随着互联网、人工智能的发展,制造业逐渐从传统制造模式向智能制造转变。20世纪90年代发达国家共同参与的“智能制造系统IMS”项目使智能制造概念被广泛接受,美国的“再工业化”、德国的“工业4.0”、日本的“工业价值链计划IV”都将智能制造作为主要发展方向。2010年我国制造业以19.8%的全球占比首次超过美国,制造业规模优势对于国民经济具有持续推动作用,但随着工业化后期投资带动的产业增长能力减弱、人口红利消退、资源与环境约束加剧,导致制造业盈利能力下降。此外,金融危机以来发达国家贸易保护主义倾向抬头,知识产权争议成为贸易摩擦的主要原因,我国制造业低端产品出口减少。智能制造可改变制造业资源利用模式,有助于推动我国制造业在全球价值链中分工地位提升,增加产品国外市场占有率、优化制造业内部产业结构,实现制造业从规模优势向技术、管理优势转变。
智能技术的应用使企业制造资源由实体设备扩展到数字资源。CPS构架的设计与实现将制造数字化过程与企业的战略决策制定联系在一起,形成制造数字资源采集到智能分析过程,实现企业绩效增值[1]。“互联网+”环境下企业通过云平台等技术,将不同企业的制造优势集成,有利于提高企业智能化水平,进而形成新的制造模式[2]。智能装置在企业中使用比例提高,导致企业对劳动力中低教育程度人群的需求减少,引发了社会劳动力结构变化[3]。智能产品尤其是智能机器人的应用范围日趋扩大,重构的“人机关系”带来了社会发展机遇与挑战[4]。
服务化使得制造业技术创新获利模式产生变化,主要体现在企业资源配置、知识与技术获取、研发成本控制等方面,其效率对制造业全球价值链的提升具有“门槛效应”[5]。制造业服务化国家属性区别对于全球价值链提升产生了迥然不同的效果,只有依靠来自于国内服务投入带来的资源配置优化才具有提高全球价值链的作用[6]。服务化带来的利润来源转变有助于制造业产业链的进一步扩展与延伸,使得服务对制造业绩效影响日益显著[7-8]。
Eisenhardt[9]提出双元管理通过创新的方式可同时拥有两种极端状态。成功的智能制造企业是否遵循双元发展规律?为了对技术、服务双元视角下智能制造企业发展路径进行研究,本文选择华为、海尔和吉利为研究对象,明确技术与服务双元发展对于企业智能制造的协同推动作用,结合企业智能制造不同发展阶段,基于制造资源集成、制造过程变革、服务范围拓展、服务理念更新等方面的变化,诠释企业提升智能制造水平时的主要运行机制,对技术、服务驱动下产生的企业智能化绩效进行区分,为推动新兴产业发展、促进新一代信息技术在企业中的应用提供指导。
智能技术应用是推动智能制造发展的基础,是众多学者始终关注的焦点。智能技术具有集成性、模块化特征,如针对航天复杂产品设计与加工过程分散、产品质量要求严格的情况,可通过PDM、ERP将技术准备、计划制定与动态调整、质量管理、产品结构树管理集成为具有柔性反应能力的综合信息平台[10]。随着智能制造硬件设施的提升,形成了以IPv6为基础的智能制造通信设备、物联网传感器与设备、DCS、PLC、SCADA等智能制造控制系统[11]。在智能制造技术框架建立方面,通过CPS可形成虚拟的协同服务,组织的临时性与松散性需要组织成员通过认证和授权过程保障信息安全,基于OAuth 2.0等协议的安全解决方案,有助于用户信息等隐私在同域、跨域及公共服务中得到保护[12]。通过对制造业生产进程进行分析,发现只有影响生产周期的所有元件都处于互联状态时才能满足这些要求。因此,传感设备和智能控制元件都对构建智能制造系统有着至关重要的作用[13]。
智能制造技术发展促进了组织变革,使管理职能呈现重构趋势。将流程、技术、组织作为智能化发展的直接驱动力,政府、行业竞争者与生产性服务业作为间接驱动力,经过接受、辨识、采纳、融合与适应,可形成有利于智能化的知识库,促进生产流程智能化到商业模式智能化的渐进智能化过程[14]。先进制造技术能够显著提高所有组件的生产能力,并改变生产活动边界,其创建了一个集成开发环境,降低了分散研发风险[15]。机器学习、自然语言处理、数据特征选择的融合,促使主观战略决策与人工智能相结合[16]。服务化对制造价值链进行拓展,保证加工过程与顾客需求同步并降低成本。定制高质量、交货时间短的产品,迫使企业灵活高效地调整生产流程,资源虚拟化和服务化可加速制造业数字化转型,提高制造流程、产品系统、物流可持续性和可维护性[17]。数字制造支持在虚拟环境中基于模型和仿真的决策有助于产品设计与分析,解决制造商与供应商间数字制造应用存在的问题,促进制造系统实现持续、高效优化[18]。
国家创新政策的实施促进了制造业转型与升级,在资金、资源、技术方面形成协同创新生态系统,为智能制造发展提供支撑,使其形成了“横向扩张—纵向渗透—跃迁式升级”的政策路径[19]。
