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【深度解读】上海发展智能制造的十大障碍

发表于:2019-07-18 10:53 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  上海是我国制造业重镇,在从制造向智造的转型过程中也面临着诸多挑战。本文是中国浦东干部学院课题组,通过对上海部分制造业和信息技术服务业企业问卷调研得出的十大障碍。

  抢占智能制造生态系统主导权是上海科技创新中心建设的一个有力抓手。同智慧城市一样,智能制造是系统之系统,发展智能制造就是要建立一个智能制造生态系统,依托于传感器、工业软件、网络通信系统、新型人机交互方式,实现人、设备、产品等制造要素和资源的相互识别、互联互通、有效交流,促进制造业设计、研发、生产、管理、服务与互联网紧密结合,推动生产方式的定制化、柔性化、绿色化、网络化,从而不断提高制造业竞争优势。智能制造背后是技术体系,是标准体系,是产业体系,一座城市只有把握了智能制造生态系统的主导权,才能称得上是全球科技创新中心。

  出于对抢抓智能制造生态系统主导权在上海科技创新中心建设中之重要性的考虑,我们选择上海14家制造业和信息技术服务业企业进行了问卷调查和现场访谈,深入了解企业发展智能制造的现状、面临的困境、近期展望和政策需求等方面的信息,从中梳理出上海建设智能制造生态系统的主要障碍所在,以期从政府的角度研究如何通过政府有形之手的引导,最大限度地激发市场的活力,促进智能制造生态系统建设。

  障碍一

  思想观念存在多个误区

  1.缺少对智能制造的正确理解

  调研中发现,很多企业高级管理人员对什么是智能制造缺少正确认识,最常见的问题是把智能制造同工厂自动化、数字化工厂等概念混为一谈,认为工厂自动化+数字化就是智能制造。其实,数字化工厂、智慧工厂、智能制造之间是一种递进关系,数字化工厂的目标是实现信息的集成,智慧工厂的目标是实现人机有效交互,而智能制造的目标是实现人机一体化。并且,智能制造已经大大超出了单个企业的范畴。课题组认为,在实际工作中,尽管企业需要从数字化工厂开始逐步升级,但是也应该了解智能制造系统的本质内涵和基本特征,避免方向性错误。

  2.缺少转型升级的紧迫感

  被调研企业基本处于工业2.0-3.0的阶段,工厂生产自动化程度有待提高,系统整合处在非常初级的阶段,信息集成程度还比较低,离智能制造还有相当大的差距。问卷调查的结果显示,尽管绝大部分企业对引进智能制造设备有需要,但是,50%的企业认为本企业使用智能设备的初衷是替代人力,只有20%左右的企业认为是生产流程必须和企业管理升级需要。而且,被调研企业中,有18%认为现有设备和人力已经能够满足企业需要,50%的企业没有建成企业级的信息化管理系统,37%的企业认为结构简单的产品,不需要进行仿真设计,50%的企业认为未来1-3年内没有计划建设企业级信息化管理系统,36%的企业4-5年内没有计划建设企业级信息化系统,64%的企业认为不会考虑调整组织结构以适应企业发展智能制造的需要。在信息技术迅速发展的今天,如果企业缺少主动适应、主动变革的思想,其发展前景不容乐观。

  3.缺少对数据的重视

  智能制造的实现在相当程度上依赖于对数据的更深刻的洞察和分析处理,缺少数据,就缺失了智能制造的基础材料。调研发现,绝大部分企业缺少产生数据的传感设备和产品、收集和传输数据的途径、整合和处理数据的平台、使用数据的方法和软件,最为关键的是,绝大部分企业没有意识到数据的重要性。在被调研企业中,没有一家建成了企业计划与数据中心,未来1-3年内计划建设企业计划与数据中心的仅占14%,未来4-5年内计划建设企业计划与数据中心的仅占21%。即使是其中自动化程度最高的制造企业,目前也还处于需要通过数字化工厂建设项目产生数据的过程中,而数据中心建设尚需在第二期改造项目中加以考虑。

