智能制造助推制造業高質量發展

蔡立志

習近平總書記強調：“要以智能制造為主攻方向推動產業技術變革和優化升級，推動制造業產業模式和企業形態根本性轉變，以‘鼎新’帶動‘革故’，以增量帶動存量，促進我國產業邁向全球價值鏈中高端。”2022年10月，黨的二十大報告中明確提出，“建設現代化產業體系，堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上，推進新型工業化，加快建設制造強國、質量強國、航天強國、交通強國、網絡強國、數字中國”。制造強國的主攻方向為智能制造。2021年12月，工信部公布《“十四五”智能制造發展規劃》，提出“十四五”及未來相當長一段時期，推進智能制造，要立足制造本質，依托制造單元、車間、工廠等載體，推動制造業實現數字化轉型、網絡化協同、智能化變革。

智能制造推進情況

《“十四五”智能制造發展規劃》從不同層面定義了智能化的基本要求，小到制造單元、車間，大到企業，不同維度上的智能化要求也有所區別。“十四五”智能制造規劃主要目標，是在2025年末全國建成智能制造示范工廠500家。聚焦企業、行業、區域轉型升級需要，圍繞場景（智能制造成熟度2級）、示范工廠（智能制造成熟度3級）、智能制造標桿企業（智能制造成熟度4級），開展多場景、全鏈條、多層次應用示范，培育推廣智能制造新模式。要實現這一基本目標，必須提高公共服務的基本能力，具體包含兩方面：一是鼓勵行業組織、地方政府、產業園區、高校、科研院所、龍頭企業等建設智能制造公共服務平臺，建立長效評價機制；二是鼓勵第三方機構開展智能制造能力成熟度評估，研究發布行業和區域智能制造發展指數。

為落實“十四五”智能制造發展規劃要求，深化智能制造推廣應用，工信部、發改委、財政部、市場監管總局決定聯合開展2022年度智能制造試點示范行動。其中規定，示范工廠申報主體應通過智能制造能力成熟度自評估，需達到國家標準GB/T 39116-2020《智能制造能力成熟度模型》二級及以上。2022年工信部遴選出99家示范工廠、389個優秀場景。其中，上海市共有3家示范工廠、12家企業的29個場景上榜。上海示范工廠和場景上榜數量與其在全國經濟發展中所處地位和水平并不匹配，提升空間很大。

目前，在工信部指導下，智能制造系統解決方案供應商聯盟共遴選出國家級智能制造標桿企業48家，其中上海3家，占比尚可，三家分別為上海汽車集團股份有限公司乘用車公司、上海華誼新材料有限公司和安波福中央電氣（上海）有限公司。國家級智能制造示范工廠共209家，其中上海8家，占比較低，分別為上海航天設備總廠有限公司、上海延鋒金橋汽車飾件系統有限公司、上海新時達機器人有限公司、中國航發商用航空發動機有限責任公司、光明乳業股份有限公司、寶武碳業科技股份有限公司、上海新動力汽車科技股份有限公司、上海航天精密機械研究所。

近年來，基于智能制造發展現狀，上海連續推出了一系列政策，加速智能化建設進程。2022年，上海頒布智能制造數字化轉型實施方案，提出規上企業要數字化診斷全覆蓋。主要目標是到2025年，上海市規模以上制造業企業數字化診斷全覆蓋，數字化轉型比例不低于80%；上海市工業互聯網核心產業規模達2000億元；打造10個試點示范園區、20個標桿性智能工廠、30個工業互聯網平臺、40家“工賦鏈主”、50個超級場景的制造業數字化轉型全方位引領格局。同年，為落實工信部《“十四五”智能制造發展規劃》《關于組織開展智能制造評估評價工作的通知》中的重點方向和任務，市經信委組織制造業企業開展智能制造成熟度評價工作。

此外，上海推出了上海智能工廠建設領航計劃，提出到2025年，實現規上工業企業智能制造評估診斷全覆蓋，打造 20 家標桿性智能工廠，建設 200 家示范性智能工廠，推廣 1000 個智能制造優秀場景，培育2家收入超過100億元、10家收入超過10億元規模的智能制造系統集成商，加大工業元宇宙、數字孿生、人工智能、5G等新技術賦能，構建“工廠大腦”。

從目前現狀來看，2022年度上海100家智能工廠基本集中在浦東、閔行和嘉定三個區，分別為24家、22家和14家（圖1）；涵蓋最多的三個行業領域是高端裝備、汽車、電子信息，分別為34家、22家和17家（圖2）。

