構(gòu)建以協(xié)同創(chuàng)新為導(dǎo)向的智能制造生態(tài)鏈助力國家發(fā)展

引言

要健全國家工業(yè)體系，首先要完善工業(yè)協(xié)同創(chuàng)新體制。智能制造是制造企業(yè)構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制的主戰(zhàn)場。隨著“制造強(qiáng)國戰(zhàn)略”“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略”等新時(shí)代國家戰(zhàn)略深入推進(jìn)，“中國制造2025”“新基建”等新時(shí)代持續(xù)政策發(fā)布與實(shí)施，都強(qiáng)調(diào)了要重點(diǎn)構(gòu)建以企業(yè)為主的協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)鏈［2］。因此，構(gòu)建以協(xié)同創(chuàng)新為導(dǎo)向的智能制造生態(tài)鏈?zhǔn)秦瀼芈鋵?shí)新時(shí)期國家戰(zhàn)略需求的創(chuàng)新實(shí)踐，亦為我國制造業(yè)科技協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展提供新范式。

面臨的挑戰(zhàn)

國家重點(diǎn)型號裝備技術(shù)結(jié)構(gòu)日益向多樣化、集成化、綜合化方向發(fā)展，一個(gè)復(fù)雜的裝備往往是多種知識與技術(shù)的綜合物化表現(xiàn)，針對其進(jìn)行的技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)更是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程［3］。因此，針對以國家重點(diǎn)型號裝備為代表的復(fù)雜裝備的創(chuàng)新發(fā)展不僅僅是技術(shù)創(chuàng)新的單方面問題，更是一個(gè)超復(fù)雜的組織、管理和協(xié)同問題。當(dāng)前裝備制造業(yè)缺少協(xié)同創(chuàng)新的頂層規(guī)劃，難以建立一個(gè)與復(fù)雜裝備系統(tǒng)相適應(yīng)的協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境，裝備研制的協(xié)同創(chuàng)新難以落地。

當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的競爭不再是單個(gè)產(chǎn)品之間的競爭， 而是生態(tài)鏈與生態(tài)鏈之間的競爭。復(fù)雜裝備制造業(yè)作為傳統(tǒng)行業(yè)，其協(xié)作模式存在生態(tài)鏈企業(yè)獨(dú)立發(fā)展、統(tǒng)籌規(guī)劃缺失、未形成有效的協(xié)同發(fā)展體系，以致創(chuàng)新資源重復(fù)、創(chuàng)新成本居高不下、產(chǎn)品研制效率低、交付周期長、成果推廣困難等問題。迫切需要建立起完善的智能制造生態(tài)鏈運(yùn)行機(jī)制，形成裝備制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的新思路、新舉措，滿足未來裝備制造業(yè)生態(tài)鏈整體競爭優(yōu)勢提升的需要。

建設(shè)思路

圍繞復(fù)雜裝備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)、保障等全生命周期活動(dòng)，形成了以大型企業(yè)為主體、以協(xié)同創(chuàng)新為導(dǎo)向的智能制造生態(tài)鏈構(gòu)建需求。針對裝備制造業(yè)傳統(tǒng)協(xié)作模式中頂層規(guī)劃缺失、創(chuàng)造載體缺乏、協(xié)作機(jī)制不健全， 以致創(chuàng)新效率低、交付周期長、研制成本高等問題，全面構(gòu)建“1-1-3-2”的智能制造生態(tài)鏈體系架構(gòu)，以1 個(gè)頂層戰(zhàn)略規(guī)劃為指引，1 個(gè)協(xié)同創(chuàng)新平臺為支撐，推進(jìn)“數(shù)字化價(jià)值鏈、標(biāo)準(zhǔn)體系、產(chǎn)業(yè)推廣”3 大舉措，建立“協(xié)同機(jī)制、創(chuàng)新文化”2 大制度，進(jìn)一步凝聚以大型企業(yè)為核心的裝備制造業(yè)智能制造協(xié)同創(chuàng)新合力。以協(xié)同創(chuàng)新為導(dǎo)向的智能制造生態(tài)鏈運(yùn)行機(jī)制如圖1 所示。

