各国争相介入新一轮国际分工争夺战,将重塑全球制造业版图,在高端和中低端领域对我国形成“双向挤压”的严峻挑战。我国正在大力推动智能制造的发展,使制造业发展能够站到了爬坡过坎、由大变强新的历史起点上。
一、中国智能制造发展特征
1.用户贴近和分工开放程度决定智能化水平
距离最终用户越近的行业越早发生变革。互联网沿产业链从最接近消费者的消费品行业向上游装备、原材料等行业延伸,越靠近最终用户的行业越早萌发变革,发生变革的领域和环节也越多。手机、家电、服装等个性需求较强的消费品企业已率先向互联网转型,具有代表性的如规模化个性定制模式已被广泛运用;受消费品生产模式变化影响,装备制造业需要提供支撑柔性制造、按需制造等的装备,发展智能装备的市场需求逐渐增强;而距离消费者相对较远的上游原材料行业,一些大型骨干企业信息化水平较高,侧重于依托互联网技术和网络提供精准供应链服务、生产监控和节能减排。
开放程度越高的环节与互联网融合越紧密。信息通信技术正加速从营销、服务等环节向研发、制造、加工等环节延展,开放程度越高、与用户互动越多的环节融合变革越明显。目前采购、营销等开放度较高的环节,更易与互联网融合;继而是开放程度次之的服务和研发环节,如远程控制与服务、众包设计等也已在一定范围内推广;而相对封闭的制造环节,在生产的组织实施和制造能力整合等方面也在逐渐受到互联网影响。随着互联网对各环节逐层渗透,将最终打通生产运营全过程,彻底改变现有的生产范式。
2.新型研发组织方式集聚众智提升效率
随着协同设计、众包、虚拟仿真等新研发模式应用的日益广泛,为传统企业高效、便捷、低成本的技术创新开辟了新渠道,研发环节也成为营销之后与互联网融合的新热点。
云平台实现研发设计全球协同。以往受空间、资源等限制,传统企业的研发设计环节主要在企业内部完成。云平台则可以为企业提供开放的协同服务,设计人员可通过共享平台,查看和利用云端设计资源和软件,实现企业内部及企业间合作与协同共享,打破地域限制,提高企业研发效率,降低人员往来成本。
众包设计打通企业与社会创意的合作渠道。众包是通过互联网集聚全球创意、资金来实现研发设计的新模式,基于互联网的众包平台将分散的中小型团队及个体专业人员的智慧与创意集聚到一起,需求方可借此平台发布需求,以悬赏和速配方式寻找到精准匹配的服务者,通过消除信息不对称而提高效率和降低成本。
虚拟仿真技术降低了企业的设计研发成本。过去传统生产企业在测试、验证环节需要生产出实物来评测其性能等各项指标,成本随测试次数增加而不断提升。利用虚拟仿真技术,可以实现对原有研发设计环节过程的模拟、分析、评估、验证和优化,从而减少工程更改量,优化生产工艺,降低成本和能耗。
3.创新制造模式助力网络化智能化生产
面对个性化、多样化且瞬息万变的市场需求,我国制造企业正加紧将新一代信息技术集成应用在生产执行过程中,逐步改变原有相对固化的生产线和生产体系,并着力打通企业间壁垒,探索智能制造、网络化制造、云制造等全新生产模式。
智能制造成为制造业的重要发展方向。近年来,具有信息的深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的智能制造模式的迅速发展,实现了增效、提质、降成本及节能减排。在制造业领军企业的带动下,智能制造、智能工厂的实施与应用正在为传统产业带来深刻的改变。再以海尔的智能互联工厂为例,海尔集团在沈阳的冰箱工厂将用户需求与工厂进行无缝连接。其特点包括以下两点:一是定制化,将用户的个性化需求信息直接发送到内部生产线的相应工位上。二是可视化,生产线上的上万个传感器可实现产品、设备、用户之间的对话与沟通,用户可随时查到自己冰箱在生产线上的位置。目前一条生产线可支持 500 多个型号的柔性大规模定制,生产节拍缩短到 10 秒一台,是全球冰箱行业生产节拍最快、承接型号最广的工厂。
网络制造充分激发扁平化生产组织活力。利用互联网平台构建跨地区的动态企业联合体成为现实,不仅能帮助企业有效实现设计、制造资源的共享协同和优化配置,还有助于提高企业快速反应和竞争能力。对于大型企业来说,网络化制造能使其组织结构更加扁平化,得以通过更灵活、更有效率的方式集聚资源,提升竞争力;中小企业则可在网络协同过程中找到与龙头企业合作的机会,充分发挥自身优势。