  障碍二

  核心技术和关键零部件严重欠缺

  被调研的企业表示,核心技术和关键零部件欠缺是影响国内智能制造企业发展的最大障碍。85%的企业认为,与国外智能制造供应商相比,国内设备供应商的技术水平有明显差距。在国内智能制造设备企业亟需改进的内容方面,28%的企业认为应该自主开发核心技术或零部件,17%的企业认为应该提高产品质量。实际上,以大云物移智为主要内容的新型技术领域,上海掌握的核心技术仍十分有限。构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术主要依赖进口,如新型传感器等感知和在线分析技术、典型控制系统与工业网络技术、高性能液压件与气动元件、高速精密轴承、大功率变频技术等。许多重要装备和制造过程尚未掌握系统设计与核心制造技术,如精密工作母机设计制造基础技术(设计过程智能化技术)、百万吨乙烯等大型石化的设计技术和工艺包等均未实现国产化。几乎所有高端装备的核心控制技术(包括软件和硬件)都严重依赖进口。

  如果不尽快在这些方面有所突破,随着中国发展智能制造热潮的出现,中国将成为国外智能制造产品的试验场和大市场,而国内企业将有可能丧失发展的契机,中国企业也难以在全球智能制造市场上抢先占据一席之地。

  障碍三

  系统集成能力和软件服务水平严重不强

  1.集成能力片段化

  智能制造是以信息技术、自动化技术与先进制造技术全面结合为基础的。西门子等领先的智能制造供应商具有智能工厂建设的实践经验和较丰富的产品系列。在项目组的问卷调查中,企业建设集成系统首选西门子PLM系统,而选择国产软件的则非常少。被调研企业认为,西门子的PLM解决方案最完整,在本行业竞争优势明显。与西门子等领先企业相比,国内的企业在系统集成方面经验较为欠缺,市场运作体系也欠完整,竞争优势较弱。目前上海制造业的两化融合程度还有待提高,低端CAD 软件和企业管理软件普及率较高,但应用于各类复杂产品设计和企业管理的智能化高端软件产品缺失。国内大多数企业在生产制造过程中一定程度地应用了自动化技术,但应用于提高产品质量、实现节能减排、提高劳动生产率的智能化技术严重缺乏。同时,信息技术和相关软件产品与制造工艺技术融合不够。

  2.软件制造低端化

  近年来,上海软件产业发展迅速。2013年,上海软件产业从业人员达到34万,实现经营收入2464.9 亿元;经营收入超10 亿元的软件企业达32 家,并有248 家企业获得计算机信息系统集成资质。但是,上海缺少品牌知名度高的企业和产品,仿真软件、研发设计软件、系统平台软件、控制软件等高端工业软件也非常缺乏。以PLM为例。PLM思想最早为国外CAx厂商提出,国内PLM软件厂商起步较晚,尽管已经发展出一些独立的PLM软件开发商和产品,例如北京数码大方科技有限公司的CAXA、北京清华同方软件股份有限公司的清华同方PDM、北京机械工业自动化研究所的利玛PDM、北京凯思博宏计算机应用工程有限公司的I-WORKMAN、四川托普软件股份有限公司的TDPDM等,但这些国内企业的产品与国外同类软件相比仍有较大差距。遗憾的是,上海连这样的软件企业和产品都很少。

  障碍四

  跨界协作联盟严重缺失

  智能制造是生态系统,强调的是厂商、上下游企业、客户、其他相关组织的互动和数据、信息、知识的共享,帮助企业从单一的组装制造向产业链两头延伸,把制造业和服务业融合起来,共同走市场化、国际化、高端化和集约化的发展。因此,跨界协作联盟的存在非常必要。

  调研发现,被调研企业很少从产业联盟中受益。被调研企业认为该公司智能设备成本优势的决定因素主要是人力成本低(23%)、税收减免及其他政府补贴(15%)、较低的资金成本(15%)、以及企业管理效益(16%),而认为纵向或横向的产业联盟是最主要的因素的仅占8%。此外,在上海企业关于智能制造面临的外部挑战中,认为各个企业技术研发各自为政,缺乏资源共享与合作平台的企业占26%,是所有选项中比例最高的。在对仪电集团战略部高管的访谈中,对方也表示,没有发现产业联盟中有可让企业明显受益的机制。

