深化制造业与互联网融合发展的形势与任务（下）
发布日期：2016-11-16 来源：《上海设备管理》
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五、新模式是制造业与互联网深度融合的重要标志
《指导意见》提出大力发展网络化协同制造、个性化定制和服务型制造等制造新模式。制造业与互联网融合的主线是激发制造企业创新活力、发展潜力和转型动力，融合的重要任务就是要推动新旧发展动能和新旧生产体系的转换，融合的重要标志是形成了新模式、新业态和新产品。
（一）网络化协同制造
网络化协同制造的核心是企业间研发设计和供应链管理的协同，对应两化融合的横向集成，是企业进入综合集成阶段的重要标志。目前我国两化融合处于综合集成阶段的企业比例约为14.6%，大中型企业是关键推动主体。
网络化协同制造并不是一个新的概念，航空、汽车等行业开展网络化协同制造已经有几十年的历史。比如，航空发动机研制是一项多领域迭代耦合过程，由于航空发动机具有几何形状复杂、性能要求高、研制信息量大、涉及学科多、制造工艺难、研发周期长等特点，其研制需要由多团队、多学科、多设计所、多制造企业共同参与完成。中国商飞公司研制的C919大型客机，通过网络化协同制造平台，实现了国内70多家机体结构供应商、材料供应商，200多家国内企业、20多所高校，以及17家国际机载系统供应商的跨领域多主体全球化的协同创新，缩短了研制周期、降低了研制成本，提高了研制质量和研制效率。
随着新一代信息通信技术的发展，赋予了网络化协同制造新的内涵。网络化协同制造指企业借助互联网或工业云平台，发展企业间协同研发、众包设计、供应链协同等新模式，能有效降低资源获取成本，大幅延伸资源利用范围，打破封闭疆界，加速从单打独斗向产业协同转变，促进产业整体竞争力提升。比如，航天科工利用航天云网专有云平台，接入集团内上下游600余家单位，对设计模型、专业软件、3D打印机、数控机床等七大类上百种资源进行共享，实现在线仿真计算、复杂产品模块协同测试、制造资源统一查看和灵活排产，有效促进集团生产能力的优化配置与生产效率的显著提升。
（二）个性化定制
个性化定制是传统工业过渡到智能制造阶段的重要标志，利用互联网平台和智能工厂建设，将用户需求直接转化为生产排单，开展以用户为中心的个性定制与按需生产，有效满足市场多样化需求，解决制造业长期存在的库存和产能问题，实现产销动态平衡。个性化定制有以下四个特点：一是从生产方式变革的角度看，个性化定制是智能制造需要解决的重大课题；二是从技术路径视角来看，个性化定制就是实现数据流动的自动化；三是从组织变革视角看，个性化定制需要构建新的组织管理模式；四是从市场竞争视角看，个性化定制是互联网时代企业的新型能力。
（三）服务型制造
我国制造业长期以加工制造为主，处于价值链的中低端，加快从传统单一的制造环节向两端延伸、提高产品附加值是我国产业高端发展的关键。推进制造业从生产型制造向服务型制造转变是制造业与互联网融合发展的重点工作之一。
一是从国家战略角度看，大力发展服务型制造，是各国应对新一轮产业变革趋势所形成的共识。美国工业互联网的本质是一场基于制造业服务化的效率革命，德国把智能服务和工业4.0作为数字化竞争中硬币的两面。党中央、国务院对于制造业拓展服务业务、提高价值链水平，已经做出了一体系列部署，十八大五中全会指出：“推动制造业由生产型向生产服务型转变”，中国制造2025把“积极发展生产性制造和生产性服务业”作为九大战略任务和重点之一。
二是从制造企业的实践来看，服务型制造成为企业获得竞争优势的重要来源，并演变成企业的共同战略和群体行为。制造业竞争正面临以下四个转变：一是市场需求正从产品导向向产品服务系统导向转变；二是高价值环节从制造环节为主向服务环节为主转变；三是基于产品服务的竞争正成为增强产品竞争优势的重要途径；四是市场交易正从短期交易向长期交易转变，基于上述四个转变，一些企业积极开展服务型制造，探索开展基于产品研发设计的增值服务、基于产品效能提升的增值服务、基于产品交易便捷化的增值服务、基于产品集成整合的增值服务以及从基于产品的服务到基于需求的服务。进行服务化转型的企业有以下共同特点：有一位具有服务化转型战略意识的领导者；制订了清晰的服务化转型发展战略；开展基于服务业务的兼并重组与剥离；创新性地开拓面向服务的新业务；构建面向服务业务的企业组织新架构；推动制造业发展的商业模式创新。
