【数字化】探索制造业数字化转型的新路径

2019 年 10 月 28 日 产业智能官

张伟东王超贤等中国信息通信研究院CAICT

导读

当前，数字技术创新日新月异，数字化、网络化、智能化深入发展，正在对经济社会产生重大而深远的影响。互联网、大数据、人工智能与实体经济深度融合，制造业数字化转型蓬勃开展。本文从我国制造业数字化转型的实践入手，结合制造业数字化转型的现实问题和突出挑战，着力探讨将制造业数字化转型推向深入的新路径、新方法和新举措。

一、引言

世界经济数字化转型是大势所趋，新的工业革命正深刻重塑人类社会。当前，数字技术向传统经济融合渗透的趋势日益明显，特别是制造业企业积极抢抓数字化转型难得机遇，加快建设数字化新型能力，努力争取新一轮技术变革和产业革命的竞争主动权。

二、数字化转型浪潮方兴未艾

2.1 各国前瞻布局数字化转型战略

从全球看，世界主要国家纷纷开启数字化转型之路。《2015年经合组织数字经济展望》报告显示，截至2015年，80%的OECD成员国都制定了数字化或数字经济国家战略或者部门政策，构建数字经济国家战略框架。德国“工业4.0”意味着制造业智能化时代的来临，为制造业数字化转型树立样板。日本的数字化转型源于《2015I-Japan战略》，该战略着力数字技术在各领域的重点应用。英国提出的《英国数字化战略》强调包括连接性、技能与包容性、数字化部门、宏观经济等7方面的战略任务。

2.2 企业数字化转型实践日益深入

全球领军企业加快数字化转型，数字技术已无处不在，为微观企业组织带来空前的变革。埃森哲的研究表明“灵便组织、数据驱动、主动颠覆和数字化风险成为托起企业数字化的四大基石，带动企业快速成长”，苹果、微软、谷歌等数字化企业已经成长为新的全球巨头。知名研究机构IDC的报告指出，到2018年，中国1000强企业中，将有50%会把数字化转型作为面向未来的关键战略。

2.3 数字化转型成为我国重要议题

我国高度重视数字化转型，《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》《促进大数据发展行动纲要》《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》等一批数字化转型顶层设计先后出台。加强产业数字化转型，既是顺应技术产业变革历史规律的客观需要，也是应对产业竞争的战略选择，更是推动我国经济高质量发展的重要举措。

三、我国制造业数字化转型实践

随着信息通信技术与制造业的不断融合，工业互联网的快速发展，我国制造业企业主动出击，加快数字化转型步伐；生产性服务企业积极行动，为制造企业数字化转型提供日渐完善的服务支撑。一个多主体分工合作、高效协同的数字化转型推进生态正在形成。

3.1 制造企业积极利用数字技术加快升级

制造企业顺应数字化变革趋势，积极利用互联网、大数据、人工智能等新一代信息通信技术，从解决企业实际问题出发，由内部改造到外部协同、从单点应用到全局优化，持续推动企业优化升级。制造企业掌握行业动态、了解实际问题、具备工业知识，是数字化转型的发起者和主导者。

（1）离散型制造企业的数字化转型路径多样。在汽车、航空、电子等产品设计和生产高度复杂的离散型行业中，领军企业内外兼顾，全面推进数字化转型。对外通过网络化平台，有效整合全球的设计、制造、服务和智力资源，大幅缩短产品研制周期；对内通过建立生产现场设备、生产管理和企业决策系统纵向集成的数字车间/智能工厂，提高生产柔性化水平和生产效率。如上海商飞建立的全球网络化协同研发平台，使C919飞机研制周期缩短了20%。潍柴动力通过打造研发、采购、生产、销售、服务等业务高度协同的智能化生产体系，使产品在线时间由24h缩短至14h，综合运营成本降低20%左右。在家电、服装、家具等需求个性化突出的离散型行业中，领军企业正在探索利用互联网平台打通生产现场与客户端，获取海量客户数据，实现自主设计、自动排产，大幅降低设计成本和库存，提高供需匹配效率，提高盈利能力。如维尚家居通过构建“新居网”互动开放式设计平台，建立“大规模家具设计定制生产系统”，实现消费驱动生产，企业也得以快速扩张。在工程机械、机床装备、风机制造等对已售设备运维要求高的离散型行业中，领军企业通过在装备和产品中集成传感、控制、通信等功能，对设备进行全面联网，打造大数据监测分析的服务平台，实现设备在线状态监控、远程运维和全生命周期管理，加快向服务化转型。如金风科技建立风机远程运维服务平台，实现风机和风电场的智能监控、故障诊断、预测性维护，比传统方法维护成本减少20%~25%，故障预警准确率达91%以上，发电效益提高10%~15%。

