智能制造已成為全球工業(yè)發(fā)展的必然趨勢,通用機械企業(yè)智能制造的成功轉型將會極大提高企業(yè)生產效率、經濟效益和產品競爭力。隨著工業(yè)4.0時代的到來,我國傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展迎來了新的機遇和挑戰(zhàn)。當前,我國通用機械龍頭企業(yè)已經取得了一些智能制造創(chuàng)新成果。然而,從全行業(yè)的視角來看,許多企業(yè)都面臨資金、技術、人才等多方面的難題。
一、通用機械企業(yè)智能制造發(fā)展現(xiàn)狀
風機、泵、閥門、氣體分離設備、壓縮機等各類通用機械設備廣泛應用于各行各業(yè),通用機械設備制造業(yè)是國家經濟建設的重要組成部分。近年來,國家層面也十分重視裝備制造業(yè)的發(fā)展,在國家的號召和全行業(yè)的努力下,我國通用機械裝備行業(yè)的科技創(chuàng)新能力得到了大幅提升,不斷出現(xiàn)新產品、新技術、新模式、新業(yè)態(tài),在技術創(chuàng)新的推動下,通用機械行業(yè)正經歷著產業(yè)結構調整和轉型升級,邁向了高質量發(fā)展的階段。
中國通用機械工業(yè)協(xié)會調研組2023年調研發(fā)現(xiàn),通用機械行業(yè)的優(yōu)勢企業(yè)已經在智能制造的發(fā)展方面取得了一定成果,這些企業(yè)充分結合自身的組織架構、管理模式、生產工藝和員工素質基礎,由內及外、對癥下藥,不斷推進和完善智能制造的應用,特別是在智能互通、智能工藝流程設計上做出了許多嘗試。這些企業(yè)始終堅持對智能制造的研發(fā)投入,目前已經實現(xiàn)了許多生產工藝流程的智能化和產品的智能化。
二、通用機械企業(yè)智能制造轉型的痛點
1.缺乏“融合”意識。一是信息孤島,主要表現(xiàn)為企業(yè)與企業(yè)之間的信息孤島以及企業(yè)內部的信息孤島。一方面,企業(yè)與企業(yè)之間缺乏合作意識,一些企業(yè)為贏得市場先機,將自身在智能制造轉型過程中收集的數據、取得的發(fā)現(xiàn)和科技成果都作為保密信息,不愿將其作為行業(yè)發(fā)展成果共享。另一方面,許多企業(yè)內部也存在信息孤島,缺乏整體規(guī)劃,“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”,往往會為了解決某個或某一類問題建設信息系統(tǒng),最終導致多個信息系統(tǒng)交叉重疊、邊界模糊,最終導致整個企業(yè)的信息系統(tǒng)越來越多,操作越來越復雜,信息孤島愈發(fā)嚴重,各系統(tǒng)之間形成了嚴重的數據壁壘,數據的錄入、變更、導出過程工作繁瑣,使得企業(yè)的運營效率不增反降。舉例來說,某通用機械公司先引入了ERP系統(tǒng)進行生產管理,此后又引入MES系統(tǒng)來優(yōu)化現(xiàn)場管理,繼而引入了WMS系統(tǒng)對倉庫進行精細化管理,這三個系統(tǒng)的主要目標均是進行物料管理,然而各個系統(tǒng)的錄入標準不一,系統(tǒng)數據未實現(xiàn)互聯(lián)互通,工作人員在數據錄入、查詢、統(tǒng)計過程中,不僅需要操作多個系統(tǒng),而且數據冗余雜亂、整合困難,不利于企業(yè)管理者制定決策。
