吳 珊 龔業(yè)明 張金隆

(1.華中科技大學管理學院； 2.武漢工商學院數(shù)學建模研究中心； 3.里昂商學院)

1 研究背景

智能制造是新一代信息技術與先進制造技術的深度融合，貫穿于產(chǎn)品、制造、服務全生命周期的各個環(huán)節(jié)及相應系統(tǒng)的優(yōu)化集成，旨在實現(xiàn)制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化，不斷提升企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、效益、服務水平，進而推動制造業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新、綠色、協(xié)調(diào)、開放、共享式發(fā)展[1]。采用智能技術解決制造的問題，已成為影響未來經(jīng)濟發(fā)展的重要生產(chǎn)方式，受到主要工業(yè)國家的高度重視。例如，美國的“先進制造領先戰(zhàn)略”、德國的“工業(yè)4.0”、英國的“工業(yè)2050”，以及法國的“新工業(yè)法國計劃”等，都是以智能制造為主攻方向，希望借此增強本國在新一輪全球產(chǎn)業(yè)競爭和價值鏈中的地位與話語權。

作為“中國制造2025”國家戰(zhàn)略計劃的重要組成部分，從數(shù)字制造到智能制造的轉(zhuǎn)型升級，已成為中國制造業(yè)特別是高端裝備制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是促進我國從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的必然之路[2～4]。2018年，工信部發(fā)布的《2018年智能制造試點示范項目》中提及：“截至2018年底，共遴選出305個智能制造試點示范項目，覆蓋92個行業(yè)類別、31個省(自治區(qū)、直轄市)”。

經(jīng)過多年的持續(xù)發(fā)力，我國的智能制造水平獲得了顯著提升，并涌現(xiàn)出許多智能制造的典型企業(yè)。國家制造強國建設戰(zhàn)略咨詢委員會編寫的《中國制造2025藍皮書(2018)》分十大領域?qū)χ圃鞓I(yè)的發(fā)展狀況進行了分析[5]。智能制造水平的評價是一個受到政府部門、行業(yè)和企業(yè)以及學術界的高度關注的問題。對智能制造企業(yè)的總體發(fā)展水平進行科學評價,無疑將為政府宏觀政策的制定，以及企業(yè)發(fā)展路徑的選擇提供重要依據(jù)。由此，對我國智能制造總體發(fā)展狀況進行評價，開展深入研究非常必要。

鑒于此，本研究構建了基于“組織雙元性理論”的“雙E能力”量化評價指標體系[5～7],并使用該指標體系，對篩選得到的322家獲選企業(yè)的“開發(fā)式創(chuàng)新”和“探索式創(chuàng)新”能力進行評價，并聯(lián)合發(fā)布了《中國智能制造排行榜TOP100》榜單及細分排行。然后，在此基礎上，對中國智能制造現(xiàn)狀和發(fā)展路徑進行分析，并展望中國智能制造的發(fā)展趨勢，以期對我國智能制造的發(fā)展有所借鑒。

2 評價方法

2.1 基本原理

“雙元性創(chuàng)新”是指兩類相互沖突的創(chuàng)新活動的組合和共存。DUNCAN[8]通過對“雙元性”構念的研究，最早指出組織不應該過分偏向其中一種行為，而應該在這兩種不同能力間尋找平衡，否則很容易讓企業(yè)走向固步自封或盲目創(chuàng)新兩種極端[9～11]。在不斷變化的環(huán)境中尋求生存和發(fā)展，企業(yè)常常會面臨選擇“固本”還是“求新”的兩難境地，即在開發(fā)利用現(xiàn)有能力的“開發(fā)式創(chuàng)新”，還是構建全新能力的“探索式創(chuàng)新”之間徘徊[12]。前者更多注重對企業(yè)現(xiàn)有資源和能力的利用，是企業(yè)維持經(jīng)營的日常性活動；后者則有利于新創(chuàng)意的涌現(xiàn)，為企業(yè)提供持續(xù)的活力和成長空間，但潛在的高風險會推高企業(yè)轉(zhuǎn)型成本。

依據(jù)“雙元性創(chuàng)新”思想，本研究對中國智能制造企業(yè)創(chuàng)新能力進行研究時，將“開發(fā)式創(chuàng)新能力”和“探索式創(chuàng)新能力”(以下簡稱“雙E能力”)作為主要的評價指標[13～15]。其中，開發(fā)式創(chuàng)新能力是指該企業(yè)在產(chǎn)品和服務方面能融合信息技術以及先進制造技術，并挖掘制造企業(yè)自身潛力的能力；探索式創(chuàng)新能力是指該企業(yè)在產(chǎn)品和服務方面能融合信息技術以及先進制造技術，并創(chuàng)造新的商業(yè)價值的能力[16,17]。

