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數(shù)字化轉(zhuǎn)型道阻且長?這50家燈塔工廠撥開中國智能制造“迷霧”

http://bfqmb.cn 2023-02-02 10:32 來源:先進(jìn)制造業(yè)

  黨的二十大報(bào)告對推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展作出重大戰(zhàn)略部署。近日召開的2022世界智能制造大會提出要將智能制造作為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向。接下來,中國制造企業(yè)要立足實(shí)際情況,加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型助推工廠、價(jià)值鏈和商業(yè)模式變革,助力打造智能制造“升級版”。

  前不久,世界經(jīng)濟(jì)論壇(WEF)公布最新一期“燈塔工廠”名單,在新入選的18家“燈塔工廠”中,有8家來自中國。至此,中國共有50家入選“燈塔工廠”,是世界上擁有“燈塔工廠”最多的國家。這些燈塔工廠,被譽(yù)為“世界上最先進(jìn)的工廠”,具有榜樣意義的“數(shù)字化制造”和“全球化4.0”示范者,代表當(dāng)今全球制造業(yè)領(lǐng)域智能制造和數(shù)字化最高水平。“燈塔工廠”在成功轉(zhuǎn)型并實(shí)現(xiàn)規(guī)?;б娴倪^程中,為廣大制造企業(yè)提供了最佳實(shí)踐示范。

  01轉(zhuǎn)型“迷霧”:智能制造面臨多重困境

  轉(zhuǎn)型升級是目前中國傳統(tǒng)制造業(yè)面臨的共同困境,前進(jìn)一步是迷霧重重,未來不確定的“智能制造”。后退一步是風(fēng)光不再的“傳統(tǒng)制造”。選擇保守的觀望,還是選擇迎頭趕上,這是擺在所有制造企業(yè)面前的“必答題”。

  尤其是這三年來,疫情放大了制造企業(yè)在自動化、信息化方面的短板。應(yīng)對市場變化,制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化升級迫在眉睫。然而在轉(zhuǎn)型過程中,不少企業(yè)還處在不會轉(zhuǎn)、不能轉(zhuǎn)、不敢轉(zhuǎn)的困境之中。目前我國制造企業(yè)推進(jìn)智能制造仍面臨著諸多不確定性問題。

  一是概念、技術(shù)滿天飛,企業(yè)一頭霧水。近幾年來,從工業(yè)4.0的熱潮開始,智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)上云、工業(yè)APP、人工智能、工業(yè)大數(shù)據(jù)、數(shù)字工廠、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、C2B(C2M)等概念接踵而至,對于大多數(shù)制造企業(yè)而言,可以說是眼花繚亂、無所適從。還有,智能制造涉及的技術(shù)多如牛毛,比如云計(jì)算、邊緣計(jì)算、工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器視覺、立體倉庫、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、TSN(時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò))、深度學(xué)習(xí)、數(shù)字孿生......讓人目不暇接。這些技術(shù)看起來都很”誘人“,但如何應(yīng)用,如何取得實(shí)效?往往不得而知。很多企業(yè)在概念滿天飛的環(huán)境下迷失了方向,不知該如何下手。

  二是轉(zhuǎn)型路徑不清晰,尚在摸著石頭過河。目前我國很多制造企業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型的意愿強(qiáng)烈,但普遍缺乏清晰的數(shù)字戰(zhàn)略與轉(zhuǎn)型路線圖,不清楚該從哪里入手、最終愿景是什么。還有制造企業(yè)普遍存在信息孤島、自動化孤島,以及信息系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)之間的孤島。大多數(shù)企業(yè)也缺乏統(tǒng)一的部門來系統(tǒng)規(guī)劃和推進(jìn)智能制造。在實(shí)際推進(jìn)智能制造的過程中,企業(yè)也仍然是頭痛醫(yī)頭,缺乏章法。

