工业互联网与先进制造业融合发展的趋势研究

2024-05-10 19:51王红艳
现代管理科学 2024年2期
关键词:先进制造业工业互联网

[摘要]工业互联网是新一代信息通信技术与先进制造业深度融合所形成的新兴应用模式,它将重构经济活动各环节并从产业组织形态和产业生态等方面影响先进制造业并与之融合发展。以美国、德国等为代表的发达国家纷纷推出相关战略推动工业互联网和先进制造业融合发展,并结合自身基础与优势形成差异化发展路径。未来全球先进制造业由“制造”向“智造”转变,呈现出四大趋势:软性制造、大规模定制化、先进制造技术与信息技术互为依存以及先进制造更加绿色化和服务化。工业互联网日益成为新工业革命的关键支撑和发展先进制造业的重要基石,发展工业互联网并使其赋能先进制造业发展成为各制造强国的共同选择。

[关键词]工业互联网;先进制造业;软性制造;大规模定制

一、 引言

历经农业革命和工业革命后,人类进入信息革命时代,新一代信息技术正深度嵌入经济与社会各个领域,一系列以信息与物理融合为特征的新产品、新模式和新业态正在形成。工业互联网是新一代信息通信技术与先进制造业深度融合所形成的新型应用模式,能够满足工业智能化的要求并在此基础上构建全新工业生态体系。2008年国际金融危机之后,发达国家开始关注虚拟经济和实体经济的协调发展,纷纷实施“再工业化”战略,力图重塑制造业竞争新优势,一些发展中国家也紧跟其后,积极实施制造强国战略[1]。2020年的新冠疫情对全球制造业影响巨大,从产业链和智能制造等方面深刻影响先进制造业的走向,更让各国对工业互联网的平台建设增加了更多期望。

美国通用电气公司于2012年发布《工业互联网: 打破智慧与机器的边界》白皮书,指出工业互联网可将传感器及其他先进的仪器仪表嵌入各种机器,收集并分析海量数据,用以改进机器性能,提高系统和网络效率[2]。此后,各国积极提出工业互联网相关战略计划,以工业互联网联盟(Industrial Internet Consortium,IIC)为代表构成了全球工业互联网协同、竞合发展的格局[3]。围绕工业互联网的理论研究主要集中于工业互联网的发展现状、网络要求和应用平台等方面[4],也有研究结合工业革命的发展史,从信息技术层面分析5G、物联网、物理信息系统(CPS)的应用及体系等[5]。此外,工业互联网与人工智能的融合探索、大数据分析与工业智能实施路径、平台体系和工业互联网安全保障体系、工业互联网关键使能技术等也值得关注[6]。

世界制造强国在基于国家战略推动先进制造业和科技发展以应对新工业革命挑战的同时,更多地关注和推动信息通信产业与传统产业融合,以推进先进制造业发展[7]。美国政府于1992首先提先进制造业的概念,把先进制造业定义为拥有先进制造技术的行业。Zair[8]则对先进制造技术予以定义,认为其是以计算机技术为基础的技术群,包括计算机辅助设计、机器人技术等。中国对先进制造业的研究起步较晚,林汉川等[9]对先进制造业的概念进行归纳总结,认为先进制造业的发展由制造技术、生产模式、产品研发、自动化和智能化生产过程等多重因素决定。2018年,中国机械工业信息研究院发布《先进制造业定义与对策》研究报告,先进制造业是应用创新的技术、工艺、材料等要素,并能充分体現先进生产力发展方向的制造业总称。长三角地区是中国培育先进制造业集群的重点区域,学者们以长三角为研究样本围绕区域经济发展开展了系列研究,如冯德连等[10]实证检验OFDI对先进制造业发展的门槛效应,认为长江经济带OFDI对先进制造业发展水平具有显著的双重门槛效应。