2.2 樣本選擇

根據(jù)本研究項目組在珠三角、長三角、華中、華北、環(huán)渤海帶等智能制造主要區(qū)域?qū)嵉卣{(diào)研的情況，并結合中國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)庫，篩選出智能制造相關企業(yè)共15 145家。在考慮官方聲望(如2015～2018年中國智能制造試點項目所屬企業(yè)、兩化融合試點企業(yè)和中國制造500強等官方名單)的同時，也將民間智能制造相關評估和排名等作為民間聲望納入考慮范圍。以此為基礎，本研究從1 5145家企業(yè)中選出927家候選名單。然后，再根據(jù)該企業(yè)是否同時滿足“主業(yè)為制造業(yè)”和“使用人工智能等先進技術”兩個專業(yè)條件，從927家企業(yè)中篩選出335家企業(yè)候選名單。接著，進行同行評議，對研究方法和335家企業(yè)候選名單進行公示，向2 315名專家收集征求意見，并對企業(yè)候選名單進行修改。即根據(jù)專家提議，企業(yè)候選名單中增加32家(滿足標準)，刪除45家(不滿足標準)。最終，經(jīng)調(diào)整后生成包括322家候選企業(yè)的名單。

2.3 量表設計

本研究從現(xiàn)有文獻中搜集關于探索式行為和開發(fā)式行為的量表[18～21]，并結合智能制造企業(yè)具有柔性化、定制化、可視化、低碳化等新特性，針對“雙E能力”設計了有關測量量表(見表1)。

表1 “雙E能力”量表

注：本量表采用Likert 7級打分，1～7表示逐級遞增。

3 結果分析

本研究邀請國內(nèi)產(chǎn)業(yè)研究領域的資深專家，對322家候選企業(yè)進行序貫飽和式投票排名，收到有效票數(shù)1 360，剔除投票為1和0的企業(yè)，篩選出中國智能制造百強企業(yè)(見表2～表4)。

表2 中國智能制造百強排名(前20強)

注：在項目組研究期間，2019年10月25日，中國船舶工業(yè)集團有限公司與中國船舶重工集團有限公司實施聯(lián)合重組。

表3 中國智能制造百強排名(前50強)

表4 中國智能制造百強排名(前100強)

表5 中國智能制造百強企業(yè)地區(qū)分布表

3.1 中國智能制造百強基本情況分析

由表2～表4可知，上榜的100家企業(yè)，分布在廣東、北京、上海等22個省(自治區(qū)、直轄市)其中廣東省有19家企業(yè)上榜，數(shù)量上排名第一；北京和上海上榜企業(yè)分別有17家和12家，位列第二位和第三位(見表5)。從地域分布來看，中國智能制造企業(yè)主要集中在我國東南部地區(qū)，尤其是廣東省智能機械制造的發(fā)展勢頭良好。改革開放以來，廣東省一直是國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展的標桿省份，強大的制造能力是其快速發(fā)展的核心支撐。在向智能制造轉(zhuǎn)型的過程中，廣東省不僅聚集了像富士康、比亞迪、華為、TCL、格力、大族激光等國內(nèi)外知名制造企業(yè)，還有許多其他制造企業(yè)都實現(xiàn)了高度自動化、機械化以及智能化，生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到很大的提升。

上榜的百強企業(yè)覆蓋了制造業(yè)中的11個大類中，其中，屬“計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)”的企業(yè)有37家，數(shù)量位列第一(見圖1)。該行業(yè)的迅速成長，主要是源于中國在集成電路產(chǎn)業(yè)等研發(fā)投入上的提高。大量資本的進入，使得該產(chǎn)業(yè)在研發(fā)投入、薪資上都呈現(xiàn)正成長，并帶動整體計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)的成長與發(fā)展。

圖1 中國智能制造百強企業(yè)行業(yè)分布圖

3.2 中國智能制造前20強

本研究根據(jù)中國智能制造百強榜單中前20強創(chuàng)新能力的特點，將它們分成了創(chuàng)新先鋒、信息領軍和制造巨頭三大類。

3.2.1創(chuàng)新先鋒(F2H2)

