制造业数字化转型的思路与案例探讨

  作者:王莹 时间:2019-08-12来源:电子产品世界

王莹  (《电子产品世界》,北京 100036)

摘要:“物联网产业发展论坛暨北京两化融合服务联盟物联网平台专业委员会成立大会”不久前在京举行,工业和信息化部的有关领导介绍了制造业数字化转型的思路,以及部分企业的案例。

关键词:数字化转型;两化融合;制造业;工业物联网

现在的新概念很多,例如两化融合、两化深度融合、制造业与互联网融合、云计算、大数据、工业物联网等。那么,应该怎样去认识各种说法?到底两化融合和两化深度融合是什么关系,与工业物联网有什么关系?实际上,两化融合的主攻方向是智能制造,现阶段是制造业与互联网融合,突破口是工业互联网。无论是工业互联网融合、制造业互联网融合还是两化深度融合,都离不开制造业的数字化转型。所以本文主要围绕制造业数字化转型的机理和部分企业案例展开。

1 为什么要数字化转型?

回答起来似乎很容易:两化融合的需要,两化深度融合也需要,物联网更需要等。实际上,数字化转型需要三个核心要素:提高效率,提高质量,降低成本。围绕着这三大核心要素,流程、业务、组织、产品、人员都需要塑造,以形成人-人互联、人-物互联、物-物互联,其基础就是数字化。所以要打通供应链、信息链、资金链、创新链等(如图1)。

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三个特征是数字化、网络化和智能化。数字化主要指知识、经验、设备、流程、应用等的数字化。网络化指的是产品联网上云、设备互联、上云、业务联网上云等。目前我国政府提出百万企业上云,现在的重点是设备上云。智能化包括产品智能、装备智能、生产智能、管理智能、服务智能。值得一提的是,数字化转型很重要的就是实现智能化。

2 制造业数字化转型的动因:应对不确定性

2.1 应对生产过程的复杂化

这里有两个观点:第一是工业化持续推进使生产制造越来越复杂,由于生产过程中的各方面都有要求,例如大型飞机、高铁,做的不是几万个零件,而是上百万个零件,涉及上万家企业的协同,因此数字化是应对生产过程复杂化的一种办法。

第二是数字化转型有利于构建智能环保的生产方式,提高生产制造各维度的要求(从研发设计到流程制造,再到后续的维护保养,甚至全程性周期管理等),应对成本的上升,加快向创新驱动型发展方式转变。

2.2 应对产业协作的多维化

首先,产业分工的细化加剧导致产业链拉长,市场边界被打破,竞争与合作关系日趋复杂,加大了要素流通和产业协作的难度。例如智能驾驶的车联网平台,如何没有5G等新一代无线通讯技术的支撑,车联网很难启动。

其次,数字化转型有利于构建良好的产业生态,提升产业发展的整体实力。通常认为:未来的竞争不是企业之间的竞争,而是生态链之间的竞争。尤其制造企业更是一个生态链。因为假如在工业互联网上,不管是ERP(企业资源计划),还是MES(制造企业生产过程执行系统)、SCADA(数据采集与监视控制系统)等,都是在平台上提供的。如果按照物联网的分类,还有边缘层、SaaS(软件即服务)层、PaaS(平台即服务)层、工业APP等,再加上材料和上下游产业链,因此,不再是一家企业单打独斗的时代,而是整个生态链的联动。

2.3 应对市场需求的多样化

消费者需求的增强以及市场需求的不确定性,要求生产模式向以消费者为中心和大规模个性化定制转变(如表1)。

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另外,数字化转型有助于企业构建与快速精准相应的生产组织方式,充分满足市场细分需求,从“长尾效应”中获取商机。

例如云南曲靖卷烟厂经过数字化改造后,不再需要长时间、大量地去培养工人上岗,培养一名工人只需要七天时间。而且如果卷烟的生产环节出现问题,可迅速知道哪个地方出现问题了,还可知道库房里有没有相关零配件,以便及时去维护。

2.4 应对产品服务的增值化

服务型制造在我国的工程机械领域做得较好,例如徐工、三一重工、中南重工等。早在2010年,徐工就实现了远程运营,现在的远程运营已达到可视化,点击某地区,就知道十年来所生产的挖掘机等在当地的运转情况(停机状态还是工作状态),如果是工作状态,可以查看发动机运转的状态,甚至水温、油压等已经达到了可视化。可见,随着产品科技含量的提高,使得产品越来越复杂,对各环节服务的需求也越来越迫切,同时产品智能化也为创新增值服务提供了可能。

另外,通过处理过程中的数据,有利于构建面向产品全生命周期的研发、生产和服务体系,提升产品的附加值。所以徐工集团从2010年开始利润不断攀升,原因是靠服务带来的增值费的提高。

3 制造业数字化转型的典型特征

3.1 资源配置更加网络化、全球化、快捷化

这三化带来的效益提升表现在两方面。首先,实现了数据自由流动,以信息流带动各要素,不断突破地域、组织、技术的边界。其次,推动了形成资源要素的共享性,促进了资源配置向多点、全局、动态的优化演进,全面提高了资源要素的流通效率。

