中国智能制造百强评价及发展研究

吴 珊 龚业明 张金隆

(1.华中科技大学管理学院； 2.武汉工商学院数学建模研究中心； 3.里昂商学院)

1 研究背景

智能制造是新一代信息技术与先进制造技术的深度融合，贯穿于产品、制造、服务全生命周期的各个环节及相应系统的优化集成，旨在实现制造的数字化、网络化、智能化，不断提升企业的产品质量、效益、服务水平，进而推动制造业实现创新、绿色、协调、开放、共享式发展[1]。采用智能技术解决制造的问题，已成为影响未来经济发展的重要生产方式，受到主要工业国家的高度重视。例如，美国的“先进制造领先战略”、德国的“工业4.0”、英国的“工业2050”，以及法国的“新工业法国计划”等，都是以智能制造为主攻方向，希望借此增强本国在新一轮全球产业竞争和价值链中的地位与话语权。

作为“中国制造2025”国家战略计划的重要组成部分，从数字制造到智能制造的转型升级，已成为中国制造业特别是高端装备制造业发展的必然趋势，也是促进我国从制造大国向制造强国转变的必然之路[2～4]。2018年，工信部发布的《2018年智能制造试点示范项目》中提及：“截至2018年底，共遴选出305个智能制造试点示范项目，覆盖92个行业类别、31个省(自治区、直辖市)”。

经过多年的持续发力，我国的智能制造水平获得了显著提升，并涌现出许多智能制造的典型企业。国家制造强国建设战略咨询委员会编写的《中国制造2025蓝皮书(2018)》分十大领域对制造业的发展状况进行了分析[5]。智能制造水平的评价是一个受到政府部门、行业和企业以及学术界的高度关注的问题。对智能制造企业的总体发展水平进行科学评价,无疑将为政府宏观政策的制定，以及企业发展路径的选择提供重要依据。由此，对我国智能制造总体发展状况进行评价，开展深入研究非常必要。

鉴于此，本研究构建了基于“组织双元性理论”的“双E能力”量化评价指标体系[5～7],并使用该指标体系，对筛选得到的322家获选企业的“开发式创新”和“探索式创新”能力进行评价，并联合发布了《中国智能制造排行榜TOP100》榜单及细分排行。然后，在此基础上，对中国智能制造现状和发展路径进行分析，并展望中国智能制造的发展趋势，以期对我国智能制造的发展有所借鉴。

2 评价方法

2.1 基本原理

“双元性创新”是指两类相互冲突的创新活动的组合和共存。DUNCAN[8]通过对“双元性”构念的研究，最早指出组织不应该过分偏向其中一种行为，而应该在这两种不同能力间寻找平衡，否则很容易让企业走向固步自封或盲目创新两种极端[9～11]。在不断变化的环境中寻求生存和发展，企业常常会面临选择“固本”还是“求新”的两难境地，即在开发利用现有能力的“开发式创新”，还是构建全新能力的“探索式创新”之间徘徊[12]。前者更多注重对企业现有资源和能力的利用，是企业维持经营的日常性活动；后者则有利于新创意的涌现，为企业提供持续的活力和成长空间，但潜在的高风险会推高企业转型成本。

依据“双元性创新”思想，本研究对中国智能制造企业创新能力进行研究时，将“开发式创新能力”和“探索式创新能力”(以下简称“双E能力”)作为主要的评价指标[13～15]。其中，开发式创新能力是指该企业在产品和服务方面能融合信息技术以及先进制造技术，并挖掘制造企业自身潜力的能力；探索式创新能力是指该企业在产品和服务方面能融合信息技术以及先进制造技术，并创造新的商业价值的能力[16,17]。

2.2 样本选择

根据本研究项目组在珠三角、长三角、华中、华北、环渤海带等智能制造主要区域实地调研的情况，并结合中国规模以上工业企业数据库，筛选出智能制造相关企业共15 145家。在考虑官方声望(如2015～2018年中国智能制造试点项目所属企业、两化融合试点企业和中国制造500强等官方名单)的同时，也将民间智能制造相关评估和排名等作为民间声望纳入考虑范围。以此为基础，本研究从1 5145家企业中选出927家候选名单。然后，再根据该企业是否同时满足“主业为制造业”和“使用人工智能等先进技术”两个专业条件，从927家企业中筛选出335家企业候选名单。接着，进行同行评议，对研究方法和335家企业候选名单进行公示，向2 315名专家收集征求意见，并对企业候选名单进行修改。即根据专家提议，企业候选名单中增加32家(满足标准)，删除45家(不满足标准)。最终，经调整后生成包括322家候选企业的名单。