双元理论的产生得益于管理组织结构构建的早期研究,即不同组织结构具有各自优势。March[20]较早提出组织可兼具探索与利用不同特性,两者都是组织不可缺少的但存在竞争。不同学者的研究进一步形成了结构双元、情景双元和领导双元理论[21-23]。对于双元问题的解决,结构双元强调依靠不同组织单元的资源,而情景双元侧重在同一组织单元内合理整合资源,领导双元倾向于通过发挥管理者作用实现双元目标。双元理论适用于解决冲突性战略目标确定、组织兼容方面的问题,当组织环境与内部关系变得日益复杂时,双元理论开始受到关注。近期学者们将双元理论应用到不同领域,认为利用性与探索性双元创新的平衡有助于企业在专利、新产品及创新资源获取方面绩效的提高[24];领导风格对企业中员工参与管理的方式有影响,双元领导有利于员工建言[25];在组织成员、市场需求、技术变化产生的破坏事件下,双元学习能力可提高组织适应性[26]。
关于促进智能制造发展的因素,现有文献已有较为广泛的研究,主要涉及两个不同的出发点:一是侧重制造技术的作用,认为智能制造技术使得生产低成本、加工周期短、高质量的产品成为可能,其结果表现为技术应用提高企业绩效;二是侧重于服务价值提升,认为智能技术应用使企业由被动适应市场转变为主动整合制造资源服务于顾客,使服务贯穿于制造全过程成为可能;制造技术与服务能力是企业提高智能制造绩效的两个重要方面,每一方面的成功都能形成其它企业无法复制的核心能力,但在企业运营过程中两者存在什么关系?现有研究对于技术、服务如何影响制造业绩效进行了多方面探索,但对作为新兴产业的智能制造,其不同阶段技术与服务的发展目标、技术与服务引发了哪些组织职能变化、技术与服务有助于企业获得哪些绩效鲜有涉及,依据本土企业经验对以上问题进行研究有利于丰富制造业产业升级理论。
在创新过程中“双元”体现了矛盾共存发展趋势,依据这个思路,力图在智能制造企业实践中,构建制造技术和服务能力相互依存与影响的双元模型,模型研究的核心内容为:智能制造企业为了获得技术与市场优势,应从制造技术与服务能力两个方面进行资源配置,促进企业运行机制发生改变,两者并行发展的过程也是企业取得技术和服务绩效的过程。通过我国智能制造企业微观案例的扎根理论分析,本研究旨在发现智能制造在双元架构下的发展路径。
智能制造使生产效率产生了跨越性突破,但是,制造过程改造资金投入大、制造环境的大数据集成效率低、难以融入已有管理过程等现象仍然广泛存在,使智能制造的实施有较高风险。亟待解决智能制造“怎么样”发展的问题,适合采用扎根理论进行案例分析。如杨兴锐、王宗军[27]在沈阳机床厂的单案例分析中指出,实施计时收费U2U模式、i平台、SE0L平台有助于用户参与到制造过程管理中,降低顾客交易成本,将设计、生产与销售连接为一体。对于拥有从原材料加工到精密电子元器件生产等众多行业的智能制造,单案例分析体现了行业中企业单一管理方法的内在原理。多案例研究可提升信度和效度[28],具体反映企业智能制造变化过程的共性特征,根据多案例进行分析,可减少局限性,使理论模型更具普适性。
华为、海尔和吉利3家企业都成立于20世纪80年代,总结这些企业探索出来的具有本土特征的智能制造经验,对中国制造业企业实现“中国制造2025”目标具有借鉴和指导作用。为使案例选择企业体现我国智能制造技术水平、发展历程,保证案例适配性和可拓展性,从以下几个方面进行说明:
(1)智能制造技术创新。华为5G基站具有技术和价格优势,已将产品应用于英国EE公司的5G运营中,折屏手机 Mate X、长焦距P30系列给予用户与众不同的移动终端体验;海尔从2012年开始规划的COSMOPlat已成为被IEEE通过的标准智能制造平台,智慧家庭“5+7+N”销量已超过1 000万套,通过智能制造改变用户日常生活;吉利在智能汽车领域,2018年搭载GKUI系统的“吉利博越”上市,使汽车从运输工具向智能空间转变,2019年5月“爬行者智能系统”发布,使借助于V2X技术的自动泊车成为现实。
(2)智能制造管理。3家企业早期产品分别为交换机、冰箱和摩托车,在我国改革开放和市场经济环境下,其信息化管理手段的应用促进了企业管理模式变革,以ERP技术应用为例,华为在1996年开始使用甲骨文公司的ERP系统,1998年海尔和联想成为SAP公司在ERP领域的成功范例,2002年李书福为了减少轮胎库存也成为SAP公司客户,并通过与IBM的合作在宁波公司成功上线ERP。ERP应用使3家企业初步形成了从供应商到客户的资源共享。
(3)智能制造产品市场影响。截至2019年5月华为5G设备的市场份额紧随三星之后,手机已超过苹果达到15.7%;自2009年海尔以全球市场占有率5.1%成为白色家电的世界第一之后,始终保持着家电行业的全球影响力;2018年吉利以150万辆的销量成为我国乘用车第一品牌。2018年这3家企业都进入世界500强,其产品在各自市场具有较大影响力。
