曹亞琪，胡長明，馮展鷹

（南京電子技術研究所，江蘇 南京 210039）

1 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)構建協(xié)同創(chuàng)新機制的主戰(zhàn)場。隨著“制造強國戰(zhàn)略”“創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略”等新時代國家戰(zhàn)略深入推進，“中國制造2025”“新基建”等新時代持續(xù)政策發(fā)布與實施，都強調了要重點構建以企業(yè)為主的協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)鏈。因此，構建以協(xié)同創(chuàng)新為導向的智能制造生態(tài)鏈是貫徹落實新時期國家戰(zhàn)略需求的創(chuàng)新實踐，亦為我國制造業(yè)科技協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展提供新范式。

2 面臨的挑戰(zhàn)

國家重點型號裝備技術結構日益向多樣化、集成化、綜合化方向發(fā)展，一個復雜的裝備往往是多種知識與技術的綜合物化表現，針對其進行的技術創(chuàng)新活動更是一個龐大而復雜的系統(tǒng)工程。因此，針對以國家重點型號裝備為代表的復雜裝備的創(chuàng)新發(fā)展不僅僅是技術創(chuàng)新的單方面問題，更是一個超復雜的組織、管理和協(xié)同問題。當前裝備制造業(yè)缺少協(xié)同創(chuàng)新的頂層規(guī)劃，難以建立一個與復雜裝備系統(tǒng)相適應的協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境，裝備研制的協(xié)同創(chuàng)新難以落地。

當前，經濟領域的競爭不再是單個產品之間的競爭，而是生態(tài)鏈與生態(tài)鏈之間的競爭。復雜裝備制造業(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、創(chuàng)新成本居高不下、產品研制效率低、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)鏈運行機制，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。

3 建設思路

圍繞復雜裝備的設計、生產、試驗、保障等全生命周期活動，形成了以大型企業(yè)為主體、以協(xié)同創(chuàng)新為導向的智能制造生態(tài)鏈構建需求。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，全面構建“1-1-3-2”的智能制造生態(tài)鏈體系架構，以1個頂層戰(zhàn)略規(guī)劃為指引，1個協(xié)同創(chuàng)新平臺為支撐，推進“數字化價值鏈、標準體系、產業(yè)推廣”3大舉措，建立“協(xié)同機制、創(chuàng)新文化”2大制度，進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)新為導向的智能制造生態(tài)鏈運行機制如圖1所示。

圖1 以協(xié)同創(chuàng)新為導向的智能制造生態(tài)鏈運行機制

4 典型案例

南京電子技術研究所是以復雜電子裝備整機研制為主的大型企業(yè)，基于自身行業(yè)領先的數字化轉型經驗和智能制造深度運用實踐，開展了以協(xié)同創(chuàng)新為導向的智能制造生態(tài)鏈探索與實踐。

4.1 系統(tǒng)設計智能制造生態(tài)鏈頂層規(guī)劃，明確行業(yè)戰(zhàn)略目標

在以南京電子技術研究所為主體的生態(tài)鏈戰(zhàn)略規(guī)劃委員會的統(tǒng)一領導下，進行智能制造發(fā)展戰(zhàn)略頂層設計和規(guī)劃，制定了國內領先、世界一流的智能制造實踐者和整體解決方案供應商的戰(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)同設計、協(xié)同仿真、協(xié)同制造、協(xié)同供應鏈等智能制造協(xié)同創(chuàng)新活動的協(xié)同制造服務平臺，該平臺致力于為生態(tài)鏈企業(yè)提供協(xié)同創(chuàng)新服務。

為加強對智能制造產業(yè)領域重大問題研究，準確把握國際、國內發(fā)展趨勢，提高產業(yè)發(fā)展決策的科學性，成立智能制造產業(yè)發(fā)展專家組，匯聚高等院校、科研院所、龍頭企業(yè)等數十家單位。切實發(fā)揮和匯集專家智慧與資源，建設交流、議事、辦事的專業(yè)平臺，為智能制造整體解決方案和產業(yè)高質量發(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。

圖2 裝備制造業(yè)智能制造SIC戰(zhàn)略

4.2 構建“三位一體”的協(xié)同創(chuàng)新平臺，實現生態(tài)鏈資源整合

在充分發(fā)揮生態(tài)鏈各主體內部創(chuàng)新作用的基礎上，以南京電子技術研究所為主導，依據創(chuàng)新主體的不同智能制造特點和協(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，構建云制造服務平臺、軍工聯盟、政產學研用“三位一體”的協(xié)同創(chuàng)新平臺，實現生態(tài)鏈智能制造集群化發(fā)展。

（1）構建云制造協(xié)同創(chuàng)新服務平臺，促進生態(tài)鏈企業(yè)協(xié)同發(fā)展

以工業(yè)互聯網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”雙輪為驅動，構建了大型電子信息企業(yè)為主導的、面向廣大中小企業(yè)的工業(yè)互聯網云制造服務平臺。該平臺集聚生態(tài)鏈制造資源，提供協(xié)同設計、協(xié)同制造、協(xié)同采購、雙創(chuàng)等協(xié)同創(chuàng)新服務。通過產品設計、工藝、質量、物流、成本的一體化管控，有效推動生態(tài)鏈企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