  三是企業(yè)各環(huán)節(jié)不均衡,收益存在不確定性。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,數(shù)字化轉(zhuǎn)型對于我國制造業(yè)企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)、制造環(huán)節(jié)的應(yīng)用,明顯低于辦公自動化和客戶服務(wù)等環(huán)節(jié)。數(shù)字化轉(zhuǎn)型在企業(yè)內(nèi)部管理、客戶服務(wù)、營銷銷售環(huán)節(jié)的收益是立竿見影的,而在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)往往需要長期投入,且收益存在不確定性,這讓很多中小企業(yè)猶豫不決。

  四是小微制造企業(yè)受限于資金人才等困境。由于自有資金不足、信息化基礎(chǔ)薄弱、缺乏相關(guān)人才等多方面因素的影響,大部分中國制造業(yè)中小企業(yè)只能羨慕大企業(yè)申請智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目、圍觀大企業(yè)開展轟轟烈烈的智能化改造,自己卻難以融入智能制造的發(fā)展浪潮。相比于大中型企業(yè),小微企業(yè)的智能化之路面臨更大的試錯(cuò)成本和不可控風(fēng)險(xiǎn),稍有不慎就會危及生存。此外,中國制造業(yè)小微企業(yè)工業(yè)軟件普及率較低,并且緊缺既懂管理、又懂智能制造的復(fù)合型人才,從外部招聘不易,內(nèi)部培養(yǎng)又需要大量時(shí)間和資金成本。

  穿越智能制造“迷霧”,需要先來搞清楚智能制造是什么。根據(jù)工業(yè)和信息化部對智能制造的定義:“智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合,貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個(gè)環(huán)節(jié),具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。”該定義代表了中國政府對智能制造的權(quán)威認(rèn)知。一般來說,智能制造的核心分為兩部分,第一部分為智能系統(tǒng),就是ERP、MES這類軟件和控制系統(tǒng),包括智能生成采購需求、智能生成生產(chǎn)計(jì)劃、控制整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)等。第二部分為智能裝備,包含智造、智測、智控、智聯(lián)四大方面。比如工業(yè)機(jī)器人、3D打印、芯片光刻機(jī)、高精度的測量測試設(shè)備等。

  要知道,智能制造是在數(shù)字化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。制造企業(yè)推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)和必要條件。數(shù)字化和自動化是企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造的兩大支柱,自動化系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)柔性,必須依賴數(shù)字化系統(tǒng)的支撐。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(shù)之一,可以說沒有數(shù)字化支撐,“智”造可能寸步難行。

  02數(shù)字化轉(zhuǎn)型是中國制造“必修課”

  當(dāng)前,我國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型仍存在著滲透率低、企業(yè)各環(huán)節(jié)數(shù)字化轉(zhuǎn)型不均衡的問題。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前我國制造業(yè)數(shù)字化的滲透率僅為19.5%,智能制造領(lǐng)域的數(shù)字化水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

  轉(zhuǎn)型升級對于制造企業(yè)來說已不是一個(gè)選擇題,而是一門必修課。這點(diǎn)已是共識,無需贅言??蓪τ谄髽I(yè)決策者而言,“轉(zhuǎn)什么,怎么轉(zhuǎn),從何處轉(zhuǎn)”,成為長久盤桓在他們心頭的“問號三連”。據(jù)有關(guān)調(diào)研顯示,90%的受訪高管認(rèn)同數(shù)字化轉(zhuǎn)型要找準(zhǔn)切入點(diǎn),但由于場景眾多且經(jīng)驗(yàn)匱乏,企業(yè)難以精準(zhǔn)聚焦場景。