扎根理论的优势在于在形成理论时对符合相关性的编码保持开放性[29]。为保证案例研究的信度与效度,本研究选取多个案例并从多途径收集数据,具体分为3个阶段:第一阶段,通过实地考察获得一手资料,参观企业生产流程并向操作、管理人员了解智能制造关键环节;第二阶段,对不同部门的管理者进行访谈,及时记录访谈内容,重点了解企业智能制造方面的动态和发展历程;第三阶段,通过查阅文献和亲身体验获得相关信息,如通过中国知网、企业官网、搜索引擎和报刊等获得相关文献和报道,购买其产品并在论坛和会员社区平台交流,综合了解产品信息和服务。
扎根理论对资料进行分析的过程称为编码过程,通过编码从实际资料中发展新的理论,编码时应不被先前的观念所影响[30],采用Strauss & Corbin[31]提出的程序化编码方式。
(1)开放式编码。编码使得访问谈话和新闻报道从简单描述形成了定量化的数据分析过程[32]。为实现目标研究者可从开放式编码开始,以各种可能的方式编码所有数据[33]。经过定义现象贴标签、概念化和范畴化过程,不断归纳总结,将相似含义和类别的概念归类提炼共得到70个范畴,表1-表3给出了每个范畴的部分证据援引。
(2)主轴编码。主轴编码是对数据段的连续比较,旨在寻找相似的思想或主题,直到实现较小的类别,探索类别之间的因果关系[34]。具体做法是借助Strauss提出的“因果条件—现象—脉络—中介条件—行动/互动策略—结果”典范模型,找出范畴之间的联系。以“技术需求”这一主范畴应用典范模型为例,因果条件是产品适用性、市场环境;现象是形成定型产品;脉络是战略制定、已有可模仿的成熟技术;中介条件是行动迅速、质量意识;行动/互动策略是机会感知、团队建立、工艺模仿;结果是技能突破。通过对收集的资料进行进一步整理并通过典范模型的多次应用,最终归纳整合获得8个主范畴。
(3)选择性编码。Glaser[35]提出扎根理论首先是收集数据,接着是生成范畴,然后可通过不断解决主要问题来发现一个可以解释其它范畴的核心范畴,使来自于实际的看法进一步提升,从而形成正式理论。结合收集的原始资料记录,对已提出范畴的内在联系进行分析,技术与服务需求促使企业运行机制发生的变化可归类为“驱动因素”,制造资源集成、制造过程变革改变了智能制造资源获取与加工过程的特征,同时,服务范围拓展与服务理念更新使企业进一步开发潜在用户,这两个方面可归类为“运行机制转变”,技术、服务双元发展获得的绩效可归类为“智能制造绩效”。故事线可将范畴之间的关系归纳提炼出来,能扼要说明全部现象,起步阶段的故事线可以描述为:企业面对具有较好发展前景但竞争对手较多的市场,根据已有产品工艺进行生产,可缩短制造技术能力形成优势的时间,使产品适用于细分市场;提供产品质量跟踪、附加服务和良好的服务态度,有助于企业拓展市场份额、形成品牌效应。技术引进降低了工艺探索风险,低成本的供应商和组装生产使得成本控制与质量控制兼得,产品零件逐步自主生产促进企业具有模仿创新特点的新产品快速定型,设计与生产标准化带来的规模化生产可形成企业成本优势。企业将产品咨询、配送与安装纳入服务范围,改变了用户与企业的联系途径,使得用户获得附加效益,有助于用户从众多竞争对手中识别出企业产品,通过服务可为企业树立方便快捷、为用户着想的口碑,技术和服务二者协同推动智能制造绩效形成。基于以上故事线,可确定能够分析其它所有范畴的核心范畴为“双元驱动智能制造发展路径”。
定性研究中的“效度”用来评价研究者对研究结果的表述[36]。在研究开始前,需要对案例企业的选择进行深入了解并设计周密的研究方案。在资料收集整理方面,采用三角测量法[37]。在海尔、华为和吉利的多案例分析中,选择多方面、多平台搜集资料,建立案例资料库,确保不同途径收集的资料相互印证。编码阶段,充分引用原始资料,在人工编码时通过小组多位人员共同编码、逐层编码、反复对比与修改,减少个人偏见,提炼最终编码结果,综合保证了研究信度与效度。
3.1.1 智能制造起步阶段
在智能制造起步阶段,3家企业都面临基础较薄弱、技术能力与领先企业存在巨大差距的问题。国内家电市场刚刚起步,很多中小型企业开始进入行业,如先科、美菱等。海尔在众多品牌中并不突出,为树立品牌效应占领市场,侧重于对质量的严格把控,一方面通过引进德国利勃海尔技术和DIN标准实现四星级生产,另一方面成立技术团队,研发出首台“双开门冰箱”,实现技术突破。海尔不断完善市场反馈渠道,并采取“无搬动”星级服务,运行OEC管理模式和市场链机制,提高了研发速度和服务程度。实行“激活休克鱼”战略,兼并了18家大中型企业,成功实现低成本扩张。