三是从理论的视角看，服务型制造是产业分工深化的必然结果和新形态，是一种范围经济。产业分工的深化在经历了部门专业化、产品专业化、零件专业化、工艺专业化、生产服务专业化之后，由制造商提供的集成了产品和服务活动的产品服务系统正成为产业分工深化的重要形态，是产业分工的新阶段。服务型制造是一种范围经济，制造企业加快服务化转型的内在动力在于产品服务系统具有成本弱增性，而且产品服务系统越复杂成本弱增性越强，这也是制造企业扩大产品和业务领域，加快纵向一体化发展的根本原因。
当前，我国制造业服务化转型主要体现在远程在线服务、产品全生命周期管理与服务、网络精准营销。电子、纺织、机械、交通设备制造等离散行业服务化转型成效显著，根据中国两化融合服务平台（cspiii）的监测数据，开展远程在线服务、产品全生命周期管理与服务、网络精准营销的企业比例分别为19.1%、12.1%、7.9%。三一集团通过在产品设备中安装运动控制器（SYMC），并借助自主研发的ECC（企业控制中心）系统，实现对产品设备的运行监控、远程售后维护、运行预警、参数修改、技术升级等服务，有效提高产品设备的运行和维护效率。国内风机行业巨头陕鼓集团成功走出了一条从单一产品供应商向解决方案商和服务商转型之路，在转型中不断拓展服务业务，由基础性服务向高级服务拓展，由传统售后服务、基于核心技术的产品服务向交钥匙工程、融资服务、工业气体服务等方面拓展，最终实现从出售单一风机产品向出售个性化的透平成套机组问题的解决方案和出售系统服务转变，2015年，陕鼓的利润占全行业50%以上。
（四）制造业分享经济
《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》强调“推动中小企业制造资源与互联网平台全面对接，实现制造能力的在线发布、协同和交易，积极发展面向制造环节的分享经济，打破企业界限，共享技术、设备和服务，提升中小企业快速响应和柔性高效的供给能力”，推动制造环节的分享经济是深化制造业与互联网融合发展的一项重要任务。
第一，制造业是“互联网+”的主战场，未来也将是分享经济的主战场。当前，我国分享经济正在蓬勃发展，涌现出了滴滴打车、神州专车这样的应用，分享经济领域服务提供者5000万，参与分享经济活动的人数已经超过5亿。但总体上来看，分享经济的发展才刚刚起步，未来的分享要从消费资料迈向生产资料，从消费环节进入生产环节，从为个人消费者服务转向为企业提供服务，从而提高企业的交易效率和生产效率。据统计，当前我国部分行业数控机床利用率不超过50%，许多不超过30%，监测设备的利用率只有10%，推动这些闲置设备生产能力的在线交易、协同，将会孕育分享经济的巨大市场，制造业将会成为分享经济的主战场。
6月2日，沈阳市政府办公厅发布了《关于支持沈阳机床i5战略的实施意见》，沈阳机床历时多年开发了i5操作系统，就像从诺基亚塞班操作系统（sybian）到苹果的iOS系统，“i5机床”的战略意义可以从自主数控系统、机床全生命周期管理、新的商业模式等多个维度去理解，从分享经济的视角去观察，实现了“0元购机、在线交付”，用户按照i5机床加工零部件的品种、数量、加工时间进行付费。用户购买的不是机床，而是机床加工能力；拥有的是机床使用权，而不是机床的所有权，这就是分享经济在从消费环节进入生产环节、从分享消费资料到分享生产资料的重要标志。
