整合式創(chuàng)新視角下江蘇智能制造發(fā)展的 關鍵驅動因素探析

王書聰 王昌 孫語涵 王暑雯 鄭作龍(通訊作者)

(蘇州科技大學商學院 江蘇蘇州 215009)

智能制造已成為高端制造業(yè)競爭的主戰(zhàn)場。國務院于2015年發(fā)布了《中國制造2025》，明確提出要實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標。江蘇省出臺了《中國制造2025江蘇行動綱要》《江蘇省“十三五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》，聚焦于智能制造[1]、智能機器人、智能網聯(lián)汽車等重點領域的建設，開始戰(zhàn)略推進江蘇智能制造產業(yè)的發(fā)展。面對新一輪科技革命和產業(yè)變革的趨勢[2]，江蘇智能制造發(fā)展總體態(tài)勢良好，新業(yè)態(tài)、新模式以及新產品和服務不斷涌現(xiàn)，產業(yè)規(guī)模和競爭力處于國內第一方陣，智能制造在全國處于示范引領地位。因此，深入探究江蘇智能制造發(fā)展中的關鍵驅動因素，有利于豐富和發(fā)展智能制造創(chuàng)新管理理論，可為智能制造發(fā)展提供理論借鑒與實踐啟示，對傳統(tǒng)制造向智能制造戰(zhàn)略性轉型升級具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

目前對于智能制造驅動因素的研究主要聚焦于智能技術[3]、企業(yè)制造智能體系和國家先進制造業(yè)戰(zhàn)略及政策等方面[4-5]，而對于整體性推動智能制造發(fā)展的影響因素[6]的研究與分析并不多，特別是有關江蘇智能制造發(fā)展的驅動因素仍缺乏探析和理論解釋。陳勁等(2017)[7]提出的整合式創(chuàng)新理論框架，有利于揭示智能制造創(chuàng)新范式和理論典型，且彌補了原有創(chuàng)新范式的不足。本文通過對江蘇智能制造典型企業(yè)開展案例過程進行分析(包括江蘇亨通光電、江蘇恒科新材料和江蘇斯必得重工)，運用整合式創(chuàng)新理論揭示江蘇智能制造關鍵驅動因素。本文首先進行文獻綜述并闡釋整合式創(chuàng)新理論；其次，在此基礎上案例探究智能制造過程因素；最后，整合式構建江蘇智能制造關鍵驅動因素。以期研究結論能為我國制造業(yè)企業(yè)進行智能制造的轉型發(fā)展提供理論借鑒。

1 研究綜述與理論基礎

1.1 智能制造相關研究綜述

智能制造的發(fā)展受多種因素影響。周勇等(2022)認為優(yōu)化人才供給結構、完善創(chuàng)新驅動體系、實施大數(shù)據(jù)驅動戰(zhàn)略、強化財稅金融支撐四個方面的要素推動智能制造的發(fā)展[8]。孟凡生等(2018)總結了國外學者在智能設計、智能生產、智能管理、智能服務四個方面關于智能制造驅動因素的研究。李健旋等(2020)認為智能制造驅動因素有技術研發(fā)、成本壓力、人力資本、環(huán)境規(guī)制、政府干預、市場規(guī)模化和金融發(fā)展等[9]。馬翔等(2018)[10]認為供給面、環(huán)境面和需求面政策對智能制造有推動作用。鄖彥輝等(2020)[11]認為加大開放力度，推進國際合作、強化研發(fā)，突破核心關鍵技術及完善頂層設計，積極落實相關政策對智能制造發(fā)展有明顯驅動作用。王立全等(2020)[12]認為智能制造驅動因素包括技術、人才、服務、金融、政策、知識產權、信息、市場、平臺等。

綜上所述，智能制造是在技術驅動、政策支持、市場規(guī)模等因素影響下，運用物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術與先進自動化技術、控制技術、傳感技術、數(shù)字制造技術等生產要素相結合，并構建成一個獨立且高效的新型制造系統(tǒng)，從而實現(xiàn)工廠和企業(yè)內部、企業(yè)之間和產品全生命周期的實時管理和優(yōu)化。