  智能制造先进国家和地区都把组建协同创新体系作为重要的推进措施。例如,德国政府、学界、产业界共14家企业和17家研究院所共同组成协同创新联盟,作为推动德国新一轮制造业技术创新与市场推广的中坚力量;美国为了推动工业互联网发展,由GE、Cisco、IBM、ATT等公司合作成立工业互联网联盟,打破技术壁垒,建立技术标准,目前成员已经达到86家,政府还在支持更多类似联盟的成立。

  培育跨界协作联盟是智能制造系统应该具备的功能。如何推进由政府引导、企业主导、高校和科研院所参与的协作联盟的发展,设计多方受益的运行机制是关键环节,重点是激发参与各方的积极性和创造力,并使参与者能够从参与联盟中切实获益。

  上海目前已经出现了一批智能制造应用示范企业和示范项目,例如宝山钢铁股份有限公司的钢铁热轧智能车间、上海海立(集团)股份有限公司的空调压缩机柔性自动化装配生产线、上海兰宝传感科技股份有限公司的先进传感器数字化车间等,在不同的产业领域进行了积极的探索,在某一个或某几个方面有较大突破。例如,上海三一重机通过建设智能化转配车间,具备智能化物流、流水化作业、螺栓自动拧紧、数字化工艺系统、穿戴式通信设备的应用等功能,实现生产效率翻倍,不良率显着下降。但是,目前这些先进企业的智能制造示范项目基本上还处在由数字化工厂向智能工厂发展的阶段,不仅缺少像西门子安贝格工厂这样的智能工厂,也缺少像海尔公司这样的搭建了智能制造生态系统框架的示范企业,以及像富瑞特装这样的整合上下游产业链的智能制造项目。课题组认为,除了智能车间建设之外,企业还需要从更透彻地感知客户需求、更全面地整合上下游产业链等角度加快智能制造生态系统的建设。

  障碍五

  先进示范企业严重缺乏

  上海目前已经出现了一批智能制造应用示范企业和示范项目,例如宝山钢铁股份有限公司的钢铁热轧智能车间、上海海立(集团)股份有限公司的空调压缩机柔性自动化装配生产线、上海兰宝传感科技股份有限公司的先进传感器数字化车间等,在不同的产业领域进行了积极的探索,在某一个或某几个方面有较大突破。例如,上海三一重机通过建设智能化转配车间,具备智能化物流、流水化作业、螺栓自动拧紧、数字化工艺系统、穿戴式通信设备的应用等功能,实现生产效率翻倍,不良率显着下降。但是,目前这些先进企业的智能制造示范项目基本上还处在由数字化工厂向智能工厂发展的阶段,不仅缺少像西门子安贝格工厂这样的智能工厂,也缺少像海尔公司这样的搭建了智能制造生态系统框架的示范企业,以及像富瑞特装这样的整合上下游产业链的智能制造项目。课题组认为,除了智能车间建设之外,企业还需要从更透彻地感知客户需求、更全面地整合上下游产业链等角度加快智能制造生态系统的建设。

  障碍六

  智能制造发展动力严重不足

  1.危机感不足

  有危机才有变革的动力。调研发现,被调研企业并没有表现出很强的抢抓智能制造发展契机的紧迫感。政府的政策只能起到引导作用,企业有动力改造和转型才真正能把政策落到实处。如果企业没有积极性,不采取具体行动,政府的政策很难取得预期的效果。

  2.体制机制制约

  国有企业的体制性约束在某种程度上削弱了企业变革的动力。信息技术创新通常有较大的创新风险,而且创新效益的显现常常需要较长时间,在实行国有企业领导任期制的条件下,企业管理者开展重大创新和变革的激励和责任担当不足。调研发现,被调研企业的产品具有价格优势的主要原因包括能拿到较低成本的资金、政府的补贴等,这些条件民企很难同等获得。因此,与民企相比,国企的市场压力没有那么大,积极变革的动力也会减小。