华为和吉利依靠模仿式创新实现批量生产,其中,华为以代理交换机进入市场,通过购买机器进行拆解,使零部件设备国产化,研制成功C&C08设备。华为在1998年与IBM合作引进了IPD和ISC管理模式,并使之平台化,与多家高校合作开发工艺技术,组建相对完整的研发团队。在产品整个生命周期内为顾客提供支持服务,弥补了技术能力不足的缺陷。
吉利在准备进入汽车行业之前主要产品为摩托车,没有获得轿车生产资格,从收购一家小型国有汽车厂开始逐步进入汽车行业,成为中国首家生产轿车的民营企业。
3.1.2 网络化智能制造阶段
2001年中国加入WTO,向全球开放的趋势越加明显,国内市场与国外市场对接,3家企业与国外公司的合作向更深程度发展。海尔在软件和硬件方面与多家公司和学校协同创新,通过技术整合完成高水平产品设计生产,充分优化企业功能,共同开发双动力洗衣机、物联网冰箱等领先产品,海尔还以“1+1+N制度”为优化运行机制进行流程再造,组织结构由“金字塔”转向扁平化,并开始推行战略业务单元机制,增强了在不断变化市场中的适应能力。移动通信行业的快速发展,对网络性能要求随之提高。华为始终坚持将每年收入的10%投入研发,在美国建立4个研发中心,并采用合资、并购等方式,先后与3Com、西门子成立合资公司,专注于技术研发,力图突破技术创新瓶颈,与国际市场上的领先企业竞争。2003年华为率先提出分布式基站,开辟了进入欧美市场的道路。
吉利2002年开始实现核心部件自主研发,同时,为了完善工艺细节,与国外多家公司合作形成国际化网络联结,比如,与韩国大宇公司、意大利著名汽车项目集团合作,在汽车核心部件研发与汽车外观设计方面进行学习,联合开发CK-1与CI-1轿车项目。建立吉利大学、吉利研究院,并与清华大学、同济大学等高校合作,为吉利培养内部人才,整合多方资源协同创新,2005年以拥有自主知识产权的“自由舰”生产为标志,摆脱了模仿生产的“口碑”,规范了整车生产流程。
表1 智能制造起步阶段编码及举证
典型证据援引范畴化主范畴类别重视用户对冰箱质量问题的反馈,在400多台冰箱中将76台存在质量缺陷的冰箱砸毁,唤醒了员工的质量意识;针对生产核心部件的技术能力不足,成立基础研究部,研发生产通信设备所需集成电路等部件;买回奔驰E200汽车,将其拆解进行学习和研究产品适用性、技能突破、仿造生产技术需求海尔提出“售后服务五个一”工程,推出星级式服务;生产研发技术只能实现产品本身的功能性需求,以“周到服务争取市场”,基本实施无偿服务;微笑服务质量跟踪、低价服务、服务态度服务需求驱动因素引进国外先进技术设备,引进德国利勃海尔的技术和设备,拥有第一条四星级生产线;与国内外企业合作,与IBM合作,由IBM 向华为提供部分设备和芯片;整合早期积累的供应链资源,生产摩托车时的供应商根据吉利的需求为其提供稳定并低于市场价格的零部件技术引进、组装生产、低成本供应商制造资源集成将研究重点集中于生产工艺创新,引进德国DIN标准及ISO国际标准,建立完整的标准体系;解构进口交换机,部分元器件替换为国内生产的元器件,进行国产化;对夏利车型改制并模仿研究,购买关键核心组件标准化、零件替代、产品定型制造过程变革运行机制转变了解关于产品的先进标准和技术规范,在全国设立服务中心和服务网点,完善市场信息网络;向顾客提供设备维修、维护、保养、安装、调试等以产品为载体的专业化技术服务和物流配送服务 信息反馈、产品配送、免费安装服务范围拓展海尔尤其强调质量的重要性,将"质量意识"贯穿于生产中的每一个环节;注重文化体系的建立,形成以“狼性文化”为主导,包含“床垫文化”等的文化体系;提出“造老百姓能买得起的好车”的口号售后反馈、附加效益、品牌识别服务理念更新通过ISO9001国际质量体系认证,成为合格的世界级供应商,以过硬的质量创出冰箱名牌,研究开发出世界上第一台双开门冰箱;引进工艺和研发平台,研发出PBX技术并实现商用,开发数字程控交换机 C&C08和光网络 SDH 技术;解构已有品牌汽车,建立自己的轿车研制数据库,整合早期生产摩托车积累的资源,拥有稳定、低成本的供应商规模化生产、模仿创新、低成本优势技术绩效智能绩效海尔获得AAHS(美国优质服务科学协会)颁发的国际星级服务最高荣誉———“五星钻石奖”;采取“农村包围城市”策略,提供基本的工程安装和维修服务;吉利意识到市场上用户对汽车价格方面的关注,拓展经济型轿车的市场空间,秉持民企为民造车的理念树立服务口碑、方便快捷、提高沟通效果服务绩效
表2 网络化智能制造阶段编码及举证