1.2 整合式創(chuàng)新理論框架

陳勁等(2017)提出了適合我國智能制造發(fā)展的創(chuàng)新范式——整合式創(chuàng)新，全稱為戰(zhàn)略視野驅動下的全面創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新，其核心要素是“戰(zhàn)略”“自主”“全面”“開放”和“協(xié)同”，其力圖通過在系統(tǒng)觀、整體觀下，統(tǒng)籌全局地去實現(xiàn)戰(zhàn)略創(chuàng)新、協(xié)調創(chuàng)新、全面創(chuàng)新和開放式創(chuàng)新的動態(tài)有機整體。整合式創(chuàng)新是依據(jù)系統(tǒng)科學的系統(tǒng)觀和統(tǒng)籌全局，通過制定明確的目標和戰(zhàn)略設計，超越傳統(tǒng)觀念的束縛，突破傳統(tǒng)企業(yè)的組織邊界，同時著眼于企業(yè)智能制造發(fā)展密切相關的制度改革、技術突破、范式創(chuàng)新，從而構建和強化企業(yè)的核心技術和研發(fā)能力，為企業(yè)智能制造轉型發(fā)展創(chuàng)造制度優(yōu)勢。陳勁等(2017)認為整合式創(chuàng)新突破了企業(yè)傳統(tǒng)的研發(fā)管理、制造管理、營銷管理和戰(zhàn)略管理各個系統(tǒng)相互獨立、并不互通的思維范式，通過戰(zhàn)略引領和戰(zhàn)略設計，將企業(yè)管理的多個方面有機整合，為企業(yè)智能制造發(fā)展提供了有力支撐，同時也是驅動企業(yè)智能制造發(fā)展的強大推力。整合式創(chuàng)新理論可為分析江蘇智能制造驅動因素提供新視角，如圖1所示。

2 研究方法與設計

2.1 研究方法與案例選擇

本文選擇三個典型案例樣本從縱向角度展開研究，主要有以下三點原因。

第一，江蘇制造企業(yè)走向智能制造是一個動態(tài)跨越過程，案例分析有利于全面細致的描述這一動態(tài)過程。

第二，案例研究適用于回答“how”與“why”等問題，案例研究適合揭示這類解釋機制或過程的研究問題(Yin，2014)[13]。

第三，采用縱向三案例研究方法具有歸納性和探索性的特征，有助于從復雜現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，挖掘真正對江蘇企業(yè)智能制造發(fā)展起到推動作用的因素。

圖1 整合式創(chuàng)新理論框架

本文選取江蘇亨通光電股份有限公司、江蘇恒科新材料有限公司和江蘇斯必得重工機械有限公司作為案例研究對象。

2.2 資料收集與分析

為保證案例研究的信度和效度，本研究依據(jù)Miles和Huberman(1994)[14]、Yin(2013)[15]提出的三角測量法，運用多種數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)收集技術進行數(shù)據(jù)的采集，利用數(shù)據(jù)來源的多樣化進行交叉檢驗及相互補充。通過收集政策文件、官網和媒體資料、企業(yè)各季度和年度報告，中國知網上查詢的有關亨通光電、恒科新材料和斯必得機械這三家公司的學術論文及新聞報道，以及公開出版的與該公司有關的書籍與雜志。多渠道的數(shù)據(jù)資料相互交叉檢驗，以保證觀點的一致性與材料的真實準確性。

3 江蘇智能制造關鍵驅動因素分析：整合式創(chuàng)新視角

基于整合式創(chuàng)新理論框架對亨通光電、恒科新材料和斯必得機械智能制造進行分析，可得出五個維度的江蘇智能制造驅動因素。

3.1 戰(zhàn)略創(chuàng)新維度驅動因素——戰(zhàn)略制定與戰(zhàn)略變革

3.1.1 智能制造戰(zhàn)略制定

戰(zhàn)略制定作為企業(yè)智能制造轉型的主要驅動因素，受企業(yè)宏觀和微觀環(huán)境影響很大，包括政策、市場需求、競爭壓力等。面對急速上升的光纖光纜市場需求和競爭壓力，江蘇亨通光電股份有限公司根據(jù)公司現(xiàn)狀和新技術的推廣普及度，于2015年明確提出全面向智能化發(fā)展的要求，全面推進“三化”融合，推行智能工廠建設以提升企業(yè)競爭力。

江蘇恒科新材料公司作為化纖紡織制造業(yè)的深耕者，感知到環(huán)境污染日益嚴重的危害以及對企業(yè)發(fā)展的轉型機遇。響應國家環(huán)境保護法等有關政策，將綠色發(fā)展作為智能制造發(fā)展的核心戰(zhàn)略，秉持“節(jié)能減排、綠色恒科”的能源方針，以綠色智能制造為發(fā)展目標，積極研發(fā)生產再生纖維、可降解塑料等系列綠色環(huán)保產品。

3.1.2 智能制造戰(zhàn)略變革

企業(yè)向智能制造轉型發(fā)展的過程中，要從戰(zhàn)略視野上通過跨越式戰(zhàn)略變革完成大規(guī)模制造到智能制造的轉型發(fā)展。江蘇恒科新材料公司在生產制造中發(fā)現(xiàn)化纖機械產品的大容量、連續(xù)化、自動化和機械產品設計的組合式模塊化已成為趨勢。因而進行智能車間的戰(zhàn)略變革，主動引進自動清板、自動包裝和智能立體庫系統(tǒng)等智能制造設備，實現(xiàn)全流程生產自動化、智能化。在智能研發(fā)戰(zhàn)略的驅動下，恒科于2013年開始建設“聚酯、長絲產品智能生產車間”項目，到2016年6月基本建設完成，并全面應用于生產。