2.3 量表设计

本研究从现有文献中搜集关于探索式行为和开发式行为的量表[18～21]，并结合智能制造企业具有柔性化、定制化、可视化、低碳化等新特性，针对“双E能力”设计了有关测量量表(见表1)。

表1 “双E能力”量表

注：本量表采用Likert 7级打分，1～7表示逐级递增。

3 结果分析

本研究邀请国内产业研究领域的资深专家，对322家候选企业进行序贯饱和式投票排名，收到有效票数1 360，剔除投票为1和0的企业，筛选出中国智能制造百强企业(见表2～表4)。

表2 中国智能制造百强排名(前20强)

注：在项目组研究期间，2019年10月25日，中国船舶工业集团有限公司与中国船舶重工集团有限公司实施联合重组。

表3 中国智能制造百强排名(前50强)

表4 中国智能制造百强排名(前100强)

表5 中国智能制造百强企业地区分布表

3.1 中国智能制造百强基本情况分析

由表2～表4可知，上榜的100家企业，分布在广东、北京、上海等22个省(自治区、直辖市)其中广东省有19家企业上榜，数量上排名第一；北京和上海上榜企业分别有17家和12家，位列第二位和第三位(见表5)。从地域分布来看，中国智能制造企业主要集中在我国东南部地区，尤其是广东省智能机械制造的发展势头良好。改革开放以来，广东省一直是国内经济发展的标杆省份，强大的制造能力是其快速发展的核心支撑。在向智能制造转型的过程中，广东省不仅聚集了像富士康、比亚迪、华为、TCL、格力、大族激光等国内外知名制造企业，还有许多其他制造企业都实现了高度自动化、机械化以及智能化，生产效率和质量得到很大的提升。

上榜的百强企业覆盖了制造业中的11个大类中，其中，属“计算机、通信和其他电子设备制造业”的企业有37家，数量位列第一(见图1)。该行业的迅速成长，主要是源于中国在集成电路产业等研发投入上的提高。大量资本的进入，使得该产业在研发投入、薪资上都呈现正成长，并带动整体计算机、通信和其他电子设备制造业的成长与发展。

图1 中国智能制造百强企业行业分布图

3.2 中国智能制造前20强

本研究根据中国智能制造百强榜单中前20强创新能力的特点，将它们分成了创新先锋、信息领军和制造巨头三大类。

3.2.1创新先锋(F2H2)

创新先锋大类中多为创新能力比较强和声望影响比较高的企业，故可将该群体称之为F2H2。其中，前4名是中国智能制造的“四大金刚”:富士康、福耀玻璃、华为和海尔。具体如下：①富士康。2018年，富士康工业互联网全资子公司——基准精密工业(惠州)有限公司，凭借精密工具智能制造试点示范项目顺利入围国家工信部智能制造试点示范项目名单，该项目也同时获得国家级人工智能应用试点示范项目殊荣。富士康深度布局“云、移、物、大、智、网、机器人”，在掌握工业互联网产业的关键技术的同时，还提供以工业互联网平台为核心的新形态电子设备产品和智能制造服务，走在智能制造的最前沿。②福耀玻璃。该公司是中国最大、全球排名第二的汽车玻璃生产制造商，是中国智能制造的第一批示范企业(2015年)。近几年，福耀玻璃技术创新成果频出，机械加工设备实现自主研发生产、结合信息技术和自动化的生产工厂等，智能制造已经走在全球同行业前列，成为多个世界品牌的全球优秀供应商。③海尔。该公司凭借领先的探索优势，其“互联工厂”入选了2015年国家首批智能制造示范项目。2018年，海尔依托“家用电器大规模个性化定制”项目再次入选。所推出的COSMOPlat是具有中国自主知识产权、全球首家引入用户全流程参与体验的工业互联网平台[22]。目前，该平台已服务企业超过40 000家，成为全球最大的大规模定制解决方案平台。④华为。该公司一直将智能制造作为核心竞争力的重要内容，强大的研发体系，可以支撑华为技术和解决方案的迭代和优化。华为每年投资将近200亿美金在研发上，可以提供从核心技术研发、行业积累到产品与解决方案的一站式服务。

3.2.2信息领军(BAT&P4)