在国外，对农用机械、建筑机械、运输机械的分享非常普遍。说美国的农民有2000多亿美元的机械设备，大部分时间都是闲置的，Machinery Link构建了一个农业机械分季节使用的分享平台，为农民提供了一个收获淡季向数百公里之外的农户出租闲置农业设备的服务新模式。在荷兰，成立于2012年的Floow2公司，搭建了面向建筑、运输、农业领域设备的共享平台，目前平台上共有2.5万项设备可租赁，这个发展思路跟分享汽车是一样的。德国凯撒压缩机公司通过远程监控系统，将自身的业务从单纯的出售空气压缩机转变为按照客户使用压缩空气的体积、压力等指标对客户进行收费，此外，德国也在探索机床联网，把客户的富余加工时间或能力进行出租或出售，帮助客户按照加工时间或加工精度进行收费。
第二，分享经济是解决制造业与联网融合现实问题的有益探索。当前，许多制造企业尤其是中小企业经营困难，许多中小企业认识到了推动制造业与互联网融合、发展智能制造的重要性，看到了发展趋势和发展方向，但具体实施时面临很多问题和挑战，许多企业缺资金、缺技术、缺人才、缺理念、缺解决方案，从实践来看，分享工厂将是解决上述问题的有益探索。分享工厂通过以租代买、按时计费、按件计费的方式，可大大降低中小企业购买设备的成本，i5机床每小时加工费用只有10元。同时，分享工厂以较低成本分享技术人员、维护人员，可有效解决中小企业发展缺技术、缺人才的问题。阿里推出“淘工厂”业务，通过线下工厂数据化、工厂产能商品化的模式，为传统的OEM厂商转型提供了新的思路。
第三，分享经济蓬勃发展的内在动力在于信息通信技术的快速发展。信息技术尤其是移动互联网的发展解决了分享交易的三个最基本的问题，即谁和谁交易、交易什么以及怎么交易的问题。由于信息通信技术的发展，使得分享经济付诸实施的三个基本问题得以解决，大大促进了隐性服务的市场化。对于第一个问题，无论是分享资源的提供者，还是分享的对象，交易双方是碎片化的、分散的市场，而信息通信技术提供了平台，把分散的双方进行精准的匹配。对于第二个问题，过去的生产能力是不可计量的，现在的信息技术可以将其转化成时间、里程、产量、精度等单位，对服务加工的能力进行计量，促使交易完成。对于第三个问题，由于信息通信技术的出现和应用，使搜寻成本、物流成本、支付成本都得到了降低，带来了交易成本的最小化。
六、行业系统解决定方案是深化制造业与互联网融合的有效途径
对于千千万万中国的制造企业而言，在实践信息化、网络化、智能化的道路上，需要一批掌握核心技术、专业知识扎实、行业经验丰富、实战能力强的系统解决方案商，提供面向智能制造的集战略咨询、架构设计、实施方案、关键装备、核心软件、数据集成、流程优化、运营评估于一体的综合服务。
（一）为什么要推广行业系统解决方案
主要原因包括以下四个方面：
一是有需求。站在传统制造企业的角度来看，深化制造业与互联网融合发展面临一系挑战，制造单元如何连成智能生产线、智能车间、智能工厂？工业控制系统如何与制造执行系统、企业管理系统实现集成？多年前的老旧设备上的数据如何采集、传输、处理？研发、生产、仓储系统如何有效对接？这些都需要一批行业解决方案企业来参与，这将会大幅提升行业整体的智能化水平。
二是有市场。站在致力于投身到行业智能制造系统解决方案领域的企业角度而言，中国有一个广阔的市场，中国的行业智能制造系统解决方案市场可以用四个“最”来概括：一是最大，智能制造的市场规模最大。有机构预计，到2018年中国工业机器人新安装量将超过三分之一。二是最快，市场增速最快。仍以工业机器人为例，2014年中国工业机器人销售额同比增长56%，居全球第一，预计未来五年的年均增速将保持在25%左右，远超15%的全球工业机器人销售额年均增速。三是最全，有机构统计，中国拥有39个工业大类、191个中类、526个小类，是各国中唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家。四是最复杂，国内不同行业、不同地区的企业，有些处于2.0要补课，有些处于3.0待普及，有个别企业处于4.0需示范，这在全球几个工业大国间是少有的。这对于系统解决方案提供商提出更大的挑战，而中国的本土解决方案企业更熟悉自己的市场。