江蘇亨通光電股份有限公司基于整合式創(chuàng)新思維做出公司向智能制造轉型發(fā)展的戰(zhàn)略變革，全面推進“三化”融合，即工廠智能化、生產精益化、管理信息化，并提出了自己的“中國制造2025”三步走策略，以“一化(國際化)帶三化，三化促一化”。

3.2 自主創(chuàng)新維度驅動因素——技術創(chuàng)新與數(shù)字變革

3.2.1 智能制造技術創(chuàng)新

隨著核心技術受限、配套產業(yè)不完善和市場需求的快速變化，亨通光電建立了國內唯一的通過CNAS認可的標準氣吹實驗微纜實驗場地，引進了先進的儀器設備共200余臺。同時，依托國家企業(yè)技術中心等創(chuàng)新平臺創(chuàng)建了11家海外研發(fā)產業(yè)基地，不斷打破國外核心技術壟斷，在光纖通信、新能源材料等領域實現(xiàn)了自主可控。

恒科新材料公司以恒力集團為技術依托，開發(fā)超仿真、功能性、差別化聚酯纖維成套技術，推進自主創(chuàng)新。當時國內廠商熔體直紡產品最低只能做到30D左右，且質量普遍不穩(wěn)定。恒科敏銳地認識到超細纖維的市場潛力，并聯(lián)合東華大學、南通大學等高校的技術力量進行技術攻關，并成功開發(fā)了10D超細系列聚酯纖維產品。

3.2.2 智能制造數(shù)字變革

針對制造過程數(shù)字化程度較低的問題，亨通光電搭建工業(yè)互聯(lián)網平臺，以其作為數(shù)字化戰(zhàn)略體系支撐，在生產端設置了多個數(shù)據(jù)采集點，實現(xiàn)了整個生產端的智能設備運行數(shù)據(jù)化；在供應端，從采購到生產的各個環(huán)節(jié)，都運用智能生產設備錄入數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了供應鏈數(shù)據(jù)協(xié)同。通過大數(shù)據(jù)、數(shù)字化等技術手段，將企業(yè)的生產數(shù)據(jù)、客戶數(shù)據(jù)等信息進行互通串聯(lián)。

斯必得重工對制造車間在生產執(zhí)行、質量追溯、倉儲物流等方面進行數(shù)字化改善，實現(xiàn)生產車間無紙化管理、實時報工及工時收集。為生產進度監(jiān)控、效率統(tǒng)計、設備追溯等做好數(shù)據(jù)基礎，自動記錄投入的人員工時和機時，以便于效率及成本的核算及各個工序生產進度查詢。

3.3 全面創(chuàng)新維度驅動因素——制造流程全面智能化與生產過程全面一體化

3.3.1 制造流程全面智能化

制造流程全面智能化是生產過程相關的各種生產要素的重新組合，包括全要素調動、全員參與和全時空貫徹。

斯必得重工為了整體提升內部精益管理水平并獲得顯著的經營效益，構建數(shù)智化工廠藍圖，從生產計劃、生產協(xié)同、數(shù)據(jù)采集等多個流程出發(fā)開啟MES系統(tǒng)建設，實現(xiàn)制造車間無紙化管理、實時報工及工時收集，還為制造進度監(jiān)控、效率統(tǒng)計、設備追溯等做好數(shù)據(jù)基礎，自動記錄投入的人員工時以便于效率及成本的核算和各個工序生產進度查詢。

3.3.2 生產過程全面一體化

生產過程全面一體化是生產過程數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)互聯(lián)化、生產設備智能化的系統(tǒng)組建，是智能制造系統(tǒng)化建設的前提。為推進生產智能化，在制造領域實現(xiàn)全面創(chuàng)新，提高生產效率，恒科新材料公司的滌綸長絲智能車間將自動清板、自動落筒、自動包裝系統(tǒng)、自動轉運系統(tǒng)與卷繞SMU系統(tǒng)、化纖制造企業(yè)的信息化集成系統(tǒng)等生產系統(tǒng)進行一體化對接，實現(xiàn)產品全面管控和智能化運行。

3.4 開放創(chuàng)新維度驅動因素——企業(yè)文化/組織變革與制造體系多元化發(fā)展

3.4.1 企業(yè)文化/組織變革

傳統(tǒng)制造企業(yè)向智能制造企業(yè)轉型發(fā)展需要更加靈活的工作流程、減少對數(shù)字化模擬決策測試的偏見和逐漸依賴運用大數(shù)據(jù)分析，對此，企業(yè)應采取積極的措施促使其文化/組織帶來積極的改變。江蘇亨通光電股份有限公司從創(chuàng)立以來始終將企業(yè)文化建設放在企業(yè)發(fā)展的核心位置，通過汲取中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和蘇商文化精髓，培育形成了以創(chuàng)新文化、經營文化、用人文化、責任文化、管理文化和黨建文化為主要內容的“六位一體”企業(yè)文化體系，為企業(yè)后續(xù)在整合式創(chuàng)新范式下推動企業(yè)智能制造改革創(chuàng)新起著關鍵性驅動作用。