典型案例

南京電子技術(shù)研究所是以復(fù)雜電子裝備整機(jī)研制為主的大型企業(yè)，基于自身行業(yè)領(lǐng)先的數(shù)字化轉(zhuǎn)型經(jīng)驗(yàn)和智能制造深度運(yùn)用實(shí)踐，開展了以協(xié)同創(chuàng)新為導(dǎo)向的智能制造生態(tài)鏈探索與實(shí)踐。

4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能制造生態(tài)鏈頂層規(guī)劃，明確行業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)

在以南京電子技術(shù)研究所為主體的生態(tài)鏈戰(zhàn)略規(guī)劃委員會(huì)的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，進(jìn)行智能制造發(fā)展戰(zhàn)略頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃，制定了國內(nèi)領(lǐng)先、世界一流的智能制造實(shí)踐者和整體解決方案供應(yīng)商的戰(zhàn)略定位，并同步提出了裝備制造業(yè)智能制造SIC 戰(zhàn)略。其中協(xié)同平臺即為支持協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同仿真、協(xié)同制造、協(xié)同供應(yīng)鏈等智能制造協(xié)同創(chuàng)新活動(dòng)的協(xié)同制造服務(wù)平臺，該平臺致力于為生態(tài)鏈企業(yè)提供協(xié)同創(chuàng)新服務(wù)。

為加強(qiáng)對智能制造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域重大問題研究，準(zhǔn)確把握國際、國內(nèi)發(fā)展趨勢，提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展決策的科學(xué)性， 成立智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家組，匯聚高等院校、科研院所、龍頭企業(yè)等數(shù)十家單位。切實(shí)發(fā)揮和匯集專家智慧與資源，建設(shè)交流、議事、辦事的專業(yè)平臺，為智能制造整體解決方案和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供智力支撐。裝備制造業(yè)智能制造SIC 戰(zhàn)略如圖2 所示。

4.2 構(gòu)建“三位一體”的協(xié)同創(chuàng)新平臺，實(shí)現(xiàn)生態(tài)鏈資源整合

在充分發(fā)揮生態(tài)鏈各主體內(nèi)部創(chuàng)新作用的基礎(chǔ)上， 以南京電子技術(shù)研究所為主導(dǎo)，依據(jù)創(chuàng)新主體的不同智能制造特點(diǎn)和協(xié)同創(chuàng)新需求，以生態(tài)鏈各創(chuàng)新主體智能制造發(fā)展為最大公約數(shù)，構(gòu)建云制造服務(wù)平臺、軍工聯(lián)盟、政產(chǎn)學(xué)研用“三位一體”的協(xié)同創(chuàng)新平臺，實(shí)現(xiàn)生態(tài)鏈智能制造集群化發(fā)展。

（1）構(gòu)建云制造協(xié)同創(chuàng)新服務(wù)平臺，促進(jìn)生態(tài)鏈企業(yè)協(xié)同發(fā)展

以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為智能制造協(xié)同創(chuàng)新的重要載體，以“建平臺”與“用平臺”雙輪為驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建了大型電子信息企業(yè)為主導(dǎo)的、面向廣大中小企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云制造服務(wù)平臺。該平臺集聚生態(tài)鏈制造資源，提供協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造、協(xié)同采購、雙創(chuàng)等協(xié)同創(chuàng)新服務(wù)。通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、質(zhì)量、物流、成本的一體化管控， 有效推動(dòng)生態(tài)鏈企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

（2）成立軍工智能制造聯(lián)盟，突破關(guān)鍵共性技術(shù)

成立跨多個(gè)行業(yè)的智慧軍工聯(lián)盟智能制造專業(yè)委員會(huì)，旨在以軍工科研院所為主體，產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈為紐帶， 運(yùn)用市場機(jī)制集聚創(chuàng)新資源，組織聯(lián)盟會(huì)員資源共享、創(chuàng)新協(xié)同，研究軍工智能制造關(guān)鍵共性技術(shù)問題，形成軍工智能制造產(chǎn)業(yè)核心能力，共同探索和實(shí)踐軍工智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑和商業(yè)模式。

（3）實(shí)施“政產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新，推動(dòng)生態(tài)鏈轉(zhuǎn)型升級

