基于获取可持续竞争优势的制造企业智能化转型升级研究与应用

张叶同，史 健，王军奎，康一鸣，张 豪

（1.许继集团有限公司，河南 许昌 461000；2.华北电力大学 机械工程系，河北 保定 071003；3.北京科东电力控制系统有限责任公司，北京 100085）

1 引言

全球制造业迎来了以数字化网络化智能化为发展方向的深刻变革，以新一代信息技术与先进制造技术深度融合为基本特征的智能制造，已成为这次新工业革命的核心驱动力。我国是制造大国，制造业正处于创新升级的重要历史关头，抓牢全球制造业变革带来的历史机遇，主动融入新一轮科技革命和产业变革，加快发展智能制造，是由大变强、全面创新升级的必由之路。

由于各地区、各行业的制造企业生产力发展水平参差不齐，智能制造仍整体处于起步阶段。许多制造企业虽意识到借智能化契机开启新一轮转型升级，积极申报投资智能制造，但却未取得理想经济效益，“雨后春笋式”的盲目智能化现象突出，智能制造在部分企业遭遇难以落地的窘境。

面对全球经济一体化的现实，如何在激烈的市场竞争中占有一席之地，使企业永远处于不败之地，这是摆在每个企业家面前的一项重大课题。不论是从理论上，还是从实践的角度来分析，企业培育与提升独有的、支撑企业可持续竞争优势核心能力的是企业应对市场竞争的法宝，这对于我国企业健康发展具有非常重要的战略意义。

多数制造企业智能化转型还存在认识困惑、实践误区等，突出体现在三点：一是发展方向不明确，智能化转型方向不能有效提升企业可持续竞争优势；二是发展重点不明确，没有结合企业自身特性，将已有或应有的智能制造核心技术能力作为重点实施或培育以支撑企业获取可持续竞争优势；三是发展路径不明确，没有建立智能制造核心技术能力与企业获取可持续优势之间的有效路径。

本文结合某电力装备制造企业在智能制造推进实践中的经验，研究了制造企业可持续竞争优势如何获取和提高，为制造企业智能化转型升级提供了理论依据。阐述了制造企业实现智能化转型的有效路径，以供践行智能制造的企业参考。

2 可持续竞争优势基本理论

可持续竞争优势基本理论是指制造企业对智能制造核心技术能力施加对应法则（推进体系），以提升企业的可持续竞争优势。可持续竞争优势基本理论可表达为

式中，为企业可持续竞争优势；为智能制造核心技术能力；为推进体系。

可持续竞争优势基本理论的意义在于：一是立足于企业发展方向，即获取可持续竞争优势 ()，并建立智能制造与之联系；二是明确智能化转型实现发展重点，即重点发展已有或应有的智能制造核心技术能力 ()；三是制定智能化转型有效路径 ()。

可持续竞争优势基本理论的内涵在于：一是目标导向，围绕企业经营战略或方针，支撑企业可持续发展，以获得企业领导更大力度支持；二是重点突破，结合企业自身特性和实际，重点打造某一项或某几项智能制造核心技术能力；三是关键路径，建立智能制造核心技术能力与企业获取可持续优势之间的有效路径，以保障智能化转型成功落地。

2.1 可持续竞争优势

智能制造是一个复杂的系统工程，是企业转型的手段而不是目的。智能制造是要根本解决企业生产效益的问题、资源消耗的问题、产品品质的问题、单件产品成本更低的问题以及对环境影响的问题。在推进智能制造过程中，要不断解决以上与企业经营相关的问题，以降成本、降生产周期、降不良品率更快速的响应市场，获取更大的市场竞争份额，为企业提供可持续竞争优势。

企业竞争优势一方面是不断适应外部环境变化的结果，另一方面也要通过企业内部系统创新而形成；因此，可持续竞争优势大致可分为市场优势（外部优势）和管理优势（内部优势）两大主要部分。

