小微企業共享制造平臺生態系統運行機制研究

李正標，黃岳山

（岳陽職業技術學院商貿物流學院，湖南 岳陽，414000）

小微企業在企業數量、生產產值和吸納就業人口等方面都占據我國企業群體的大多數。多數小微企業資金匱乏，技術薄弱，研發和制造水平較低，缺乏先進制造資源。由于引進先進的軟硬件制造資源費用高昂，小微企業無力承擔購買成本和使用成本，現有制造資源搜尋、資源共享困難，小微企業無法獲得低成本的先進制造資源，難以提高市場競爭力，同時先進制造資源富余企業對相關資源的利用率較低，未能實現資源的最大化利用。如能采用制造資源共享的方式提高資源的共享水平，降低小微企業引進制造資源的各項成本，將極大提高先進制造資源的使用效率，提升小微制造企業的設計、制造和服務能力。研究基于云制造的小微企業共享制造平臺的運行機制，有利于提高國內先進制造資源的利用效率，提高小微企業共享制造平臺的運營水平，對加快制造業供給側結構性改革和增強小微企業的競爭力有重要的現實意義。

一、文獻述評

（一）云制造

云制造（Cloud Manufacturing）的概念最早由北京航空航天大學的李伯虎等人提出，是在網絡化制造的基礎上，應用云計算的思想發展而來的，將“軟件即服務 （SaaS）”的思想延伸到“制造即服務（MaaS）” 。[1]李春泉等認為，云制造通過網絡媒介提供標準化和規范化的制造服務，將分散的、異構的制造資源聚合為云節點，并通過虛擬化制造資源來實現信息訪問和控制的便捷性。云制造構建了一個開放的、動態的資源共享和任務協同的制造平臺。[2]本文研究的小微企業共享制造平臺建構于云制造理論，具備如下特征：一是面向服務的網絡化制造模式，二是以客戶為核心、以知識為支撐、以客戶價值為導向的制造資源共享平臺，該平臺是虛擬化、分布式和按需分配的；三是以市場化為原則，實現產品全生命周期的協同制造、管理和創新，同時提供不受時空限制、可因時因地獲取先進制造資源的工作環境。[3]

（二）平臺生態系統

Moore于1993年參照自然生態系統的概念，提出商業生態系統理論。他認為，商業生態系統是以個人和組織的相互作用為基礎的經濟共同體，由主導企業、顧客、供應鏈企業、行業領導企業、投資企業、金融企業、中間商企業、行業協會、標準制定組織、工會、政府部門，以及互補型企業，通過利益聯接機制、為顧客共創價值等方式組合成共同體，各參與者發揮自身優勢，并借助生態系統的資源獲取經濟利益。[4]商業生態系統理論突破了傳統的企業競爭理論的觀念。傳統競爭理論認為，企業之間的競爭是單個企業之間競爭能力的較量，而商業生態系統理論認為，企業之間既存在競爭，也存在合作，同一生態系統中的企業通過資源互補、價值共創等方式，以更好地應對市場的變化。企業與企業之間、企業與環境之間是一個互相聯系、互相合作的共生系統，競爭不局限于企業個體之間,而是不同商業生態系統之間整體能力的競爭。[5]本文借鑒商業生態系統的概念，認為平臺生態系統是由平臺企業和相關利益組織的相互作用為基礎的經濟共同體，由一系列不同功能和扮演不同角色的企業和組織組成，超越時空限制,采用信息技術、大數據分析、人工智能和物聯網等技術，建立先進的數字化平臺，以平臺為核心，各企業和組織優勢互補、資源共享，按照平臺制定的規則協同合作，資源、能量和信息通過平臺在生態系統內流動和循環,以實現生產流程的數字化、智能化管理。

（三）平臺生態系統運行機制

有學者認為在市場經濟條件下，企業是一個輸入生產要素，輸出產品或服務的經濟實體。企業在輸入生產要素的情況下，生產產品或提供服務，其轉換過程中運用的一定的機能和方式的總和，就是企業運行機制。還有的學者認為，企業運行機制就是企業內部各種要素相互聯系、相互制約而形成的，使企業得以運行，從而發揮多種功能的一系列規章制度的總和。綜合學者們的研究成果，本文采用如下觀點：平臺生態系統的運行機制是平臺生態系統各參與企業之間、企業與生態系統環境之間的相互聯系、協同合作、價值共創和共生發展的關系，反映平臺生態系統運行的本質規律，其基本內容包括平臺生態系統的連接機制、信息機制、激勵機制、約束機制、風險機制、信任合作機制、賦能機制和價值共創機制等方面。