云制造高效聚集和配置制造资源。云制造借助云计算的理念,通过建立共享制造资源的服务平台,将巨大的制造资源池连接在一起,使处于制造业中的用户像用水、电、煤气一样便捷地使用各种制造服务,以帮助制造企业降低运行成本、提升快速反应能力。在理想情况下,云制造将实现产品开发、生产、销售、使用等全生命周期相关资源的整合,提供标准、规范、可共享的服务。
云制造包括企业内部“私有云”应用和企业外部“公有云”协同两种模式。在一个大型集团企业内部,各种与企业运作有关的资源,例如设计、仿真、设备等,均可以利用云制造实现共享,避免或减少重复投资。云制造模式也正在推动中小企业间的制造资源共享。目前,在国内已涌现一批云制造服务平台,例如:在天智网云制造平台上,遍布全国 30 个省市自治区超过2万家企业可以在线上企业的实时对接,快速共享生产资源。宝信软件打造的“上海工业云公共服务平台”,汇集了汽车、民用航空、钢铁等领域上百类制造资源,为企业提供云设计、云仿真、云制造等服务。数码大方的“工业软件云服务平台”,为 3 万多家制造企业提供软件租用、设计、制造等服务。
4.协同式供应链促进各环节高效无缝对接
越来越多的工业企业通过互联网平台建立了与上下游供应商、合作伙伴和客户的直接连通,集聚供应信息并进行深度挖掘分析,提高了供应链的反应速度、匹配精度和调运效率,降低了采购成本,减少了成品和在制品的库存,缩短了对客户服务的响应时间。
B2B 模式对接了上下游的采购需求。传统供应链中的产品选择范围小、管理难度大、生产线周转效率低。通过互联网平台,制造企业可与上游供应商无缝对接,快速集聚行业内优质供应商资源,在最短时间内以最低成本实现了原材料采购的高效匹配,推动了企业采购与供应链管理创新,生产线供应链的协同实现高效精准配送。传统物料配送环节经常会出现配送不及时、物料缺少或囤积等问题,从而影响生产计划。企业利用大数据、物联网完善智能信息系统建设,对生产配比、物料配送、产品质量等各环节进行协同管控,实现物料配送的系统化、流程化,降低物流成本和能耗,降低仓储损失,加速了资金周转,提高了整个供应链的运行效率。
5.需求端泛在连接实现全流程用户参与
企业运用互联网、移动互联网等实现对用户的泛在连接,进而打造用户聚合平台、多元社交平台,通过用户行为和社交关系等的大数据分析,精准预判市场、开展精准营销;借助平台的集聚和交互功能实现海量用户与企业间的交互对接,使大规模个性化定制、精准决策等成为可能。传统的渠道单一、封闭运行、单向流动的企业用户关系被打破,旧有的需求定位粗略、市场反馈滞后等问题得到破解。
大规模个性化定制满足用户长尾需求。在传统标准化生产模式下,企业与用户间信息交互不充分、企业内生产组织缺乏柔性,只有同质化生产才是最经济合理的选择。而借助互联网平台,企业就可与用户深度交互、广泛征集需求,运用大数据分析建立排产模型,从而得以依托柔性生产线,在保持规模经济性的同时为客户提供个性化的产品。
当前,服装、家居、家电等领域已开启个性化定制,未来随着互联网技术和制造技术的发展成熟,柔性大规模个性化生产线将逐步普及,按需生产、大规模个性化定制将成为常态。
大数据分析支撑精准营销及决策。传统市场分析局限于抽样调查、线下座谈等有限样本的分析预判,产品改进也只能通过销售业绩来收集用户反馈情况,分析结果存在一定误差或延迟。利用通过互联网汇集的用户行为、需求、行情等海量多元化数据,企业可以进行大数据建模及分析,实现精准市场定位,优化营销决策,助力产品改进。未来,随着利用互联网汇集数据的持续积累,模型的不断修正,以及大数据分析能力的提升,企业有望实现全生命周期、全价值链的科学决策与精准控制。
6.融合型服务延伸企业价值创造链条
在市场竞争日趋激烈、生产要素成本不断攀升、供需对接日益便捷等因素作用下,制造本身在工业产品附加值构成中的比例越来越低,增值服务逐渐成为企业竞争的新焦点。云计算、大数据、物联网等相关应用的快速普及催生了多样化融合服务模式,带动以产品为核心的经营模式并加快了向依托产品提供综合服务的新方向的转变。
