基于SWOT-AHP模型的武漢市汽車產業智能制造發展戰略研究

嚴先亮，王宇寧，朱敦堯

(1.武漢理工大學 現代汽車零部件技術湖北省重點實驗室,湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學 汽車零部件技術湖北協同創新中心，湖北 武漢 430070；3.武漢光庭信息技術股份有限公司，湖北 武漢 430079)

自2008年國際金融危機爆發后，智能制造被世界各國視為產業轉型升級的突破口、重塑制造業競爭優勢的新引擎，并被理論和實踐各界普遍認為代表了制造業的未來方向[1]。目前，在學術界，關于智能制造的研究覆蓋了從理工學科到人文社科之間的多個細分研究領域[2]。在產業界，則展開了圍繞“互聯網+”的多行業多領域智能化改造。

李潔[3]的研究指出，離散行業中，產品的價值越高、產量越大、標準化程度越高、生產自動化水平越高、模塊化程度越高、產品自身智能化水平越高的領域就越適合智能制造，而汽車行業高度契合這些特點，說明汽車行業高度適合進行智能制造改造。目前，全球汽車產業都在致力于提升智能制造水平。我國則出臺了《中國制造2025》，將“汽車+智能制造”提升到了國家戰略層面。

武漢市作為我國幾大車都之一，有雄厚的汽車產業基礎。近幾年來圍繞汽車的智能制造，武漢市也進行了一定程度的積極探索，在智能裝備、智能制造系統集成解決方案、智能產品等領域已經取得了一定的成果，并申請建立了武漢智能網聯汽車示范區，形成了良好的汽車產業智能制造基礎環境。研究制定武漢市汽車產業向智能制造轉型的發展戰略，對加快武漢市汽車產業轉型升級具有重要的現實意義。基于SWOT(strengths, weaknesses, opportunities, threats)定性分析法，結合(analytic hierarchy process, AHP)層次分析法，加強戰略研究過程中的定量研究，最后根據SWOT-AHP綜合研究結果，確定了戰略定位和戰略強度，為武漢市汽車產業向智能制造發展提供了明確的戰略參考。

1 研究方法設計

1.1 理論基礎

1.1.1 SWOT分析模型

SWOT分析模型廣泛應用于產業的戰略研究和規劃。它是1971年由Andrews提出的，用來制定4類戰略，即優勢-機遇、優勢-威脅、劣勢-機遇、劣勢-威脅[4]。SWOT分析的優勢為簡化和分類信息，將企業制定戰略時所需要掌握的信息進行了極大的明晰和簡化[5]。但同時，SWOT分析具有難以綜合把握信息、各因素過于主觀、難于量化的劣勢，并且難以評價各個因素對戰略決策的影響程度[6-7]。

1.1.2 層次分析法

層次分析法是由Saaty提出的，該方法首先將與決策有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，再進行定性和定量分析[8]。相較于簡單的SWOT分析，層次分析法將定量和定性有機結合在一起，在決策過程中，先找出主要因素，再進行兩兩比較，通過計算得到各要素相對重要程度，最后進行綜合分析。

1.2 研究設計

SWOT分析法缺少定量分析過程，得出的結論都是對事件的定性描述；而AHP方法具有定性分析、綜合度較好、清晰簡潔的優勢，是一種實用的多目標或多方案的決策方法。兩種方法進行有機結合，能夠實現簡化事件，并進行定量和定性的綜合分析。

本研究針對武漢市汽車產業向智能制造轉型發展問題，首先利用SWOT工具對研究對象進行定性分析，然后運用AHP方法，針對各因素進行對比打分，得出每個影響因素的權重，最后進行綜合排序，進而構造戰略四邊形，得到戰略方位角、戰略定位和戰略強度，最后對發展戰略進行精準分析，并給出戰略實施對策。SWOT-AHP模型戰略分析流程如圖1所示。

圖1 SWOT-AHP模型戰略分析流程圖

2 基于SWOT-AHP模型的研究分析

2.1 基于SWOT模型的定性分析

2.1.1 優勢(S)

