導讀
對于制造業(yè)來說,數字化轉型的本質是通過新一代信息技術與制造技術的融合,實現以數據為核心的資源要素變革、以網絡化為牽引的生產方式重構、以扁平化為方向的企業(yè)形態(tài)轉型、以平臺賦能為導向的業(yè)務模式創(chuàng)新;構建全感知、全聯(lián)接、全場景、全智能的數字工廠,優(yōu)化產品的研發(fā)生產和營銷流程,對傳統(tǒng)管理模式、業(yè)務模式、商業(yè)模式進行創(chuàng)新和重塑,實現業(yè)務轉型。傳統(tǒng)產業(yè)通過數字化轉型,打開生產“黑箱”,幫助設備“剪辮子”,讓傳統(tǒng)傻大黑粗的工廠變得更加輕巧靈便;同時構建虛擬工業(yè)數據空間,沉淀工業(yè)機理模型,改進工藝流程,加速產業(yè)優(yōu)化升級。
制造業(yè)數字化轉型的目標是推動制造企業(yè)業(yè)務轉型、技術轉型和組織轉型。其中,業(yè)務轉型是要推動企業(yè)通過全價值鏈的數字化變革實現運營指標的提升,包括在銷售和研發(fā)環(huán)節(jié)利用數字化手段增加收入,在采購、制造和支持部門利用數字化技術降低成本,在供應鏈、資本管理環(huán)節(jié)利用數字化方式優(yōu)化現金流;技術轉型是要搭建企業(yè)數字化轉型所需的工業(yè)物聯(lián)網架構和技術生態(tài)系統(tǒng);組織轉型是要促進企業(yè)在組織架構、運行機制、人才培養(yǎng)和組織文化上的深刻變革。
一、制造業(yè)數字化轉型存在的問題
一是系統(tǒng)平臺接口標準極不統(tǒng)一,互聯(lián)互通難度大。互聯(lián)網在發(fā)展初期就是為了跨地域大規(guī)模信息共享而設計的,在設備互聯(lián)互通方面,有了較為完善的頂層設計,全球不同廠商生產的網絡和計算設備只要遵守TCP/IP協(xié)議,都能夠方便快捷的接入到互聯(lián)網中。與互聯(lián)網發(fā)展截然不同,工業(yè)網絡發(fā)展起步晚,發(fā)展初期沒有跨地域大規(guī)模信息共享需求,只有企業(yè)內部車間小范圍內信息共享需求,不同企業(yè)為滿足此類需求,開發(fā)了不同工業(yè)現場總線。據不完全統(tǒng)計,市場上主流的工業(yè)現場總線數量就多達數十種。工業(yè)現場總線的多樣性,增加了采用不同協(xié)議設備連接的難度。另外,與普通計算機不同,工業(yè)數字裝備外部通信硬件接口形式多樣、標準不統(tǒng)一,也增加了硬件設備互聯(lián)互通難度。
二是傳統(tǒng)設備數字化改造難度大,難以一體化接入。制造企業(yè)數字化轉型過程中,對傳統(tǒng)高端裝備進行適度的數字化改造再利用,是當前推進制造企業(yè)數字化轉型必經路徑。傳統(tǒng)設備數字化改造難度大,主要表現在以下幾點:一是來自不同知名企業(yè)的不同設備,因配備了不同的外聯(lián)通信接口或工業(yè)現場總線協(xié)議,導致異構網絡綜合集成互聯(lián)難度較大,影響了產品的一體化接入和互聯(lián)互通。二是部分數字裝備系統(tǒng)嚴格封閉,缺乏外部通信連接和數據共享標準接口設計,或者設計接口非標準化,系統(tǒng)開放改造和數據共享難度較大。三是大量傳統(tǒng)機械化和自動化裝備因設計之初沒有考慮數據采集、數字化控制、網絡控制等需求,進行數字二次改造升級難度極大,影響了裝備網絡接入和互聯(lián)互通。
三是企業(yè)重數據采集、輕數據挖掘,數據紅利難釋放。深化數據開發(fā)利用、促進業(yè)態(tài)創(chuàng)新是制造業(yè)數字轉型的重要路徑和目的。但目前來看,制造業(yè)在數據開發(fā)利用方面存在以下問題,影響了數字化轉型成效,主要表現為以下幾點:一是部分工業(yè)互聯(lián)網平臺重視工業(yè)數據采集,但缺乏對采集工業(yè)數據深度開發(fā)利用能力,不僅數據紅利沒有釋放,也因一味過度采集存儲造成了沉重存儲負擔。二是部分企業(yè)尚未理解工業(yè)大數據和消費大數據區(qū)別,過度高估工業(yè)大數據潛在價值,缺乏對工業(yè)大數據關聯(lián)有限性、價值密度稀疏性等認識,尚未找到工業(yè)大數據應用盈利突破點。