信息领军大类中的企业大都出自信息网络技术或自动化技术行业，是在发展中逐步走向智能制造(如百度、阿里巴巴和腾讯)，故将其称为BAT。这些企业通过信息技术积累，获得原始资本和信息技术优势；同时，进一步抓住机遇，发展智能制造能力。例如，百度的无人驾驶汽车Apollo、阿里云IoT智能制造平台、腾讯云智能制造。这类企业未必有大型制造类国企的生产制造能力，但有较高的产业声望和资本实力。

相比之下，京东方、大疆、长飞光纤光缆和烽火通信等企业与BAT早期主要以软件和服务为主不同，主要从事硬件和IT产品，可称为P4(P代表产品和硬件)。这类企业的资本不一定有BAT强大，但它们既是IT巨头，又拥有雄厚的信息技术能力，并逐步走向智能制造。

3.2.3制造巨头(C5&M7)

制造巨头大类中的企业一部分是中字头大国企，包括中国中车、中国船舶重工、中国商用飞机、中国船舶工业、中国宝武钢铁、中国航天科技等。这些企业实力雄厚，规模庞大，有优越政策支持，覆盖船舶、火车、钢铁、航空、航天等事关国计民生的核心行业，可称之为中国智能制造C5(C代表中国)。另一部分是非中字头的制造类企业，这类企业表现出非常强的市场敏感性和创新意识，包括吉利、长虹、比亚迪、蔚来汽车、TCL、美的和格力，可将将这些非中字头企业称为M7(M代表制造)。例如，吉利公司发布了“iNTEC人性化智驾科技”技术品牌，以人性化为核心，融合全球智能科技、顺应智能化时代。格力公司自2013年起，累计投入了50多亿元的改造资金，进行了全面智能制造升级。TCL公司为了摆脱纯制造业的传统形象，启动了的“智能+互联网”转型战略和建立“产品+服务”新商业模式。

3.3 两大细分排行榜

本研究还根据企业的规模、资本和成立时间等要素，将中国智能制造百强榜单进行细分，得到两个细分排行榜。

(1)“独角兽”中国智能制造10强该细分排行榜的评价遵循3个标准:①企业估值10亿美元以上；②企业成立时间少于10年；③企业发展潜力特别大。按照此标准，遴选出“独角兽”中国智能制造10强，称为U10(见表6)。

表6 “独角兽”中国智能制造10强

(2)中小企业中国智能制造10强根据《中华人民共和国中小企业促进法》《国务院关于进一步促进中小企业发展的若干意见》(国发〔2009〕36号)《中小企业划型标准规定》，依据国家统计局《统计上大中小微型企业划分办法(2017)》，得到中小型企业中国智能制造10强细分排行榜，称为SME10(见表7)。

表7 中小企业中国智能制造10强

3.4 中国智能制造百强的发展路径

图2 中国智能制造百强的发展路径图

本研究根据“双E能力”的强弱，建立波士顿矩阵(见图2)。由图2可知：①第一象限，位于该象限企业在开发和探索两方面的能力都具有优势，分布企业多为F2H2、BAT和P4，并且F2H2的位置更高，说明其优势更显著。②第二象限，位于该象限的企业开发能力强而探索能力较弱，分布企业多为C5，说明这些企业能够充分利用自身的资源，但创新性是其不足。③第三象限，位于该象限的企业探索能力和开发能力都相对较弱，分布企业多为SME10，说明这些企业在两种能力的构建上还需进一步优化。④第四象限，位于该象限的企业探索能力强而开发能力较弱，分布企业多为U10，说明这些企业创新意识和能力都很强，且在现有资源的利用上还有较大提升空间。

针对中国智能制造百强企业所具有的不同能力，本研究给出如下发展路径的建议。

(1)开发能力强和探索能力弱主要是指一些传统制造企业。传统制造企业因为转型变革，在进行管理、技术、商业模式等的创新方面，难以适应迅速变化的市场及信息技术环境，在新竞争中失去优势，因此，可进一步提升其探究创新能力，大力开拓新领域、新市场，不要过于依赖政策保护和传统的制造产业模式。

(2)开发能力弱和探索能力强主要是指一些新兴企业。这类企业可在开发能力的增强上多下功夫。充分利用投入到现有领域的资源，强化现有知识、技能、流程与原来的组织构架一致，从而提高效率和可靠性。

(3)开发能力和探索能力都相对较弱此类企业则需要同时注重两方面能力的提升，使之既具有在成熟市场上利用现有资源的能力，又具有在新兴市场上开拓新产品和服务的能力。

4 中国智能制造发展趋势展望

本着“智能制造、标准先行”的原则，2018年10月12日，工业和信息化部、国家标准化管理委员会共同发布了《国家智能制造标准体系建设指南(2018年版)》(以下简称《指南》)。针对智能制造标准跨行业、跨领域、跨专业的特点，立足国内需求，兼顾国际体系，建立我国的智能制造标准体系势在必行、刻不容缓。