二是自動化孤島,同樣表現(xiàn)在企業(yè)與企業(yè)之間和企業(yè)內部兩個方面。一方面,在企業(yè)之間,各個企業(yè)在進行智能制造系統(tǒng)的研發(fā)和搭建過程中,存在明顯的特異化、非標化特征:通用機械的智能制造轉型尚未形成成熟的技術體系,行業(yè)內也缺乏統(tǒng)一的數據標準和接口標準,導致相關智能服務企業(yè)只能為特定企業(yè)提供特殊化定制服務,造成行業(yè)引入智能制造系統(tǒng)的時間和金錢成本過高,嚴重阻礙了智能制造在行業(yè)內的普遍應用。另一方面,在企業(yè)內部存在“局部自動化”現(xiàn)象,企業(yè)的某一部門、某一車間或某一環(huán)節(jié)首先實現(xiàn)了自動化,然而這一自動化系統(tǒng)卻是獨立的,難以與其他系統(tǒng)對接?!白詣踊聧u”是各類工業(yè)制造業(yè)面臨的難題,由于通用機械制造行業(yè)生產流程的復雜性、非標性,自動化孤島現(xiàn)象在通用機械行業(yè)尤為突出。原因主要在于,通用機械企業(yè)要實現(xiàn)全自動化的成本過高,因此在智能制造的轉型過程中,由于資金不足或戰(zhàn)略眼光缺乏等原因,只對某些生產環(huán)節(jié)實施了自動化,這導致系統(tǒng)連接耗時長、系統(tǒng)維護難度加大、授權錯誤增加等問題。
三是信息系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的孤島。要實現(xiàn)智能制造,應經歷自動化、信息化、智能化三個遞進的步驟,只有打好了自動化的基礎,才能將眾多復雜的生產設備、生產流程接入信息網絡,才能進一步實現(xiàn)工廠內所有信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通,進而實現(xiàn)真正的“智能制造”。然而,目前許多通用機械企業(yè)尚處于單機自動化的階段,甚至許多企業(yè)的自動化基礎還十分薄弱,信息數據仍舊普遍采用人工統(tǒng)計、錄入的方式,這種情況下,想要實現(xiàn)“智能化”,根本無從談起。
2.技術發(fā)展水平較低。我國已經建立了完備的工業(yè)基礎和產業(yè)鏈體系,在《中國制造2025》提出以來,政府和各產業(yè)界堅持對智能制造發(fā)力,我國智能制造的產值逐年提高,未來也有望獲得進一步突破。然而,美國、德國、日本在高尖端技術的研發(fā)與應用上仍舊處于全球領先地位,我國智能制造的發(fā)展時間較短,因此存在許多發(fā)展困境。首先,裝備制造業(yè)的發(fā)展,最終還是要落實到制造技術、制造裝備上,然而智能制造所需的高端設備和技術成為一大瓶頸。我國的技術基礎、研發(fā)能力、創(chuàng)新能力較為落后,智能制造核心發(fā)展要素的高端設備、高端零部件、工業(yè)智能軟件等技術尚未實現(xiàn)國產化,導致我國的智能制造服務難以跟上企業(yè)發(fā)展需求。目前,我國智能制造裝備的技術水平較低,光刻機、工業(yè)機器人、高端芯片、傳感器、高精度的測量設備等智能制造的關鍵核心技術在國際上缺乏競爭力,新型傳感器、控制系統(tǒng)、高端軸承等技術高度依賴進口。其次,我國通用機械設備行業(yè)體量龐大,行業(yè)內各企業(yè)的自動化、信息化發(fā)展不均衡。行業(yè)龍頭企業(yè)正在嘗試探索將先進的自動化技術與信息化技術實現(xiàn)對接,處于由自動化向信息化、智能化的轉型升級過程中;與此同時,還有許多傳統(tǒng)制造企業(yè)尚未實現(xiàn)自動化系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的對接,智能制造無從談起。
3.缺乏高端復合型人才。所謂的“智能工廠”,并不是無人工廠,而是少人化的工廠,是能夠進行多品種、小批量生產模式的工廠,其目標是通過人機協(xié)作實現(xiàn)效益最大化,因此,要成功實現(xiàn)智能制造轉型,就需要更多的高端技能人才。在智能制造時代,復雜的新技術、新設備、新系統(tǒng)對操作人員提出了更高的要求,制造業(yè)的智能制造轉型催生的相關服務企業(yè),同樣也需要更高端的服務型人才。智能制造企業(yè)需要知識結構更為復雜、技術能力更為精尖、能夠將產品生產與智能制造系統(tǒng)結合的復合型人才。然而,當前我國制造業(yè)卻普遍存在高端勞動力緊缺,中低端勞動力過剩的問題。