典型证据援引范畴化主范畴类别海尔先后实施LES系统、PDM系统等,使数据在各业务与各流程之间高度共享,同时保持数据一致性;移动通信在全球快速普及,国内外运营商对网络容量和覆盖提出更高要求,华为意识到运营商在网络部署上的需求,逐步掌握光通信、接入网技术等;与国外企业合作,对核心部件进行自主研发 信息共享、成组技术、加工精度技术需求驱动因素消费升级是大势所趋,企业需要提供让消费者满意的解决方案;市场竞争加剧,急需建立完善的服务化体系提高忠诚度,满足不同用户的服务需求;服务方式由被动保障转变为主动关爱服务差异化、潜在顾客、与用户互动服务需求采用ERP系统和BBP系统,建立基于网络的业务和信息平台,打破“信息孤岛”;企业与全球范围内的大学、科研院所、供应商等进行开放式交流、合作;华为和西门子公司合资建立研发中心,开发3G技术;收购DSI公司工艺集成、产学研合作、分布式制造制造资源集成由传统的科层制结构转为基于自主经营体的倒三角组织结构,由大事业部制转向自主经营体为基本单元;IBM为华为量身定制了ISC流程,对部门结构进行调整,将生产部、计划部、采购部、仓储部等部门合并为供应链管理部;市场链再造,从供产销和人财物一体到将研发转成研发链,采购制造变为供应链,销售和服务变为营销链组织扁平化、生产流程再造、制造一体化制造过程变革用户需求碎片化、个性化,要求企业从卖产品向卖服务体验转变;回报社会,投身于公益事业,如建立希望小学,为获得奥运金牌的运动员赠送全套家电;建立市场竞争优势,培养顾客忠诚度,为顾客提供系统集成解决服务方案整体解决方案、社会公益、增加产品系列服务范围拓展运行机制转变海尔企业文化的核心就是创新;《华为基本法》颁布之后,进一步完善和丰富企业文化,规范“狼性文化”,华为走向法治阶段;吉利由造老百姓买得起的好车发展到“造最安全、最环保、最节能的好车”价值体验、全过程服务、社会责任服务理念更新海尔将CAD、CAM等技术用于产品研发和加工环节,进行产品数字化生产;通过并购、合资、海外直接投资等方式建立国际研发体系,致力于基带、射频接口标准化;与多家公司合作,与德国吕克公司和中国台湾公司合作,完成吉利“金刚”的车型设计数字化加工、加工追赶、协同创新技术绩效进入多个国家,提出“三步走”思路,以海尔商城和日日顺商城平台为依托提供物流配送,以差异化战略为服务亮点;为客户提供解决方案服务,采取差异化营销策略,不同产品面向不同市场;加速国际化步伐,启动“一个中心、两个规范、三个提升”为核心的服务工作,实现服务差异化、技术平台化全球销售、拓展细分市场、品牌忠诚度服务绩效智能绩效
3.1.3 生态化智能制造阶段
互联网时代的到来,使市场环境和用户需求发生改变,促使制造业企业开始战略转型。2007年海尔提出向服务化转型,生产方式由制造向定制转变,颠覆传统的科层制,转为超网状组织,员工转为创客,形成创业小微团队,通过多个创客平台和用户交互平台,实现用户与员工实时交互。如在COSMO互联工厂云平台上,用户可以与工厂联通,全流程观看生产过程,快速根据市场需求更新产品,将用户的想法和反馈不断迭代创新,加速了由创意转化为产品的过程,海尔的“智家方案”从满足用户对单一产品的需求转变为提供系统化解决方案,最终使用户实现最佳智慧体验。
从跟随者到引领者,华为已经走到通信业前沿,致力于5G技术研发,与摩托罗拉、赛门铁克合作开发技术,2017年成立Cloud BU以整合与丰富资源配置,发展云服务伙伴超过2 000家,持续构筑开放、合作、共赢的云生态,组织结构转为铁三角模式,以“服务创造价值”提供端到端的解决方案,满足用户差异性需求。
具有竞争性的共性技术对企业创新能力和水平产生影响[38]。吉利经过技术积累,为应对汽车能源与安全问题,2007年开始以生产“安全、环保、节能”汽车为目标进行战略转型,进入清洁能源领域,与康迪和新大洋合资创建电动汽车公司,推出甲醇汽车。为突破技术壁垒,2010年成功收购沃尔沃汽车公司,通过跨文化的整合使吉利核心技术得以提升,扩大了国际市场影响力。2016年吉利开始利用“阿里云”的Aliware实现新车测试、生产监控与网络销售,使吉利突破汽车生产边界,通过远程运维支持系统提供快速精准服务,使制造过程与用户的出行服务相融合,提供“网络代驾”等解决方案,满足个性化出行需求,为用户带来更智能便捷的体验。
表3 生态化智能制造阶段编码及其举证
典型证据援引范畴化主范畴类别在互联网+时代的背景下,随着人工智能、工业互联网等新兴技术的应用,应加深新兴技术与制造业融合,从而推动发展智能制造;在技术革新非常快的通信设备行业,形成了具有敏捷性、智慧性、可信性的FusionInsight大数据平台,具有超过百万维度的建模框架;技术水平和综合实力提升,要求突破技术壁垒工业互联网、大数据、模型算法技术需求驱动因素国家出台"双创"政策,鼓励企业开设众创空间,通过服务方式创新,满足用户对产品的潜在需求;传统电信业务逐渐饱和,用户对网络相关问题提出个性化需求,要求企业迅速作出反应;促进生产制造过程与消费者需求对接,与出行服务相融合服务碎片化、服务移动化、安全快捷服务需求转型为面向全社会孵化创客的平台,建立以用户为中心的共创共赢生态圈,实现各方共赢;产品架构、硬件、软件和制造由不同企业完成,构建开放实验室等多主体协作平台,逐渐演变成"有管理"的生态系统;为获得技术溢出,吉利采用最快速的方式跨国并购,构建自己的模块化平台———CMA平台海尔建立包括5个整机和两大模块化工厂在内的7大互联工厂体系,为制造环节提供支持;组织结构已发展成为一个开放的互联网节点,去除层级,实行人单合一2.0模式;构建华为云等合作伙伴网络,成为产业级平台企业 