三是有路径。有路径包括两层含义，一是系统解决方案企业成长有成功的路径和模式。近年来，国内来自工业软件、智能装备、零部件等不同领域的企业，不断拓展业务范围和领域，成功转型为行业智能制造系统解决方案提供商，如青岛软控从提供橡胶轮胎配料工序的控制软件，逐步延伸至配料辅机、加工设备等硬件产品，再发展为全生命周期管理系统。石化盈科、启明信息、宝信软件、徐工信息等从制造业总公司中剥离重组，成为行业解决方案提供商。二是系统解决方案企业培育有比较成功的做法。近年来，地方工信行业主管部门围绕如何形成和提升行业系统解决方案能力进行着积极的研究探索。浙江支持成立了一批装备电子重点企业研究院，培养出一批各具发展特色及竞争实力的解决方案厂商。
四是有动力。面对当前传统工业智能化转型的广阔市场，面对企业提升核心竞争力的迫切需求，面对尚未被大公司垄断的新兴市场，许多国内企业纷纷拓展业务进入行业智能制造系统解决方案市场，在实践中能力不断提升。上海明匠以制造设备数据采集、集成、处理为重点，在构建集自动化设备改造、工业网络架构设计、关键智能设备生产为一体的基础上，建立了智能工厂设计、规划、改造、实施等系统解决方案能力。沈阳新松机器人在做强传统的装配型搬运机器人基础上，积极拓展智能装备和智能仓库系统解决方案等新业务。
（二）如何提升行业系统解决方案能力
行业智能制造系统解决方案能力提升涉及自动化、智能装备、工业软件、电子信息等多个技术和专业领域，涉及技术、数据、产品、流程、管理等多个环节，涉及咨询、实施、运营、维护等诸多方面，技术体系、商业模式、产业生态仍在不断演进和探索中，需要制造企业、信息技术企业、互联网企业，以及部委、地方、院所、协会的共同努力，营造良好的发展环境。
前期，工信部在推进两化融合管理体系过程中，对于互联网等新一代信息技术如何与传统制造业融合有一些新的理念，这些理念对于致力于投身行业智能制造解决方案的企业仍具有一定的借鉴意义。具体来讲有三个理念：
一是集成是重点。对于企业信息化而言，难点在集成，重点在集成，突破点也在集成。集成应用是德国工业4.0的关键词，提出了横向集成、纵向集成和端到端集成，两化融合评估标准把企业信息化水平分为基础建设、单项应用、综合集成、创新引领四个阶段。集成也是行业智能制造系统解决方案能力提升的关键词，能不能解决工业控制与制造执行系统、制造执行与经营管理、设计与制造的集成、产供销的集成等一系列问题，是行业系统解决方案能力的重要体现。
二是数据是灵魂。在“互联网 ”的背景下，数据是资产、是资源，是一种新的生产管理要素。数据的及时性、完整性、准确性，数据开发利用的深度和广度，数据流、物流、资金流的协同水平和集成能力，数据流动的自动化水平，乃至数据驱动型企业的形成，决定了企业未来核心竞争力的来源。从传统制造业角度看，生产装备自动化解决的是大规模生产的问题，即成本、质量和效益，而数据流动自动化解决的是大规模定制的问题。只有数据的自动流动，形成智能数据，才能从根本上解决个性化定制带来的成本、质量、效益等问题，解决生产的不确定性、多样性和复杂性问题。对于行业系统解决方案企业而言，能不能把各种生产装备、工艺生产、经营管理、客户需求等各种数据及时、准确、完整地收集、传输、加工和执行，能不能构建面向企业全业务、全流程、产品全生命周期的数据流方案，是解决方案企业核心竞争力的表现。
三是能力是主线。能力是相对于企业面临的问题而言的，相对于企业面临的各种挑战和问题，能力总是显得不足，尤其是在信息化背景下，面向个性化定制、柔性制造等新的生产组织方式，传统企业在提升传统能力的同时，需要培育新的核心竞争力。企业在推动信息技术应用过程中，企业的技术、装备、系统、流程、管理、组织、商业模式、发展战略的创新、调整、优化，最终都要转化为竞争优势，转化为成本、质量、效益、服务以及市场占有率、客户满意度、劳动生产率等的提高。这是提升行业系统解决方案能力的核心目标，是对既有发展模式和组织业态的重构。
七、“新四基”是深化制造业与互联网融合的关键支撑
（一）什么是“新四基”