（2）流程型制造企业的数字化转型探索全面系统。在制药、化妆品等对生产过程控制极为严格的流程行业中，领军企业通过全流程可视化监测、全过程集中化精密控制，形成一体化的智能生产和运维系统，提高产品质量和生产效率。如康恩贝药业建立覆盖采购、仓库、生产、质检、销售等全流程的数字化管控系统，实现了对药物生产过程的全程有效监控和自动控制，改善了生产工艺，降低了药物生产质量风险，提升了药品的安全性、有效性、稳定性。在冶炼、石化等对能源控制要求高的重化型流程行业中，领军企业通过构建覆盖能源供、产、转、输、耗全流程能源综合监测系统，建立生产与能耗预测模型、产能优化模型，实现能源生产和消耗一体化优化和协同，提高能源生产效率。如九江石化通过建立一体化的能源管控中心平台，以及针对高附加值用能的氢气和瓦斯产耗平衡模型和优化系统，对能源计划、能源生产、能源优化、能源评价的闭环管控，从而实现节能降耗，近3年，能源利用效率提高了4%。

3.2 生产性服务企业助推制造业数字化转型

除制造企业外，互联网企业、电信企业、自动化企业和软件企业等生产性服务企业也大胆探索，积极推进数字化转型。生产性服务企业掌握数字化知识和资源，是制造业数字化转型的支撑者、使能者。

（1）互联网企业跨界融合，赋能制造业数字化转型。伴随消费互联网的繁荣，我国快速成长起来一批具有全球领先水平的互联网企业，近年来这些企业发挥优势，加速与工业、制造业跨界融合，为制造企业提供连接、云计算、数据算法等服务，助推数字化转型。阿里巴巴打造“阿里云ET工业大脑”，建立起包括产品数据、工艺数据、生产数据、监测数据在内的工业大数据分析系统，帮助企业优化生产过程、实现故障预测和预防性维护、提高良品率、降低能耗物耗。

（2）电信企业优化拓展服务，提供数字化底层支撑。电信企业长于连接、计算和存储资源丰富、数据分析建模能力强，但离工业现场较远，主要为企业提供数据储存、数据分析等基础服务，专注于做数字化转型的底层服务商。如中国电信天翼云通过云网融合，向上承接企业业务云化，向下实现网络软化智能化，让企业可以利用网络便捷地获取计算、存储、数据、应用等服务，大幅降低了企业上云成本，加快了工业云应用生态的创新发展。

（3）软件企业和自动化企业加快IT和OT融合，完善数字化综合解决方案。软件企业和自动化企业是数字化解决方案的两大主要来源。他们均与制造企业长期交互，积累了丰富的行业知识和生产数据。其中，软件企业信息技术（IT）知识丰富，近年来积极向下延伸至现场操作层（OT），而自动化企业现场操作知识（OT）丰富，积极向上拓展至信息技术层（IT）。两者殊途同归，均试图努力实现IT与OT集成融合，为制造企业提供完整的数字化转型方案。如浙江中控依托浙江大学的雄厚实力，以流程式制造业为主要对象，以智能控制仪表、仪器和工件为基础，打造工业操作系统，帮助企业在实现数据集成的基础上，解决生产智能控制、设备预测性维护、企业精细化管理等问题。

四、探索制造业数字化转型新路径

4.1 突破转型陷阱

中国的制造业企业既要积极投身数字化转型的洪流，也应冷静思考，努力避免落入转型陷阱事倍功半。

（1）突破技术陷阱。数字化转型热潮推动制造企业争先恐后大规模部署数字技术，涵盖传感器、大数据、云计算、人工智能、边缘计算，但事实证明单纯的数字技术导入难以确保企业数字化转型的成功。一方面，数字化转型是一个系统工程，企业单纯堆砌大量数字化工具难以完成；另一方面，具体落实到制造业这一特殊领域，数字化转型的现实问题在于制造业具有很深的行业壁垒，数据和业务结合需要大量的跨领域知识，单纯依赖数字技术，而忽视工业属性，融合应用的难度必然大增。只有把数字技术和人员、生产设备和制造场景等紧密联结起来，以现实需求为统领，支撑更加高效的业务活动，数字化转型才具有生命力。