創(chuàng)新先鋒大類中多為創(chuàng)新能力比較強和聲望影響比較高的企業(yè)，故可將該群體稱之為F2H2。其中，前4名是中國智能制造的“四大金剛”:富士康、福耀玻璃、華為和海爾。具體如下：①富士康。2018年，富士康工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全資子公司——基準精密工業(yè)(惠州)有限公司，憑借精密工具智能制造試點示范項目順利入圍國家工信部智能制造試點示范項目名單，該項目也同時獲得國家級人工智能應用試點示范項目殊榮。富士康深度布局“云、移、物、大、智、網(wǎng)、機器人”，在掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關鍵技術的同時，還提供以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為核心的新形態(tài)電子設備產(chǎn)品和智能制造服務，走在智能制造的最前沿。②福耀玻璃。該公司是中國最大、全球排名第二的汽車玻璃生產(chǎn)制造商，是中國智能制造的第一批示范企業(yè)(2015年)。近幾年，福耀玻璃技術創(chuàng)新成果頻出，機械加工設備實現(xiàn)自主研發(fā)生產(chǎn)、結合信息技術和自動化的生產(chǎn)工廠等，智能制造已經(jīng)走在全球同行業(yè)前列，成為多個世界品牌的全球優(yōu)秀供應商。③海爾。該公司憑借領先的探索優(yōu)勢，其“互聯(lián)工廠”入選了2015年國家首批智能制造示范項目。2018年，海爾依托“家用電器大規(guī)模個性化定制”項目再次入選。所推出的COSMOPlat是具有中國自主知識產(chǎn)權、全球首家引入用戶全流程參與體驗的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺[22]。目前，該平臺已服務企業(yè)超過40 000家，成為全球最大的大規(guī)模定制解決方案平臺。④華為。該公司一直將智能制造作為核心競爭力的重要內(nèi)容，強大的研發(fā)體系，可以支撐華為技術和解決方案的迭代和優(yōu)化。華為每年投資將近200億美金在研發(fā)上，可以提供從核心技術研發(fā)、行業(yè)積累到產(chǎn)品與解決方案的一站式服務。

3.2.2信息領軍(BAT&P4)

信息領軍大類中的企業(yè)大都出自信息網(wǎng)絡技術或自動化技術行業(yè)，是在發(fā)展中逐步走向智能制造(如百度、阿里巴巴和騰訊)，故將其稱為BAT。這些企業(yè)通過信息技術積累，獲得原始資本和信息技術優(yōu)勢；同時，進一步抓住機遇，發(fā)展智能制造能力。例如，百度的無人駕駛汽車Apollo、阿里云IoT智能制造平臺、騰訊云智能制造。這類企業(yè)未必有大型制造類國企的生產(chǎn)制造能力，但有較高的產(chǎn)業(yè)聲望和資本實力。

相比之下，京東方、大疆、長飛光纖光纜和烽火通信等企業(yè)與BAT早期主要以軟件和服務為主不同，主要從事硬件和IT產(chǎn)品，可稱為P4(P代表產(chǎn)品和硬件)。這類企業(yè)的資本不一定有BAT強大，但它們既是IT巨頭，又擁有雄厚的信息技術能力，并逐步走向智能制造。

3.2.3制造巨頭(C5&M7)

制造巨頭大類中的企業(yè)一部分是中字頭大國企，包括中國中車、中國船舶重工、中國商用飛機、中國船舶工業(yè)、中國寶武鋼鐵、中國航天科技等。這些企業(yè)實力雄厚，規(guī)模龐大，有優(yōu)越政策支持，覆蓋船舶、火車、鋼鐵、航空、航天等事關國計民生的核心行業(yè)，可稱之為中國智能制造C5(C代表中國)。另一部分是非中字頭的制造類企業(yè)，這類企業(yè)表現(xiàn)出非常強的市場敏感性和創(chuàng)新意識，包括吉利、長虹、比亞迪、蔚來汽車、TCL、美的和格力，可將將這些非中字頭企業(yè)稱為M7(M代表制造)。例如，吉利公司發(fā)布了“iNTEC人性化智駕科技”技術品牌，以人性化為核心，融合全球智能科技、順應智能化時代。格力公司自2013年起，累計投入了50多億元的改造資金，進行了全面智能制造升級。TCL公司為了擺脫純制造業(yè)的傳統(tǒng)形象，啟動了的“智能+互聯(lián)網(wǎng)”轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略和建立“產(chǎn)品+服務”新商業(yè)模式。

3.3 兩大細分排行榜

本研究還根據(jù)企業(yè)的規(guī)模、資本和成立時間等要素，將中國智能制造百強榜單進行細分，得到兩個細分排行榜。

(1)“獨角獸”中國智能制造10強該細分排行榜的評價遵循3個標準:①企業(yè)估值10億美元以上；②企業(yè)成立時間少于10年；③企業(yè)發(fā)展?jié)摿μ貏e大。按照此標準，遴選出“獨角獸”中國智能制造10強，稱為U10(見表6)。

