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                                                          解读制造业数字化转型的6大关键问题!

                                                          宏观视点

                                                          解读制造业数字化转型的6大关键问题!

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                                                          【摘要】:
                                                          解读制造业数字化转型的6大关键问题!?何谓数字化转型?制造业数字化转型究竟有哪些可以借鉴的模式?制造企业如何进行数字化转型?在当今的数字化时代,“云大物移”正在深刻地影响每个人的生活方式和每个企业的运营方式。在与制造企业进行交流,以及在国际考察时,我发现制造企业非常关注数字化转型;在给企业培训的过程中,我也多?#35859;?#36848;制造业数字化转型的主题。●那么,何谓数字化转型?●制造业数字化转型究竟有哪些可以借鉴

                                                          解读制造业数字化转型的6大关键问题!

                                                           

                                                          何谓数字化转型?制造业数字化转型究竟有哪些可以借鉴的模式?制造企业如何进行数字化转型?

                                                          在当今的数字化时代,“云大物移”正在深刻地影响每个人的生活方式和每个企业的运营方式。在与制造企业进行交流,以及在国际考察时,我发现制造企业非常关注数字化转型;在给企业培训的过程中,我也多?#35859;?#36848;制造业数字化转型的主题。

                                                          ● 那么,何谓数字化转型?

                                                          ● 制造业数字化转型究竟有哪些可以借鉴的模式?

                                                          ● 制造企业如何进行数字化转型?

                                                          值此己亥年?#33322;?#20043;际,特撰写本?#27169;?#35299;读制造业数字化转型的六大关键问题,分享我对制造业数字化转型的心得体会,希望能够给正在积极?#24179;?#25968;字化转型的制造企业带来?#27426;?#30340;启示。

                                                          01 何谓数字化转型?

                                                          首先,关于“数字化?#20445;?#26377;两个英文词汇,看起来差不多,但内涵差异很大。一个是Digitization,其含义是将模拟信息转化为数字信息(例如将手工填写的单据自动识别转为数字信息);另一个是Digitalization,指的是将数字?#38469;?#34701;合到企业之中,深化应用各种业务软件和物联网等新兴?#38469;酰?#23454;现数据驱动的决策分析,彻底变革企业的业务流程。

                                                          数字化转型(Digital Transformation)实际上就是企业真正实现Digitalization的过程。面向个人的生活服务行业数字化转型非常迅速,如今,我们订机票、买火车票、租车、订酒店、购物、订餐等各类生活服务几乎都可以通过数字手段在线完成,各种在线服务的平台竞争十分激烈。

                                                          对于制造业而言,面向个人消费者的行业,例如?#19994;紜?#23478;居、手机、汽车等行业的企业,数字化转型的压力巨大,转型也相对迅速?#27426;?#38754;向企业客户的行业,例如装备制造、能源、零?#32771;?#21407;材料等行业,数字化转型的步伐则相对迟缓。不论属于什么类型、什么行业,每个企业都应当思考、建立,并?#24179;?#25968;字化转型战略,数字?#38469;?#30340;深化应用将对企业的商业模式、业务运营、决策方式、组织形态和企业文化等方面带来深远影响。

                                                          埃森哲公司

                                                          对于各行业数字化转型程度的分析

                                                          02 制造业数字化转型有何价值?

                                                          随着互联网的日益普及,计算和存储能力的迅猛发展,物联网和传感器?#38469;?#30340;广泛应用,以及工业软件的?#27426;?#36827;化,数据的采集、存储、传输、展现、分析与优化都具备了良好的?#38469;?#22522;础。在这种背景下,制造业数字化转型的浪潮势不可挡。

                                                          善于深度应用数字?#38469;?#30340;制造企业将赢得显著的竞争优势。例如,通过对采购、生产、库存、?#24335;稹?#36136;量、能耗、设备状态等业务数据的及时洞察,可以帮助企业对运营管理中的各类复杂问题能够不仅知其然,也知其所以然;通过对员工工作实绩的采集与分析,可以进一步激发员工的潜能;通过根据客户需求实现个性化定制,可以提升客户满意度;通过对营销数据的采集与分析,可以在市场上真正做到知己知彼,更好地服务客户;

                                                          优秀的制造企业也在一直致力于产品本身的数字化转型,实现数据采集、状态感知与远程控制,提高产品的附加值,增加服务收入。同时,也只?#22411;平?#25968;字化转型,制造企业才能应对日益复杂的合规性要求,尤其是对于医药、食品等民生行业,以及出口导向型企业,必须通过数字化转型,实现整个生产过程的可追溯。

                                                          数字化转型的核心价值

                                                          (来源:MITECHNEWS.COM)