设计制造并行、平台研发制造、模块化生产智能加工设备、用户主导、云制造制造资源集成制造过程变革海尔搭建U+生态平台,实现设备与云端和APP的互联互通,如海尔衣联网搭建产品溯源体系,通过U+APP扫描产品,得到相应的全部信息;服务方案突破式创新,为电信运营商开发定制化产品和方案;"让世界充满吉利",致力于将硬件设计、操作系统、应用服务三者结合,通过吉利汽车远程维修问诊系统(GTAC)实现远程运维产品溯源、免费产品、远程维护 服务范围拓展运行机制转变 创业创新的两创精神是海尔文化不变的基因,在HOPE开放式创新平台上全球用户零距离交流,推进创新产生和转化;线上与线下相结合,线上营销推广,线下布局门店,全面提供服务;做中国高端品牌,不是要高高地端起来,而是要为用户深深地蹲下去线上线下协同、精准营销服务理念更新成立200余家小微公司,涉及家用电器、智能穿戴设备和其它类别创业项目,以及物流、商务、文化等服务领域;华为引领5G 技术,推动先进制造业共性技术进步,对制造业升级变革起重要作用;应用eLTE智慧工厂解决方案,提供视频监控、AGV远程调度等业务;吉利集团在国内共有 9 个生产基地,在海外建立多家工厂,拥有多种汽车品牌跨界融合、技术引领、智慧工厂 技术绩效智能绩效把企业做成一个创业平台,做成生态系统,不仅仅是卖产品,而是卖解决方案,通过COSMOPlat、海达源和众创汇平台,实现规模定制;以"服务创造价值"为主题,快速提供技术方案;涉足清洁能源领域,搭建网络营销服务平台 个性化定制、智能服务服务绩效
(1)技术与服务的双元驱动引发企业运行机制变化,从而形成智能制造绩效。从多案例分析的核心范畴可以得到智能制造每阶段技术与服务的演进规律,本土3家企业在智能制造发展过程中遵循“技术与服务双元驱动—制造与服务机制转变—智能制造绩效”的贯序式发展范式,具体见图1。本研究发展范式与多数重视技术突破使智能制造升级的研究不同,服务在增加智能制造产品市场份额、树立企业品牌形象等方面与技术具有同样重要作用,两者在企业智能制造发展中相互协同。
智能制造中技术驱动可以改变产品生产能力,如多轴数控机床使得制造产品在加工难度、精度、数量等方面产生了突破性变化,CAD/CAM与数控机床的结合缩短了设计和制造时间,企业开始用网络整合供应链资源降低生产成本,华为建立的Model Art“平台+生态”模式可缩短智能装置从“示教再现”到“自主决策”的时间。
图1 双元驱动智能制造发展路径模型
服务驱动侧重于细分市场用户需求的满足,智能制造使企业从关注用户购买的产品,扩展到对产品设计、最终安装、设备使用过程的维护,盈利模式由产品生产转向智能化功能拓展与维护服务,线上营销更容易将市场扩展到全球范围,大数据分析与平台化生产模式满足顾客差异化需求,体现了智能制造定制化生产中员工与用户的直接服务关系。
智能制造运行机制转变是涉及制造过程价值链的系统性变革,是制造系统与服务系统双元驱动的结果。制造系统通过资源集成与过程变革实现制造能力提升,服务范围和理念的更新产生服务差异化效应。智能制造分工的不断细化,促进企业利用各自比较优势降低产品进入障碍,智能制造平台化趋势改变了原有企业边界,可实现纵向产业链价值共创。吉利从2002年台州和宁波公司ERP项目失败到2005年临海工厂ERP整合成功,从选择SAP的ERP“4对4抉择”观念转变到“一车一成本”目标实现,完成了“技术→管理→数字”的逐级提升。从加工单元的成组技术到敏捷制造,资源整合使得制造系统内部与企业外部环境变化相适应,可降低信息失真,提高快速反应能力,虚拟制造形成的技术创新优势有助于企业降低市场风险,智能制造与其合作者、竞争对手、顾客都保持着密切联系,可强化对用户核心需求的了解。如吉利汽车服务围绕“关爱在细微处”,不断拓展服务范围与更新服务理念。