表6 “獨角獸”中國智能制造10強

(2)中小企業(yè)中國智能制造10強根據(jù)《中華人民共和國中小企業(yè)促進法》《國務院關于進一步促進中小企業(yè)發(fā)展的若干意見》(國發(fā)〔2009〕36號)《中小企業(yè)劃型標準規(guī)定》，依據(jù)國家統(tǒng)計局《統(tǒng)計上大中小微型企業(yè)劃分辦法(2017)》，得到中小型企業(yè)中國智能制造10強細分排行榜，稱為SME10(見表7)。

表7 中小企業(yè)中國智能制造10強

3.4 中國智能制造百強的發(fā)展路徑

圖2 中國智能制造百強的發(fā)展路徑圖

本研究根據(jù)“雙E能力”的強弱，建立波士頓矩陣(見圖2)。由圖2可知：①第一象限，位于該象限企業(yè)在開發(fā)和探索兩方面的能力都具有優(yōu)勢，分布企業(yè)多為F2H2、BAT和P4，并且F2H2的位置更高，說明其優(yōu)勢更顯著。②第二象限，位于該象限的企業(yè)開發(fā)能力強而探索能力較弱，分布企業(yè)多為C5，說明這些企業(yè)能夠充分利用自身的資源，但創(chuàng)新性是其不足。③第三象限，位于該象限的企業(yè)探索能力和開發(fā)能力都相對較弱，分布企業(yè)多為SME10，說明這些企業(yè)在兩種能力的構建上還需進一步優(yōu)化。④第四象限，位于該象限的企業(yè)探索能力強而開發(fā)能力較弱，分布企業(yè)多為U10，說明這些企業(yè)創(chuàng)新意識和能力都很強，且在現(xiàn)有資源的利用上還有較大提升空間。

針對中國智能制造百強企業(yè)所具有的不同能力，本研究給出如下發(fā)展路徑的建議。

(1)開發(fā)能力強和探索能力弱主要是指一些傳統(tǒng)制造企業(yè)。傳統(tǒng)制造企業(yè)因為轉(zhuǎn)型變革，在進行管理、技術、商業(yè)模式等的創(chuàng)新方面，難以適應迅速變化的市場及信息技術環(huán)境，在新競爭中失去優(yōu)勢，因此，可進一步提升其探究創(chuàng)新能力，大力開拓新領域、新市場，不要過于依賴政策保護和傳統(tǒng)的制造產(chǎn)業(yè)模式。

(2)開發(fā)能力弱和探索能力強主要是指一些新興企業(yè)。這類企業(yè)可在開發(fā)能力的增強上多下功夫。充分利用投入到現(xiàn)有領域的資源，強化現(xiàn)有知識、技能、流程與原來的組織構架一致，從而提高效率和可靠性。

(3)開發(fā)能力和探索能力都相對較弱此類企業(yè)則需要同時注重兩方面能力的提升，使之既具有在成熟市場上利用現(xiàn)有資源的能力，又具有在新興市場上開拓新產(chǎn)品和服務的能力。

4 中國智能制造發(fā)展趨勢展望

本著“智能制造、標準先行”的原則，2018年10月12日，工業(yè)和信息化部、國家標準化管理委員會共同發(fā)布了《國家智能制造標準體系建設指南(2018年版)》(以下簡稱《指南》)。針對智能制造標準跨行業(yè)、跨領域、跨專業(yè)的特點，立足國內(nèi)需求，兼顧國際體系，建立我國的智能制造標準體系勢在必行、刻不容緩。

為了提升產(chǎn)品和服務的再制造技術水平和產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量、推行綠色發(fā)展、實現(xiàn)綠色增長，工業(yè)和信息化部制定了《高端智能再制造行動計劃(2018～2020年)》(以下簡稱《行動計劃》)。各級政府要依托《行動計劃》，建立起有利于高端智能再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境，促進產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展，加快引領我國再制造技術的創(chuàng)新突破和再制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

隨著國家在智能制造領域系列政策的持續(xù)出臺，中國制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型的方向發(fā)展已經(jīng)明確，并開始大量應用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬現(xiàn)實和區(qū)塊鏈等相關技術。智能制造行業(yè)作為制造業(yè)的主要先驅(qū)，在中國制造業(yè)中的地位也愈發(fā)重要。鑒于此，本研究基于發(fā)展前景、行業(yè)規(guī)范、行業(yè)布局等方面，認為未來中國智能制造將迎來六大發(fā)展趨勢。