  3.营商环境制约

  在智能制造行业营商环境中亟待改善的方面中,44%被调研企业认为缺乏高级研发人才,22%的企业认为缺乏高级制造人才,13%的企业认为缺乏多元化融资渠道及融资成本过高。

  在被调研企业中,硕士及以上学历者占员工人数的比例在3%以下,部分企业专业科和本科学历者占员工人数的比例低到17%。智能制造是建立在一个开放、虚拟化的工作平台之上的,人机交互及机器之间的对话将会越来越普遍,员工从服务者、操作者转变为规划者、协调者、评估者、决策者,高素质的研发人员和技术工人必不可少,现在的员工结构亟待优化。

  建设信息化项目需要大量资金支持。被调研企业中,有27%认为影响该公司使用智能设备的主要原因是智能设备成本过高。关于企业智能化升级的主要资金来源,有30%的企业表示使用自有资金;30%的企业依靠政府补贴(30%);20%的企业表示可以向银行贷款。当前,制造企业普遍利润率较低,依靠自有资金和银行贷款进行信息化项目都会受到较大约束,完全依靠政府补贴更不可行。国企尚且如此,民营企业的处境有可能更差。

  障碍七

  公共基础设施条件严重滞后

  1.供给侧公共基础设施条件落后

  长期以来,各方面都在大力推动消费互联网的发展,而针对智能制造的公共基础设施供给严重不足,亟需从供给角度为智能制造生态系统建设提供更完善的公共基础设施条件。在对企业对政府政策的需求调研中,21%的企业希望政府确立智能制造发展战略,推动设备和基础设施共享,采取多种措施支持中小企业参与;13%的企业希望政府采取多种融资渠道,创新运营模式,超前建设由网络和云应用为基础构成的整合制造业的制造网络;13%的企业希望政府牵头组织智能制造企业联盟,并给予资金支持;10%的企业希望政府牵头组织智能制造官产学研联合组织,就智能制造发展的关键问题进行联合攻关,加强研究成果推广;10%的企业希望政府加大财政投入,通过专项资金支撑推进机构、创新网络的设立和重点项目开展。

  2.前瞻性基础技术的公共供给不足

  与卫星通信、移动互联网、云计算、大数据、物联网、智能终端相关的基础技术的水平是智能制造生态系统形成和发展的技术基础,政府投资于这些基础技术研究,并将研究成果以公共品或半公共品的方式提供给企业,能够有效弥补企业基础研究力量不足的缺陷,提高企业普遍的技术水平。目前上海这些方面的研究力度需要加大,其成果的应用形式需要从制度上加以重新设计。

  3.智能制造服务平台系统尚未形成

  目前上海已经有若干国家级智能制造平台,例如国家机器人监测与评定中心、国家机器人质量监督检验中心、智能工厂(车间)通用技术标准与试验验证平台、智能制造工业云、大数据标准试验验证平台等,但由于这些平台尚处于起步阶段,其对智能制造生态系统发展的作用还没有体现出来。项目组建议在平台建设之初就考虑这些平台如何打造便宜、便捷地为各类企业尤其是中小企业服务的能力,让更多的企业以更低的成本使用这些平台。

  4.知识产权保护力度有待加强

  智能制造涉及很多软件技术的开发和应用,知识产权保护情况是软件服务类企业非常关注的问题。被调研软件和信息服务业企业一致认为,智能制造行业商业环境亟需改善的方面有知识产权保护不到位,需要政府加强知识产权保护法律。

  障碍八

  通过国际合作加快技术扩散的机制严重不畅

  2015年8月上海发布了《关于上海加快发展智能制造助推全球科技创新中心建设的实施意见》,在主要措施中提出,要发挥开放优势,深化对外合作,鼓励跨国公司、国外机构等在本市设立智能制造研发机构、人才培训中心和建设智能制造示范工厂;支持本市有条件的企业并购国内外具有研发实力、核心技术的智能制造专精特新企业。实际上,被调研企业集团已经收购了一家日本射频识别企业,以加快该集团进入智能制造领域的技术力量。本项目负责人楚天骄在对跨国公司研发机构技术扩散的研究中发现,本土的相关技术水平越高,获取跨国公司研发机构技术扩散的能力越强,跨国公司也越愿意在东道区域设立高水平的研发机构。因此,如果上海本土的智能制造相关技术力量薄弱,仅寄希望于从国外企业尽快获取领先的技术是不现实的。当前亟需在加强本土相关技术研发的基础上,设计有助于技术扩散的合作机制,避免出现让出了市场,技术还是学不到的困境。