“政產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新涵蓋了從知識生產(chǎn)到知識消費(fèi)全過程的創(chuàng)新力量，各種創(chuàng)新主體協(xié)同開展產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化活動(dòng)，成為當(dāng)今科技創(chuàng)新的新范式。面向復(fù)雜裝備制造業(yè)協(xié)同創(chuàng)新需求，以南京電子技術(shù)研究所為主導(dǎo)，與地方政府、高等院校和軍民企業(yè)一起努力實(shí)踐“政產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新。

4.3 制定軍民領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)，掌握行業(yè)話語權(quán)

協(xié)同創(chuàng)新，標(biāo)準(zhǔn)先行。通過構(gòu)建軍工和民用標(biāo)準(zhǔn)， 挖掘協(xié)同創(chuàng)新深度，掌握行業(yè)話語權(quán)。

以南京電子技術(shù)研究所為主導(dǎo)，聯(lián)合其他軍工單位， 共同開展軍工智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系研究，解決軍工行業(yè)智能制造因缺乏標(biāo)準(zhǔn)體系而造成概念不清、建設(shè)方向不明、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題，為軍工行業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型升級提供引領(lǐng)和規(guī)范指導(dǎo)。

南京電子技術(shù)研究所牽頭聯(lián)合生態(tài)鏈內(nèi)多家軍民企業(yè)，開展民用復(fù)雜裝備數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝仿真信息集成標(biāo)準(zhǔn)研究，解決各專業(yè)學(xué)科之間信息交互困難、系統(tǒng)應(yīng)用集成性差、各類設(shè)計(jì)/ 仿真軟件分散、軟件效能不能充分發(fā)揮等問題，達(dá)到了提高行業(yè)協(xié)同研發(fā)效率、降低行業(yè)研發(fā)成本的目的。

4.4 構(gòu)建裝備全生命周期數(shù)字化價(jià)值鏈，驅(qū)動(dòng)生態(tài)鏈企業(yè)智慧化轉(zhuǎn)型以數(shù)字化打通產(chǎn)品全生命周期智能制造協(xié)同創(chuàng)新鏈路，推動(dòng)裝備制造業(yè)智能制造生態(tài)鏈智慧化轉(zhuǎn)型。

（1）數(shù)字化研發(fā)，實(shí)現(xiàn)實(shí)物驗(yàn)證向全生命周期數(shù)字樣機(jī)轉(zhuǎn)變

針對復(fù)雜裝備構(gòu)型變化大、交付周期短、多品種小批量、多學(xué)科交叉耦合等特點(diǎn)，組建了數(shù)字化樣機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，構(gòu)建了基于統(tǒng)一模型的結(jié)構(gòu)工藝數(shù)字樣機(jī)，以全三維協(xié)同設(shè)計(jì)、全三維工藝、協(xié)同仿真和虛擬驗(yàn)證為主的創(chuàng)新性研發(fā)模式為復(fù)雜裝備研制模式創(chuàng)新提供了范例， 具有行業(yè)通用性。

（2）數(shù)字化制造，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工廠向智能工廠轉(zhuǎn)變

為完善核心生產(chǎn)能力體系，形成適應(yīng)未來高技術(shù)裝備研制所需的新型產(chǎn)品生產(chǎn)模式，集中各專業(yè)骨干力量， 組建了數(shù)字化車間建設(shè)團(tuán)隊(duì)?；诙嗥贩N、小批量、變節(jié)拍的柔性生產(chǎn)需求，建設(shè)基于大數(shù)據(jù)的制造運(yùn)營管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)，提升生產(chǎn)物流智能化水平和工藝裝備專業(yè)化水準(zhǔn)，形成批產(chǎn)產(chǎn)品脈動(dòng)生產(chǎn)線和研制產(chǎn)品智能單元為主體的數(shù)字化車間，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線柔性化、生產(chǎn)彈性化、管理精益化、決策智能化，形成人流、物流、信息流“三流合一”的生產(chǎn)模式。