工业有“四基”，包括关键的基础材料、核心的基础零部件元器件、先进的基础工艺和产业技术基础，我国在上述领域的发展是相对薄弱的，已成为制约我国制造业发展的“卡脖子”问题，所以《中国制造2025》中门提出要实施“工业强基工程”，强化工业基础能力。
在编制《指导意见》时，我们深刻把握全球智能制造演变新趋势，从抢占产业竞争制高点、打造产业发展支撑平台的角度出发，提出在制造业与互联网融合发展的新阶段，制造业基础的内涵更加丰富，需要突破“新四基”，即加快自动控制与感知（一硬）、核心软硬件（一软）、工业云与智能服务平台（一平台）、工业互联网（一网）等新型基础能力和平台设施建设，这既是加强工业2.0补课、3.0普及的现实需要，也是支持我国实现工业4.0示范发展的客观要求。
（二）为什么要发展“新四基”
在推动制造业与互联网融合发展的进程中，我国“新四基”基础薄弱。一是在自动控制和感知领域，欧美日等企业在高端PLC市场的占有率超过80%，通过将工控网络产品和装备捆绑销售，形成了事实标准。工业领域的传感器主要依赖进口，传感器核心材料和器件基本被跨国公司垄断。二是在核心工业软件领域，研发设计工具、制造执行系统、工业控制系统、大型管理软件等通用产品主要依靠国外软件，面向航空航天、冶金化工、消费电子等特定行业研发、工艺、测试、验证环节的专业软件严重缺失。三是在工业互联网领域，工厂网络静态配置、刚性组织的方式难以满足未来用户定制、柔性生产的需要，工业控制网络技术呈现“诸侯割据，各自封闭”的状况，现场总线技术标准被国际巨头垄断，网络、数据、软件集成面临协议标准缺失的制约。四是在工业云与智能服务领域。GE、西门子、SAP等跨国公司围绕构建智能制造产业生态、抢占制造业竞争制高点，以工业云和大数据分析平台为载体，加快全球战略资源的整合步伐，已经取得了阶段性成果。
（三）下一步工作考虑
一是夯实自动控制与感知技术基础。研究制定传感器产业发展路线图，重点突破微机电系统、生物智能、无线传感、自动化测量仪器仪表等关键技术和设备，提升传感器智能化、微型化和集成化水平。突破工业控制系统中核心芯片、伺服电机、驱动器、现场总线、工业以太网等关键器件和技术的发展瓶颈，加快推动可编程逻辑控制器、分布式控制系统、数据采集与监控系统等研发和产业化。组织实施“芯火”计划，加快工艺过程控制、特殊控制模块等核心芯片产业化，推进国产嵌入式处理器研发和规模应用。
二是发展核心工业软件。突破虚拟仿真、人机交互、系统自治等关键共性技术发展瓶颈，夯实核心驱动控制软件、实时数据库、嵌入式系统等产业基础。提升计算机辅助设计仿真、制造执行系统、企业资源计划、供应链管理、客户关系管理、产品全生命周期管理系统等工业软件的研发和产业化能力，加强软件定义和支撑制造业的基础性作用。建立信息物理系统参考模型、测试验证平台和综合验证试验床，支持开展关键技术、网络、平台、应用环境的兼容适配、互联互通和互操作测试验证，推动工业软硬件与工业大数据平台、工业网络、工业信息安全系统和智能装备的集成应用。
三是建设工业云与智能服务平台。围绕智能装备接入工业云的数据采集、网络连接和调度管理等重点环节，突破通信协议、数据接口、数据分析等关键技术，提升工业云平台系统解决方案供给能力。开展工业云服务试点示范，支持装备、航天、钢铁等行业骨干企业工业云服务平台建设，推动工业设计模型、数字化模具、产品和装备维护知识库等制造资源向全社会开放共享，鼓励培育基于工业云的新型生产组织模式。开展工业数据服务平台研发和应用示范，构建以传感与控制芯片、工业操作系统、工业APP等为核心的智能制造产业生态。
四是推动工业互联网研发应用。制定工业互联网总体体系架构方案，明确关键技术路径，加快IPv6、泛在无线等技术在工厂内部网络的部署，推动软件定义网络、5G等技术在网络基础设施中的应用。组织实施工业互联网示范，开展无线工厂、标识解析、IPv6等应用示范，支持企业探索工业互联网应用创新。发挥工业互联网联盟等行业组织作用，促进龙头企业跨界合作，加快形成工业互联网健康发展新生态。
作者：安筱鹏 工信部信息化和软件服务业司副司长