  障碍九

  政府促进智能制造发展的政策手段严重短缺

  1.重视制造环节信息化,对转型和创新领域信息化重视不足

  制造环节始终是上海推进两化融合乃至智能制造的重点领域,而对研发设计、管理营销、产业链整合、平台建设等服务环节信息化以及通过信息化实现企业模式创新和产业创新上政策力度不大。

  2.重视大企业信息化,中小企业信息化重视不足

  由于上海经济构成中大型国有企业比较高,而且大企业的两化融合推进工作容易找到抓手,因此,政府相对更为重视大企业的两化融合,而对中小企业两化融合推进力度和投入资源不足。

  3.行业管理体制跟不上技术创新步伐

  信息技术变革带来的创新日新月异,产业管理体系明显落后于新产业、新业态、新模式的发展。同时,政府常常以管理传统产业的方法来管理新产业、新业态、新模式,反而会在一定程度上扼杀创新。

  4.推进产业在网络上集聚的力度不够

  相对而言,政府更加重视产业园区等要素和产业在物理空间的集聚,而忽视了通过网络平台推动各类产业和生产要素在虚拟空间上的集聚。这一政策导向致使上海的产业园区比较发达,而平台经济发展不足。

  5.政府资金支持模式效果欠佳

  当前,促进企业发展智能制造仍然以政府投资、奖励、配套等方式推动,而政府的扶持资金并未激发风险投资、创业投资的跟进,使得政府资金支持的效果大打折扣。按照上海自贸区在政府监管方面引入的中性竞争原则,这种政府资金支持模式也需要做出改变。

  障碍十

  对DT时代的文化内涵挖掘严重匮乏

  1.企业文化需要更加开放

  上海企业的创新多属于渐进性、改良式创新,突破性和颠覆性创新少。在制造业领域以可穿戴设备为代表的新一轮智能化产品创新浪潮中,以及服务业领域以互联网金融、O2O电子商务为代表的智能服务创新浪潮中,上海都未能实现率先突破,发挥引领作用,这将使上海在智能制造发展中处于后发的、被动的、追随的地位。

  互联网技术的发展,直接导致以集中控制为主的IT时代向以激发生产力为主的DT时代的演进。企业必须认识到智能制造生态系统的建设,是对人与机器的关系、企业边界内外的关系、企业与企业之间的关系、企业与顾客之间的关系、企业与员工之间的关系、企业内部不同层级之间的关系、企业与政府的关系等方面的重新界定,必须有更加开放的文化,主动适应这些变化,而不是被动地接受。目前,海尔、华为等企业已经率先在通过建立开放型小微经营体、协同化自决策机制等方式,推进企业组织模式去中心化变革;美的集团推出针对核心管理团队的合伙人持股计划及对业务骨干的第二期股权激励计划,鼓励在美的集团内部形成创业型团队,这些都是企业主动应对互联网时代挑战的重要举措。

  2.政府文化需要更加包容

  互联网时代,单一平台是没有竞争力的,对企业是这样,对政府也是这样。政府应鼓励各种平台的存在,并主动与这些平台共享资源,从而最大程度地提高资源使用效率,大幅度降低城市的商务成本,吸引更多的创新资源在城市集聚,并源源不断地产生创新。

  3.社会文化需要更加多元

  多元文化的社会更有活力和创新性。人们对外来人口、外来思想、外来文化的接受程度,对不同意见和不同生活方式的容忍程度,对创业和创新精神的鼓励和对失败的宽容,都有助于提高社会的多元性,为创新提供更适宜的土壤。

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