（3）數(shù)字化供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)供應(yīng)向網(wǎng)絡(luò)化供應(yīng)鏈 轉(zhuǎn)變針對裝備制造企業(yè)供應(yīng)鏈單點(diǎn)管理、資源共享不充分、內(nèi)產(chǎn)融結(jié)合程度不深等問題，建立網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字化供應(yīng)鏈生態(tài)。以供應(yīng)鏈管理體系、生態(tài)鏈行為準(zhǔn)則為制度與標(biāo)準(zhǔn)化支撐，組建復(fù)雜裝備供應(yīng)鏈企業(yè)聯(lián)盟，建立統(tǒng)一的信息化平臺實(shí)時(shí)收集生態(tài)鏈成員的資源共享及資源需求，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈企業(yè)“工藝、質(zhì)量、物流、成本” 一體化管控，有效推動(dòng)生態(tài)鏈企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

4.5 推進(jìn)智能制造產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，打造行業(yè)品牌效應(yīng)

在智能制造SIC 戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，依托“三位一體” 協(xié)同創(chuàng)新平臺，生態(tài)鏈企業(yè)聯(lián)合推出智能車間、智慧院所、云制造服務(wù)三大系列整體解決方案。在智能車間解決方案方面，南京電子技術(shù)研究所聯(lián)合了電科2 所、北自所、同濟(jì)大學(xué)等單位，在智慧企業(yè)整體解決方案聯(lián)合了達(dá)索、MSC、Cortona3D 等單位，在云制造服務(wù)解決方案方面聯(lián)合了電科華云、太極、清華大學(xué)等單位。通過與各領(lǐng)域的佼佼者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，智能制造整體解決方案在國內(nèi)已形成較強(qiáng)的競爭力。南京電子技術(shù)研究所攜手生態(tài)鏈能夠?yàn)殡x散型制造企業(yè)提供咨詢與診斷、規(guī)劃與設(shè)計(jì)、開發(fā)與集成、改造與建設(shè)、培訓(xùn)與運(yùn)維等智能制造轉(zhuǎn)型升級和智能工廠建設(shè)的一站式服務(wù)。

另外，南京電子技術(shù)研究所重視智能制造整體解決方案品牌推廣，多次聯(lián)合生態(tài)鏈亮相重大行業(yè)展會(huì)。從2017 年開始，南京電子技術(shù)研究所先后攜與生態(tài)鏈共同打造的整體解決方案亮相江蘇省大院大所對接會(huì)、世界智能制造大會(huì)以及中國電子信息博覽會(huì)，均取得重要影響力。

4.6 建立智能制造協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)生態(tài)鏈合作共贏

（1）構(gòu)建利益共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新利益共享

以協(xié)同創(chuàng)新為導(dǎo)向的智能制造生態(tài)鏈企業(yè)通過協(xié)商， 簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，構(gòu)建保障協(xié)同各方成果分配公平的有效機(jī)制，以激發(fā)各類企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的積極性，實(shí)現(xiàn)利潤共享、最優(yōu)均衡。

（2）構(gòu)建雙向協(xié)同機(jī)制，強(qiáng)化協(xié)同創(chuàng)新力度

通過構(gòu)建雙向協(xié)同機(jī)制，強(qiáng)化協(xié)同創(chuàng)新主體之間協(xié)同創(chuàng)新程度，減少合作過程中的交易成本。通過技術(shù)交流社區(qū)、月度網(wǎng)絡(luò)例會(huì)、年會(huì)等形式，建立各方日常信息交流和溝通平臺，形成信任機(jī)制，降低參與協(xié)同創(chuàng)新主體間的機(jī)會(huì)主義行為，提高合作質(zhì)量。

（3）構(gòu)建項(xiàng)目管理機(jī)制，保障創(chuàng)新平穩(wěn)進(jìn)行

以項(xiàng)目為紐帶，實(shí)行一個(gè)項(xiàng)目、一名負(fù)責(zé)人牽頭、一個(gè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)、一套實(shí)施方案管理的“四個(gè)一”工作機(jī)制。牽頭制定了項(xiàng)目申報(bào)管理辦法、成果轉(zhuǎn)化管理辦法、重點(diǎn)資金項(xiàng)目管理辦法，建立基于管理的項(xiàng)目追蹤問效機(jī)制，加強(qiáng)項(xiàng)目的督促檢查、協(xié)同服務(wù)、考核驗(yàn)收工作。