（2）成立軍工智能制造聯盟，突破關鍵共性技術

成立跨多個行業(yè)的智慧軍工聯盟智能制造專業(yè)委員會，旨在以軍工科研院所為主體，產業(yè)鏈、供應鏈為紐帶，運用市場機制集聚創(chuàng)新資源，組織聯盟會員資源共享、創(chuàng)新協(xié)同，研究軍工智能制造關鍵共性技術問題，形成軍工智能制造產業(yè)核心能力，共同探索和實踐軍工智能制造產業(yè)的發(fā)展路徑和商業(yè)模式。

（3）實施“政產學研用”協(xié)同創(chuàng)新，推動生態(tài)鏈轉型升級

“政產學研用”協(xié)同創(chuàng)新涵蓋了從知識生產到知識消費全過程的創(chuàng)新力量，各種創(chuàng)新主體協(xié)同開展產業(yè)技術創(chuàng)新和科技成果轉化活動，成為當今科技創(chuàng)新的新范式。面向復雜裝備制造業(yè)協(xié)同創(chuàng)新需求，以南京電子技術研究所為主導，與地方政府、高等院校和軍民企業(yè)一起努力實踐“政產學研用”協(xié)同創(chuàng)新。

4.3 制定軍民領域標準，掌握行業(yè)話語權

協(xié)同創(chuàng)新，標準先行。通過構建軍工和民用標準，挖掘協(xié)同創(chuàng)新深度，掌握行業(yè)話語權。

以南京電子技術研究所為主導，聯合其他軍工單位，共同開展軍工智能制造標準體系研究，解決軍工行業(yè)智能制造因缺乏標準體系而造成概念不清、建設方向不明、標準不統(tǒng)一等問題，為軍工行業(yè)智能制造轉型升級提供引領和規(guī)范指導。

南京電子技術研究所牽頭聯合生態(tài)鏈內多家軍民企業(yè)，開展民用復雜裝備數字化產品設計和工藝仿真信息集成標準研究，解決各專業(yè)學科之間信息交互困難、系統(tǒng)應用集成性差、各類設計/仿真軟件分散、軟件效能不能充分發(fā)揮等問題，達到了提高行業(yè)協(xié)同研發(fā)效率、降低行業(yè)研發(fā)成本的目的。

4.4 構建裝備全生命周期數字化價值鏈，驅動生態(tài)鏈企業(yè)智慧化轉型

以數字化打通產品全生命周期智能制造協(xié)同創(chuàng)新鏈路，推動裝備制造業(yè)智能制造生態(tài)鏈智慧化轉型。

（1）數字化研發(fā)，實現實物驗證向全生命周期數字樣機轉變

針對復雜裝備構型變化大、交付周期短、多品種小批量、多學科交叉耦合等特點，組建了數字化樣機研發(fā)團隊，構建了基于統(tǒng)一模型的結構工藝數字樣機，以全三維協(xié)同設計、全三維工藝、協(xié)同仿真和虛擬驗證為主的創(chuàng)新性研發(fā)模式為復雜裝備研制模式創(chuàng)新提供了范例，具有行業(yè)通用性。

（2）數字化制造，實現傳統(tǒng)工廠向智能工廠轉變

為完善核心生產能力體系，形成適應未來高技術裝備研制所需的新型產品生產模式，集中各專業(yè)骨干力量，組建了數字化車間建設團隊。基于多品種、小批量、變節(jié)拍的柔性生產需求，建設基于大數據的制造運營管理系統(tǒng)、數據采集及控制系統(tǒng)，提升生產物流智能化水平和工藝裝備專業(yè)化水準，形成批產產品脈動生產線和研制產品智能單元為主體的數字化車間，實現產線柔性化、生產彈性化、管理精益化、決策智能化，形成人流、物流、信息流“三流合一”的生產模式。

（3）數字化供應鏈，實現單點供應向網絡化供應鏈 轉變

針對裝備制造企業(yè)供應鏈單點管理、資源共享不充分、內產融結合程度不深等問題，建立網絡化的數字化供應鏈生態(tài)。以供應鏈管理體系、生態(tài)鏈行為準則為制度與標準化支撐，組建復雜裝備供應鏈企業(yè)聯盟，建立統(tǒng)一的信息化平臺實時收集生態(tài)鏈成員的資源共享及資源需求，實現供應鏈企業(yè)“工藝、質量、物流、成本”一體化管控，有效推動生態(tài)鏈企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