随着工业互联网和先进制造业的融合发展,开始有学者关注两者之间的关联以及相互影响。相关研究主要围绕工业互联网技术赋能、企业实践和技术应用三个层面展开。第一,工业互联网赋能技术方面。工业互联网平台技术是促进工业互联网发展的重要支撑,对全球制造业的产业生态产生重大和深远的影响,但促进工业互联网的发展需要从战略和管理的角度着眼而不能仅限于具体技术[11]。随着信息技术的高速发展和工业互联网平台建立,各国在制造业发展实践中认识到要将先进制造技术转变为先进生产力,需要先进制造模式加以配合智能制造和柔性制造等[12]。第二,企业实践方面。杨凯以海尔互联工厂为例,从企业实践论证工业互联网平台将对包括传统制造业和先进制造业在内的制造业生态予以重塑,并通过支持连接智能生产关系共享信息与数据的“超连接”,对制造业生态进行重塑并形成新产业新生态。第三,技术及应用方面,Golova等[13]通过案例建模和仿真,提出了先进技术集成制造线性能分析的概念,建立了相应的绩效评估方法。在可重构自动化技术方面,制造范式的转变则通过工业移动机器人、高度自动化的生产系统和数字信息模型的参与来支持制造业[14]。Chen Wei[15]则通过对工业物联网技术及其在制造车间中的应用分析,结合WSN和RFID等关键技术,提出了面向制造车间的工业物联网解决方案、智能工厂的参考体系结构和建设路径。

2020年的新冠疫情对全球制造业及产业链带来冲击和调整,也对全球先进制造业的发展趋势产生影响。疫情影响全球供应链造成的停工停产与贸易受阻等问题,使制造业意识到数字化、网络化和智能化生产方式转型的重要性,也加深了制造企业对大数据及工业互联网平台建设价值的认知。本文将在对工业互联网与先进制造业的融合机理进行分析的基础上,结合主要国家的发展实践分析其未来发展趋势,这对中国实现制造业高质量发展、打造世界级先进制造业集群、挤入制造业强国队伍等系列目标的实现具有重要的理论和实践意义。

二、 工业互联网及其对先进制造业的影响分析

1. 工业互联网及其在先进制造领域的应用

金融危机后,全球新一轮产业变革蓬勃兴起,欧美等发达国家和地区均加快发展先进制造业,美国“工业互联网”与德国“工业4.0”最为典型,其引发了全球制造业产品开发、生产模式和制造价值实现方式的转变[16]。工业互联网是满足工业智能化发展需求的关键网络基础设施,是新一代信息技术与先进制造业深度融合所形成的新兴业态与应用模式[17]。工业互联网的发展以大数据和物联网为基础,通过对“端到端”的工业数据进行处理,对生产流程进行智能控制,形成协同制造、定制服务等新型制造模式,实现工业先进制造技术的智能升级。制造业的转型需求与信息技术加速渗透,催生了工业互联网平台并通过数据驱动推动工业互联网和先进制造业相互融合。简言之,工业互联网在推动先进制造业发展战略方面的优势使其成为各国先进制造业发展的趋势选择(图1)。

先进制造业的发展离不开两个基础支撑——工业制造技术和工业互联网。工业制造技术主要决定先进制造业的发展水平和先进水平的基础支撑,而科技的高速发展使制造业的资源配置和制造技术的生产方式均发生了根本性的变化,从而推动先进制造业的不断发展和进步。工业互联网则基于新一代信息技术并借助工业互联网平台通过提高生产效率、优化资源配置效率、推出差异化产品及实现服务增值,为先进制造业发展提供关键的基础设施和平台支撑。工业互联网将重构经济活动的主要环节如生产、分配、交换、消费等,并从企业智能化发展、价值链延伸和制造业与服务业融合等方面影响先进制造业的商业模式并与之融合发展[18]。

2. 工业互联网深入影响先进制造业的产业组织形态

(1)促进企业组织形态及运行模式创新

数字经济时代,大量工业数据汇聚于工业互联网平台,和其他生产要素一起融入经济价值创造的过程中,将推动先进制造企业形成先进的生产力,并促进企业组织形态和管理流程的再造与创新。同时,工业互联网将推动先进制造业用工模式的变化,尤其是在后疫情时代,员工可以受雇于不同的先进制造企业,灵活的用工模式可使先进制造企业在减少用工成本的同时通过信息交互等实现共享和知识溢出。基于工业互联网平台,先进制造业供给端和需求端的连接更为便利,而区块链技术的发展使去中心自治组织等可能将成为先进制造企业组织形态创新的重要方向。从现实实践来看,企业平台化、决策分散化、用户交互化的趋势愈加明显,一些组织结构松散但活跃度较高的开发者社区,逐渐成为先进制造企业组织生态中重要的组成部分[19]。