4.對企業(yè)管理能力要求高。首先,智能制造是通過數據驅動實現(xiàn)流程的端到端集成和信息的全面共享,這就推動企業(yè)由傳統(tǒng)的金字塔管理模式向著平臺化的管理模式轉變,這就對企業(yè)的管理能力和組織能力提出了更高要求。其次,智能制造型企業(yè)的管理模式也更傾向于小團隊決策,這就需要建立新的管理制度和企業(yè)文化來促進各部門員工的協(xié)同合作。此外,要實現(xiàn)智能制造轉型,通用機械行業(yè)作為離散型制造業(yè),其小批量、定制型的生產方式和復雜的工藝生產流程,決定了智能制造系統(tǒng)的設計較為復雜。同時,還需要在長期的生產實踐中進行調試、更新和維護,企業(yè)需要投入大量的資金來購買所需設備和信息化系統(tǒng)、聘請系統(tǒng)管理和維護人員、培訓工人適應新的生產方式,這就決定了短期內必定難以收回成本,對企業(yè)的長期投資能力、戰(zhàn)略規(guī)劃能力都是重大考驗。除了行業(yè)龍頭企業(yè)能夠爭取到政府和外部投資支持,其他許多中小企業(yè)利潤有限,因此,資金成為許多中小企業(yè)難以跨越的大山。
三、通用機械企業(yè)智能制造的政策建議
1.政府統(tǒng)籌規(guī)劃,發(fā)揮政策引領作用。智能制造的發(fā)展需要政府自上而下的政策引領和支持,政府應加強統(tǒng)籌規(guī)劃,完善頂層設計,通過多層次、系統(tǒng)性的政策體系為企業(yè)營造良好的智能制造轉型升級的環(huán)境。第一,加強對通用機械企業(yè)智能制造轉型的政策支持。政府應始終重視制造業(yè)智能化轉型的戰(zhàn)略地位,出臺相關指導性方針政策,為企業(yè)智能制造轉型營造良好的政策環(huán)境;地方政府也應加強對企業(yè)智能制造知識產權的保護,避免行業(yè)內惡意競爭、惡意模仿等現(xiàn)象,提高企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的動力和活力,提振社會各界對智能制造的信心,引導各類投資、基金對企業(yè)智能制造轉型的支持。第二,加強對通用機械企業(yè)智能制造轉型的財政扶持力度。建立完善的稅收扶持體系,通過稅收激勵政策鼓勵技術創(chuàng)新,提高中小企業(yè)進行智能制造轉型的信心。對通用機械智能制造產品實行關稅和稅收保護政策,減輕企業(yè)稅收負擔,鼓勵未實現(xiàn)智能制造的傳統(tǒng)企業(yè)盡快進行智能化轉型;對智能制造轉型相關產業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)企業(yè)實施稅收優(yōu)惠政策,激發(fā)智能制造產業(yè)鏈上下游的科技創(chuàng)新活力。完善中小企業(yè)智能制造轉型的扶持政策,創(chuàng)新企業(yè)扶持資助模式,為中小企業(yè)提供保障型資金補助、貼息貸款等服務。第三,對通用機械智能制造相關的基礎性科學研究提供充足的財政撥款支持,鼓勵自主研發(fā)、自主創(chuàng)新,推動科學技術的創(chuàng)新與應用。首先,大力支持高校、科研單位和企業(yè)進行的智能制造基礎理論研究、自主創(chuàng)新研究、科技前沿研究等關鍵性研究,鼓勵自主研發(fā)、自主生產智能制造產品,提高通用機械智能制造的自主研發(fā)、自主創(chuàng)新能力。其次,重點加強對關鍵核心技術的資金支持,關注人工智能技術、工業(yè)機器人技術、工業(yè)互聯(lián)網技術、大數據技術、數字化技術等新一代技術的研發(fā)、融合與應用。
