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導讀
INTRODUCTION
何謂數字化轉型？制造業數字化轉型究竟有哪些可以借鑒的模式？制造企業如何進行數字化轉型？
在當今的數字化時代，“云大物移”正在深刻地影響每個人的生活方式和每個企業的運營方式。
在與制造企業進行交流，以及在國際考察時，我發現制造企業非常關注數字化轉型；在給企業培訓的過程中，我也多次講述制造業數字化轉型的主題。
? 那么，何謂數字化轉型？
? 制造業數字化轉型究竟有哪些可以借鑒的模式？
? 制造企業如何進行數字化轉型？
特撰寫本文，解讀制造業數字化轉型的六大關鍵問題，分享我對制造業數字化轉型的心得體會，希望能夠給正在積極推進數字化轉型的制造企業帶來一定的啟示。
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何謂數字化轉型？
首先，關于“數字化”，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字信息（例如將手工填寫的單據自動識別轉為數字信息）；另一個是Digitalization，指的是將數字技術融合到企業之中，深化應用各種業務軟件和物聯網等新興技術，實現數據驅動的決策分析，徹底變革企業的業務流程。
數字化轉型（Digital Transformation）實際上就是企業真正實現Digitalization的過程。面向個人的生活服務行業數字化轉型非常迅速，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。
對于制造業而言，面向個人消費者的行業，例如家電、家居、手機、汽車等行業的企業，數字化轉型的壓力巨大，轉型也相對迅速；而面向企業客戶的行業，例如裝備制造、能源、零部件、原材料等行業，數字化轉型的步伐則相對遲緩。
不論屬于什么類型、什么行業，每個企業都應當思考、建立，并推進數字化轉型戰略，數字技術的深化應用將對企業的商業模式、業務運營、決策方式、組織形態和企業文化等方面帶來深遠影響。
埃森哲公司對于各行業數字化轉型程度的分析
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制造業數字化轉型
有何價值？
隨著互聯網的日益普及，計算和存儲能力的迅猛發展，物聯網和傳感器技術的廣泛應用，以及工業軟件的不斷進化，數據的采集、存儲、傳輸、展現、分析與優化都具備了良好的技術基礎。在這種背景下，制造業數字化轉型的浪潮勢不可擋。
善于深度應用數字技術的制造企業將贏得顯著的競爭優勢。例如，通過對采購、生產、庫存、資金、質量、能耗、設備狀態等業務數據的及時洞察，可以幫助企業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，可以進一步激發員工的潛能；通過根據客戶需求實現個性化定制，可以提升客戶滿意度；通過對營銷數據的采集與分析，可以在市場上真正做到知己知彼，更好地服務客戶；
數字化轉型的核心價值(來源：MITECHNEWS.COM)
優秀的制造企業也在一直致力于產品本身的數字化轉型，實現數據采集、狀態感知與遠程控制，提高產品的附加值，增加服務收入。
同時，也只有推進數字化轉型，制造企業才能應對日益復雜的合規性要求，尤其是對于醫藥、食品等民生行業，以及出口導向型企業，必須通過數字化轉型，實現整個生產過程的可追溯。
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制造企業推進數字化轉型
有哪些難點？
制造企業組織、業務、產品和價值鏈的復雜性，為制造企業的數字化轉型帶來諸多障礙。
事實上，數字化轉型并非單項技術的應用，也不僅僅是個技術命題，更是一個戰略和管理命題。
因此，制造企業需要深度剖析數字化轉型的需求和突破口，建立明確的數字化轉型路線圖。
如果沒有清晰的數字化轉型戰略，把各種時髦的互聯網、物聯網相關技術“囫圇吞棗”地應用，不僅起不到真正提升企業核心競爭力的效果，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，制造企業推進數字化轉型面臨的難點至少包括以下方面：
① 企業高層沒有意識到數字化轉型的必要性、緊迫性和復雜性，觀念還停留在部署常用的IT系統。實際上，數字化轉型遠遠不是IT部門能夠實現的，必須由企業的決策層引領，自頂向下推進。
② 企業已經應用了諸多信息系統，但是孤島縱橫，基礎數據不準確，編碼體系不統一，推進數字化轉型無從下手。
③ 不少企業認為推進自動化系統能夠更加立竿見影，普遍存在重自動化、輕數字化的狀況。我走進很多企業，都發現企業更加重視產線的自動化和少人化，但是設備聯網和數據采集的基礎差，車間沒有真正實現可視化。