四是企業(yè)商業(yè)模式未能根本創(chuàng)新,轉型效益難發(fā)揮。促進企業(yè)業(yè)態(tài)創(chuàng)新、提升商業(yè)模式核心競爭力是制造業(yè)數字化轉型的根本目的。但目前來看,部分企業(yè)注重企業(yè)內部管理信息化建設,但缺乏利用信息技術推動業(yè)務商業(yè)模式變革創(chuàng)新認識,信息技術應用促進企業(yè)業(yè)態(tài)創(chuàng)新的作用沒有發(fā)揮出來。例如,部分企業(yè)把工業(yè)互聯(lián)網平臺設計成了企業(yè)內部機器在線管理和遠程運維系統(tǒng),但由于缺乏利用機器在線管理能力增強促進商業(yè)模式創(chuàng)新設計,使得工業(yè)互聯(lián)網應用在發(fā)揮資源整合、促進產業(yè)鏈協(xié)作、推動商業(yè)變革方面的作用沒有發(fā)揮做出來。
二、制造業(yè)數字化轉型的基本路徑
(一)構建制造業(yè)全過程數字孿生體
制造業(yè)企業(yè)要依托工業(yè)互聯(lián)網平臺,采集和匯聚研發(fā)設計、生產制造、用戶服務、經營管理等活動產生的業(yè)務數據,并開展數據云端存儲、主數據管理、數據標準化、數據質量管理、數據分級分類管控和安全維護等基礎工作,在虛擬空間打造企業(yè)業(yè)務活動的數字“雙胞胎”,形成格式統(tǒng)一、可計算、可分析的業(yè)務數據鏈條。同時,要結合業(yè)務邏輯和工業(yè)知識機理開發(fā)數據模型,并在研發(fā)、生產、經營、服務等業(yè)務活動中部署應用,構建企業(yè)級或行業(yè)級工業(yè)知識圖譜,以數據為驅動提升企業(yè)科學管理、精準決策水平。
(二)實現制造流程與生產資源的數字化管理
制造業(yè)企業(yè)要以虛擬化技術為基礎,基于企業(yè)業(yè)務活動全過程數字孿生體實現數據與業(yè)務的綜合集成,通過全過程場景的虛擬化實現IT與OT的真正融合。運用流程規(guī)劃設計工具、流程監(jiān)測管理工具、運營管理云化軟件等軟件工具,開展業(yè)務流程分層分級規(guī)劃與設計,構建完善的業(yè)務流程體系,實時監(jiān)控業(yè)務流程執(zhí)行過程,評價分析流程執(zhí)行績效,確保業(yè)務流程的有效執(zhí)行。
制造企業(yè)需基于工業(yè)互聯(lián)網平臺全面采集生產資源數據、解析相關協(xié)議,構建設備、制造單元、產線、車間和工廠的數據模型,開展生產資源全生命周期規(guī)范化管理。通過建設完善的生產資源數據模型庫、知識機理庫和運維策略庫,開展設備運行狀態(tài)監(jiān)控、生產調度優(yōu)化、故障預警處置、能耗安全管理等活動,監(jiān)測、評價和優(yōu)化設備的運行效率、能耗、環(huán)保、安全等績效狀況,并基于平臺開展跨企業(yè)的產能共享和協(xié)同生產,提升生產管控和創(chuàng)新應用的經濟效益和附加價值。
(三)以智能制造為重點推動企業(yè)數字化轉型
實現智能制造是企業(yè)層面加快數字化轉型的主攻方向。通過“機器換人”、建立智能工廠和智能車間,全面提升傳統(tǒng)制造方式自動化、網絡化、智能化水平,并以此為基礎催生個性化定制、智能化生產、網絡化協(xié)同、服務型制造等新模式、新業(yè)態(tài)。要充分應用物聯(lián)網、云計算和自動化控制等技術,對機器設備和生產流程等進行優(yōu)化更新,加快企業(yè)數字化技術改造,使企業(yè)從單機生產向網絡化、連續(xù)化生產轉變,顯著提升企業(yè)的生產效率與產品品質;中小企業(yè)要全面實現“上云”,建立工業(yè)互聯(lián)網基礎,推動低成本、模塊化設備和系統(tǒng)的部署實施;著力打通中小企業(yè)生產過程各環(huán)節(jié)的全數據鏈,鼓勵企業(yè)深入挖掘數據價值,促進設計、生產、物流、倉儲等環(huán)節(jié)高效協(xié)同;培育一批工程技術服務企業(yè),面向重點行業(yè)建設智能制造單元、智能生產線、智能車間、智能工廠,通過示范推廣、技術對接,引導企業(yè)應用先進技術和智能化裝備,大幅提升企業(yè)智能制造水平。
(四)以平臺賦能推動制造業(yè)行業(yè)數字化轉型