2.推動產學研合作,加強科技創(chuàng)新與應用。高校、科研單位的科技成果難以與企業(yè)實現(xiàn)對接,導致科研成果的實際生產轉化率較低,這說明科技成果不符合市場需求。通過促進產學研合作,可以將高校和科研單位的基礎性研究與企業(yè)生產實際、商業(yè)發(fā)展實際相結合,讓科技成果發(fā)揮經濟效益。第一,在產學研合作過程中,應聚焦于通用機械智能制造的關鍵技術,重點攻克芯片、傳感器、工業(yè)軟件等行業(yè)“卡脖子”技術,盡快彌補技術短板,提高本土企業(yè)的核心競爭力。以攻克核心關鍵技術為目標,建立智能制造研發(fā)中心、重點實驗室、重大科研項目等,并鼓勵通用機械各細分行業(yè)企業(yè)與高校、科研院所聯(lián)合建立產業(yè)創(chuàng)新中心,通過產學研合作,提高我國科研成果的研發(fā)能力和應用能力;針對關鍵技術建立通用機械行業(yè)的技術標準體系,促進全行業(yè)技術統(tǒng)籌發(fā)展。第二,推動建立以企業(yè)為主導的產學研合作機制,以市場需求為核心,以創(chuàng)新科技成果的市場轉化的為主要目標,推動高校、科研單位、企業(yè)的互相協(xié)調、共同發(fā)展。鼓勵各類通用機械生產企業(yè)、高校、科研院所、上下游企業(yè)、智能制造服務企業(yè)建立新型互動機制,協(xié)同促進科技創(chuàng)新與科技成果的產業(yè)轉化,研發(fā)面向通用機械行業(yè)內各細分領域的工業(yè)軟件、信息集成系統(tǒng)等,形成市場化的產學研合作機制。
3.鼓勵企業(yè)統(tǒng)籌規(guī)劃推進智能制造。第一,通用機械企業(yè)應當進行智能制造轉型戰(zhàn)略的統(tǒng)籌規(guī)劃,并制定符合自身實際情況的實施方案。在推進智能制造轉型的過程中,企業(yè)面臨著復雜的縱向集成、橫向集成、端到端集成問題。例如,IT系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)、業(yè)務系統(tǒng)、供應鏈系統(tǒng)的數據交換過程中,需要處理多樣的異構數據,這些數據可能來自于設備、產品、市場、互聯(lián)網、信息系統(tǒng)等,因此,要確保基礎性數據的精確度是一項復雜工程。企業(yè)應充分認識到想要實現(xiàn)智能制造任重道遠,因此,應當與有經驗的技術咨詢服務企業(yè)合作,共同構建本企業(yè)智能制造轉型的長期規(guī)劃。在長期規(guī)劃的基礎上,選擇最有可能盡快轉化出實際成果的關鍵技術優(yōu)先進行重點突破,例如,針對產品合格率較低的產線進行智能化改造,降低人工成本,提高設備生產的整體效率;基于物聯(lián)網技術實現(xiàn)產品動態(tài)監(jiān)測,為客戶提供預測性維護服務。第二,智能制造的轉型對企業(yè)的軟件、硬件和技術能力等綜合能力要求頗高,且由于智能制造轉型的復雜性和長期性,企業(yè)有必要謹慎選擇智能制造服務企業(yè),應選擇與經驗豐富、專業(yè)性強、產品可拓展的智能制造服務企業(yè)作為戰(zhàn)略合作伙伴,注重企業(yè)的綜合服務能力,選擇集信息化、自動化、管理服務、解決方案為一體的綜合性服務企業(yè)。第三,推進建設智能制造企業(yè)標準體系。行業(yè)龍頭企業(yè)應發(fā)揮引領作用,行業(yè)龍頭企業(yè)應充分利用已有的科技成果、技術經驗、行業(yè)經驗,探索建設符合自身的企業(yè)標準體系。以本企業(yè)的關鍵性產品生產技術為試點,探索建設產品生產技術標準體系,進而逐漸向管理與服務體系、產品全生命周期體系的建設上延伸。在企業(yè)標準體系的構建過程中,結合企業(yè)自身發(fā)展現(xiàn)狀、產品生產、發(fā)展目標等實際情況,充分考慮各子體系之間、各子標準之間的相互關系,構建全局性的、系統(tǒng)性的企業(yè)標準體系,促進通用機械企業(yè)生產的規(guī)范化、標準化,提高企業(yè)的智能制造水平和生產效益,為引領和支持通用機械行業(yè)智能制造的轉型打下堅實基礎。此外,龍頭企業(yè)應充分發(fā)揮標準化平臺效應,不斷豐富和完善標準體系,發(fā)揮自身對產業(yè)鏈上下游的聚能和輻射作用,發(fā)展建設產業(yè)標準化綜合技術服務平臺,為產業(yè)鏈上的大中小企業(yè)提供一體化的標準服務,促進全產業(yè)鏈的標準化、規(guī)范化,以企業(yè)標準體系建設引領全行業(yè)發(fā)展,促進通用機械全行業(yè)智能制造轉型。
