解讀制造業(yè)數(shù)字化轉型的6大關鍵問題！
2021-11-25新聞
導讀
INTRODUCTION
本文由e-works數(shù)字化企業(yè)網(wǎng)總編、CEO黃培博士原創(chuàng)。首發(fā)于2019年2月11日「數(shù)字化企業(yè)」，重新分享給各位閱讀學習。
在當今的數(shù)字化時代，“云大物移”正在深刻地影響每個人的生活方式和每個企業(yè)的運營方式。在與制造企業(yè)進行交流，以及在國際考察時，我發(fā)現(xiàn)制造企業(yè)非常關注數(shù)字化轉型；在給企業(yè)培訓的過程中，我也多次講述制造業(yè)數(shù)字化轉型的主題。
? 那么，何謂數(shù)字化轉型？
? 制造業(yè)數(shù)字化轉型究竟有哪些可以借鑒的模式？
? 制造企業(yè)如何進行數(shù)字化轉型？
特撰寫本文，解讀制造業(yè)數(shù)字化轉型的六大關鍵問題，分享我對制造業(yè)數(shù)字化轉型的心得體會，希望能夠給正在積極推進數(shù)字化轉型的制造企業(yè)帶來一定的啟示。
何謂數(shù)字化轉型？
首先，關于“數(shù)字化”，有兩個英文詞匯，看起來差不多，但內涵差異很大。一個是Digitization，其含義是將模擬信息轉化為數(shù)字信息（例如將手工填寫的單據(jù)自動識別轉為數(shù)字信息）；另一個是Digitalization，指的是將數(shù)字技術融合到企業(yè)之中，深化應用各種業(yè)務軟件和物聯(lián)網(wǎng)等新興技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅動的決策分析，徹底變革企業(yè)的業(yè)務流程。
數(shù)字化轉型（Digital Transformation）實際上就是企業(yè)真正實現(xiàn)Digitalization的過程。面向個人的生活服務行業(yè)數(shù)字化轉型非常迅速，如今，我們訂機票、買火車票、租車、訂酒店、購物、訂餐等各類生活服務幾乎都可以通過數(shù)字手段在線完成，各種在線服務的平臺競爭十分激烈。
對于制造業(yè)而言，面向個人消費者的行業(yè)，例如家電、家居、手機、汽車等行業(yè)的企業(yè)，數(shù)字化轉型的壓力巨大，轉型也相對迅速；而面向企業(yè)客戶的行業(yè)，例如裝備制造、能源、零部件、原材料等行業(yè)，數(shù)字化轉型的步伐則相對遲緩。
不論屬于什么類型、什么行業(yè)，每個企業(yè)都應當思考、建立，并推進數(shù)字化轉型戰(zhàn)略，數(shù)字技術的深化應用將對企業(yè)的商業(yè)模式、業(yè)務運營、決策方式、組織形態(tài)和企業(yè)文化等方面帶來深遠影響。
埃森哲公司對于各行業(yè)數(shù)字化轉型程度的分析
制造業(yè)數(shù)字化轉型
有何價值？
隨著互聯(lián)網(wǎng)的日益普及，計算和存儲能力的迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術的廣泛應用，以及工業(yè)軟件的不斷進化，數(shù)據(jù)的采集、存儲、傳輸、展現(xiàn)、分析與優(yōu)化都具備了良好的技術基礎。在這種背景下，制造業(yè)數(shù)字化轉型的浪潮勢不可擋。
善于深度應用數(shù)字技術的制造企業(yè)將贏得顯著的競爭優(yōu)勢。例如，通過對采購、生產(chǎn)、庫存、資金、質量、能耗、設備狀態(tài)等業(yè)務數(shù)據(jù)的及時洞察，可以幫助企業(yè)對運營管理中的各類復雜問題能夠不僅知其然，也知其所以然；通過對員工工作實績的采集與分析，可以進一步激發(fā)員工的潛能；通過根據(jù)客戶需求實現(xiàn)個性化定制，可以提升客戶滿意度；通過對營銷數(shù)據(jù)的采集與分析，可以在市場上真正做到知己知彼，更好地服務客戶；