技术和服务双元驱动使得智能制造绩效呈现协同效应。智能技术创新促进了产品设计模块化、设计过程与零部件测试并行,模块制造与标准化结合有利于形成多品种供货市场,降低企业内部库存与资源消耗,使得产品在开始设计阶段就实现满足用户预期的产品价格与使用功能。智能制造技术带来的效应有利于增强企业服务能力,分布式加工使得核心企业通过跨国经营在全球范围寻找合作伙伴,减少关税、运输和人力成本,制造数据的实时传输可对质量缺陷、计划变更进行有效调节,提高加工产品的精度、强度和可靠性,制造的速度、种类、复杂程度和环保性能优于传统制造。2012年起海尔开始实践的“COSMO Plat”是继“泰勒制”、“JIT”之后以互联网为基础的工业平台式生产模式,制造过程的改变源于员工对于市场反应能力与主动性的提高,海尔早期的SBU受到数字化条件限制,推行阻力较大,随着信息化系统的完善,2018年海尔实现了人工智能下七大模块“解决方案”的提供能力,“COSMO Plat”使员工由流水线操作者转变为依托平台资源的“创客”,员工根据用户需求创新实现了制造资源集成与产品个性化的双赢。
(2)智能制造是经过智能制造起步、“网络化”智能制造、“生态化”智能制造逐步发展的过程,每个阶段发展特征不同。
一是智能制造起步阶段。智能制造的前提是进行数字化生产,海尔、华为、吉利早期技术水平和生产能力相对薄弱,因此,企业在此阶段集中强化产品的生产技能突破,将成熟产品拆解并通过模仿式技术创新形成定型产品,引进国外技术和标准以逐步实现标准化生产,替换部分元器件并基于国内市场需求作出局部微创新以快速占领市场,整合前期积累的资源创造低成本优势。技术创新是企业生产过程中不断积累的结果,而服务能在短时间内获得用户对产品的认可。海尔建立信息反馈机制、华为提供专业化维修维护、吉利通过“微笑”服务获得消费者信任,通过产品送货、免费安装等跟踪服务树立企业服务口碑,降低用户使用成本,并使企业了解用户对产品的评价。
二是网络化智能制造阶段。网络化智能制造阶段,通过技术引进和售后服务,企业已经形成声誉资源、市场资源、技术资源等积累,企业发展具有较稳定的用户群体和产品,规模扩张使得供应链、研发组织、市场销售呈现网络化倾向,信息共享将管理“孤岛”相连接,精确控制产品成本与进度,同时要求生产流程与职能改变相适应。海尔、华为、吉利3个企业面临的问题不仅是成组技术、数控加工带来的投资风险,还有数字化与原有管理观念、管理职能相冲突的问题,粗放的管理方式难以适应技术与市场发展。组织扁平化减少信息交流层次,流程再造从内部改变制造过程,分布式制造有利于降低成本,与具有不同优势的国内外企业合作学习先进技术并且构建自主研发体系,促进企业在核心技术方面的突破。为满足差异化需求和挖掘潜在客户群体,企业开始对原有关注度不高的细分市场进行开拓。如海尔推出“小小神童”洗衣机、华为率先提出分布式基站、吉利以“自由舰”开发促进核心部件自主研发。智能制造发展加速了企业融入全球制造价值链的过程,建立海外研发中心,与技术优势企业合作,使企业在协同创新中实现技术追赶,在保持国内市场地位的同时开辟海外市场,进一步提高用户对品牌的忠诚度。
三是生态化智能制造阶段。进入生态化智能制造阶段,案例企业在已有领域取得优势的同时形成跨行业影响力。如华为进入前3名的产业链有通信、手机、服务器、USP、IP路由器、WDM、以太网络设备、集装箱数据中心等;海尔的COSMO Plat改变了企业以生产为主导的制造方式,企业与个人定制产品比例达到69%,形成了注册企业390万家、个人用户3.2亿的跨行业赋能平台,可为15个行业提供解决方案;从2014年起吉利在南充、义乌、杭州、西安、湖州投资兴建新能源汽车工厂,“曹操出行”力图通过搭载GKUI形成智能出行模式。此外,吉利还参与了第一条智能驾驶公路——杭绍甬智慧高速的建设。企业将已有技术整合升级,紧跟国际前沿环境变化,建立新兴产业研发中心和生产基地,充分利用全球范围的科技资源和信息资源,与领先企业合作,完善自主研发体系,拓展国际市场。企业组织资源已经形成了“超网络”结构,不同行业融合形成“群落”,利用平台实现共生协同关系,推动生产流程和生产能力等向智能工厂转变,实现智能制造的技术引领。工业互联网的发展促进了产品生产过程溯源与远程维护的实现,海量信息的涌现使用户在选择产品时趋向于重视个性化与安全快捷,通过线上线下协同了解用户实际需求,产品精准营销与智慧工厂制造相结合,形成定制生产。
图2 智能制造起步阶段发展特征
图3 智能制造“网络化”阶段发展特征
图4 智能制造“生态化”阶段发展特征
随着我国制造业整体规模扩大,智能制造在白色家电、通信设施和新能源汽车方面实现了跨越式发展[39]。对本土企业智能化过程进行多案例分析,可以明确智能制造驱动因素和智能制造绩效运行机制,有助于企业提高智能制造共性技术及工业互联网应用能力,减少贸易战对智能制造产业发展的影响。