4.推動全行業(yè)協(xié)作共享。第一,推動智能制造產業(yè)協(xié)同平臺建設。中小企業(yè)實現(xiàn)智能制造轉型的成本高、周期長,完全依靠企業(yè)自身能力進行智能化轉型十分困難。因此,可由行業(yè)協(xié)會建設行業(yè)協(xié)作平臺,為中小企業(yè)提供信息、資金、技術、人才、市場等智能化轉型所需的各類資源,鼓勵各中小企業(yè)抱團合作、建立區(qū)域聯(lián)盟,解決企業(yè)在智能化轉型過程中面臨的資金困難、人才匱乏、投資風險等問題。第二,在智能制造轉型過程中,切實發(fā)揮行業(yè)協(xié)會管理行業(yè)、促進行業(yè)發(fā)展的作用。目前,中國通用機械工業(yè)協(xié)會以及其他相關行業(yè)協(xié)會發(fā)揮了溝通政府與企業(yè)的橋梁作用,成為推動行業(yè)經濟發(fā)展的“第三股力量”,然而,行業(yè)協(xié)會更多地起到行政性質的作用,其職能主要圍繞政府政策而展開,發(fā)揮的作用有限。行業(yè)協(xié)會應擺脫“政府附屬者”的角色,以行業(yè)代表的身份維護業(yè)內企業(yè)的共同利益。行業(yè)協(xié)會應主動與政府合作,建立通用機械智能制造轉型相關的技術標準和法律法規(guī)體系,為行業(yè)發(fā)展提供規(guī)范和指導;主導成立行業(yè)智能制造轉型的行業(yè)規(guī)范和條約,加強行業(yè)內企業(yè)在利益上的一致性、共同性,調節(jié)業(yè)內沖突、鼓勵業(yè)內合作,構建產業(yè)協(xié)同發(fā)展的生態(tài)圈,促進業(yè)內企業(yè)協(xié)同實現(xiàn)智能制造轉型。第三,發(fā)揮行業(yè)龍頭企業(yè)的引領作用,提高全行業(yè)的信息化、智能化水平。發(fā)揮龍頭企業(yè)的示范引領作用,以行業(yè)龍頭企業(yè)和特色企業(yè)為主導,牽頭建設各細分行業(yè)的示范性項目,并積極推動跨類型、跨行業(yè)、跨地區(qū)合作的示范性項目。鼓勵產業(yè)鏈中大中小企業(yè)協(xié)同合作,支持上下游企業(yè)密切合作、促進不同企業(yè)間的信息共享和業(yè)務協(xié)同,構建智能制造服務業(yè)的新業(yè)態(tài),推動通用機械行業(yè)智能制造水平的提升。
5.加強高端人才體系建設。政府應重視支持通用機械智能制造高端人才的引進和培養(yǎng),為通用機械行業(yè)智能制造轉型所需人才提供扶持,贏得國際競爭的主動性。第一,加強對高等教育通用機械、智能制造、工業(yè)制造、自動化、信息技術等相關學科的建設,培養(yǎng)智能制造轉型所需的高級人才;大力提高職業(yè)教育質量,加強對高職院校智能制造復合型技術人才的培養(yǎng),豐富高端技術人才儲備。第二,企業(yè)、高校與科研院所共同建設通用機械職業(yè)技術培訓平臺,為企業(yè)技術人員、高校學生和科研院所人員提供智能制造理論和實踐培訓,構建多元化的人才培養(yǎng)機制,培養(yǎng)具有豐富的知識結構、靈活的運用能力、高端的職業(yè)技能的融合型技能人才。第三,加強智能制造科技創(chuàng)新人才的引進。政府和企業(yè)可通過提供住房補貼、資金獎勵、免費技能培訓等各類優(yōu)惠補貼政策,吸引高端技術人才和高端研發(fā)人才投入通用機械行業(yè)智能制造轉型的進程;引進國外工業(yè)智能制造的高端人才,尤其需要重點引進掌握關鍵性技術的高端人才,保障其安置和就業(yè)并提供豐厚的獎勵措施;為高層次人才建設工業(yè)智能化轉型的產業(yè)創(chuàng)新平臺、制定針對性的特殊人才發(fā)展計劃,為高端人才提供優(yōu)越的科研條件、良好的科研環(huán)境和廣闊的發(fā)展空間。
(作者單位:博雷(中國)控制系統(tǒng)有限公司)