4.5 推進智能制造產業(yè)化發(fā)展，打造行業(yè)品牌效應

在智能制造SIC戰(zhàn)略的引領下，依托“三位一體”協(xié)同創(chuàng)新平臺，生態(tài)鏈企業(yè)聯合推出智能車間、智慧院所、云制造服務三大系列整體解決方案。在智能車間解決方案方面，南京電子技術研究所聯合了電科2所、北自所、同濟大學等單位，在智慧企業(yè)整體解決方案聯合了達索、MSC、Cortona3D等單位，在云制造服務解決方案方面聯合了電科華云、太極、清華大學等單位。通過與各領域的佼佼者強強聯合，智能制造整體解決方案在國內已形成較強的競爭力。南京電子技術研究所攜手生態(tài)鏈能夠為離散型制造企業(yè)提供咨詢與診斷、規(guī)劃與設計、開發(fā)與集成、改造與建設、培訓與運維等智能制造轉型升級和智能工廠建設的一站式服務。

另外，南京電子技術研究所重視智能制造整體解決方案品牌推廣，多次聯合生態(tài)鏈亮相重大行業(yè)展會。從2017年開始，南京電子技術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、世界智能制造大會以及中國電子信息博覽會，均取得重要影響力。

4.6 建立智能制造協(xié)同創(chuàng)新機制，實現生態(tài)鏈合作共贏

（1）構建利益共享機制，實現協(xié)同創(chuàng)新利益共享

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

（2）構建雙向協(xié)同機制，強化協(xié)同創(chuàng)新力度

通過構建雙向協(xié)同機制，強化協(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。通過技術交流社區(qū)、月度網絡例會、年會等形式，建立各方日常信息交流和溝通平臺，形成信任機制，降低參與協(xié)同創(chuàng)新主體間的機會主義行為，提高合作質量。

（3）構建項目管理機制，保障創(chuàng)新平穩(wěn)進行

以項目為紐帶，實行一個項目、一名負責人牽頭、一個團隊負責、一套實施方案管理的“四個一”工作機制。牽頭制定了項目申報管理辦法、成果轉化管理辦法、重點資金項目管理辦法，建立基于管理的項目追蹤問效機制，加強項目的督促檢查、協(xié)同服務、考核驗收工作。

（4）構建監(jiān)督評估機制，保障協(xié)同創(chuàng)新質量

利用信息化手段協(xié)同創(chuàng)新全流程中產生的數據，建立評估模型，聚焦、細化、深化QCDS（質量、成本、交貨、服務）主要績效指標，加強其TAP（技術、資產/資質、流程/人力資源）的綜合考量，統(tǒng)一評價內容與標準，明確展現協(xié)同創(chuàng)新主體存在問題及改進方向，并將評估結果有效用于協(xié)同創(chuàng)新主體績效提升。

（5）構建人才培養(yǎng)機制，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、高技能的人才隊伍。通過與東南大學、中國科技大學、南京大學、浙江大學等國內一流高校簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，訂單式培養(yǎng)高素質、復合型智能制造人才。

（6）構建風險分擔機制，提高協(xié)同創(chuàng)新風險抵抗 能力

針對不同的風險，制定了不同的風險分擔機制。對于技術風險，針對技術創(chuàng)新構建風險防范機制，同時強化各創(chuàng)新主體的風險共擔意識；對于市場風險，提前做好市場調研和市場預測，及時做好“政產學研用”之間的信息溝通；對于品牌風險，通過經濟手段來實現風險共擔，配以法律的手段加以保護。

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

以南京電子技術研究所為主導，積極組織生態(tài)鏈企業(yè)技術人員參加央企科技創(chuàng)新創(chuàng)意大賽，培育團隊創(chuàng)新文化；組織策劃面向一線操作工人的技術應用大賽，培育團隊工匠文化；定期召開各類學術交流活動，培育團隊的科學文化。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 實施成效

以協(xié)同創(chuàng)新為導向的智能制造生態(tài)鏈實施后，重點裝備交付周期縮短50%，質量問題下降70%，研制成本降低32%，復雜裝備的研制效能得到大幅提升；項目實施以來，云制造服務平臺年交易額突破35億元，生態(tài)鏈企業(yè)聯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)中得到了廣泛的應用，有力助推了制造業(yè)的轉型升級和國民經濟的高質量發(fā)展。

5 結束語

在制造企業(yè)智能化改造、數字化轉型的熱潮下，大型復雜裝備企業(yè)智能制造推進不宜盲目跟風，追求大而全。實施智能制造應圍繞企業(yè)的中長期發(fā)展戰(zhàn)略，在標準體系保障和基礎平臺支撐下，根據自身研發(fā)、制造、保障、管理等各業(yè)務流程，合理進行以協(xié)同創(chuàng)新為導向的智能制造現狀評估、需求分析、整體規(guī)劃與建設實施。隨著新一代信息技術與先進制造技術進一步融合應用，新的智能制造生態(tài)鏈模式還將不斷涌現，南京電子技術研究所針對離散型裝備制造企業(yè)進行的智能制造生態(tài)鏈建設與運行，為行業(yè)提供了一個可供示范的解決方案。