  實(shí)際上,有大量制造企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的路上進(jìn)行著探索,不過由于企業(yè)的各自差異,造成數(shù)字化轉(zhuǎn)型的路徑千差萬別,但也并非全無規(guī)律可言。近日在霍尼韋爾精益數(shù)字化研究院發(fā)布的白皮書《智能制造白皮書:卓越運(yùn)營賦能制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型》中提出制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型有6種典型的切入模式,分別為:商業(yè)模式轉(zhuǎn)型、服務(wù)模式轉(zhuǎn)型、研發(fā)模式轉(zhuǎn)型、運(yùn)營模式轉(zhuǎn)型、制造模式轉(zhuǎn)型和決策模式轉(zhuǎn)型??梢钥闯鲋圃鞓I(yè)企業(yè)優(yōu)先選擇制造模式轉(zhuǎn)型和運(yùn)營模式轉(zhuǎn)型,分別占56%和47.3%。從發(fā)展路徑來看,制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以分為4個(gè)階段,分別是:精益化、自動化、互聯(lián)及智能。如下圖所示:

  制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型4個(gè)階段

  具體來說,精益化是企業(yè)走向智能的重要基礎(chǔ)。企業(yè)首先需要引入5S現(xiàn)場管理法/精益物流、流程設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量、六西格瑪?shù)染婀芾矸椒ê凸ぞ?,指?dǎo)企業(yè)改善管理狀態(tài),打好數(shù)字管理的基礎(chǔ)。自動化是在精益化的基礎(chǔ)上,從IT與OT兩方面開始部署,一方面升級自動化設(shè)備,實(shí)現(xiàn)面向庫存和面向訂單的大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn);另一方面開始部署工業(yè)軟件,如 MES、PLM、ERP等,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息的數(shù)字化管理?;ヂ?lián)是在精益化和自動化的基礎(chǔ)上,強(qiáng)調(diào)互聯(lián)互通,通過IT與OT融合,實(shí)現(xiàn)信息流、物流和生產(chǎn)設(shè)備的互聯(lián)互通,如實(shí)現(xiàn)MES與WMS之間的集成,實(shí)現(xiàn)PLM與ERP之間的集成等,逐步從大規(guī)模生產(chǎn)演變?yōu)榇笠?guī)模定制。智能則是在精益化、自動化、互聯(lián)的基礎(chǔ)上,通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù),實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的智能化升級。制造模式也從大規(guī)模定制,演變?yōu)槿嵝詤f(xié)同制造,利用機(jī)器對話機(jī)器(M2M),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自組織。

  還有,麥肯錫在總結(jié)了不同領(lǐng)域的中國42家燈塔工廠的成功經(jīng)驗(yàn)后,得出制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的四大路徑——扎根制造、最佳產(chǎn)品、快速交付和大規(guī)模定制。因行業(yè)類型而異:(1)對于面向企業(yè)且客制化程度高的電氣裝備、工業(yè)裝備等行業(yè),通過建立以產(chǎn)品為中心的卓越產(chǎn)品生命周期打造最佳產(chǎn)品,側(cè)重于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量、及交付后的客戶服務(wù)。(2)對于面向消費(fèi)者但客制化程度較低的日用品、食品飲料等行業(yè),通過構(gòu)建以訂單為中心的一體化供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)快速交付,側(cè)重于銷售、采購、供應(yīng)鏈、物流數(shù)字化。(3)對于面向消費(fèi)者且客制化程度高的家用電器、汽車、服裝等行業(yè),通過大規(guī)模定制提供客戶為中心的客制化體驗(yàn),側(cè)重于采購、研發(fā)、供應(yīng)鏈、物流、銷售各價(jià)值鏈上環(huán)節(jié)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

  總而言之,不管是霍尼韋爾提出的制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型六種切入模式,還是麥肯錫總結(jié)的轉(zhuǎn)型升級四大路徑,中國制造企業(yè)還是要依據(jù)自身情況,選擇合適的切入點(diǎn),在實(shí)踐中不斷探索,并學(xué)習(xí)借鑒成功案例經(jīng)驗(yàn),才能找到適合自身企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑最佳答案。