制造業(yè)數字化轉型需要工業(yè)互聯(lián)網平臺的支撐。工業(yè)互聯(lián)網是ERP、MES、PLM、PDM、CRM等傳統(tǒng)工業(yè)信息化軟件與物聯(lián)網、云計算、大數據、人工智能等互聯(lián)網新興技術結合而成的產物。其本質是通過開放的工業(yè)級網絡平臺把設備、生產線、工廠、供應商、產品和客戶緊密地連接和融合起來,高效共享制造流程中的各種要素資源,促使工業(yè)制造由“生產驅動”轉變?yōu)椤皵祿寗印?,進而幫助企業(yè)實現信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自學習等功能的先進制造過程。
工業(yè)互聯(lián)網平臺可以從頂層為企業(yè)規(guī)劃全信息化系統(tǒng)部署的最佳實踐路徑,幫助企業(yè)梳理各項業(yè)務流程,為企業(yè)積累寶貴的生產運營數據。
(五)以生態(tài)建構推動制造業(yè)園區(qū)數字化轉型
產業(yè)園區(qū)是制造業(yè)發(fā)展的重要載體,對引導產業(yè)集聚、促進體制改革、改善投資環(huán)境發(fā)揮了重要作用。在園區(qū)的規(guī)劃、設計、建設、管理等方面使用數字化手段進行管理,通過信息技術和各類資源的整合,將“智慧”滲透到園區(qū)建設與運營的每個細節(jié),使得園區(qū)的整體數據可以從多個層面進行分析,提升園區(qū)的數字化基礎設施和智慧管控、服務水平;圍繞企業(yè)的發(fā)展要求和人才的精神需要,著力推動產業(yè)集群、產業(yè)園區(qū)、小微園區(qū)、特色小鎮(zhèn)等數字化轉型,提升與推廣應用工業(yè)園區(qū)數字化服務平臺,加快探索形成一批推動產業(yè)升級的大數據解決方案,建成一批示范性數字化小微企業(yè)園;瞄準園區(qū)企業(yè)數字化轉型的共性需求,結合數字化規(guī)律和特點,以原有公共平臺為基礎,加強政府、企業(yè)、高校院所、金融機構和中介機構等緊密合作,開展基礎共性技術的研究,配套完善集人員培訓、應用示范、測試認證等環(huán)節(jié)于一體的支撐體系,切實降低中小微企業(yè)數字化成本。
三、制造業(yè)數字化轉型實施落地
制造企業(yè)想要推進數字化轉型,首先明確數字化轉型戰(zhàn)略,制定規(guī)劃,然后圍繞規(guī)劃實施落地。對于制造企業(yè)來說,需要借助專業(yè)的咨詢服務機構,完成數字化轉型的現狀分析、需求分析、流程梳理、整體框架設計和實施方案制定等過程。第一步 企業(yè)數字化轉型現狀分析制造企業(yè)通過數字化轉型評估,了解各環(huán)節(jié)數字技術的應用場景、效果,以及還存在哪些斷點,并了解轉型后企業(yè)生產流程會帶來的改變,與行業(yè)標桿進行對比,從而明確企業(yè)進行數字化轉型的基礎。第二步 分析企業(yè)數字化轉型的機會與突破口通過企業(yè)內部調研與行業(yè)分析,結合行業(yè)的標準規(guī)范和合規(guī)性需求,基于企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,來梳理企業(yè)推進數字化轉型的需求,并根據重要度與可行性來確定企業(yè)推進數字化轉型的突破口。第三步 明確數字化系統(tǒng)的整體框架分析企業(yè)的業(yè)務流程在數字化轉型過程中應當如何進行優(yōu)化,確定企業(yè)進行數字化轉型的關鍵考核指標,制定數字化系統(tǒng)的整體框架,明確企業(yè)未來三到五年數字化轉型的整體規(guī)劃。第四步 確定數字化轉型路線圖明確各數字化系統(tǒng)的具體功能、部署方式和集成方案;確定數據采集、設備聯(lián)網,IT與OT集成方案;制定數字化轉型的年度投資計劃;明確推進數字化轉型的組織體系;分析數字化轉型的投資收益;預測數字化轉型過程可能存在的風險和規(guī)避策略。第五步 規(guī)劃落地實施,并及時修訂規(guī)劃數字化轉型的規(guī)劃也應該是三年一規(guī)劃,一年一滾動。企業(yè)應當對數字化轉型的狀況進行年檢,并結合企業(yè)實際情況的變化和新興技術的發(fā)展,對數字化轉型的規(guī)劃進行修訂。同時,企業(yè)應當高度重視數字化轉型的核心團隊建設,將IT部門、自動化部門、規(guī)劃部門和推進精益的部門結合起來,并聘請外部的專家顧問,從而確保企業(yè)的數字化轉型過程一步一個腳印,取得實實在在的效益。推進數字化轉型,企業(yè)是主體。要真正實現數字化轉型,需要企業(yè)高層有決心、有毅力,真正理解數字化轉型的內涵,引領數字化轉型的過程。
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