二、小微企業共享制造平臺生態系統

（一）小微企業共享制造平臺的結構

基于云制造的共享制造平臺，分為物理層、軟件層、資源層、支持層和平臺界面等五個不同層次的子系統。其中物理層是平臺的硬件支撐設施，如計算機、服務器等IT 硬件；軟件層是支持平臺運行的系統軟件和應用軟件，如計算機系統軟件、云服務軟件等；資源層是指擁有富余的先進制造資源的企業提供的各種軟硬制造資源，如設備制造資源、設計資源、檢測資源，以及企業運營管理服務等；支持層是將各項先進制造資源虛擬化封裝后，上傳到云平臺的各項支持技術，如資源虛擬化技術、資源封裝技術、資源檢測技術、資源匹配技術、制造交易保障體系、數字化設計軟件、電子采購平臺、辦公自動化系統、普惠金融信用體系等；平臺界面是指提供給資源提供方、資源需求方和第三方利益相關企業的登錄平臺界面，包括資源提供方、資源需求方、平臺運營方、專業服務商、增值服務商的接入界面，以及平臺即時交流工具等，如圖1所示。

圖1 共享制造平臺結構

（二）共享制造平臺生態系統

小微企業共享制造平臺生態系統由核心種群、關鍵種群、支持種群和生態環境等四個部分組成。其中，共享制造平臺的運營企業是生態系統的核心種群，首先通過構建云平臺，連接先進制造資源的提供方和需求方，降低雙方搜尋成本，匹配雙方需求，促使雙方達成交易；其次，平臺運營方制定平臺運行規則，規范平臺內各參與方的行為，激勵各參與方的積極性，相互協作，共同為顧客創造價值；最后，平臺連接專業服務企業和互補增值服務企業，與制造資源提供方及需求方共同構成多邊市場，通過激發網絡效應，與多邊市場主體協同合作，搭建價值共創體系。關鍵種群包括先進制造資源提供方和需求方，通過平臺的連接實現閑置先進制造資源的有效利用，是平臺生態系統中不可或缺的種群。支持種群是為關鍵種群提供增值服務的參與方，包括金融服務企業、管理咨詢公司、物流服務企業、信用評級機構、價值鏈上下游企業、人力資源企業和政府機構等利益相關者。平臺生態環境包括政治法律環境、經濟環境、社會文化環境、技術環境、人口環境和地理環境，是平臺生態系統賴以依存的基礎。如圖2所示。

圖2 小微企業共享制造平臺生態系統結構圖

（三）共享制造平臺生態系統特征

一個合理的小微企業共享制造平臺生態系統應具有下列特征:一是平臺應具備靈活的資源共享機制，以滿足小微企業生產的多樣性和靈活性需求。二是平臺應當具備靈活的生產規模調整能力，支持小批量、多品種的生產需求。三是平臺應提供定制化的服務，幫助小微企業根據其特定的產品和市場需求，定制生產方案和技術支持，提高靈活性和差異化競爭力。四是為小微企業提供技術培訓和技術支持服務，幫助其提升技術水平，更好地適應市場的變化和需求。五是提供金融服務，以幫助小微企業解決資金問題，降低融資難度。六是提供數字化轉型工具，支持小微企業進行生產過程的數字化管理、數據分析，提高生產效率和質量。七是建立合作機制，促使小微企業之間進行合作，共同解決問題，分享經驗，形成利益共同體。八是提供法律法規的咨詢和支持服務，確保小微企業在平臺上的運營活動合法合規，降低法律風險。九是建立完善的網絡安全和隱私保護機制，確保小微企業的數據和信息得到充分保護，增強平臺的信任度。十是平臺需要與政府相關政策對接，更好地獲取政府支持和政策紅利，推動小微企業共享制造的可持續發展。

三、小微企業共享制造平臺生態系統的運行機制

共享制造平臺生態系統的運行機制是以資源共享為基礎，通過連接制造資源提供方和小微企業、需求對接、協同生產、價值共創等環節，實現企業間的合作和共贏。同時，平臺通過信用體系、溝通信息、激勵和約束成員行為、賦能小微企業，提升整個生態系統的競爭力和適應性。