  03“燈塔工廠”引領(lǐng)中國制造轉(zhuǎn)型升級

  在以智能制造為代表的新一輪產(chǎn)業(yè)變革中,制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)上升成為國家戰(zhàn)略的重點(diǎn)。特別是“十四五”以來,中國加快培育數(shù)字產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式,積極推動“智改數(shù)轉(zhuǎn)”,入選的42家“燈塔工廠”就是典型代表。自2018年“燈塔工廠”項(xiàng)目啟動,第一批9家入選的燈塔工廠中,中國就占了3家。在隨后幾年的“燈塔工廠”評選中,電子產(chǎn)品、汽車、工業(yè)自動化等領(lǐng)域均有中國工廠的身影。

  “燈塔工廠”數(shù)量迅速增長的背后,是中國制造業(yè)正在經(jīng)歷一場“數(shù)字蝶變”。如今,代表全球制造行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能工廠建設(shè)標(biāo)桿的“燈塔工廠”不斷涌現(xiàn),引領(lǐng)著制造企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型方向。“燈塔工廠”的模式主要有三個(gè)方向:

  第一是單個(gè)工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。主要關(guān)注工廠中的數(shù)字化裝配、加工、維護(hù)、績效管理、質(zhì)量管理和可持續(xù)發(fā)展。通過5G、AI、大數(shù)據(jù)等數(shù)字技術(shù)與制造技術(shù)的融合與深化應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。第二是端到端價(jià)值鏈創(chuàng)新,主要關(guān)注供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、產(chǎn)品開發(fā)、計(jì)劃、交付和客戶連接。大多數(shù)通過部署可擴(kuò)展的數(shù)字化平臺,實(shí)現(xiàn)企業(yè)與用戶資源、供應(yīng)商資源的端到端連接。三是可持續(xù)發(fā)展模式,重點(diǎn)是綠色和“雙碳”,通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型,減少資源消耗、廢物和碳排放,踐行可持續(xù)發(fā)展承諾,提高運(yùn)營競爭力。

  從“燈塔工廠”的實(shí)踐可以看出,與其他國家相比,中國的企業(yè)更專注于擁抱價(jià)值鏈端到端的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。中國這42家“燈塔工廠”的最大特點(diǎn)是智能化、數(shù)字化、自動化等技術(shù)的集成與綜合運(yùn)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)模式、產(chǎn)品研發(fā)模式、生產(chǎn)模式、質(zhì)量管理模式和消費(fèi)者服務(wù)模式等全方位變革,促進(jìn)效率提升、節(jié)能減排和經(jīng)營優(yōu)化。

  由此看出,數(shù)字化、智能化手段為制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型提供了更多可能,“燈塔工廠”通過變革制造業(yè)價(jià)值鏈的各個(gè)環(huán)節(jié),持續(xù)推進(jìn)精益改善,在設(shè)備數(shù)據(jù)采集和車間聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)工廠運(yùn)行的透明化,并通過數(shù)據(jù)洞察驅(qū)動企業(yè)的業(yè)務(wù)運(yùn)營與決策,開發(fā)智能互聯(lián)的創(chuàng)新產(chǎn)品,推進(jìn)預(yù)測性維護(hù)服務(wù),探索新的商業(yè)模式。

  當(dāng)前,制造業(yè)生產(chǎn)模式和企業(yè)形態(tài)正在加速變革,傳統(tǒng)產(chǎn)能與數(shù)字技術(shù)的結(jié)合,培育出大規(guī)模個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造等一批新業(yè)態(tài)新模式,以及智能在線檢測、人機(jī)協(xié)同作業(yè)等一批典型場景。“燈塔工廠”的故事證明:新一代信息技術(shù)驅(qū)動制造業(yè)的研發(fā)體系、生產(chǎn)范式、商業(yè)模式、價(jià)值分配等正在發(fā)生深層次變革。在這一過程中,勢必對制造業(yè)價(jià)值鏈各個(gè)環(huán)節(jié)形成沖擊和再造,進(jìn)而引起價(jià)值鏈的重構(gòu)。

  毫無疑問,中國的制造業(yè)前景正在被數(shù)字化照亮。生產(chǎn)可視化、管理精益化、業(yè)務(wù)集成化、決策智能化……都將是制造企業(yè)們努力的方向。

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