作为新的工业组织形式,工业互联网把工业的组织体系变为全要素的组织过程,企业则通过工业互联网平台实现从生产到消费的互动。借助以数字化、智能化为核心的工业互联网,企业在生产环节的关键技术得以优化,产业组织形式和工业形态也得以改造。基于端到端的云数据平台,先进制造业可以通过工业互联网实现全面链接,对生产和经营过程的数据予以智能反馈,优化資源配置效率,实现制造全过程的效率提升,进而为实现技术创新和组织管理变革提供重要保障[20]。

(2)有助于推动形成新的产业空间组织形式

信息技术的极速推进对产业集群的发展和演化影响深远,由此带来的挑战和契机也不断更新着对产业集群包括先进制造业集群的理解和认知,由信息技术驱动的产业集群空间组织变革引起地理学家们的进一步关注和重视[8]。一方面,信息技术使信息和知识传递的时空阻碍性大幅度降低,使空间和距离对经济活动的限制越来越低,产业集群正在逐渐丧失其集聚力量。另一方面,信息技术的普及使企业市场透明度不断提高、产品生命周期越来越短、企业之间竞争不断加剧,从而导致企业商业运行模式的变化,如“即时生产”方式的出现,这要求企业在空间上临近,因而会使产业空间集聚加剧。这两种力量相互作用将深刻改变产业集群的空间组织和空间结构,进而带来新的产业空间组织模式如虚拟集聚。

传统制造业的空间组织形态是地理空间集聚,而互联网和工业互联网引致网络空间而非地理空间的虚拟集聚。虚拟集聚是新一代信息技术下产业变革进程中产业组织的新形态,是资源空间配置的新方式[21]。工业互联网引致的虚拟集聚降低了传统产业地理空间集聚的优势效应,新物流形式的形成降低了地理空间集聚的运输成本,使知识溢出对地理邻近性的依赖大幅下降,而网络交流方式则大大节约了交易成本、信息匹配和选择成本[22]。这一优势在后疫情时代全球供应链深度调整后将更加凸显。虚拟集聚扩展地理空间更适合先进制造业的成长,逐步发展成为世界级先进制造业集群的重要空间组织形式。

(3)平台经济成为新的产业组织形态

平台经济是以数字技术为基础,以数据为生产要素,以高效配置为目标的新型经济系统,是基于数字平台的各种经济关系的总称,已成为新的产业组织形态[23],正逐渐成为引领经济增长和推动社会发展的新引擎。德国的“工业4.0”和美国通用电气公司提出的工业互联网等概念或模式,其在实质上都隐含着产业组织形态向平台化方向的转型。目前,中国工业互联网平台应用发展迅速,平台功能丰富,更重视资源的优化配置应用,能满足众多细分行业需求,发展潜力巨大。在数字经济迅速发展的背景下,谷歌、阿里巴巴、腾讯等互联网科技企业依托自身优势快速成长为第一批平台型企业,这标志着全球正步入平台经济时代。

平台经济为先进制造业和先进制造业集群的创新发展提供了动力支持。首先,在信息技术的推动下,平台经济借助数据优势通过网络平台促进制造业商业模式创新。随着全球经济一体化发展,制造业社会分工开始向以消费者价值最大化为核心转变。依据互联网平台提供的基础服务所积累和变现的平台用户,并通过连接模糊消费者和供应商之间的界限,平台经济得以占据相当大的细分市场份额。借助平台经济的互联互通,企业可以专注自身竞争力的提高,与其他供应商实现竞争与合作共存,形成相互提供服务的新型商业模式。其次,工业互联网配套下的物流体系为先进制造业商业模式创新提供了重要支撑。平台经济可以通过信息技术实现制造业企业的线上交易,但线下交割需要物流体系的支持,国内迅速发展的高效协同的供应链物流服务体系,能够为制造企业商业模式创新提供高效率、系统化的服务和支撑,基于工业互联网的异地协同制造正在成为先进制造业的新模式[24]。