                                                          03 制造企业?#24179;?#25968;字化转型

                                                          制造企业组织、业务、产品和价值链的复?#26377;裕?#20026;制造企业的数字化转型带来诸多障碍。事实上,数字化转型并非单项?#38469;?#30340;应用,也不仅仅是个?#38469;?#21629;题,更是一个战略和管理命题。因此,制造企业需要深度剖析数字化转型的需求和突破口,建立明确的数字化转型路线图。如果没有清晰的数字化转型战略,把各种时髦的互联网、物联网相关?#38469;酢?#22251;囵吞枣”地应用,不仅起不到真正提升企业核心竞争力的效果,还有可能投资巨大,收益甚小,甚至搬起石头砸了自己的脚。

                                                          具体来说,制造企业?#24179;?#25968;字化转型面临的?#35757;?#33267;少包括以下方面:

                                                          ① 企业高层没有意识到数字化转型的必要性、紧迫性和复?#26377;裕?#35266;念还停留在部署常用的IT系?#22330;?#23454;际上,数字化转型?#23545;?#19981;是IT部门能够实现的,必须由企业的决策层引领,自顶向下?#24179;?/p>

                                                          ② 企业已经应用了诸多信息系?#24120;?#20294;是孤岛纵横,基础数据不准确,编码体系不统一,?#24179;?#25968;字化转型无从下手。

                                                          ③ 不少企业认为?#24179;?#33258;动化系统能够更加立?#22270;?#24433;,普遍存在重自动化、轻数字化的状况。我走进很多企业,都发?#21046;?#19994;更加重视产线的自动化和少人化,但是设备联网和数据采集的基础差,车间没有真正实现可视化。 

                                                          ④ 企业投资?#24179;?#25968;字化转型没有取得显著效果,制约了企业进一步?#24179;?#25968;字化转型的动力。例如,一些企业虽然投资自建了电商平台,在流量为王的时代,客户还是被主流的电商平台所掌控,自建平台没有达到预期效果。

                                                          ⑤ 制造业的各个细分行业差异很大,处在各个产业链中不同位置的企业个性化很强,数字化转型的突破口也各不相同,并没有可以直接照搬的模板。

                                                          ⑥ 我国制造企业的利润?#24335;系停平?#25968;字化转型往往缺乏足够的?#24335;?#36827;?#22411;?#20837;。

                                                          04 制造业数字化转型

                                                          有哪些可以借鉴的模式?

                                                          制造业数字化转型是全方位的,数字?#38469;?#30340;深化应用将从以下六个方面彻底变革制造企业。

                                                          ① 商业模式转型。

                                                          按服务绩效付费(Pay by use)是一种基于数字?#38469;?#24212;用的全新商业模式。企业不再是销售产品,而是销售产品使用的服务。要实现Pay by use,企业首先应当实现产品的数字化,产品本身应当成为一个CPS系?#24120;?#20855;?#22411;?#20449;、计算和控制能力);在此基础上,建立监控产品运行的云平台,能?#27426;?#20135;品运行进行状态监控,进而实现预测性维护。英国罗尔?#23396;摶了?#20844;司是该领域的先驱者,已实现航空发动机的Pay by use;德国凯撒空?#22815;?#20844;司也借助SAP软件系?#24120;?#23454;现了从销售空?#22815;?#21521;提供空气压缩服务的转型。此外,企业?#24179;?#22312;线的产品个性化定制,以及开展线上线下相结合的体验式营销,也属于商业模式转型。在这方面,红领和尚品宅配是转型成功的典型案例。

                                                           

                                                          德国凯撒空?#22815;?#30340;商业模式转型
                                                           

                                                          ② 服务模式转型。

                                                          企业通过开发产品服务的APP,?#27599;?#25143;可以实现自助式服务,从而提升服务效率。例如,美的提供了智慧家居全屋智能解决方案,可以监控各种智慧家居产品。此外,一些全球领先的装备制造企业已经实现了?#20113;?#20135;品的远程状态监控和预测性维修维护。例如,FANUC推出了零宕机服务,对正在服役的工业机器人提供远程运维服务,如果传感器指示关键零?#32771;?#26377;?#25910;?#38544;患,则可以提前预警,并利?#27599;?#25143;企业工休时间进行维修,确保客户能够正常使用。

                                                          此外,AR(增强现实)?#38469;?#22312;设备维护方面也大有可为,可以通过展现设备传感器的数据,显示零?#32771;?#30340;装配过程等方式,大大提高设备维护的效率。日本小松公司利用无人机拍摄施工现场的三维地图,与工地地基的三维模型进行比对,计算出应挖掘的土方,在此基础上可以计算出需要的工程机械,从而实现智能施工。小松成为应用数字?#38469;?#23454;现智能服务的典范。