（一）共享制造平臺生態系統的連接機制

企業共享制造平臺連接先進制造資源的提供方和需求方即小微企業。其連接機制分為兩種形式，一是政府部門出臺優惠政策，鼓勵資源提供方和需求方上云上網，進入共享制造平臺，如各地政府的上云上網（工業互聯網）工程，采取優惠政策鼓勵小微企業上網；其次是共享制造平臺基于平臺雙邊市場網絡效應，通過對小微企業提供價格補貼，幫助小微企業在平臺上免費注冊，達到一定數量規模后，以平臺擁有的制造資源、金融資源及管理資源吸引其他企業，激發網絡效應，短期內大量吸引資源提供方和需求方企業入駐平臺，同時引入支持種群企業（如產業鏈上下游企業、供應鏈金融企業、物流企業等）入駐，以平臺為核心，連接平臺雙邊用戶及支持種群企業，建立共享制造平臺的連接機制，構建平臺生態系統。

（二）共享制造平臺生態系統的信息機制

制造資源供需雙方按照一定的規則把供需信息發布到云平臺，由系統按照規則進行信息的匹配，可采用多種匹配方式。其一，采用云服務搜索與匹配方法，將制造資源供給與需求的類型、狀態、功能信息和非功能信息四個方面進行匹配，篩選相似度最高的資源推送給小微企業。其二，采用基于OWL-S 本體的服務描述模型，描述制造資源的基本信息、狀態信息和QoS（quality of service,服務質量）信息的動態特征，將動態特征描述信息分為四類，分別計算其相似度，進行服務匹配。其三，采用基于QoS 信息的云制造服務雙向匹配模型，利用可變模糊理論計算各個指標信息的綜合滿意度，以供需雙方服務質量滿意度最大化為目標匹配制造資源。其四，對制造資源從截止日期、批量、材料、幾何信息和客戶位置等幾個維度進行資源匹配，根據能耗函數、距離成本和用戶評級進行排序，提高制造資源的利用率。[6]其五，采用改進的K-Means 聚類算法按基本信息聚類，形成多個資源族，隨后計算用戶需求與各資源族聚類中心基本信息的相似度，確定備選資源族，再從資源的狀態信息、功能信息和服務信息三個方面對備選資源族中的備選資源進行篩選匹配。[6]

（三）共享制造平臺生態系統的激勵機制

為了有效管理和運營共享制造平臺生態系統，需要建立一套完善的行為導向制度，包括行為幅度制度、行為時空制度和行為歸化制度。

行為幅度制度旨在規范平臺生態系統參與者的行為邊界和權限范圍，通過設立明確的準入標準和參與者資質認證，平臺運營企業可以篩選出具備合適技術和專業能力的參與者。行為幅度制度還應包括道德規范，引導參與者遵守公平競爭、知識產權保護和隱私安全等方面的規定。行為時空制度通過建立有效的排序和資源調度機制，確保參與者在合適的時間和地點進行生產和合作。行為歸化制度是指在共享制造平臺中形成一種共同的行為習慣和文化，各參與企業遵守共同的行為準則和規范。通過共享價值觀和共同目標的傳播，行為歸化制度激勵成員自覺遵循制度規定，并將其視為自己的行為準則，強調參與者在行為過程中的標準化和一致性，以提高運營效率和服務質量，平臺提供培訓和技術支持，以提升參與者的專業水平和技術能力。通過建立行為導向制度，平臺企業可以實現參與者行為的規范化、資源的高效利用和產品的標準化生產。

（四）共享制造平臺生態系統的約束機制

外部約束制度是通過政府立法和監管機構的規范，對共享制造平臺的運營進行約束，這些制度包括但不限于政府部門發布的政策法規、安全標準和質量控制法規，以明確共享制造平臺各參與企業的主體性、應承擔的責任和義務，保障小微企業的合法權益。內部約束制度是指共享制造平臺自身建立的規則，以約束和規范平臺生態系統參與企業的行為，包括平臺規范、信用評價和糾紛解決機制等。平臺規范明確規定參與者的行為準則，確保平臺的正常運營，提高用戶體驗。信用評價機構對平臺生態系統參與者的信用進行評估，激勵誠信行為，懲罰不良行為。