優(yōu)秀的制造企業(yè)也在一直致力于產(chǎn)品本身的數(shù)字化轉型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)感知與遠程控制，提高產(chǎn)品的附加值，增加服務收入。同時，也只有推進數(shù)字化轉型，制造企業(yè)才能應對日益復雜的合規(guī)性要求，尤其是對于醫(yī)藥、食品等民生行業(yè)，以及出口導向型企業(yè)，必須通過數(shù)字化轉型，實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的可追溯。
制造企業(yè)推進數(shù)字化轉型
有哪些難點？
制造企業(yè)組織、業(yè)務、產(chǎn)品和價值鏈的復雜性，為制造企業(yè)的數(shù)字化轉型帶來諸多障礙。事實上，數(shù)字化轉型并非單項技術的應用，也不僅僅是個技術命題，更是一個戰(zhàn)略和管理命題。因此，制造企業(yè)需要深度剖析數(shù)字化轉型的需求和突破口，建立明確的數(shù)字化轉型路線圖。如果沒有清晰的數(shù)字化轉型戰(zhàn)略，把各種時髦的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)相關技術“囫圇吞棗”地應用，不僅起不到真正提升企業(yè)核心競爭力的效果，還有可能投資巨大，收益甚小，甚至搬起石頭砸了自己的腳。
具體來說，制造企業(yè)推進數(shù)字化轉型面臨的難點至少包括以下方面：
① 企業(yè)高層沒有意識到數(shù)字化轉型的必要性、緊迫性和復雜性，觀念還停留在部署常用的IT系統(tǒng)。實際上，數(shù)字化轉型遠遠不是IT部門能夠實現(xiàn)的，必須由企業(yè)的決策層引領，自頂向下推進。
② 企業(yè)已經(jīng)應用了諸多信息系統(tǒng)，但是孤島縱橫，基礎數(shù)據(jù)不準確，編碼體系不統(tǒng)一，推進數(shù)字化轉型無從下手。
③ 不少企業(yè)認為推進自動化系統(tǒng)能夠更加立竿見影，普遍存在重自動化、輕數(shù)字化的狀況。我走進很多企業(yè)，都發(fā)現(xiàn)企業(yè)更加重視產(chǎn)線的自動化和少人化，但是設備聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集的基礎差，車間沒有真正實現(xiàn)可視化。
④ 企業(yè)投資推進數(shù)字化轉型沒有取得顯著效果，制約了企業(yè)進一步推進數(shù)字化轉型的動力。例如，一些企業(yè)雖然投資自建了電商平臺，在流量為王的時代，客戶還是被主流的電商平臺所掌控，自建平臺沒有達到預期效果。
⑤ 制造業(yè)的各個細分行業(yè)差異很大，處在各個產(chǎn)業(yè)鏈中不同位置的企業(yè)個性化很強，數(shù)字化轉型的突破口也各不相同，并沒有可以直接照搬的模板。
⑥ 我國制造企業(yè)的利潤率較低，推進數(shù)字化轉型往往缺乏足夠的資金進行投入。
制造業(yè)數(shù)字化轉型
有哪些可以借鑒的模式？
制造業(yè)數(shù)字化轉型是全方位的，數(shù)字技術的深化應用將從以下六個方面徹底變革制造企業(yè)。
① 商業(yè)模式轉型。
按服務績效付費（Pay by use）是一種基于數(shù)字技術應用的全新商業(yè)模式。企業(yè)不再是銷售產(chǎn)品，而是銷售產(chǎn)品使用的服務。要實現(xiàn)Pay by use，企業(yè)首先應當實現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化，產(chǎn)品本身應當成為一個CPS系統(tǒng)（具有通信、計算和控制能力）；在此基礎上，建立監(jiān)控產(chǎn)品運行的云平臺，能夠對產(chǎn)品運行進行狀態(tài)監(jiān)控，進而實現(xiàn)預測性維護。英國羅爾斯羅伊斯公司是該領域的先驅者，已實現(xiàn)航空發(fā)動機的Pay by use；德國凱撒空壓機公司也借助SAP軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了從銷售空壓機向提供空氣壓縮服務的轉型。此外，企業(yè)推進在線的產(chǎn)品個性化定制，以及開展線上線下相結合的體驗式營銷，也屬于商業(yè)模式轉型。在這方面，紅領和尚品宅配是轉型成功的典型案例。