④ 企業投資推進數字化轉型沒有取得顯著效果，制約了企業進一步推進數字化轉型的動力。例如，一些企業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 制造業的各個細分行業差異很大，處在各個產業鏈中不同位置的企業個性化很強，數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 我國制造企業的利潤率較低，推進數字化轉型往往缺乏足夠的資金進行投入。
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制造業數字化轉型
有哪些可以借鑒的模式？
制造業數字化轉型是全方位的，數字技術的深化應用將從以下六個方面徹底變革制造企業。
① 商業模式轉型。
按服務績效付費（Pay by use）是一種基于數字技術應用的全新商業模式。
企業不再是銷售產品，而是銷售產品使用的服務。要實現Pay by use，企業首先應當實現產品的數字化，產品本身應當成為一個CPS系統（具有通信、計算和控制能力）；在此基礎上，建立監控產品運行的云平臺，能夠對產品運行進行狀態監控，進而實現預測性維護。
英國羅爾斯羅伊斯公司是該領域的先驅者，已實現航空發動機的Pay by use；德國凱撒空壓機公司也借助SAP軟件系統，實現了從銷售空壓機向提供空氣壓縮服務的轉型。
此外，企業推進在線的產品個性化定制，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。
德國凱撒空壓機的商業模式轉型
② 服務模式轉型。
企業通過開發產品服務的APP，讓客戶可以實現自助式服務，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，可以監控各種智慧家居產品。
此外，一些全球領先的裝備制造企業已經實現了對其產品的遠程狀態監控和預測性維修維護。
例如，FANUC推出了零宕機服務，對正在服役的工業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，并利用客戶企業工休時間進行維修，確保客戶能夠正常使用。
此外，AR（增強現實）技術在設備維護方面也大有可為，可以通過展現設備傳感器的數據，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，從而實現智能施工。小松成為應用數字技術實現智能服務的典范。
③ 研發模式轉型。
在新產品研發過程中，數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；通過產品全生命周期的研發數據和流程管理，提高零部件的重用率，提升研發效率，降低研發成本，實現異地協同研發；甚至可以通過互聯網收集客戶對產品的需求，在研發過程中，實現眾包設計。
此外，創成設計技術（Generative Design）可以根據設計約束條件由軟件系統自動生成符合條件的設計方案，這是設計方法的革命。
創成設計與增材制造技術結合的典型案例
④ 運營模式轉型。
企業運營過程中，有很多數字化轉型的場景，可以幫助企業實現精細化管理。
例如，推進業務流程管理，貫穿多個信息系統；廣泛推進移動應用，將各層次管理者所需要的數據和故障預警信息推送到移動終端，實現業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等很多優秀企業已經廣泛應用了柔性制造系統（FMS），實現全自動化地加工不同的機械零件。
在FMS系統中，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，全面實現了數字化管控。
在鈑金加工過程中，通快集團已幫助很多企業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，這同樣需要依賴數字化系統與自動化系統的無縫集成；在電子制造的SMT生產線上，廣泛應用了機器視覺系統，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，數字化技術是實現增材制造的基礎。
芬蘭FASTEMS公司的FMS控制系統界面示意圖
⑥ 決策模式轉型。
通過推進數字化轉型，企業會擁有海量的數據，包括產品數據、設備運行數據、質量數據、生產數據、能耗數據、經營數據、客戶數據和外部市場數據等。
企業對這些海量的異構數據進行多維度的分析，提高數據分析的實時性和可視化，實現數據治理，基于數據驅動進行決策，并利用人工智能和大數據分析技術分析數據背后蘊含的關鍵信息。
近幾年，BI系統的應用呈現出爆發性增長的趨勢。同時，將數據分析的結果與企業的管理手段結合起來，可以真正起到提升管理水平，優化企業運營的效果。
最近，我訪問美的微波爐工廠，發現該工廠在大屏幕的生產指揮系統面前（美的稱為作戰室）召開每天早上和下班前的工作例會，用數據說話，通過對比不同產線和車間的績效，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