圖1 2022年度上海100家智能工廠所屬區域統計

圖2 2022年度上海100家智能工廠行業領域統計

企業智能制造轉型路徑

之所以要建設智能工程，是因為我國面臨來自內外部的雙重壓力。從外部情況來看，首先是政策引導制造業轉型升級，中美貿易摩擦加劇使得我國面臨技術、設備、零件封鎖的壓力。其次是各種成本，包括人工成本、融資成本等不斷上漲。第三是新生代對整個用工環境提出了更高的要求，能源安全、衛生等要求也不斷提升。第四是大數據、AI、云平臺、虛擬現實、5G 等技術的廣泛應用，也促使企業作出變革。

此外，來自行業、客戶、自身的業務需求也給企業帶來了變革壓力。首先就是質量問題，提升質量的需求推動整個產業發生變革，其中較為典型案例是蘋果。它通過質量有效拉動需求，促進生產。第二個因素是市場競爭價格，企業不斷降低銷售價格，可有效擴大市場份額。第三是交付要求，包括快速交貨、貨品少量多品種等。第四是服務，包括增加定制品、快速響應、精準服務等。

企業面臨的多重壓力使“刀刃向內”的自我變革和數字化改造迫在眉睫，其具體措施包括三個層次：一是開展技術上的改革創新，將人工智能數據庫等先進技術應用到制造企業中，利用新技術拉開與競爭者的差距。二是在技術創新的基礎上進行管理創新，包括優化組織制度、深耕精益運營文化、建設智能制造能力等方面。三是基于技術創新和管理創新，開展業務創新，以使企業持續獲利，不斷提升市場占有率和行業影響力。技術創新、管理創新、業務創新層層遞進，共同助力于企業高質量發展（圖3）。

圖3 智能制造能力是創新突破的抓手

智能制造通常可以分為5個等級，即一級（已規劃級）、二級（規范級）、三級（集成級）、四級（優化級）和五級（引領級）。截至 2022年 11月， 全國 53167家企業通過平臺開展智能制造能力成熟度自診斷，行業覆蓋紡織、電子、機械、交通設備制造、石化、輕工、冶金、醫藥等31個大類，企業遍布全國32個省市自治區、261個市。從結果來看，一級及以下企業占比77.83%，二級企業占比10.94%，三級企業占比5.96%，四五級占比非常少，僅為5.72%（圖4）。

圖4 全國制造業能力成熟度現狀

企業在向智能制造、數字化轉型過程中，面臨著一些挑戰，包括數字化技能與人才資源缺乏、跨部門/跨團隊系統難以實現、企業文化轉型難度較大等。企業向智能制造轉型，首先必須明晰自身所處的階段和水平，開展智能制造評估體系建設。接下來應該對標國家標準，了解企業現狀與國家標準存在的差距。找準差距后，企業應制定改進的基本目標，然后根據目標制定改進計劃，并分步實施。在實施過程中，可適時對效果進行評價。

目前，企業可根據GB/T 39116-2020和GB/T 39117-2020兩個標準對智能制造程度進行評價。這兩個標準明確了智能制造等級要求。

其中，規劃級表示企業應該著手對實施智能制造的基礎和條件進行規劃，能夠對核心業務（設計、生產、物流、銷售、服務）進行流程化管理。

規范級表示企業應采用自動化技術、信息技術手段對核心裝備和業務等進行改造和規范，實現單一業務的數據共享。

集成級表示企業應對裝備、系統等開展集成，實現跨業務間的數據共享。

處于優化級的企業應對人員、資源、制造等進行數據挖掘，形成知識、模型等，實現對核心業務的精準預測和優化。

引領級企業應基于模型持續驅動業務優化和創新，實現產業鏈協同并衍生新的制造模式和商業模式。

兩個標準里的五個等級，可細化為智能制造能力成熟度模型，分為8個能力域和20個能力子域。

總體而言，企業應制定希望達到的基本目標，其后找差距，最后進行結果評價。進行制造能力成熟度評價，對于企業而言大有裨益：一是建立智能制造人才培訓體系，通過制造工廠評估實踐，可打開各職能人員思路，了解智能化技術應用及未來可能的智能化工作場景；二是便于進行能力對比，即識別能力優勢和弱項，針對弱項規劃改進方案，提升企業高層對制造水平的關注度；三是識別不同行業建設水平重點與需求，通過標桿示范對企業起到更好的引導作用，指導更多的企業申報國家級、市級示范性智能工廠；四是為不同行業、不同規模的制造企業快速適配智能場景。