3. 工业互联网平台重构先进制造业生态

(1)工业互联网平台将重塑产业价值

先进制造企业通过工业互联网优化研发、生产、经营和管理等流程,改善企业资源配置效率。工业互联网平台的使用将推动先进制造业在更大空间内突破企业的物理和组织边界,实现数据要素在企业内外供应链之间共享和资源有效协同,最终实现价值链在传统价值链基础上的延伸和拓展。先进制造企业通过工业互联网影响生产环节的各要素并进行数据化和信息化处理,进而为产业价值重塑和价值创造提供广阔的空间,也为要素的最优化配置提供新的可能。数据作为与土地、劳动力、资本、技术等并列的生产要素,正成为先进制造企业新的生产要素,而工业互联网对工业数据的挖掘使数据在采集、分析和应用方式上发生了深刻转变,也为先进制造业创造价值开辟了更广阔的空间。

(2)工业互联网平台可推动先进制造业与现代服务业的深度融合

先进制造业和现代服务业的核心特征都代表着新技术引用下的创新发展,两者的融合发展是经济发展到一定阶段和水平后的必然趋势,是增强制造业核心竞争力和实现高质量发展的必经之路。工业互联网平台是平台经济的典型代表,是先进制造业和现代服务业深度融合的重要途径,有利于推动制造业与服务业融通发展,将成为“两业融合”的典型业态和模式。促进制造业和服务业融合发展需要搭建先进制造业与现代服务业融合发展的技术服务平台、产业协作平台和国际交流平台,而工业互联网平台可以为这些平台的搭建和运行提供支撑。反过来,先进制造业与现代服务业的相互渗透能够加快互联网技术的应用,推动制造业和服务业创新生产模式、商业模式和组织模式。

(3)工业互联网平台可以提升先进制造企业服务水平

工业互联网平台是平台经济最活跃的新业态,工业互联网平台上类型和功能各异的App可供企业按需集成应用并推动面向客户的智能服务。运用工业互联网平台,先进制造企业可以通过培育和开发新型工业App,实现经验积累和技术软件化,最终实现从产品提供者到客户运营伙伴的角色转换。先进制造企业通过工业互联网平台可进行数据建模分析,通过工业经验软件化和模块化为生产智能化、资源配置优化和产业创新生态培育提供支撑,同时提升自身的服务水平。总之,先进制造业借助工业互联网平台可以实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接,将从研发、生产、管理、服务等多方面重组业务流程并重塑产业生态。

三、 工业互联网与先进制造业深入融合发展的国际实践

工业互联网是新工业革命的关键基础设施,将深度影响甚至重构制造业生态,因此工业互联网与先进制造业的融合发展以及由此引致的工业互联网生态之争成为各国参与全球经济竞争的必争之地。结合本国实践和制造业发展战略定位,发达国家和部分发展中国家相继推出了一系列发展战略。虽然名称和阐述角度各异,但在工业互联网和先进制造业融合发展的具体实践中,各国结合自身基础与优势形成了差异化發展路径。

1. 美国

美国通用电气公司在2012年发布的《工业互联网:打破智慧与机器的边界》中首提工业互联网概念,并将其定义为实现人、机、物全面互联化的新型网络基础设施,旨在形成智能化发展的新兴业态和应用模式。2008年金融危机后,美国于2012年提出“美国先进制造伙伴计划”,该战略通过产、学、政联合指导实施,通过共同投资新兴技术使美国制造业获得全球竞争优势,加速实现美国制造业创新和振兴。该计划以加快创新、确保人才输送和改善商业环境为核心要素,主要领域涉及制造业中的先进传感技术、先进控制技术和平台系统和数字制造技术等,目标是捍卫美国在先进制造业的霸主地位,提高创新能力,利用信息互联技术和物理设施的融合塑造新的制造产业链,保持其在全球先进制造业的领导地位。

在工业互联网与先进制造业融合发展的战略实施方面,美国主要依托自身在工业发展和互联网方面的优势,注重先进制造前沿技术突破与商业模式创新。在具体实践方面,侧重通过产学研三方合作开展技术研发和标准制定等,同时高度重视先进制造业的业务模式创新,通过技术创新和商业模式创新加速工业互联网在先进制造领域的应用和推广。从实施效果来看,美国工业互联网是参与主体覆盖面最广和创新性最强的阵营,GE、思科、IBM、英特尔等80多家传统制造业厂商携手成立了工业互联网联盟,旨在重新定义制造业的未来。