3.4.2 制造體系多元化發(fā)展

面對持續(xù)的市場需求和日趨激烈的市場競爭，江蘇亨通光電股份有限公司構建了多元化的制造體系來提高其核心競爭力，首先，通過抓緊自主研發(fā)步伐的同時引進國外先進智能化設備，完成智能化生產基礎建設；其次，構建工業(yè)互聯(lián)網平臺，實現(xiàn)對生產環(huán)節(jié)的生產設備數(shù)據(jù)的收集和查看，實現(xiàn)了生產過程全面數(shù)據(jù)化和透明化；最后，通過建立5G智慧工業(yè)園區(qū)，運用5G技術實現(xiàn)生產數(shù)據(jù)和客戶數(shù)據(jù)互通互聯(lián) 。

3.5 協(xié)同創(chuàng)新維度驅動因素——生產管理信息系統(tǒng)構建與生產模式變革

3.5.1 生產管理信息系統(tǒng)構建

江蘇亨通光電股份有限公司圍繞“生產控制中心、生產管理執(zhí)行系統(tǒng)、倉儲及運輸物流、設備及生產線集群”來推進五大信息系統(tǒng)建設(SAP、CRM、SRM、MES、OA)，實現(xiàn)車間生產設備操作、生產執(zhí)行管理、經營管理及決策三個層面全部業(yè)務流程的閉環(huán)管理，做到上下一體化業(yè)務運作的決策、執(zhí)行自動化，實現(xiàn)了企業(yè)內部與客戶端信息系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，也促進了產品功能與消費者需求相匹配，并對新產品研發(fā)提供了重要的數(shù)據(jù)參考。

3.5.2 生產模式變革

傳統(tǒng)的生產模式面臨的痛點之一是制造柔性能力不足，無法完成精準生產和定制化交付的制造服務，而新時代用戶的需求不斷多元化和個性化，因此，江蘇亨通光電股份有限公司將以生產精益化為基礎，實現(xiàn)信息化管理，建設智能化工廠；培育具有亨通特色的微創(chuàng)新改善文化，踐行追求高品質的“亨通工匠精神”，實現(xiàn)工廠智能化、生產精益化、管理信息化的“三化”企業(yè)目標。

3.6 整合式驅動因素模型

基于上述五個維度因素分析，構建整合式驅動因素模型(見圖2)。整合式創(chuàng)新視角下五個維度之間的相互聯(lián)系，主要表現(xiàn)在戰(zhàn)略創(chuàng)新維度下，以全面創(chuàng)新維度統(tǒng)籌為基礎，在開放創(chuàng)新維度下改革創(chuàng)新，以自主創(chuàng)新維度為核心，各個生產要素在協(xié)同創(chuàng)新維度下協(xié)調，最終實現(xiàn)系統(tǒng)科學、有機整合的創(chuàng)新，從而為企業(yè)向智能制造轉型發(fā)展提供創(chuàng)新路徑。

4 結語

基于整合式創(chuàng)新全新視角對江蘇亨通光電、恒科新材料和斯必得機械三家公司智能化轉型的縱向發(fā)展歷程進行研究，深入探索傳統(tǒng)制造企業(yè)智能制造轉型升級這一動態(tài)過程研究，從而提煉出基于整合式創(chuàng)新的江蘇企業(yè)智能制造轉型升級的關鍵驅動因素模型。江蘇企業(yè)從大規(guī)模制造到智能制造跨越式發(fā)展的過程中，涉及多個維度驅動因素，包括戰(zhàn)略創(chuàng)新維度驅動因素的戰(zhàn)略制定與戰(zhàn)略變革、自主創(chuàng)新維度驅動因素的技術創(chuàng)新與數(shù)字變革、全面創(chuàng)新維度驅動因素的制造流程全面智能化與生產過程全面一體化、開放創(chuàng)新維度驅動因素的企業(yè)文化/組織變革與制造體系多元化發(fā)展，以及協(xié)同創(chuàng)新維度驅動因素的生產管理信息系統(tǒng)構建與生產模式變革。但本文僅從江蘇智能制造企業(yè)整合式創(chuàng)新這一視角進行討論，下一步會對我國制造企業(yè)從大規(guī)模制造到智能制造跨越式發(fā)展開展多視角、多維度和多層次的研究。

圖2 可構建整合式驅動因素模型