(1)市場優勢(S1)。市場是產業發展的支持基礎。2017年武漢市汽車產量189萬輛，汽車產業完成工業總產值3 600億元，產業規模居中部地區第一，產值居全國第6位，汽車工業生產線的升級改造和新生產線的投資建設對智能制造需求較大。

(2)示范推廣優勢(S2)。示范推廣積累的技術、市場、經驗等，將形成早期累積優勢，帶動汽車智能制造的全面發展。近年來，武漢市進行了多項智能制造有關示范推廣項目。如瑞明汽車部件、奮進智能機器等省級智能制造試點示范項目順利實施，實現了生產效率大幅提升、運營成本下降。制造與服務智能集成平臺、數字化工廠整體解決方案已在汽車制造等領域實施多個范例，工業云、大數據等也開始應用于制造業流程信息化。

(3)技術與人才優勢(S3)。武漢市在工業機器人基礎理論研究、研發設計、生產制造、集成應用及核心技術方面已處在全國前列，華中科技大學、武漢大學、武漢理工大學有多個與智能制造相關的國家和省級重點實驗室、工程中心，組建了一批產業聯盟。同時，武漢有從事機器人和智能制造研究兩院院士十余人。武漢市擁有豐富的智能制造相關技術研發和產業應用人才。

2.1.2 劣勢(W)

(1)智能裝備產業基礎薄弱(W1)。武漢現有智能裝備企業一部分是從傳統裝備企業轉型而來，技術積累薄弱，能夠提供智能制造整體解決方案的制造型服務企業，以及在工程設計、系統安裝調試、技術咨詢服務、設備供應等領域競爭力強的專業化企業缺乏，缺乏“系統集成”能力，不能提供強有力支撐。

(2)面向汽車智能制造的公共供給不足(W2)。公共供給是形成產業良性發展環境的有力支撐體系。然而武漢市在面向汽車智能制造的專業化服務性企業和機構方面存在不足，智能制造裝備檢測認證等體系不夠健全，難以形成有效的創新環境，汽車智能化生產制造方面創新能力不足，既缺乏有影響力的“獨角獸”企業，也缺乏“瞪羚”型創新創業企業。

(3)信息基礎設施建設存在短板(W3)。武漢市信息基礎設施建設推進步伐較慢，工業互聯網普及度不夠，難以支持起智能制造產業的發展。武漢市2015年才實現的4G無線寬帶全覆蓋，并且其寬帶速率在全國排名靠后，網絡下載速率低于全國平均水平。大力推進網絡基礎設施升級，加快高速、移動、安全、泛在的新一代信息基礎設施建設，是實現武漢市汽車產業向智能制造升級發展的必備條件。

2.1.3 機會(O)

(1)國家戰略發展機遇(O1)。自2015年《中國制造2025》頒布以來，國家從戰略層面大力推進智能制造以及汽車產業的轉型升級，出臺了一系列的法律法規和扶持政策。在國家高度重視和行業快速發展的春風下，出現了一批智能裝備企業，同時，一批數字化車間、智能工廠在許多企業落地生根。

(2)智能產品產業鏈發展機遇(O2)。武漢市在智能網聯汽車技術創新研發方面走在國內前沿，在智能安全輔助駕駛、高精度地圖、傳感器、地理空間信息技術、互聯網、通信、智能交通等產業領域具有非常好的技術基礎和體系。目前，湖北省和工信部省部共建的“湖北智能網聯汽車創新應用示范區”已得到批準，并開始實施，這些都為武漢市發展完整的智能網聯產業鏈提供了難得的機遇。

2.1.4 威脅(T)

(1)產業結構性風險(T1)。武漢市整車產業總體處在工業3.0水平，在生產制造的主流程、工藝裝備、兩化融合與國際先進水平相比仍有較大差距，但已走在國內前列，在由工業3.0到工業4.0的這一全方位、顛覆性轉型中，沒有成熟方案、無人領航，需要率先開展理論突破、技術突破，摸索新的模式，承擔更多的技術風險。