2. 德国

工业4.0(Industries 4.0)是德国政府2011年推出的《高技术战略2020》中的一项国家战略,旨在重点发展工业领域技术创新,提升德国的工业竞争力并在新一轮工业革命中占领先机[25]。工业4.0将通过生产模式的变革改变价值创造和产业链分工模式,通过信息技术的渗透和应用实现智能制造。工业4.0的核心特征是通过工业互联网实现全要素互联互通,推动商业模式和产业发展模式的创新和变革,继续保持并提升德国制造的全球竞争力。德国提出的工业4.0是指利用物联信息系统将生产流程和数字技术相结合,形成高度交互集成的物联网系统,最后达到快速有效和个人化的产品供应,主要围绕智能工厂、智能生产和智能物流三大主题展开。

在工业互联网与先进制造业融合发展的战略实施方面,德国结合自身传统制造业强国的地位重视传统优势制造业如汽车、化学工业、钢铁等领域的竞争力提升,确保其在生产和工程技术的全球领先。德国的工业4.0战略和工业4.0标准化的路线图,主要以“智能+网络化”为核心,以领先的供应商战略和领先的市场战略为主要战略,关注大集成和关键技术,目标为保证制造业的领先地位。通过工业4.0建立系列标准并向全球推广和相关政策引领,德国希望继续发挥自身在传统制造体系和工业软件上的优势,借助新一代信息技术在装备、自动化领域巩固其制造业优势并开拓更大发展机遇,旨在建立一个与互联网融合的智能先进制造方式,以保障“德国制造”持续领先[26]。

3. 中国

中国工业互联网起步与发达国家基本相同,在框架、标准、测试、安全、国际合作等方面取得了初步进展。近年来,中国大力支持工业互联网的发展,密集出台多项相关政策支持制造业数字化转型,以助推实体经济与数字经济融合发展。2017年11月,国务院印发《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,确立了中国工业互联网发展的最终目标,即到2050年左右达到国际先进水平。2018—2020年,国内工业互联网发展路径更加清晰,从顶层设计到详细的发展路径、实现时间表均有相关文件支撑。

在工业互联网与先进制造业融合发展的具体实践方面,中国形成了丰富多元的发展模式。中国工业门类齐全,信息技术产业和互联网发展迅速。从部分省份已发布的促进工业互联网发展导向目录来看,主要围绕“两化融合”加快互联网与先进制造业融合发展相关领域项目建设[27]。从企业实践来看,数字化基础较好的大型龙头企业借助工业互联网寻求系统性的优化提升与业务创新,实现产业升级,而众多中小企业信息化与工业底层基础较为薄弱。总体而言,中国将信息技术与工业制造融合作为发展重点,将智能制造作为先进制造产业的重点突破方向,形成以网络互联为基础、以工业互联网平台为核心的信息制造体系,逐步建立和完善智能制造和工业互联网产业体系。

4. 对比分析

就发展愿景和目标来看,中、美、德三国在在对国内外产业形势研判后均指向先进制造业,在技术层面均注重CPS技术在未来工业发展中的核心地位,在信息化、智能化、网络化等方面投入大量的人力物力进行创新研究。不同的是,基于各国国情,美国要实现在未来新的制造业中的领导地位,德国要保证制造业的领先地位,而中国是要跻身世界制造业强国队列。在技术领域方面,三国均不再把技术和品牌作为发展重点,更关注制造理念和模式的创新,致力于塑造以网络化和智能化为主要特征的生产模式。美国关注工业互联网中的具体领域如平台系统,虚拟化和数字制造,先进材料制造;中国提出了优先发展的重点领域如航空航天、先进轨道交通,新能源汽车等。在实施的行动路径上,德国实施“自下而上”的改革模式,从制造业出发,利用信息技术对制造业的产品生命周期和生产模式进行改造;美国则强调和鼓励创新,旨在运用信息技术和网络优势“自上而下”重塑制造业,并带动传统产业激发新活力。中国更多地关注通过制度和政策支持来实现战略目标,在这一过程中政府的作用被重点关注和强调(表1)。