为了提升产品和服务的再制造技术水平和产业发展质量、推行绿色发展、实现绿色增长，工业和信息化部制定了《高端智能再制造行动计划(2018～2020年)》(以下简称《行动计划》)。各级政府要依托《行动计划》，建立起有利于高端智能再制造产业发展的政策环境，促进产业健康有序发展，加快引领我国再制造技术的创新突破和再制造产业的快速发展。

随着国家在智能制造领域系列政策的持续出台，中国制造业向智能制造转型的方向发展已经明确，并开始大量应用人工智能、大数据、云计算、虚拟现实和区块链等相关技术。智能制造行业作为制造业的主要先驱，在中国制造业中的地位也愈发重要。鉴于此，本研究基于发展前景、行业规范、行业布局等方面，认为未来中国智能制造将迎来六大发展趋势。

(1)借助工业互联网平台，实现企业从传统制造向生产服务转型[23,24]工业互联网是实现智能制造的关键基础设施，企业借助这个平台能实现智能化生产。通过企业互联，实现网络化协同；通过产品互联，实现服务延伸；并在精准对接的基础上满足大规模、个性化定制的需求，兼顾生产的效率与柔性。

(2)“人身安全”成为关注焦点生产的前提是“人身安全”，当智能制造融合人工智能众多前沿科技后，一方面，智能机器人参与生产，降低了劳动强度和减少了一部分作业风险，同时还提高了效率；另一方面，在设备增多的情况下，如何保障人机交互时，“人”的安全成为考虑的关键要素。

(3)“信息安全”防御成为智能制造发展的重点工业核心数据、关键技术专利、企业用户数据等数字化资产已成为企业核心资产。提高数据全生命周期安全性，提升工业互联网安全防护能力，增加企业信息上“云端”的信任度和意愿，将成为中国企业智能化升级决策的重要依据。

(4) 全面加强质量管理，提高产品与服务水平[25]提高制造业产品和服务质量水平，是深化供给侧结构性改革，满足人民日益增长的美好生活需要的重要举措，是促进我国产业迈向全球价值链中高端的必然要求。以提高制造业质量和效益为目标，落实企业质量主体责任，增强质量提升动力，优化质量发展环境是智能制造发展的必然趋势。

(5)持续推进“高端智能再制造”，最终实现“绿色智能制造”[26]高端智能再制造符合“科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少”的新型工业化特点，是我国高端智能装备生产制造和运行维护由大变强的现实需要，有利于提升重大战略性装备运行保障能力，有利于深入推进供给侧结构性改革，有利于促进企业降本增效，有利于推动实现绿色增长，必将成为制造业转型升级的重要突破。

(6)“三大技术”赋能智能制造主要包括：①增材制造技术，该技术具有成本低和效率高的优点，尤其适合于单件小批量的制造行业，且正处于上升期，有极大的发展潜力，应用领域也将越来越广泛。②数字孪生技术，该技术能帮助企业在实际投入生产之前就能在虚拟环境中优化、仿真和测试，生产过程中也可同步优化整个企业流程，解决生产过程复杂、资源浪费等问题，最终实现高效的柔性生产、实现快速创新上市。③机器视觉技术，该技术广泛应用于工业生产的各个环节，与人眼相比，机器视觉在精细程度、客观程度、可重复性、成本及效率上都具有明显优势，将使人们的生产活动朝着更智能、更便捷的方向发展。

5 结语

发展智能制造，有利于构建和谐的产业生态，增强制造业发展动力，推动制造业转型升级，最终实现从“制造大国”到“智造强国”的转变。在未来会有更多的行业加入到智能制造的行列，也会涌现出越来越多优秀的智能制造企业。本研究对中国智能制造企业进行探索性评价研究，初衷不是在于排名，而是以此为契机引起各界重视，梳理出当前中国智能制造的引领企业，供同行企业学习借鉴，为政府宏观政策制定时提供参考，更好地促进中国智能制造的发展。需要指出的是，对智能制造进行客观、精准的评价非常具有挑战性，本研究在样本选择的完备性以及评价方法上仍不可避免地存在不足之处，有待在今后研究中进一步完善，以期能使有关评价结果更加全面地反映我国智能制造的总体状况，提出更多大有裨益的对策和建议。