(2)企業認識不足的挑戰(T2)。武漢市汽車產業鏈是以整車企業為絕對核心建立的，零部件供應鏈上的中小型或中低端制造企業由于其產品在精度、穩定性等指標方面要求不高，不愿進行智能化改造。企業信息化應用仍以低水平、淺層次的單位應用為主，集成應用和融合創新水平有待提升。

2.2 基于AHP層次分析法的定量分析

2.2.1 武漢市汽車產業智能制造發展戰略層次結構

由SWOT分析得到的各指標，構建層次結構分析表，如表1所示。

2.2.2 構造判斷矩陣A及一致性檢驗

根據表1中的SWOT層次結構，根據系統層要素得到4個對比組，對4組中的要素進行兩兩比較分析，得到表2～表5，并求出各指標層因素相對于各目標層的權重(Wi)。最后進行一致性檢驗，一致性指標CI計算公式見式(1)，隨機一致性比值見式(2)。

CI=(λmax-n)/(n-1)

(1)

CR=CI/RI

(2)

式中：λmax為各判斷矩陣的最大特征根；n為判斷矩陣中要素的個數；RI為平均隨機一致性指標，可通過查表獲得。

從表2～表5的SWOT分析中選取每個小組中優先權數最大的指標因素，組成新組間比較矩陣，得到相應的判斷矩陣，如表6所示。判斷矩陣都通過了一次性檢驗，意味著AHP的分析結果是有效的。

表1 武漢市汽車產業智能制造層次結構分析表

表2 優勢組判斷矩陣

注：一致性檢驗：CR=0.035 6<0.1，可接受

表3 劣勢組判斷矩陣

注：一致性檢驗：CR=0.037 5<0.1，可接受

表4 機會組判斷矩陣

注：一致性檢驗：CR=0<0.1，可接受

表5 威脅組判斷矩陣

注：一致性檢驗：CR=0<0.1，可接受

2.2.3 發展戰略層次總排序

由表2～表6，可最終得到武漢市汽車產業智能制造發展戰略層次總排序表，如表7所示。

表6 組間判斷矩陣

注：一致性檢驗：CR=0.0188<0.1，可接受

表7 武漢市汽車產業智能制造發展戰略層次總排序

根據表7中層次總排序權重，計算總優勢、總劣勢、總機會和總威脅力度如下：

S=∑Si=0.119 0；W=∑Wj=0.245 0；

O=∑Ok=0.572 5；T=∑Tl=0.063 5

2.3 戰略選擇

2.3.1 SWOT戰略四邊形的構建

將表7得到的S、W(取負值)、O和T(取負值)的值描繪在相應的半軸上，連接4個點，得到武漢市汽車產業智能制造發展戰略實施的戰略四邊形，如圖2所示。

圖2 武漢市汽車產業智能制造發展戰略四邊形

2.3.2 戰略類型、戰略強度的確定

(1)戰略方位角θ。取戰略四邊形的重心P，表達式如下：

P(X,Y)=(∑4n=1Xn,∑4m=1Xm)=

(-0.031 5,0.127 3)，在坐標軸的第二象限。

式中：Xn、Ym分別為戰略四邊形中S、O、W、T的坐標。

戰略方位角θ為：

θ=arctan(Y/X) =

1.813(≈103.904°)(π/2≤θ≤π)