基于本国制造业不同的发展程度,各个国家在工业互联网与先进制造业融合发展方面的具体定位各不相同。美国信息和先进制造独占鳌头,而传统制造业被忽视,希望通过信息技术重塑工业格局,这一点在后疫情时代将更为凸显。德国本身机械和装备制造业的自动化水平全球领先,希望在信息化时代这种领先地位能得以保持。中国则因为自主创新能力弱,部分关键或核心技术缺乏,产业结构须进一步完善,希望通过战略规划实现从制造大国跻身制造强国。中国制造2025、德国工业4.0、美国工业互联网三大战略既竞争又合作,比如中德双方于2014年签署了《中德合作行动纲要》,为企业参与并推进中德先进制造合作进程提供政策保障。

四、 工业互联网发展背景下先进制造业发展的趋势分析

新一代信息技术的发展推动了全球经济体系在技术、产业和应用领域的创新突破和协同发展,而工业互联网与先进制造业如何实现融合发展,各国都在摸索和实践。从传统制造业强国相继提出“再工业化”发展战略和中国出台《中国制造2025》来看,未来全球先进制造业将由“制造”向“智造”转变,并呈现四大趋势。

1. 先进制造发展的新方向——软性制造

软性制造是指以满足软需求为主要目的,软投入在产品总价值占比超过50%的制造模式。后工业化时期消费者的需求更多地转向身份、审美等软性需求,软投入即产品设计、附加服务等环节创造价值的能力不断增强。软性制造通过增加产品附加价值和解决方案等软性或无形的服务创造出与竞争者差异化的竞争优势,软投入在制造业中逐渐超越生产环节中的价值创造并对先进制造业的价值创造带来巨大影响[28]。不同于传统制造业的偏重硬件运行及使用功能,现代先进制造业更多地关注软件使用功能和控制硬件,且商品的附属服务及基于商品本身解决方案的相关需求愈加被关注和重视,软性制造或柔性生产模式也随之备受青睐。从传统制造强国推出的先进制造业的战略规划可以看出,先进制造业的内涵涉及产业先进、技术先进和管理先进三个方面,其发展重点并正从硬件向软件等无形资产转向。

针对消费者不断提高的软性需求,先进制造业借助工业互联网平台通过软性制造以更快适应个性化、软性化和定制化需求。软性制造能够利用物联网、传感器、云计算等前沿技术的最大价值,使工业企业在供应端和消费端之间数据共享,从产品设计到产品创造均直通用户实际需求。消费者将有能力把自己的需求付诸生产制造,推动个性化定制实现规模化和工业化,这将进一步推动先进制造企业重视软性制造的主导作用。目前,国内外部分先进制造企业已逐步应用软性制造提升自身产品的“软价值”,如苹果公司、特斯拉、通用电气、华为、海尔等。当制造业的竞争优势从传统的成本和技术竞争转向产品的后续服务等附加值的竞争后,软性制造便成为全球制造业转型升级的发展方向。

2. 信息技术将继续与先进制造技术互为依存

先进制造技术是基于信息技术产生和发展起来的,先进制造技术也为信息技术的发展提供了新的契机,两者互为促进。先进制造业的内涵之一为信息技术和制造業的融合,在先进制造实施过程中,信息技术犹如一条主线始终贯穿于产品的设计生产、产品检测、采购销售以及应用服务等整个过程,成为决定性和驱动性的因素。信息技术通过降低制造业交易成本、促进制造业的智能化和生产模式的创新,推动先进制造技术发生质的改变。与此同时,围绕先进制造技术所需要的高新技术的支撑,如支持设计和制造工艺等方面的信息系统技术,传感器与控制技术等相关的专利申请等呈爆发式增长[29]。

未来先进制造业发展到了新的阶段后,信息技术将得到更加充分的应用,制造创新将取代传统的制造流程,依赖传感器、机器人、状态检修系统的自动化生产过程将取代劳动密集型生产过程以减少人工干预,并提供数据和信息来监督和改进生产过程。在制造材料和生产工艺方面,先进制造业将越来越依赖仿生纳米级装配工艺等灵活化生产工艺,制造者将更多地使用先进的计算方法和实验技术开发先进材料和定制化材料。近年来,先进制造技术与新一代信息技术融合发展并形成新一代智能制造技术,这些新技术的产生和运用决定了先进制造业未来的发展方向。