（五）共享制造平臺生態系統的風險機制

共享制造平臺在決策、經營和財務方面構建健全的風險控制機制，對于確保平臺生態系統的可持續發展和穩定運營至關重要。在決策方面，共享制造平臺綜合考慮市場需求、技術風險、供應鏈穩定性等因素，通過定量和定性的方法對潛在風險進行評估。此外，制定靈活的決策機制，例如預警系統、危機管理策略和風險分散策略，促進各參與企業之間的有效溝通和協作，及時應對風險事件。在經營方面，共享制造平臺應建立強大的供應鏈管理和質量控制體系，包括與平臺生態系統參與方建立長期合作關系，加強供應鏈的透明度及對其的監控，建立服務質量標準和服務評估體系。通過采用物聯網、大數據分析、云計算和人工智能，實現對生產過程和服務質量的實時監測和追溯，預測和防范潛在風險。在財務方面，共享制造平臺要建立有效的財務報告和內部控制制度，確保財務數據的準確性和透明度。

（六）共享制造平臺生態系統的信任合作機制

首先，平臺運營企業對進入生態系統的企業實行嚴格的篩選制度，包括排除工商部門黑名單企業、銀行失信企業以及其他違法行為企業進入平臺，建立初步的信譽制度，為平臺生態系統的成員提供可信賴的合作企業。其次，平臺根據交易過程和交易結果對企業進行評分，并公開評分結果。評分高的企業將獲得優惠政策，如較低的收費和某些政策的優先權利，提高整體交易的質量和效率。最后，通過合作水平評分制度、好評度等級評定制度、現金獎勵制度和優先推薦制度，提高成員間的合作利益，增加成員企業之間的合作動力。同時，通過保證金制度、信譽不良通報懲罰制度和企業退出制度等措施，增加參與企業的沉沒成本，促使參與企業更加主動地參與合作，提高合作成效與平臺生態系統的整體發展水平。

（七）共享制造平臺生態系統的賦能機制

共享制造平臺以數字化智能化技術作為賦能工具，幫助小微企業實現制造能力的數字化智能化。共享制造平臺的賦能機制包括數字化賦能和智能化賦能兩種方式。一是數字化賦能，通過向小微企業提供數字化技術，如物聯網技術、云計算和大數據分析服務，使小微企業能夠實現生產數據的實時監測和管理，幫助小微企業提高生產效率、降低成本，并提供正確的決策支持；二是智能化賦能，通過引入智能化技術，如自動化控制和協作機器人，為小微企業提供更高水平的生產能力和靈活性。

（八）共享制造平臺生態系統的價值共創機制

價值共創機制在協商制定平臺戰略、協同創造價值和靈活的平臺治理這三個維度上具有重要意義。首先，協商制定平臺戰略是價值共創的基礎之一。通過大數據服務技術，共享制造平臺可以及時向參與企業傳遞包含市場變化和產品需求信息的數據資源，使共享制造平臺與參與企業深度融合，共同制訂計劃，實現戰略協同。其次，價值共創體現在參與各方企業的協同創造價值上。共享制造平臺依賴于參與各方的合作與聯合行動，通過賦能共享制造平臺參與者，激發企業與共享制造平臺共同解決問題的活力。通過平臺賦能，小微企業可以更好地配合共享制造平臺，共同面對挑戰和解決問題，協同創造更大的價值。最后，共享制造平臺為小微企業帶來開放的競爭策略、共享的信息和集約化的服務，提升資源整合的便利性，使小微企業能基于復雜多變的市場環境，在面對市場變化時靈活做出調整，以保持整體競爭優勢和可持續發展。

四、研究不足與展望

目前工業領域的互聯網平臺應用處于初級階段，可供借鑒的相關理論較少。本文的研究尚不夠深入，僅從宏觀層面做了理論研究，沒有結合具體案例，從量化的角度實證研究揭示共享制造平臺生態系統各種群企業的互利協作、共創價值的機理。下一步應采取案例研究法，搜集國內外典型工業互聯網應用平臺的運行數據，從實證層面研究小微企業共享制造平臺生態系統的運行機制，檢驗理論研究結論的科學性，從微觀層面剖析基于云制造的小微企業共享制造平臺生態系統的運行原理。