企業4-5年內沒有計劃建設企業級信息化系統，64%的企業認為不會考慮調整組織結構以適應企業發展智能制造的需要。在信息技術迅速發展的今天，如果企業缺少主動適應、主動變革的思想，其發展前景不容樂觀。
　　
　　3.缺少對數據的重視
　　
　　智能制造的實現在相當程度上依賴于對數據的更深刻的洞察和分析處理，缺少數據，就缺失了智能制造的基礎材料。調研發現，絕大部分企業缺少產生數據的傳感設備和產品、收集和傳輸數據的途徑、整合和處理數據的平臺、使用數據的方法和軟件，為關鍵的是，絕大部分企業沒有意識到數據的重要性。在被調研企業中，沒有一家建成了企業計劃與數據中心，未來1-3年內計劃建設企業計劃與數據中心的僅占14%，未來4-5年內計劃建設企業計劃與數據中心的僅占21%。即使是其中自動化程度高的制造企業，目前也還處于需要通過數字化工廠建設項目產生數據的過程中，而數據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發展的大障礙。85%的企業認為，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亟需改進的內容方面，28%的企業認為應該“自主開發核心技術或零部件”，17%的企業認為應該“提高產品質量”。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、典型控制系統與工業網絡技術、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國產化。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，隨著中國發展智能制造熱潮的出現，中國將成為國外智能制造產品的試驗場和大市場，而國內企業將有可能喪失發展的契機，中國企業也難以在智能制造市場上搶先占據一席之地。
　　
　　障礙三
　　
　　系統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驗和較豐富的產品系列。在項目組的問卷調查中，企業建設集成系統西門子PLM系統，而選擇國產軟件的則非常少。被調研企業認為，西門子的“PLM解決方案完整”，“在本行業競爭優勢明顯”。與西門子等企業相比，國內的企業在系統集成方面經驗較為欠缺，市場運作體系也欠完整，競爭優勢較弱。目前上海制造業的“兩化”融合程度還有待提高，低端CAD軟件和企業管理軟件普及率較高，但應用于各類復雜產品設計和企業管理的智能化軟件產品缺失。國內大多數企業在生產制造過程中一定程度地應用了自動化技術，但應用于提高產品質量、實現節能減排、提高勞動生產率的智能化技術嚴重缺乏。同時，信息技術和相關軟件產品與制造工藝技術融合不夠。
　　
　　2．軟件制造“低端化”
　　
　　近年來，上海軟件產業發展迅速。2013年，上海軟件產業從業人員達到34萬，實現經營收入2464.9億元；經營收入超10億元的軟件企業達32家，并有248家企業獲得計算機信息系統集成資質。但是，上海缺少品牌度高的企業和產品，仿真軟件、研發設計軟件、系統平臺軟件、控制軟件等工業軟件也非常缺乏。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，盡管已經發展出一些獨立的PLM軟件開發商和產品，例如北京數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，但這些國內企業的產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和產品都很少。
　　
　　障礙四
　　
　　跨界協作聯盟嚴重缺失
　　
　　智能制造是生態系統，強調的是廠商、上下游企業、客戶、其他相關組織的互動和數據、信息、知識的共享，幫助企業從單一的組裝制造向產業鏈兩頭延伸，把制造業和服務業融合起來，共同走市場化、化、化和集約化的發展。因此，跨界協作聯盟的存在非常必要。
　　
　　調研發現，被調研企業很少從產業聯盟中受益。被調研企業認為該公司智能設備成本優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“企業管理效益”（16%），而認為“縱向或橫向的產業聯盟”是主要的因素的僅占8%。此外，在“上海企業關于智能制造面臨的外部挑戰”中，認為“各個企業技術研發各自為政，缺乏資源共享與合作平臺”的企業占26%，是所有選項中比例高的。在對儀電集團戰略部高管的訪談中，對方也表示，沒有發現產業聯盟中有可讓企業明顯受益的機制。
　　
　　智能制造先進國家和地區都把組建協同創新體系作為重要的推進措施。例如，德國政府、學界、產業界共14家企業和17家研究院所共同組成協同創新聯盟，作為推動德國新一輪制造業技術創新與市場推廣的中堅力量；美國為了推動工業互聯網發展，由GE、Cisco、IBM、AT&T等公司合作成立工業互聯網聯盟，打破技術壁壘，建立技術標準，目前成員已經達到86家，政府還在支持更多類似聯盟的成立。
　　
　　培育跨界協作聯盟是智能制造系統應該具備的功能。如何推進由政府引導、企業主導、高校和科研院所參與的協作聯盟的發展，設計多方受益的運行機制是關鍵環節，重點是激發參與各方的積極性和創造力，并使參與者能夠從參與聯盟中切實獲益。
　　
　　上海目前已經出現了一批智能制造應用示范企業和示范項目，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線、上海蘭寶傳感科技股份有限公司的先進傳感器數字化車間等，在不同的產業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、螺栓自動擰緊、數字化工藝系統、穿戴式通信設備的應用等功能，實現生產效率翻倍，不良率顯著下降。但是，目前這些先進企業的智能制造示范項目基本上還處在由數字化工廠向智能工廠發展的階段，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系統框架的示范企業，以及像富瑞特裝這樣的整合上下游產業鏈的智能制造項目。課題組認為，除了智能車間建設之外，企業還需要從更透徹地感知客戶需求、更全面地整合上下游產業鏈等角度加快智能制造生態系統的建設。
　　
　　障礙五
　　
　　先進示范企業嚴重缺乏
　　
　　上海目前已經出現了一批智能制造應用示范企業和示范項目，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線、上海蘭寶傳感科技股份有限公司的先進傳感器數字化車間等，在不同的產業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、螺栓自動擰緊、數字化工藝系統、穿戴式通信設備的應用等功能，實現生產效率翻倍，不良率顯著下降。但是，目前這些先進企業的智能制造示范項目基本上還處在由數字化工廠向智能工廠發展的階段，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系統框架的示范企業，以及像富瑞特裝這樣的整合上下游產業鏈的智能制造項目。課題組認為，除了智能車間建設之外，企業還需要從更透徹地感知客戶需求、更全面地整合上下游產業鏈等角度加快智能制造生態系統的建設。