近期研究表明,制造业数字化技术可推动服务商业模式发展进而提升企业绩效[40]。同时,制造企业也可由服务化战略带来的产品技术含量、复杂性、精密性优势而获得绩效提升[41]。智能制造企业绩效来自于技术还是服务?本研究运用扎根理论,将智能制造案例文本资料沿概念化到范畴化逐级递进,建构了“双元驱动智能制造发展路径模型”,主要理论贡献包括:①揭示了智能制造发展过程中双元驱动作用于企业绩效的路径,制造技术需求驱动引发了企业产品制造方式改变,在服务能力需求驱动下拓展了服务范围并更新服务理念,技术、服务并行发展形成了技术与市场两方面的核心竞争力,共同提高企业智能制造绩效;②明确了智能制造在“起步—网络化—生态化”过程中企业不同发展阶段运行机制与绩效变化的内在规律,为制定有针对性的管理决策提供了依据;③从智能制造发展角度拓展了双元理论,给出了新一代信息技术促进产业升级的经验证据,有助于明确智能制造发展的政策导向。
智能制造发展来自于技术驱动的制造能力与服务驱动的市场机会,智能制造的工艺升级、资源整合、服务范围拓展与理念重构提高了产品质量、市场柔性与智能化程度,企业从局部智能制造开始,逐步扩展到供应链和制造生态系统,形成价值共享的智能制造绩效。智能制造起步→网络化智能制造→生态化智能制造,不同阶段的路径特征见表4。
表4 智能制造不同发展阶段特征对比
路径特征智能制造起步→网络化智能制造→生态化智能制造驱动技术与服务标准化技术与服务数字化技术与服务智能化主要方向服务创新形成后发优势,开拓市场份额,通过学习已有成熟技术带动制造水平提高,通过批量生产促进部分智能技术突破技术创新形成产品优势,资源整合促进制造成本降低,具备智能化设计能力,具有对市场变化的快速反应能力技术创新通过虚拟制造和互联网形成用户服务优势,服务创新引发的新需求可以迅速引发规模化产品制造作用条件企业具有一定的制造加工技术基础,产品制造工艺技术壁垒较低,有容量较大并且稳定增长的市场,行业中竞争对手实力不强,所在区域制造原材料、人力成本较低企业具有设计和规模生产能力,产品有稳定的市场份额,已掌握行业共性技术,具有应用已有技术进行组合式创新的能力,部分核心技术处于跟随向并跑发展阶段,可进行产品自主研发拥有完善的知识产权保护制度、高水平的技术与高素质的管理人员,掌握影响行业发展的突破性核心技术,通讯、交通等基础设施完善,基础研究具有优势,具有将技术转化为复杂产品的能力,有较大规模且购买力较强的全球市场关键环节发现具有成本优势的利基市场,注重售后信息反馈与顾客沟通,实现部分零部件国产化,引进国外先进技术或模仿式创新信息化与工艺进步相结合的企业流程再造,开放式利用技术创新资源,组织扁平化提高市场反应和研发速度,扩展产品服务领域企业在关键技术领域取得突破性创新,拥有具有自主知识产权的专利和产业标准,在产品设计到加工过程中形成自组织的制造体系,明确不同消费者的产品需求差异进行个性化制造阶段标志形成制造过程的标准化质量规范,实现品牌识别,以获得市场份额增长,在部分制造环节实现自动化,增强规模化生产能力制造过程标准化向数字化转变,依据数字化合理利用资源提高制造效率,进行产品自主研发,采用并购、海外投资等方式进入全球价值链竞争人工智能、大数据技术应用于信息分析与人机交互战略决策,将开放式产业平台用于研发、设计、制造、销售过程,协作企业、用户与企业通过平台形成相互影响的制造生态系统,构建优势互补的全球供应链和自成体系的研发链
依据智能制造在不同阶段的驱动、发展方向、关键环节等特征总结,提出以下建议:首先,服务在智能制造发展不同阶段有着与技术同等重要的影响。多数研究重视风险投资、研发活动、关键技术突破对智能制造的作用机理,而服务拓展的市场保证了技术创新的持续投入,进而实现对基础研究和技术创新的正向反馈,通过服务保障发展是智能制造产业政策的重要部分,贯彻供给侧结构性改革,能够保证通过智能制造技术实现产业结构优化,满足市场对高端产品的需求。其次,通过市场调控促进智能制造转型。智能制造发展过程是系统中要素协同运行的结果,国家智能制造标准制定可扩大相关配套产业规模以降低成本,高端人才政策促进人力资本转移,形成充裕的技术人员储备,知识产权保护使工艺升级的先动企业获利能力增强,对不同要素应形成有针对性的调控政策,建立优胜劣汰的智能制造市场准入机制。最后,智能制造政策应防范市场失灵问题。市场的逐利特征使资源向智能制造产出较高环节转移,避免重复性投资造成创新资源浪费形成新的产能过剩,对于产出效益低、延续时间长的基础研究、共性技术开发,可在关键领域通过国家重点科技攻关项目予以支持。
本研究针对海尔、华为、吉利从起步到成为世界500强的智能制造发展过程,应用多案例分析探索性研究了本土企业智能制造发展在技术和服务共同驱动下,不同阶段智能制造企业运行机制发生转变,进而形成协同智能制造绩效的过程。尽管明确了企业如何逐步形成智能制造优势,但结论扎根理论侧重于对已有资料的分析,普适性需要通过大样本统计分析或调查问卷进一步明确。同时,管理案例企业所处的情景对分析结论有较大影响,尤其在全球化趋势放缓、关税壁垒提高的外部环境下,对智能制造发展规律的认知还需深入研究。
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