3. 工业互联网将推动先进制造业向“大规模定制”转型

互联网的发展及用户个性化需求的兴起改变了传统市场中消费者的市场位置,制造业从以产品为中心转向以用户为核心。市场环境的变化直接推动了制造企业生产模式的变革,在此背景下大规模定制的理念应运而生。大规模定制是一种可以通过高度灵敏、柔性和集成的过程为每个顾客提供个性化设计的产品和服务的能力,它可以以大规模市场经济的方式为客户提供独特的服务[30-31]。借助规模化生产和满足个性化需求定制及附加服务带来的高附加值,个性化定制将逐步实现规模化。信息技术和制造技术的融合极大地促进了先进制造技术的发展,工业互联网平台则通过实现用户、设计、设备、信息系统数据互联互通,做到精细化管控从而为“个性化定制”规模化提供平台和支撑。

先进制造企业具有较好的信息化水平和技术积累,有望在实现数字化转型后基于工业互联网平台对接企业和最终用户,通过打通产业链各环节和优化资源配置,为实现大规模定制奠定基础。从中国实践来看,海尔COSMOPlat是全球首家引入用户全流程参与體验的工业互联网平台,它以大规模定制模式为核心将用户需求接入制造全流程,已经孕育出房车、农业等15个行业生态。海尔COSMOPlat已主导参与制定IEEE、ISO和IEC等多项国际标准,成为全球公认的大规模定制领域标准的制定者与主导者。从国际实践来看,工业互联网跟先进技术不断融合,将数字化技术与物理技术融合到生产与物流、服务的全过程,使要素资源实现快速便捷的连接,给大规模定制的发展提供了新的契机和实现工具。综上,大规模定制涉及生产的柔性和对用户的重新认识,先进制造业正面临着一个全新的视角转变。

4. 先进制造业发展模式更为绿色化和服务化

绿色制造是兼顾环境影响与资源利用效率的制造模式,也是实现可持续发展和低碳经济的制造模式。随着绿色消费需求攀升,绿色产业迅速崛起,贯穿于产品生产、流通和消费环节的绿色制造理念成为先进制造业追求的发展标杆。绿色制造是各国制造业未来发展的重要主题和技术创新领域,欧美发达国家积极研发绿色制造新技术,关注其发展模式和绿色产品开发,推进生产制造模式变革。美国的《先进制造伙伴计划2.0》和德国的“工业4.0”都把绿色制造技术列为先进制造业的关键技术。《中国制造2025》强调可持续发展,把“绿色制造工程”作为重点实施工程,全面推行绿色制造并构建绿色制造体系。

中国虽是制造大国,但制造企业服务收入占总营业收入不足10%,制造业发展服务化却落后于制造强国。以信息技术为主的新技术革命带来了竞争加剧、消费与生产模式的变化以及交易成本的降低。为进一步获取竞争优势,制造企业开始把企业发展重点向服务环节倾斜,“服务”在制造价值链中的比重越来越大[32]。制造业服务化通过提高服务功能谋求价值链上的攀升,从而提高制造业的国际竞争力。同时,制造业服务化推动制造业从提供传统产品制造向提供产品与服务整体解决方案转变,产业边界将被逐渐打破,建立在信息技术细化分工基础上的服务业和制造业互为融合发展将成为先进制造业发展的重要方向[33]。

参考文献:

[1] 董小英,胡燕妮,戴亦舒,等.基于CPS架构的数字化战略能力构建——德国工业4.0的管理体系与转型实践[J].重庆邮电大学学报(社会科学版),2019(5):85-98.

[2] 傅荣校.工业互联网发展的多维度观察——基于概念簇、战略、政策工具视角[J].人民论坛·学术前沿,2020(13):6-13.

[3] 沈苏彬,杨震.工业互联网概念和模型分析[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2015(5):1-10.

[4] Khan W Z,Rehman M H U,Zangoti H M,et al.Industrial Internet of Things:Recent Advances, Enabling Technologies, and Open Challenges[J].Computers & Electrical Engineering,2019(81):1-18.

[5] Song H, Rawat D B,Jeschke S, et al.Cyber-Physical Systems:Foundations,Principles and Applications[M].Pittsburgh:Academic Press,2016.