(1)借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)企業(yè)從傳統(tǒng)制造向生產(chǎn)服務轉(zhuǎn)型[23,24]工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)智能制造的關鍵基礎設施，企業(yè)借助這個平臺能實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。通過企業(yè)互聯(lián)，實現(xiàn)網(wǎng)絡化協(xié)同；通過產(chǎn)品互聯(lián)，實現(xiàn)服務延伸；并在精準對接的基礎上滿足大規(guī)模、個性化定制的需求，兼顧生產(chǎn)的效率與柔性。

(2)“人身安全”成為關注焦點生產(chǎn)的前提是“人身安全”，當智能制造融合人工智能眾多前沿科技后，一方面，智能機器人參與生產(chǎn)，降低了勞動強度和減少了一部分作業(yè)風險，同時還提高了效率；另一方面，在設備增多的情況下，如何保障人機交互時，“人”的安全成為考慮的關鍵要素。

(3)“信息安全”防御成為智能制造發(fā)展的重點工業(yè)核心數(shù)據(jù)、關鍵技術專利、企業(yè)用戶數(shù)據(jù)等數(shù)字化資產(chǎn)已成為企業(yè)核心資產(chǎn)。提高數(shù)據(jù)全生命周期安全性，提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護能力，增加企業(yè)信息上“云端”的信任度和意愿，將成為中國企業(yè)智能化升級決策的重要依據(jù)。

(4) 全面加強質(zhì)量管理，提高產(chǎn)品與服務水平[25]提高制造業(yè)產(chǎn)品和服務質(zhì)量水平，是深化供給側結構性改革，滿足人民日益增長的美好生活需要的重要舉措，是促進我國產(chǎn)業(yè)邁向全球價值鏈中高端的必然要求。以提高制造業(yè)質(zhì)量和效益為目標，落實企業(yè)質(zhì)量主體責任，增強質(zhì)量提升動力，優(yōu)化質(zhì)量發(fā)展環(huán)境是智能制造發(fā)展的必然趨勢。

(5)持續(xù)推進“高端智能再制造”，最終實現(xiàn)“綠色智能制造”[26]高端智能再制造符合“科技含量高、經(jīng)濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少”的新型工業(yè)化特點，是我國高端智能裝備生產(chǎn)制造和運行維護由大變強的現(xiàn)實需要，有利于提升重大戰(zhàn)略性裝備運行保障能力，有利于深入推進供給側結構性改革，有利于促進企業(yè)降本增效，有利于推動實現(xiàn)綠色增長，必將成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要突破。

(6)“三大技術”賦能智能制造主要包括：①增材制造技術，該技術具有成本低和效率高的優(yōu)點，尤其適合于單件小批量的制造行業(yè)，且正處于上升期，有極大的發(fā)展?jié)摿Γ瑧妙I域也將越來越廣泛。②數(shù)字孿生技術，該技術能幫助企業(yè)在實際投入生產(chǎn)之前就能在虛擬環(huán)境中優(yōu)化、仿真和測試，生產(chǎn)過程中也可同步優(yōu)化整個企業(yè)流程，解決生產(chǎn)過程復雜、資源浪費等問題，最終實現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)、實現(xiàn)快速創(chuàng)新上市。③機器視覺技術，該技術廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，與人眼相比，機器視覺在精細程度、客觀程度、可重復性、成本及效率上都具有明顯優(yōu)勢，將使人們的生產(chǎn)活動朝著更智能、更便捷的方向發(fā)展。

5 結語

發(fā)展智能制造，有利于構建和諧的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，增強制造業(yè)發(fā)展動力，推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，最終實現(xiàn)從“制造大國”到“智造強國”的轉(zhuǎn)變。在未來會有更多的行業(yè)加入到智能制造的行列，也會涌現(xiàn)出越來越多優(yōu)秀的智能制造企業(yè)。本研究對中國智能制造企業(yè)進行探索性評價研究，初衷不是在于排名，而是以此為契機引起各界重視，梳理出當前中國智能制造的引領企業(yè)，供同行企業(yè)學習借鑒，為政府宏觀政策制定時提供參考，更好地促進中國智能制造的發(fā)展。需要指出的是，對智能制造進行客觀、精準的評價非常具有挑戰(zhàn)性，本研究在樣本選擇的完備性以及評價方法上仍不可避免地存在不足之處，有待在今后研究中進一步完善，以期能使有關評價結果更加全面地反映我國智能制造的總體狀況，提出更多大有裨益的對策和建議。