② 服務模式轉型。
企業(yè)通過開發(fā)產(chǎn)品服務的APP，讓客戶可以實現(xiàn)自助式服務，從而提升服務效率。例如，美的提供了智慧家居全屋智能解決方案，可以監(jiān)控各種智慧家居產(chǎn)品。此外，一些全球領先的裝備制造企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了對其產(chǎn)品的遠程狀態(tài)監(jiān)控和預測性維修維護。例如，F(xiàn)ANUC推出了零宕機服務，對正在服役的工業(yè)機器人提供遠程運維服務，如果傳感器指示關鍵零部件有故障隱患，則可以提前預警，并利用客戶企業(yè)工休時間進行維修，確?？蛻裟軌蛘Ｊ褂谩?/span>
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此外，AR（增強現(xiàn)實）技術在設備維護方面也大有可為，可以通過展現(xiàn)設備傳感器的數(shù)據(jù)，顯示零部件的裝配過程等方式，大大提高設備維護的效率。日本小松公司利用無人機拍攝施工現(xiàn)場的三維地圖，與工地地基的三維模型進行比對，計算出應挖掘的土方，在此基礎上可以計算出需要的工程機械，從而實現(xiàn)智能施工。小松成為應用數(shù)字技術實現(xiàn)智能服務的典范。
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③ 研發(fā)模式轉型。
在新產(chǎn)品研發(fā)過程中，數(shù)字技術的應用非常廣泛。例如，通過仿真驅動設計，減少實物試驗；通過產(chǎn)品全生命周期的研發(fā)數(shù)據(jù)和流程管理，提高零部件的重用率，提升研發(fā)效率，降低研發(fā)成本，實現(xiàn)異地協(xié)同研發(fā)；甚至可以通過互聯(lián)網(wǎng)收集客戶對產(chǎn)品的需求，在研發(fā)過程中，實現(xiàn)眾包設計。此外，創(chuàng)成設計技術（Generative Design）可以根據(jù)設計約束條件由軟件系統(tǒng)自動生成符合條件的設計方案，這是設計方法的革命。
創(chuàng)成設計與增材制造技術結合的典型案例
④ 運營模式轉型。
企業(yè)運營過程中，有很多數(shù)字化轉型的場景，可以幫助企業(yè)實現(xiàn)精細化管理。例如，推進業(yè)務流程管理，貫穿多個信息系統(tǒng)；廣泛推進移動應用，將各層次管理者所需要的數(shù)據(jù)和故障預警信息推送到移動終端，實現(xiàn)業(yè)務運作過程的可視化。
運營模式的移動化轉型
⑤ 制造模式轉型。
在機械加工過程中，MAZAK、牧野機床、通快、FANUC等很多優(yōu)秀企業(yè)已經(jīng)廣泛應用了柔性制造系統(tǒng)（FMS），實現(xiàn)全自動化地加工不同的機械零件。
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在FMS系統(tǒng)中，看得到的是高度自動化，而實際上更重要的是整個FMS系統(tǒng)的計劃安排、物流調度、刀具管理、加工程序配置等方面，全面實現(xiàn)了數(shù)字化管控。在鈑金加工過程中，通快集團已幫助很多企業(yè)部署了全自動上下料，然后進行板材的剪切、沖孔、折彎、焊接的全自動柔性加工，這同樣需要依賴數(shù)字化系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的無縫集成；在電子制造的SMT生產(chǎn)線上，廣泛應用了機器視覺系統(tǒng)，來自動進行質量檢測。此外，增材制造技術的原理是將零件三維模型進行分層，針對每一層的截面形狀的實體部分增加材料，因此，數(shù)字化技術是實現(xiàn)增材制造的基礎。