[6] 陈力,谭华,闻磊.5G时代工业护粮网商业本质及发展路径[J].通信企业管理,2020(5):6-10.

[7] 李放,林汉川.基于模块化的先进制造业价值网络构建研究[J]中国流通济,2010(4):49-52.

[8] Zairi M.Measuring Success in AMT Implementation Using Customer-supplier Interaction Criteria[J].International of Operations of Operations and Production Management,1992(10):34-55.

[9] 林汉川,郭巍.国内外先进制造业界定研究与评述[C]//第六届中国管理学年会技术与创新管理分会场论文集.成都:西南财经大学,2011.

[10] 冯德连,王锦,王若梅.长江经济带OFDI对先进制造业发展的影响:对外开放度门槛效应研究[J].财贸研究,2020(8):1-13.

[11] 王俊文.未来工业互联网发展的技术需求[J].电信科学,2019,35(8):26-38.

[12] Egger J,Masood T.Augmented Reality in Support of Intelligent Manufacturing—A Systematic Literature Review[J].Computers & Industrial Engineering,2020(2):1-22.

[13] Golova J,Mahmood K,Otto T,et al.An Approach to Analyze the Performance of Advanced Manufacturing Environment[J].Procedia CIRP,2020(93):628-633.

[14] ChengJ,Zhang H,Tao F,et al.DT-II:Digital Twin Enhanced Industrial Internet Reference Framework towards Smart Manufacturing[J].Robotics and Computer-integrated Manufacturing,2020(62):101881-101881.

[15] CHEN W.Intelligent Manufacturing Production Line Data Monitoring System for Industrial Internet of Things[J].Computer Communications,2020(151):31-41.

[16] 延建林,孔德婧.解析“工業互联网”与“工业4.0”及其对中国制造业发展的启示[J].中国工程科学, 2015(7):150-153.

[17] 工业互联网产业联盟(AII).工业互联网术语与定义(版本1.0)[R].北京:中国信息通讯研究院,2019.

[18] 谢丹.福建省制造业与服务业融合发展研究[D].福州:福建农林大学,2016.

[19] 徐晓兰.工业互联网为制造业转型升级赋能[N].光明日报,2019-04-04(16).

[20] 胡汝银.供应链包容性发展与数字化转型:从过去到未来[J].供应链管理,2020,1(1):28-34.

[21] 王如玉,梁琦,李广乾.虚拟集聚:新一代信息技术与实体经济深度融合的空间组织新形态[J].管理世界,2018(2):13-21.

[22] 杜旻轩,赵瑞,张宇泽,等.中国跨区域虚拟产业集群发展研究[J].合作经济与科技,2020(9):20-22.

[23] 徐晋.平台经济学[M].上海:上海交通大学出版社,2014.

[24] 谢晓燕,刘洪银.平台经济推进制造业创新发展机制及其建设路径——基于全国先进制造研发基地建设的实践[J].广西社会科学,2018(9):78-82.

[25] 汪禹.技术驱动下劳动范式的嬗变[D].南京:南京财经大学,2016.

[26] 余晓晖,杨希,蒋昕昊.工业互联网的发展实践与未来方向[J].新经济导刊,2019(2):34-38.

[27] 《推动互联网与先进制造业深度融合发展工业互联网导向目录(2020)》[Z],河北省工业和信息化厅.

[28] IBM全球企业咨询服务部.软性制造[M].北京:东方出版社,2008.

[29] 李金华.中国先进制造业的发展现实与未来路径思考[J].人文杂志,2020,285(1):28-38.

[30] PINE B J,Davis S.Mass Customization:the New Frontier in Business Competition[J].Journal of Manufacturing Systems,1999(5):380.

[31] 唐耀红.面向大规模定制的计算机辅助夹具设计系统的研究[D].天津:天津大学,2004.

[32] 刘继国.制造业服务化带动新型工业化的机理与对策[J].经济问题探索,2006(6):120-124.

[33] 王曼贞.福建省生产性服务业效率评价研究[D].厦门:集美大学,2016.

作者简介:王红艳,女,南京财经大学教师、高级实验师,研究方向大数据应用、企业管理、财务决策与分析等。

(收稿日期:2023-12-17  责任编辑:苏子宠)

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