远程主动运维提高了设备的运维效率。借助智能传感、宽带网络、大数据分析等技术,机器设备的运行状况、环境参数等信息可以直接反馈到设备生产厂家,使厂家实时了解其运行信息,并通过数据建模分析、专家诊断等方式,提前预判故障风险并给出相应解决方案。过去的被动维护或凭借经验开展的定期维护可转变为按需提供的主动服务,有效节约运维成本,降低用户损失。
有能力的工业企业还可通过搭建云平台、部署定制化的工业APP应用、提供大数据分析支撑等,为用户企业提供多样化的增值服务,并探索从设备制造商向综合服务商的转变。例如中兴通讯智慧的供水管网服务。中兴通讯利用大数据挖掘、智慧物联网、移动互联网、云计算等新技术,从“端-管-云”三个层面为水务行业提供供水管道的物联网解决方案,包括基于事件敏感的管网实时监控、全生命周期的管网状态分析预测、提供可预测的维护和服务等。通过提供智慧供水管网的服务,有助于促进水务行业的健康发展,降低漏损,实现全网状态感知,从而提高供水安全和服务质量。
二、中国智能化革命的新生态体系
经历探索、实践与培育,中国智能化创新主体已具有相当规模,新产品新业态新模式不断涌现,孕育了新兴市场、带动了长尾需求力的释放。融合创新赖以实现的技术、网络、平台等基础正加速完善,以“中国互联网与工业融合创新联盟”为代表的中介组织相继成立,产业生态初步构筑,已具备持续规模推进的现实基础。
1.新融合主体:形成引领创新三大阵营
一些领先的工业企业、互联网企业和生产性服务企业已成为融合生态体系中各种创新活动的主要载体和践行者,由于各自基础和优势的不同,不同类型企业融合创新的模式、路径、方向和重点有所差异。
传统工业企业互联网化转型明显加快。部分工业企业在互联网浪潮中主动把握发展机遇,在战略、组织、业务、管理等方面实施由内而外的全面变革,将客户、供应商、服务商、员工集聚于企业全互联阵营中,推动实现从有界向无界、垂直向扁平、制造向服务的转型,并由此成为融合创新的主力军。其变革方式主要包括以下几个方面:一是搭建互联网协同平台,集聚和共享资源,提高生产运营和组织效率,如宝钢、商飞等;二是依托互联网提升软服务,在致力硬制造的同时依靠云计算、大数据等支撑向服务型制造转型,跃升价值链高端,如新松机器人、维柴动力、索非亚等;三是利用互联网打通全价值链,实现利益相关方互联互通,全面转型互联网企业,如海尔、海信电器等。一些领先企业更是成功占据生态体系的核心地位,发挥了关键作用。如沈阳新松机器人的智能制造综合创新平台。作为国内最大的机器人生产基地和全球机器人产品线最全的厂商之一,新松机器人正在积极探索应用物联网、云计算、人工智能等新兴 ICT 技术与自动化技术人和高端装备技术进行深度融合的创新实践,旨在促进智慧工厂、智能生活和特种智能等全价值链信息交互和集成协作,加快迈向自动化、数字化和智能化的商业进程。公司立足自主创新,形成了以独有技术、核心零部件、领先产品及行业系统解决方案为一体的完整产业链。
互联网企业借助新产品新服务融入工业基因。互联网企业依托其固有的通用性、交互性、开放性和共享性等属性,充分发挥其便捷、扁平、聚集等优势,通过与工业各领域各环节不断融合创造出新产品、新业态和新模式实现快速渗透。其渗透的方式主要有两种:一是发挥用户入口的先发优势。以提高工业领域“注意力占有率”为切入点,率先在相对开放的采购、营销、管理等外围环节提供服务,再向设计、服务等环节延伸,在此过程中逐步融入工业基因,成为生态体系的又一主力。如腾讯微商、百度的行业大数据分析平台、阿里云服务等。二是开发智能硬件产品直接介入制造领域。主要包括研发设计智能硬件,提供基于硬件的各种 APP 应用,搭建云平台,充分挖掘用户数据,打造基于硬件的生态体系等。如阿里云手机、腾讯微信耳机、小米盒子、360wifi、百度智能自行车以及百度、腾讯等与汽车企业联合发展智能汽车。