⑥ 決策模式轉型。
通過推進數(shù)字化轉型，企業(yè)會擁有海量的數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設備運行數(shù)據(jù)、質量數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)、經(jīng)營數(shù)據(jù)、客戶數(shù)據(jù)和外部市場數(shù)據(jù)等。企業(yè)對這些海量的異構數(shù)據(jù)進行多維度的分析，提高數(shù)據(jù)分析的實時性和可視化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)治理，基于數(shù)據(jù)驅動進行決策，并利用人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術分析數(shù)據(jù)背后蘊含的關鍵信息。
近幾年，BI系統(tǒng)的應用呈現(xiàn)出爆發(fā)性增長的趨勢。同時，將數(shù)據(jù)分析的結果與企業(yè)的管理手段結合起來，可以真正起到提升管理水平，優(yōu)化企業(yè)運營的效果。最近，我訪問美的微波爐工廠，發(fā)現(xiàn)該工廠在大屏幕的生產(chǎn)指揮系統(tǒng)面前（美的稱為作戰(zhàn)室）召開每天早上和下班前的工作例會，用數(shù)據(jù)說話，通過對比不同產(chǎn)線和車間的績效，促進各層次管理者提高管理績效。我感覺這種方式實效顯著。
美的工廠的大屏幕指揮系統(tǒng)
數(shù)字化轉型
與智能制造的關系是什么？
制造企業(yè)推進數(shù)字化轉型是實現(xiàn)智能制造的基礎和必要條件。數(shù)字化和自動化是企業(yè)實現(xiàn)智能制造的兩大支柱，自動化系統(tǒng)要實現(xiàn)柔性，必須依賴數(shù)字化系統(tǒng)的支撐。
而實現(xiàn)人工智能技術的應用，也有賴于數(shù)字化系統(tǒng)采集、存儲和篩選數(shù)據(jù)。李培根院士指出，推進智能制造需要注重使能技術的研發(fā)。各種數(shù)字化系統(tǒng)和工業(yè)軟件就是支撐智能制造最重要的使能技術之一。2018年10月，國家工信部正式批準組建國家數(shù)字化設計與制造創(chuàng)新中心，顯示出國家高度重視推動制造業(yè)的數(shù)字化轉型，致力于實現(xiàn)智能制造關鍵使能技術的自主研發(fā)與創(chuàng)新。
2016年，e-works提出了智能制造的金字塔架構，受到業(yè)界的廣泛關注。金字塔的底部是使能技術層，包括ICT技術、工業(yè)自動化技術、先進制造技術、現(xiàn)代企業(yè)管理和人工智能技術五大類使能技術；第二層是推進智能產(chǎn)品和智能服務，實現(xiàn)商業(yè)模式的創(chuàng)新；第三層是部署智能裝備，建立智能產(chǎn)線，打造智能車間，建設智能工廠，實現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新；第四層是開展智能管理、智能研發(fā)和智能物流供應鏈，實現(xiàn)運營模式的創(chuàng)新；第五層是智能決策，實現(xiàn)決策模式的創(chuàng)新。事實上，對于智能制造應用的各個范疇，數(shù)字化技術都提供了重要的支撐：
● 智能產(chǎn)品: CPS、adas、產(chǎn)品性能仿真
● 智能服務: Digital twin、狀態(tài)監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實
● 智能裝備：CAM系統(tǒng)、增材制造支撐軟件
● 智能產(chǎn)線：FMS的控制軟件系統(tǒng)、協(xié)作機器人的管控系統(tǒng)
● 智能車間：數(shù)據(jù)采集（SCADA）、車間聯(lián)網(wǎng)、MES、APS
● 智能工廠: 視覺檢測、設備健康管理、工藝仿真