根據表8中方位角θ與戰略類型的對應關系可知，屬于爭取型戰略區的進取型戰略。

表8 戰略類型方位角θ與戰略類型對應關系

(2)戰略強度系數ρ。在相同戰略類型下，既能采取開拓戰略態勢，也能采取求穩戰略態勢[9]。戰略強度由戰略正強度和戰略負強度組成。

戰略正強度由內在優勢和外部機會共同影響，計算公式為：U=O×S；

戰略負強度由內在劣勢和外部威脅共同影響，計算公式為：V=T×W；

戰略強度系數ρ為：ρ=U/(U+V)=0.068/(0.068+0.0156)≈0.8134，ρ[0,1]。

當0<ρ<0.5時，采取保守型戰略；當0.5<ρ<1時，采取開拓型戰略[10]。

2.3.3 戰略定位及戰略選擇

由上述分析可知，武漢市汽車產業向智能制造發展戰略位于戰略四邊形中的第二象限內，且戰略方位角在區域(π/2，3π/4)內，屬于爭取型戰略區的進取型戰略。同時，通過計算戰略強度系數，得到ρ=0.813 4>0.5，戰略強度應采取積極的開拓型戰略態勢。故而，研究分析后得出，武漢市汽車產業向智能制造發展的戰略定位在爭取型戰略區的進取型戰略，并應當采取積極的開拓型戰略態勢。

3 發展戰略實施對策

3.1 培育發展汽車產業相關智能制造裝備及服務供應商

抓住國家和地方政府對智能制造的發展高度重視的機遇，彌補武漢市在智能制造裝備及服務供應商方面的不足。通過智能制造應用推進智能制造產業發展，瞄準智能制造全產業鏈條，全力引進行業“獨角獸”、“瞪羚”企業在武漢市落戶，在工業機器人、智能機床、增材制造、工業大數據等領域聚焦領先企業，聚合政策資源，定制扶持措施，形成汽車產業向智能制造轉型發展的良好產業鏈基礎。同時，培育一批制造企業智能化改造工程整體解決方案提供商及工程服務商，引進一批具備整體設計能力和解決方案提供能力的專業化機器人及智能裝備系統集成企業，提升工業自動化控制系統工程設計、集成開發工程實施能力，實現系統集成企業、部件制造企業、裝備制造企業系統發展的產業格局。

3.2 加強汽車智能制造基礎設施建設

建立由互聯網技術、云計算、大數據、無線通信網等技術集合成的云-網-端架構等信息化基礎設施，提高面向汽車智能制造的網絡服務能力。打造汽車及零部件、智能裝備等智能制造云服務平臺，構建全產業鏈互聯共享、大中小企業協同創新的產業生態體系。

3.3 推進汽車智能制造新模式試點示范

推動整車廠進行數字化工廠、智能車間應用示范。以汽車整車廠為依托，推進汽車整車廠圍繞智能生產、智能管理、智能服務進行智能化升級改造，鼓勵和引導汽車整車及零部件企業建設工廠大數據系統以及網絡化分布式生產設施等，實現四化生產線：生產設備網絡化、生產現場無人化、生產數據可視化、生產過程透明化。

推動企業管理智能化創新應用示范。鼓勵企業進行管理模式創新應用示范，在設計、生產制造、管理、服務等環節推進精細化管理，支持企業建立統一的核心數據庫和基于企業工廠模型及生產管理過程的數據集成平臺，鼓勵企業利用云計算、大數據等技術進行個性化定制生產。

3.4 完善公共平臺服務環境建設

搭建公共服務平臺，創新服務模式。圍繞汽車智能制造產業鏈，推進“制造業+互聯網”深化融合發展，引進培育智能制造系統解決方案服務提供能力的企業機構，支持龍頭企業牽頭搭建汽車智能制造行業的公共服務平臺，形成基于工業互聯網的汽車智能制造新生態。

4 結論

通過分析傳統SWOT分析法和AHP層次分析法用于戰略決策中的優劣勢，確定將兩種分析法進行結合，從而實現簡化戰略決策過程，同時又確保能對戰略決策目標進行定量和定性的綜合分析。筆者在對武漢市汽車產業向智能制造發展戰略研究的過程中，利用SWOT-AHP綜合分析模型，確定了影響戰略發展的因素和不同影響因素的權重，再進行綜合排序之后得到了戰略四邊形、戰略方位角、戰略定位和戰略強度，最后確定武漢市汽車產業向智能制造發展面臨的機會>劣勢>優勢>威脅，且應當采取爭取型戰略區的進取型戰略和開拓型戰略態勢，即應當選擇機遇-劣勢WO戰略和機遇-優勢SO戰略。