生产服务企业借助互联网拓展服务空间。来自不同领域的生产服务企业积极顺应工业发展的需要,通过向平台企业的转型,创新服务模式或拓展服务外延等方式加速向工业领域渗透,成为引领融合发展的重要力量。主要包括以下三类:一是 IT 企业(主要包括工业软件和系统集成企业)发挥既懂工业需求又懂 ICT技术的专业优势,通过加快自身平台化转型,为工业企业提供互联网平台服务,如用友网络、宝信软件、东软集团等打造开放、协作的资源共享和智能决策平台,积极探索云制造、工业互联网、大数据等服务,拓展新的业务增长点。二是通信、金融、零售等生产服务企业利用互联网开展应用创新,提供一站式智能化服务。如网宿科技、东方财富、苏宁云商等。三是一些新兴服务企业充分挖掘工业长尾市场,为企业提供更细分更专业的服务,如上海钢联搭建的钢铁电商平台,高效率、低成本的电商模式正在加速颠覆传统钢铁贸易模式,大量线下交易向线上转移。“智慧联合”面向汽车、钢铁、水泥等企业提供大数据产业情报分析服务。如用友拓展企业级互联网服务市场。
当前,三大阵营均在积极探索互联网化转型发展,工业企业转型发展需求强劲,互联网企业向工业拓展的呼声高涨,IT、通信等生产服务企业亦在密切跟进,谁将成为未来融合发展的领军企业仍有待观察。但总体看,那些兼具互联网和工业基因的融合型企业更有可能脱颖而出,成为新的领军企业。
2.新服务业态:催生跨界融合新兴市场
互联网创新与工业技术进步相叠加,形成融合创新的无限可能,带来颠覆式变革或海量组合的渐进式改良,催生工业大数据、供应链金融、工业云计算等多种新服务业态,创造规模庞大的新兴市场。
工业大数据服务。工业大数据是大数据分析在工业领域的应用,具有结构复杂、专业性强、专用性突出等特点,发展潜力巨大。当前工业大数据在工业企业中的应用,主要还集中在需求分析、产品决策等层面,如前述百度利用来自桌面或移动终端搜索引擎产生的海量数据进行市场需求分析,为汽车、手机等企业提供营销决策服务。部分领先企业正在积极探索利用大数据开展按需运维、流程优化、工艺改良等。
供应链金融服务。供应链金融是为满足工业企业供应链交易需求,在线提供的招投标、交易融资、支付结算等融合性服务业态,属于典型的组合式创新模式,借互联网金融的发展,国内已有进入机构通过“供应链采购+电子商务+互联网金融”的方式,为中小工业企业发展提供有力支撑。
工业云计算服务。工业云计算服务是基于云计算、分布式存储等技术的一种新兴服务业态。工业企业无需自行建设,只需前期支付一次性的项目实施费和定期的软件租赁服务费,就可通过互联网远程获取海量计算、存储资源和大数据处理能力。这不仅有助于企业降低信息化成本,也有利于企业实现知识共享和协同发展。目前已有阿里、百度、腾讯等众多企业提供云计算服务。随着云计算的快速普及应用,越来越多的工业企业或通过搭建内部私有云,或将相关业务外包给公有云平台,实现自身加速转型发展。
融合应用解决方案。融合应用解决方案主要是根据企业生产管理活动的不同特点,提供基于新一代信息技术的新兴融合应用解决方案,旨在打通企业数据链,实现生产运营整体提质增效。主要包括网络基础设施、生产设备优化控制、生产过程管理、经营管理、辅助决策等领域的解决方案外包服务。当前,基于互联网深度集成的融合解决方案越来越多地应用到工业领域。
3.新智能产品:打造产品增值重要载体
具备计算、感知和交互功能的智能新产品作为生态体系的最终产出形态和物质载体,是各类要素综合作用的结果。这些新产品伴随生态体系的演进不断升级、进化,并带来生产、消费、服务方式的新变革。当前以智能手机、可穿戴设备、智能家电、智能汽车等为代表的智能产品已具备相当规模,基于硬件互联的生态体系(智能家庭、智能健康、智能车联网等)初具雏形,为持续融合创新奠定了坚实的基础。
智能装备成为装备制造企业的主攻方向。智能装备体现了先进制造技术、信息技术和智能技术等的融合与集成,是支撑智能制造的基本载体和关键设施。伴随工业领域对机器、人和产品之间实时交互和智能决策需求的日益扩张,提升装备产品的网络化和智能化水平成为越来越多装备制造企业的普遍选择。据德勤调查显示,在国内装备制造企业中,54%的企业智能装备业务正处于研发阶段,30%已处于生产阶段,进入应用阶段的为16%。
布局智能硬件成为各方的广泛选择。智能硬件作为连接用户最紧密的平台,能够衍生出多样化的服务业态,推动企业间的合作,最终形成新的生态体系。产业各方纷纷发力,视图把持智能硬件入口并提供有形产品+无形服务致力于打造以自身业务为核心的智能硬件生态。不仅传统家电、电子制造业企业如海尔、联想等加紧卡位,积极推出智能产品,众多知名互联网企业如百度、阿里、腾讯、奇虎360以及京东等也纷纷涉足智能硬件领域。