市场优势（外部优势）主要包含：产品优势（如技术领先、质量领先）、服务优势（如24小时服务，免维护）、价格优势（物美价廉）、招标优势（关键指标得分）、交付周期优势（满足紧急订单需求）等。

管理优势（内部优势）主要包含：提高效率（局部/全流程效率）、降低库存（支撑现金流）、降低成本（硬成本、软成本）、降低劳动强度、减少加班（提升员工幸福指数）、管理优化（控风险、助决策、快响应）等。

企业可持续竞争优势，应基于企业的战略或方针，结合企业自身特性和实际，应主次分明，不能眉毛胡子一把抓。制造企业并不需要成为“全能”冠军，只要在某几个方面做得很出色，就能建立差异化竞争优势。

2.2 智能制造核心技术能力

智能制造核心技术能力是企业在智能制造时代获得持续竞争优势之源，企业智能制造核心技术能力应具有独特性、综合性、价值性、可扩展性，具体阐述如下：

独特性，一是具有鲜明的企业特性，体现企业的核心价值观，是独特性的内核，难以模仿；二是跟其他企业相比，拥有的核心技术能力具备优越性，所包括的知识体系是独特性的载体和外显，形成壁垒。

综合性，一是包含的知识元素具有多样性，二是涉及到企业内多个部门的知识流整合，三是能力的应用是多方面的。

价值性，满足客户需求、为用户创造价值，制造生命周期和产品生命周期都能够围绕客户的个性化需求展开。

可扩展性包括灵活性和动态性两个方面。灵活性是能力可以应用于多个产品和服务，能够支撑企业当前和未来的多个业务发展，让企业能够为新客户群体或已有客户群体的新需求服务；动态性是能力可以随着时间发展变化，满足不断变化的用户需求，并且与环境变化相匹配。

目前，智能制造领域主要有十大关键技术：智能产品、智能服务、智能装备、智能产线、智能技术、智能工厂、智能研发、智能管理、智能物流与供应链、智能决策。

企业智能制造核心技术能力形成具有累积性和路径依赖特性，是企业通过长期努力积累的技术能力与信息技术融合的结果。制造企业应重点发展适合自身的智能制造核心技术能力。

2.3 推进体系

制造企业推进实施智能制造应结合企业自身特性，使用适宜的方式方法，让智能制造核心技术能力转化为企业可持续竞争优势，提炼形成一套可行的智能化转型推进体系。

推进体系可解读为寻求-() >0最优解，即为了企业获取可持续竞争优势，需要重点发展智能核心技术能力，求解最优方案（实现路径），制订智能制造推进路线图，做好投入产出分析，否则可能大伤“元气”。

制造企业应当根据自身的产品特点和生产模式，在实践中提炼形成的一套方式方法论，形成一套知识库，并随企业的变化而变化，兼备成长性和适应性。

3 智能化转型实践应用

3.1 基本理论应用方法

制造企业在智能化转型中，常按以下步骤实施：

第一步，识别企业可持续核心竞争力；

第二步，诊断确定核心技术能力；

第三步，建立与之间的联系，制定有效的路径；

第四步，实践验证，通过PDCA循环持续优化，总结提炼并形成推进体系；

第五步，评估与推广应用。

3.2 企业实践案例

我国各行业、各地区制造企业发展智能制造的实际条件“千差万别”，诸多企业实施智能制造的路径还需探索和实践。

某大型电力装备企业变压器公司2019年开始部署智能制造。围绕一二次智能化创新驱动战略方向，加快智能产品研发，推进核心工序自动化，建设信息化平台，多维度提升企业的可持续竞争优势。其智能化转型过程：通过智能制造能力成熟度评估，识差距、定目标、确定智能制造的核心技术能力，建立智能制造战略目标和实施规划的框架。