3.2 产业创新更加协同化、开放化、互动化

互联网促使创新活动在时间和空间上交叉、重组和优化,同时更加网络化、全球化和快捷化。

大量知识经验以数字形式沉淀并开放共享,削减了重复性劳动,有助于重构产业知识体系。

产学研基于互联网平台协同开展研发创新,大幅缩短新技术产品周期,构建新的创新生态。

3.3 生产制造更加智能化、定制化和服务化

这涉及到互联网、传感器等应用,以及怎样使企业内外业务系统形成网络化、协同性及个性化定制的服务型制造。

记得2017年,工信部的有关领导曾带团去美国进行工业4.0的培训和交流,回国后的总结是:我们更加自信。因为首先在和美国的教授和企业家座谈时,他们往往会加上一句“你们中国在这方面做得很不错”。第二,不管是高通、IBM、苹果等,他们都提到了未来的制造模式是服务型制造、个性化定制、网络化协同,这恰恰和我国政府2016年出台的指导意见不谋而合。

所以智能化、服务化、数字化是全球都在追求的,那么其基础就是数字化。

3.4 企业的组织管理更加扁平化、柔性化、无边界化

新一代信息技术的应用形成了泛在、及时、准确的信息交互方式,大幅降低了交易成本,带来了企业各方面变化。其中之一是促使扁平化组织的形成,减少管理层级,提高管理效率;另外,还促使柔性化组织的形成,快速响应市场需求和变化;再有,促使无边界化组织的形成,构建新产业生态体系。

4 转型面临的六大挑战

首先是转型动力不足(如图2)。工信部的某位领导在温州调研时,当地官员反映两化融合太难了,因为现在的企业家是脱了草鞋穿皮鞋,有些农民企业家有小富即安的观念——不关注ERP等,没有远大的理想。

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第二类是转型基础薄弱。企业家想干,但不知道怎么干。

第三类是数据自动流动难。虽然有些企业上了ERP,但不知怎么干。实际上,信息化在制造业里起到了十分重要的作用,这方面的成功案例数不胜数。工信部的某位领导接触过一些站得很高的民营企业,例如2010年时考察重庆某大型摩托车厂,该公司高端越野摩托车占全球生产总量的七八成,但该公司的老总常年不在重庆,他通过网络专线管理,可知道整个摩托车厂的产销情况,诸如集装箱运输是在装船还是卸船,也可实时了解车间工人的生产情况。

第四类是数字治理跟不上。有些企业家搞不懂智能化和自动化的区别。例如,工信部的某位领导曾在江苏考察一家企业,该企业称自己有智能化的生产平台,实际上,充其量只是从国外进口了一条高度自动化的流水线,但设备之间没有交互。工信部的某位领导2015年到德国考察工业4.0时,对博世的芯片工厂印象很深,其设备之间完全打通,设备之间有数字交互、分析与优化,可以检测到上一道工序有毛病,并纠正过来,或者这道工序发出指令,让下一道工序纠正。这才应该是智能化制造最主要的标准。

第五是数字化转型的人才难觅。例如无锡一家企业20世纪90年代濒临倒闭,选了一位企业家当厂长,他锐意进取,现在搞得非常好。

第六是标准体制不完善。值得一提的是,联盟、行业协会的作用很重要的,但我们的与国外的联盟和行业协会还有些差距。

有一件趣事令这位工信部的领导印象深刻。2018年搞双化平台,华为竟然落选了。究其原因,第一,华为多年来没有申请过国家项目,不知道项目申报书怎么写。这是出人意料的。华为只得到过深圳的一些奖励,没有申请过国家奖励,所以不知道怎么申请国家项目和专业课题。第二是华为有很多商业机密不愿写出来。

所以尽管华为落选了,但华为确实也是一家了不起的企业。

5 如何推进制造业数字化

5.1 搭建平台

工信部信息化和软件服务业司2018年选择了八大双化平台:航天云网、徐工汉云、三一客户云、阿里云等,还选择了40多家特定行业和特定场景。

为什么搭建平台重要?我们通过互联网获取新闻,例如新浪、搜狐、网易等;电子商务过去很多,现在剩下几家:京东、淘宝等。实际上工业互联网平台最终也会有这种现象,如果国外大型、巨型的工业互联网平台一旦成为中国的主流平台,我们就会有被动的局面。因为平台就像大型商场一样,什么都有,无论软件、操作系统,还有各种APP、二维三维设计、图库等。所以我们要打造自己的双化平台,重点在特定的行业和区域。

5.2 加快企业上云

最早浙江提出20万企业上云。但是上什么云 ?什么云可上?上云之后是什么标准?这些概念还需要进一步厘清。有些企业认为在云上搞一个备份就是上云,也来申请补助,这是不行的。首先,需要核心的系统业务上云,即研发、生产制造、经营管理等云端先行,硬件软件布局。其次,加快高风险、高耗能、高产值的设备上云。最后,简单设备上云,诸如检测、运维、诊断等,OA、ERP也是可以的。

6 制造业数字化转型模式

主要分为大型企业和中小型制造企业两类。其中,大型制造企业是我国国民经济的重要支柱,是参与国际竞争的主要力量,具有更强的技术、资金、人才实力,在推进数字化转型方面具有更好的基础和条件,模式和路径更为清晰。中小型制造企业数字化转型的模式虽各有不同,但数字化转型战略都以客户为中心,其共性是通过应用物联网、云计算、大数据等数字技术来构建企业新的数字化平台,建立新型数字运营模式,从而驱动企业业务转型和创新,进而提高市场竞争力。

*本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第8期第1页,欢迎您写论文时引用,并注明出处

关键词: 201908 数字化转型 两化融合 制造业 工业物联网

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