                                                          数字化?#38469;?#25903;撑小松公司智能施工

                                                          ③ 研发模式转型。

                                                          在新产品研发过程中,数字?#38469;?#30340;应用非常广泛。例如,通过仿真驱动设计,减少实物试验;通过产品全生命周期的研发数据和流程管理,提高零?#32771;?#30340;重用率,提升研发效率,降低研发成本,实现异地协同研发;甚至可以通过互联网收集客户对产品的需求,在研发过程中,实现众包设计。此外,创成设计?#38469;酰℅enerative Design)可以根据设计?#38469;?#26465;件由软件系统自动生成符合条件的设计方案,这是设计方法的革命。

                                                          创成设计与

                                                          增材制造?#38469;?#32467;合的典型案例

                                                           ④ 运营模式转型。

                                                          企业运营过程中,有很多数字化转型的场?#22467;?#21487;以帮助企业实现精细化管理。例如,?#24179;?#19994;务流程管理,贯穿多个信息系?#24120;还惴和平?#31227;动应用,将各层次管理者所需要的数据和?#25910;显?#35686;信息推送到移动终端,实现业务运作过程的可视化。

                                                          运营模式的移动化转型

                                                          ⑤ 制造模式转型。

                                                          在机?#23548;?#24037;过程中,MAZAK、?#28872;?#26426;床、通快、FANUC等很多优秀企业已经广泛应用了柔性制造系?#24120;‵MS),实现全自动化地加工不同的机械零件。

                                                          在FMS系统中,看得到的是高度自动化,而实际上更重要的是整个FMS系统的计划?#25165;擰?#29289;流调度、刀具管理、加工程序?#28210;?#31561;方面,全面实现了数字化管控。在钣金加工过程中,通快集团已帮助很多企业部署了全自动上下?#24076;缓?#36827;行板材的剪?#23567;?#20914;孔、折弯、焊接的全自动柔性加工,这同样需要依赖数字化系统与自动化系统的无缝集成;在电子制造的SMT生产线上,广泛应用了机器视觉系?#24120;?#26469;自动进行质?#32771;?#27979;。此外,增材制造?#38469;?#30340;原理是将零件三维模型进行分层,针对每一层的截面形状的实体部分增加材?#24076;?#22240;此,数字化?#38469;?#26159;实现增材制造的基础。

                                                          ?#20381;糉ASTEMS公司

                                                          的FMS控制系统界面示意图

                                                          ⑥ 决策模式转型。

                                                          通过?#24179;?#25968;字化转型,企业会拥有海量的数据,包括产品数据、设备运行数据、质量数据、生产数据、能耗数据、经营数据、客户数据和外部市场数据等。企业对这些海量的异构数据进行多维度的分析,提高数据分析的实时性和可视化,实现数据治理,基于数据驱动进行决策,并利用人工智能和大数据分析?#38469;?#20998;析数据背后蕴含的关键信息。

                                                          近几年,BI系统的应?#36152;?#29616;出爆发性增长的趋势。同时,将数据分析的结果与企业的管理手?#35859;?#21512;起来,可以真正起到提升管理水平,优化企业运营的效果。最近,我访问美的微波炉工厂,发现该工厂在大屏幕的生产指挥系统面前(美的称为作战室)召开?#21051;?#26089;上和下班前的工作例会,用数据说?#22467;?#36890;过?#21592;?#19981;同产线和车间的绩效,促进各层次管理者提高管理绩效。我感觉这种方式实效显著。

                                                          美的工厂的大屏幕指挥系统

                                                          05 数字化转型

                                                          与智能制造的关系是什么?

                                                          制造企业?#24179;?#25968;字化转型是实现智能制造的基础和必要条件。数字化和自动化是企业实现智能制造的两大支柱,自动化系统要实现柔性,必须依赖数字化系统的支撑。

                                                          而实现人工智能?#38469;?#30340;应用,也有赖于数字化系统采集、存储和筛选数据。李培根院士指出,?#24179;?#26234;能制造需要注重使能?#38469;?#30340;研发。各种数字化系统和工业软件就是支撑智能制造最重要的使能?#38469;?#20043;一。2018年10月,国家工信部正式批准组建国家数字化设计与制造创新?#34892;模?#26174;示出国家高度重视推动制造业的数字化转型,致力于实现智能制造关键使能?#38469;?#30340;自主研发与创新。

                                                          2016年,e-works提出了智能制造的金字塔架构,受到业界的广泛关注。金字塔的底部是使能?#38469;?#23618;,包括ICT?#38469;酢?#24037;业自动化?#38469;酢?#20808;进制造?#38469;酢?#29616;代企业管理和人工智能?#38469;?#20116;大类使能?#38469;酰?#31532;二层是?#24179;?#26234;能产品和智能服务,实现商业模式的创新;第三层是部署智能装备,建立智能产线,打造智能车间,建设智能工厂,实现生产模式的创新;第四层是开展智能管理、智能研发和智能物流供应链,实现运营模式的创新;第五层是智能决策,实现决策模式的创新。事实上,对于智能制造应用的各个范畴,数字化?#38469;?#37117;提供了重要的支撑:

                                                          ● 智能产品: CPS、adas、产品性能仿真

                                                          ● 智能服务: Digital twin、状态监控、物联网、虚拟现实与增强现实

                                                          ● 智能装备:CAM系?#22330;?#22686;材制造支撑软件

                                                          ● 智能产线:FMS的控制软件系?#22330;?#21327;作机器人的管控系统

                                                          ● 智能车间:数据采集(SCADA)、车间联网、MES、APS

                                                          ● 智能工厂: 视觉检测、设备健康管理、工艺仿真

                                                          ● 智能研发: CAD、CAE、EDA、PLM、嵌入式软件、设计成?#31455;?#29702;、DFM分析、拓扑优化

                                                          ● 智能管理: ERP、CRM、EAM、SRM、MDM、质量管理、企业门户

                                                          智能物流与供应链:AGV、SLAM、自动化立库、WMS、TMS、DPS(数字拣货系?#24120;?/p>

                                                          ● 智能决策:BI、工业大数据、EPM(企业绩效管理)、移动应用

                                                          06 制造企业如何?#24179;?#25968;字化转型?

                                                          制造企业要?#24179;?#25968;字化转型,必须明确数字化转型战略,制定数字化转型规划,?#32531;?#23454;现规划的落地。在这个过程中,制造企业需要借助专业的咨询服务机构,来完成数字化转型的现状诊断、需求分析、流程梳理、整体框架设计和实施方案制定等过程。

                                                           

                                                          第一步是评估数字化转型的现状。

                                                          e-works在2011年就推出了两化融合成熟度评估体系,有六大行业版本,后来又推出智能制造和智能工厂评估体系,工信部相关研究机构也推出了相关的评估体系。制造企业可以通过数字化转型现状评估,了解价值链各个?#26041;?#24212;用数字?#38469;?#30340;深度、广度和应用效果,还存在哪些数字化?#38469;?#24212;用的断点,并对各个分支机构进行比?#24076;?#19982;行业标杆进行?#21592;輳?#20174;而明确企业进行数字化转型的基础。

                                                          第二步是分析企业数字化转型的机会与突破口。

                                                          通过广泛的企业内部调研与行业最佳实践分析,结合行业的标准规范和合规性需求,基于企业的发展战略,来梳理企业?#24179;?#25968;字化转型的需求,并根据重要度与可行性来确定企业?#24179;?#25968;字化转型的突破口。

                                                          第三步是明确企业数字化系统的整体框架。

                                                          分析企业的业务流程在数字化转型过程中应当如何进行优化,确定企业进行数字化转型的关键考核指标,制定数字化系统的整体框架,明确企业未来三到五年数字化转型的整体规划。

                                                          第四步是确定企业数字化转型的路线图。

                                                          明确各个数字化系统的具体功能、部署方式和集成方案;确定数据采集、设备联网,IT与OT集成方案;制定数字化转型的年度投资计划;明确?#24179;?#25968;字化转型的组织体系;分析数字化转型的投资收益;预测数字化转型过程可能存在的风险和规避策略。

                                                          第五步是根据数字化转型的规划落地实施,并及时修订规划。

                                                          数字化转型的规划也应该是三年?#36824;?#21010;,一年?#36824;?#21160;。企业应当对数字化转型的状况进行年检,并结合企业实?#26159;?#20917;的变化和新兴?#38469;?#30340;发展,对数字化转型的规划进行修订。同时,企业应当高度重视数字化转型的核心团队建设,将IT部门、自动化部门、规划部门和?#24179;?#31934;益的部门结合起来,并聘请外部的专家顾问,从而确保企业的数字化转型过程一步一个脚印,取得实实在在的效益。

                                                          ?#24179;?#25968;字化转型,企业是主体。要真正实现数字化转型,需要企业高层有决心、有毅力,真正理解数字化转型的内涵,引领数字化转型的过程。

                                                          数字化转型不能搞?#38382;?#20027;义,走过场,也不需要搞大而全,必须根据企业自身的需求,在产业链中的地位,企业的实力和发展愿景制定个性化的数字化转型策略。可以预见,会有越来越多的制造业提出数字化转型的咨询服务需求,而同时,能够提供这类咨询服务的咨询机构也需要经过长期的实践,拥有经验丰富的咨询服务团队。

                                                           (作者:e-works总编 黄培博士  来源:智能制造网博会)

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