加快智能产品研发。智能变压器产品结合目前流行的互联网技术，从而实现一次产品状态的可视、移动运维和安全管理等。以传统优势产品干式变压器为基础，通过加入二次设备，从而实现干式变压器实时状态检测。在产品推广的过程中，用户对智能变压器也表现出了很浓厚的兴趣，可以说是重新改变了用户对干式变压器的传统认知，许多大型工厂及独角兽企业都有试用该产品的意向。目前正准备筹建智能干式变压器数字管理平台，实现“云、边、端”数据的互联互通，实现主动远程运维、全生命周期资产管理等高级功能，提高智能变压器产品的用户体验度，提升产品市场竞争力。

关键核心工序自动化。快速提升和改进现有生产、工装设备的功能效率，降低劳动强度。2019年因公司业务调整，油浸式变压器车间5台已运行5年的卧式绕线机处于闲置状态，经重新设计触摸屏界面、自主研发改进PLC控制程序等，实现了自主设参、自动计数、自动预警、自动计时、实时监控和无极变速等功能。围绕核心工序核心设备，优化了高压绕线放线架、浇注设备、固化炉、横剪线、纵剪线等核心工序设备，整体生产效率提升 20%，并总结提炼形成了小微改造推进体系。

为进一步推动关键工序生产设备自动化升级改造，提升工序成套设备运转效率，2021年启动智能制造示范项目，有规划地、逐步地开展整体产线级的智能制造改造升级，加快提升制造过程整体自动化水平。

2021年开展生产信息化建设，结合实际需求，分期推进 MES，以实现生产全过程的透明协同管理，智能化互联互通，有效降低生产成本，提高生产效率，最主要是提高产品的性能水平的稳定性，提升产品可持续竞争优势。

实施智能化转型以来，2020年相比2019年各方面成效显著。在产能提升方面，干式变压器日产能由10台/天提升至14台、消弧接地变日产能由4台/天提升到6台/天、电抗器日产能由0.78台/天提升到1.62台/天，产能提升40%以上；在制造质量方面，制造阶段问题数同比下降72.22%；在生产降本方面，2020年生产降本1 126.7万元，同比提升143.82%，生产工时同比下降10.57%；在企业经营方面，2020年收入6.58亿元，同比提升43.35%，利润2020年4 411万元，同比增加3 150万元，提升249.81个百分点。

目前，该公司的变压器、消弧成套、电抗器等核心产品处于行业第一梯队，智能变压器市场占比达5%，综合创新能力不断提升，企业可持续竞争优势逐渐增强。根据可持续竞争优势基本理论，保守可按利润增加值3 150万元计算。期间智能化转型投入约500万元（含硬件设备、软件系统、人工成本等），即()按500万元。可以得出-() = 3 150-500>>0，说明该公司智能化转型是成功有效的。

3.3 注意事项

在具体实践过程中，仍需要克服阻力，创造条件。例如，已经建立了信息化系统，还要确保数据的准确性和及时性，在智能制造项目具体实施过程中需要克服推进阻力，创造驱动型的条件，让智能制造项目按原定的轨迹进行下去，并取得实效。这也是智能制造实施团队的主要价值所在。

4 结论与展望

本文提出了智能制造核心技术能力是制造企业在智能制造时代获得持续竞争优势之源，研究了可持续竞争优势基本理论，为制造企业智能化转型升级提供了理论依据。通过实践应用案例，验证了基于获取可持续竞争优势的制造企业智能化转型升级的可行性，详细阐述了一些有效路径，为制造企业进行智能化转型提供了参考。

制造企业的智能化转型需要结合企业自身难点、发展要求与行业特点、竞争态势等多方面因素，立足于企业经营本质，基于获取可持续竞争优势，找到最适合企业智能化转型道路。世界上没有两条智能化转型道路是相同的，也没有两条智能化转型道路是完全不同的。相信不久的将来，会有越来越多的制造企业智能化转型成功，持续提升企业的可持续竞争优势。