● 智能研發(fā): CAD、CAE、EDA、PLM、嵌入式軟件、設計成本管理、DFM分析、拓撲優(yōu)化
● 智能管理: ERP、CRM、EAM、SRM、MDM、質量管理、企業(yè)門戶
智能物流與供應鏈：AGV、SLAM、自動化立庫、WMS、TMS、DPS（數(shù)字揀貨系統(tǒng)）
● 智能決策：BI、工業(yè)大數(shù)據(jù)、EPM（企業(yè)績效管理）、移動應用
制造企業(yè)
如何推進數(shù)字化轉型？
制造企業(yè)要推進數(shù)字化轉型，必須明確數(shù)字化轉型戰(zhàn)略，制定數(shù)字化轉型規(guī)劃，然后實現(xiàn)規(guī)劃的落地。在這個過程中，制造企業(yè)需要借助專業(yè)的咨詢服務機構，來完成數(shù)字化轉型的現(xiàn)狀診斷、需求分析、流程梳理、整體框架設計和實施方案制定等過程。
? 第一步是評估數(shù)字化轉型的現(xiàn)狀。
e-works在2011年就推出了兩化融合成熟度評估體系，有六大行業(yè)版本，后來又推出智能制造和智能工廠評估體系，工信部相關研究機構也推出了相關的評估體系。制造企業(yè)可以通過數(shù)字化轉型現(xiàn)狀評估，了解價值鏈各個環(huán)節(jié)應用數(shù)字技術的深度、廣度和應用效果，還存在哪些數(shù)字化技術應用的斷點，并對各個分支機構進行比較，與行業(yè)標桿進行對標，從而明確企業(yè)進行數(shù)字化轉型的基礎。
? 第二步是分析企業(yè)數(shù)字化轉型的機會與突破口。
通過廣泛的企業(yè)內部調研與行業(yè)最佳實踐分析，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(shù)字化轉型的需求，并根據(jù)重要度與可行性來確定企業(yè)推進數(shù)字化轉型的突破口。
? 第三步是明確企業(yè)數(shù)字化系統(tǒng)的整體框架。
分析企業(yè)的業(yè)務流程在數(shù)字化轉型過程中應當如何進行優(yōu)化，確定企業(yè)進行數(shù)字化轉型的關鍵考核指標，制定數(shù)字化系統(tǒng)的整體框架，明確企業(yè)未來三到五年數(shù)字化轉型的整體規(guī)劃。
? 第四步是確定企業(yè)數(shù)字化轉型的路線圖。
明確各個數(shù)字化系統(tǒng)的具體功能、部署方式和集成方案；確定數(shù)據(jù)采集、設備聯(lián)網(wǎng)，IT與OT集成方案；制定數(shù)字化轉型的年度投資計劃；明確推進數(shù)字化轉型的組織體系；分析數(shù)字化轉型的投資收益；預測數(shù)字化轉型過程可能存在的風險和規(guī)避策略。
? 第五步是根據(jù)數(shù)字化轉型的規(guī)劃落地實施，并及時修訂規(guī)劃。
數(shù)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(shù)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(shù)字化轉型的規(guī)劃進行修訂。同時，企業(yè)應當高度重視數(shù)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(shù)字化轉型過程一步一個腳印，取得實實在在的效益。
推進數(shù)字化轉型，企業(yè)是主體。要真正實現(xiàn)數(shù)字化轉型，需要企業(yè)高層有決心、有毅力，真正理解數(shù)字化轉型的內涵，引領數(shù)字化轉型的過程。
數(shù)字化轉型不能搞形式主義，走過場，也不需要搞大而全，必須根據(jù)企業(yè)自身的需求，在產(chǎn)業(yè)鏈中的地位，企業(yè)的實力和發(fā)展愿景制定個性化的數(shù)字化轉型策略。可以預見，會有越來越多的制造業(yè)提出數(shù)字化轉型的咨詢服務需求，而同時，能夠提供這類咨詢服務的咨詢機構也需要經(jīng)過長期的實踐，擁有經(jīng)驗豐富的咨詢服務團隊。（本文完）