（2）突破集成陷阱。数字化转型不能一蹴而就，而是一个阶段性的累积过程，这一过程的关键在于实现全面的数字技术集成应用，但是现实中很多制造企业却难以跳脱集成陷阱，导致数字化转型停滞不前。客观上，技术标准和协议不统一制约系统间的集成。由于大量制造企业信息化基础比较薄弱，两化融合的基础性工作还有很大的欠账，数字化系统和设备采用不同标准，形成设备和系统间数据打通的壁垒，最终出现很多业务和数据孤岛，导致垂直分割，阻碍集成应用的实现。主观上，企业信息化部门和业务部门集成难。我国制造业企业的信息化部门和具体生产部门相互独立，对彼此业务的核心知识缺乏了解，以知识、工艺和数据为核心的内部服务共享体制和机制难以建立。因此，必须支持企业构建能够贯通信息部门、业务部门的通用型平台，加强技术标准协议的转换和衔接，实现数据要素的流通和共享，彻底打通信息流，带动技术流、资金流、人才流、物资流，才能真正实现资源配置的优化，达到数字化转型的根本目的。

4.2 构建转型生态

从数字化转型的总体框架看，数字化转型必然要求实现三大集成。一是实现内部集成，即实现技术、管理与生产的集成，优化工厂内生产制造资源的配置，解决工厂现场的流程效率和生产过程的不确定性问题。二是实现产业链整合，要实现研发设计、生产、销售、运维的全面融合，消弭传统产业链各环节间长期存在的时滞性、单向性和非对称性等固有缺陷，以畅通的产业链激发制造业价值活力。三是实现产业生态集成，基于深挖数据要素潜力，构筑全流程、全产业链、全生命周期的数据链，实现不同产业链之间的协同整合，以丰富贯通的产业链生态激发制造业创新活力。从内部集成到产业价值链整合再到产业生态创新，数字技术优化资源配置的范围、领域和深度不断拓展。因此，要积极引导制造企业开放制造资源和能力，加快研发设计、生产制造、经营管理等资源在线汇聚共享，加强多元主体跨界合作，打造贯穿全生命周期、全产业链的制造业新生态，推动制造业数字化转型不断深化。

4.3 加快提升数字化转型能力

数字化转型需要数字化能力作为支撑，当前必须着力实现从封闭、规模驱动、产品导向、成本为先的传统能力转变为开放赋能、智能决策、数据驱动、服务增值、用户参与的新型能力。一是要增强制造企业的内生能力。树立数字化转型意识，夯实数字化转型基础和条件，制定数字化转型战略，培育推广智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新模式新业态，加快创新生产方式、组织形式和商业范式，实现数字化转型能力的跨层提升。二是要提升数字化人才能力。长期以来，我国制造业企业以注重培养专业化人才为主，导致数字化转型中的融合型人才十分短缺，现阶段必须着重培养既了解制造业技术、业务和流程，又能够掌握和应用数字技术的复合型人才，提升数字化转型有力的人力资本支撑。三是要完善外部支撑能力。制造业进入全面数字化转型阶段，融合发展成为常态，出现产业融合化、组织平台化、标准通用化等一系列数字化转型新特征，因此必须加强解决方案、平台组织和标准协议等方面的支撑能力，特别是要推动工业企业间形成互联互通的协议、接口和标准，提升制造企业多层次、多样化工业现场的互联互通互操作，为提升转型集成能力夯实基础。

五、结束语

我国在工业化中后期迎来了数字化浪潮，在未来一段相当长时期内，工业化和数字化将相互融合、相互促进，共同发展。应对数字化转型的新需求，探索数字化转型的新路径，构筑数字化转型的新能力，开启制造业数字化转型的新征程，将为数字经济拓展出更广阔的发展新空间，迸发出更强劲的增长新动能。

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