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數字化轉型
與智能制造的關系是什么？
制造企業推進數字化轉型是實現智能制造的基礎和必要條件。
數字化和自動化是企業實現智能制造的兩大支柱，自動化系統要實現柔性，必須依賴數字化系統的支撐。
而實現人工智能技術的應用，也有賴于數字化系統采集、存儲和篩選數據。
李培根院士指出，推進智能制造需要注重使能技術的研發。各種數字化系統和工業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字化設計與制造創新中心，顯示出國家高度重視推動制造業的數字化轉型，致力于實現智能制造關鍵使能技術的自主研發與創新。
2016年，e-works提出了智能制造的金字塔架構，受到業界的廣泛關注。
金字塔的底部是使能技術層，包括ICT技術、工業自動化技術、先進制造技術、現代企業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品和智能服務，實現商業模式的創新；第三層是部署智能裝備，建立智能產線，打造智能車間，建設智能工廠，實現生產模式的創新；第四層是開展智能管理、智能研發和智能物流供應鏈，實現運營模式的創新；第五層是智能決策，實現決策模式的創新。
事實上，對于智能制造應用的各個范疇，數字化技術都提供了重要的支撐：
● 智能產品: CPS、adas、產品性能仿真
● 智能服務: Digital twin、狀態監控、物聯網、虛擬現實與增強現實
● 智能裝備：CAM系統、增材制造支撐軟件
● 智能產線：FMS的控制軟件系統、協作機器人的管控系統
● 智能車間：數據采集（SCADA）、車間聯網、MES、APS
● 智能工廠: 視覺檢測、設備健康管理、工藝仿真
● 智能研發: CAD、CAE、EDA、PLM、嵌入式軟件、設計成本管理、DFM分析、拓撲優化
● 智能管理: ERP、CRM、EAM、SRM、MDM、質量管理、企業門戶
智能物流與供應鏈：AGV、SLAM、自動化立庫、WMS、TMS、DPS（數字揀貨系統）
● 智能決策：BI、工業大數據、EPM（企業績效管理）、移動應用
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制造企業
如何推進數字化轉型？
制造企業要推進數字化轉型，必須明確數字化轉型戰略，制定數字化轉型規劃，然后實現規劃的落地。
在這個過程中，制造企業需要借助專業的咨詢服務機構，來完成數字化轉型的現狀診斷、需求分析、流程梳理、整體框架設計和實施方案制定等過程。
? 第一步是評估數字化轉型的現狀。
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。
制造企業可以通過數字化轉型現狀評估，了解價值鏈各個環節應用數字技術的深度、廣度和應用效果，還存在哪些數字化技術應用的斷點，并對各個分支機構進行比較，與行業標桿進行對標，從而明確企業進行數字化轉型的基礎。
? 第二步是分析企業數字化轉型的機會與突破口。
通過廣泛的企業內部調研與行業最佳實踐分析，結合行業的標準規范和合規性需求，基于企業的發展戰略，來梳理企業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推進數字化轉型的突破口。
? 第三步是明確企業數字化系統的整體框架。
分析企業的業務流程在數字化轉型過程中應當如何進行優化，確定企業進行數字化轉型的關鍵考核指標，制定數字化系統的整體框架，明確企業未來三到五年數字化轉型的整體規劃。
? 第四步是確定企業數字化轉型的路線圖。
明確各個數字化系統的具體功能、部署方式和集成方案；確定數據采集、設備聯網，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避策略。
? 第五步是根據數字化轉型的規劃落地實施，并及時修訂規劃。
數字化轉型的規劃也應該是三年一規劃，一年一滾動。企業應當對數字化轉型的狀況進行年檢，并結合企業實際情況的變化和新興技術的發展，對數字化轉型的規劃進行修訂。
同時，企業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，企業是主體。要真正實現數字化轉型，需要企業高層有決心、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。
數字化轉型不能搞形式主義，走過場，也不需要搞大而全，必須根據企業自身的需求，在產業鏈中的地位，企業的實力和發展愿景制定個性化的數字化轉型策略。
可以預見，會有越來越多的制造業提出數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過長期的實踐，擁有經驗豐富的咨詢服務團隊。（本文完）