（4）構(gòu)建監(jiān)督評估機(jī)制，保障協(xié)同創(chuàng)新質(zhì)量

利用信息化手段協(xié)同創(chuàng)新全流程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，建立評估模型，聚焦、細(xì)化、深化QCDS（質(zhì)量、成本、交貨、服務(wù)）主要績效指標(biāo)，加強(qiáng)其TAP（技術(shù)、資產(chǎn)/ 資質(zhì)、流程/ 人力資源）的綜合考量，統(tǒng)一評價(jià)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)，明確展現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新主體存在問題及改進(jìn)方向，并將評估結(jié)果有效用于協(xié)同創(chuàng)新主體績效提升。

（5）構(gòu)建人才培養(yǎng)機(jī)制，持續(xù)輸送協(xié)同創(chuàng)新源泉

智能制造協(xié)同創(chuàng)新離不開大量高水平、高技能的人才隊(duì)伍。通過與東南大學(xué)、中國科技大學(xué)、南京大學(xué)、浙江大學(xué)等國內(nèi)一流高校簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，訂單式培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型智能制造人才。

（6）構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)機(jī)制，提高協(xié)同創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)抵抗能力

針對不同的風(fēng)險(xiǎn)，制定了不同的風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)機(jī)制。對于技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，針對技術(shù)創(chuàng)新構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)防范機(jī)制，同時(shí)強(qiáng)化各創(chuàng)新主體的風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)意識；對于市場風(fēng)險(xiǎn)，提前做好市場調(diào)研和市場預(yù)測，及時(shí)做好“政產(chǎn)學(xué)研用”之間的信息溝通；對于品牌風(fēng)險(xiǎn)，通過經(jīng)濟(jì)手段來實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，配以法律的手段加以保護(hù)。

4.7 營造創(chuàng)新文化氛圍，凝聚智能制造協(xié)同發(fā)展合力

以南京電子技術(shù)研究所為主導(dǎo)，積極組織生態(tài)鏈企業(yè)技術(shù)人員參加央企科技創(chuàng)新創(chuàng)意大賽，培育團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新文化；組織策劃面向一線操作工人的技術(shù)應(yīng)用大賽，培育團(tuán)隊(duì)工匠文化；定期召開各類學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，培育團(tuán)隊(duì)的科學(xué)文化。開放包容、和諧友好的創(chuàng)新文化氛圍以及工匠文化深入人心，智能制造的協(xié)同創(chuàng)新能力大幅提升。

4.8 實(shí)施成效

以協(xié)同創(chuàng)新為導(dǎo)向的智能制造生態(tài)鏈實(shí)施后，重點(diǎn)裝備交付周期縮短50%，質(zhì)量問題下降70%，研制成本降低32%，復(fù)雜裝備的研制效能得到大幅提升；項(xiàng)目實(shí)施以來，云制造服務(wù)平臺年交易額突破35 億元，生態(tài)鏈企業(yè)聯(lián)合打造的智能制造整體解決方案在航空、航天、船舶、兵器、電子等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，有力助推了制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和國民經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。

結(jié)束語

在制造企業(yè)智能化改造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的熱潮下，大型復(fù)雜裝備企業(yè)智能制造推進(jìn)不宜盲目跟風(fēng)，追求大而全［4］。實(shí)施智能制造應(yīng)圍繞企業(yè)的中長期發(fā)展戰(zhàn)略，在標(biāo)準(zhǔn)體系保障和基礎(chǔ)平臺支撐下，根據(jù)自身研發(fā)、制造、保障、管理等各業(yè)務(wù)流程，合理進(jìn)行以協(xié)同創(chuàng)新為導(dǎo)向的智能制造現(xiàn)狀評估、需求分析、整體規(guī)劃與建設(shè)實(shí)施。隨著新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)一步融合應(yīng)用， 新的智能制造生態(tài)鏈模式還將不斷涌現(xiàn)，南京電子技術(shù)研究所針對離散型裝備制造企業(yè)進(jìn)行的智能制造生態(tài)鏈建設(shè)與運(yùn)行，為行業(yè)提供了一個(gè)可供示范的解決方案。審核編輯：郭婷