探索製造業數字化轉型的新路徑

導讀

當前，數字技術創新日新月異，數字化、網絡化、智能化深入發展，正在對經濟社會產生重大而深遠的影響。互聯網、大數據、人工智能與實體經濟深度融合，製造業數字化轉型蓬勃開展。本文從我國製造業數字化轉型的實踐入手，結合製造業數字化轉型的現實問題和突出挑戰，著力探討將製造業數字化轉型推向深入的新路徑、新方法和新舉措。

一、引言

世界經濟數字化轉型是大勢所趨，新的工業革命正深刻重塑人類社會。當前，數字技術向傳統經濟融合滲透的趨勢日益明顯，特別是製造業企業積極搶抓數字化轉型難得機遇，加快建設數字化新型能力，努力爭取新一輪技術變革和產業革命的競爭主動權。

二、數字化轉型浪潮方興未艾

2.1 各國前瞻佈局數字化轉型戰略

從全球看，世界主要國家紛紛開啟數字化轉型之路。《2015年經合組織數字經濟展望》報告顯示，截至2015年，80%的OECD成員國都制定了數字化或數字經濟國家戰略或者部門政策，構建數字經濟國家戰略框架。德國“工業4.0”意味著製造業智能化時代的來臨，為製造業數字化轉型樹立樣板。日本的數字化轉型源於《2015I-Japan戰略》，該戰略著力數字技術在各領域的重點應用。英國提出的《英國數字化戰略》強調包括連接性、技能與包容性、數字化部門、宏觀經濟等7方面的戰略任務。

2.2 企業數字化轉型實踐日益深入

全球領軍企業加快數字化轉型，數字技術已無處不在，為微觀企業組織帶來空前的變革。埃森哲的研究表明“靈便組織、數據驅動、主動顛覆和數字化風險成為托起企業數字化的四大基石，帶動企業快速成長”，蘋果、微軟、谷歌等數字化企業已經成長為新的全球巨頭。知名研究機構IDC的報告指出，到2018年，中國1000強企業中，將有50%會把數字化轉型作為面向未來的關鍵戰略。

2.3 數字化轉型成為我國重要議題

我國高度重視數字化轉型，《關於積極推進“互聯網+”行動的指導意見》《促進大數據發展行動綱要》《關於深化製造業與互聯網融合發展的指導意見》《關於深化“互聯網+先進製造業”發展工業互聯網的指導意見》等一批數字化轉型頂層設計先後出臺。加強產業數字化轉型，既是順應技術產業變革歷史規律的客觀需要，也是應對產業競爭的戰略選擇，更是推動我國經濟高質量發展的重要舉措。

隨著信息通信技術與製造業的不斷融合，工業互聯網的快速發展，我國製造業企業主動出擊，加快數字化轉型步伐；生產性服務企業積極行動，為製造企業數字化轉型提供日漸完善的服務支撐。一個多主體分工合作、高效協同的數字化轉型推進生態正在形成。

3.1 製造企業積極利用數字技術加快升級

製造企業順應數字化變革趨勢，積極利用互聯網、大數據、人工智能等新一代信息通信技術，從解決企業實際問題出發，由內部改造到外部協同、從單點應用到全局優化，持續推動企業優化升級。製造企業掌握行業動態、瞭解實際問題、具備工業知識，是數字化轉型的發起者和主導者。

（1）離散型製造企業的數字化轉型路徑多樣。在汽車、航空、電子等產品設計和生產高度複雜的離散型行業中，領軍企業內外兼顧，全面推進數字化轉型。對外通過網絡化平臺，有效整合全球的設計、製造、服務和智力資源，大幅縮短產品研製週期；對內通過建立生產現場設備、生產管理和企業決策系統縱向集成的數字車間/智能工廠，提高生產柔性化水平和生產效率。如上海商飛建立的全球網絡化協同研發平臺，使C919飛機研製週期縮短了20%。濰柴動力通過打造研發、採購、生產、銷售、服務等業務高度協同的智能化生產體系，使產品在線時間由24h縮短至14h，綜合運營成本降低20%左右。在家電、服裝、傢俱等需求個性化突出的離散型行業中，領軍企業正在探索利用互聯網平臺打通生產現場與客戶端，獲取海量客戶數據，實現自主設計、自動排產，大幅降低設計成本和庫存，提高供需匹配效率，提高盈利能力。如維尚家居通過構建“新居網”互動開放式設計平臺，建立“大規模傢俱設計定製生產系統”，實現消費驅動生產，企業也得以快速擴張。在工程機械、機床裝備、風機制造等對已售設備運維要求高的離散型行業中，領軍企業通過在裝備和產品中集成傳感、控制、通信等功能，對設備進行全面聯網，打造大數據監測分析的服務平臺，實現設備在線狀態監控、遠程運維和全生命週期管理，加快向服務化轉型。如金風科技建立風機遠程運維服務平臺，實現風機和風電場的智能監控、故障診斷、預測性維護，比傳統方法維護成本減少20%~25%，故障預警準確率達91%以上，發電效益提高10%~15%。

（2）流程型製造企業的數字化轉型探索全面系統。在製藥、化妝品等對生產過程控制極為嚴格的流程行業中，領軍企業通過全流程可視化監測、全過程集中化精密控制，形成一體化的智能生產和運維繫統，提高產品質量和生產效率。如康恩貝藥業建立覆蓋採購、倉庫、生產、質檢、銷售等全流程的數字化管控系統，實現了對藥物生產過程的全程有效監控和自動控制，改善了生產工藝，降低了藥物生產質量風險，提升了藥品的安全性、有效性、穩定性。在冶煉、石化等對能源控制要求高的重化型流程行業中，領軍企業通過構建覆蓋能源供、產、轉、輸、耗全流程能源綜合監測系統，建立生產與能耗預測模型、產能優化模型，實現能源生產和消耗一體化優化和協同，提高能源生產效率。如九江石化通過建立一體化的能源管控中心平臺，以及針對高附加值用能的氫氣和瓦斯產耗平衡模型和優化系統，對能源計劃、能源生產、能源優化、能源評價的閉環管控，從而實現節能降耗，近3年，能源利用效率提高了4%。

3.2 生產性服務企業助推製造業數字化轉型

除製造企業外，互聯網企業、電信企業、自動化企業和軟件企業等生產性服務企業也大膽探索，積極推進數字化轉型。生產性服務企業掌握數字化知識和資源，是製造業數字化轉型的支撐者、使能者。

（1）互聯網企業跨界融合，賦能製造業數字化轉型。伴隨消費互聯網的繁榮，我國快速成長起來一批具有全球領先水平的互聯網企業，近年來這些企業發揮優勢，加速與工業、製造業跨界融合，為製造企業提供連接、雲計算、數據算法等服務，助推數字化轉型。阿里巴巴打造“阿里雲ET工業大腦”，建立起包括產品數據、工藝數據、生產數據、監測數據在內的工業大數據分析系統，幫助企業優化生產過程、實現故障預測和預防性維護、提高良品率、降低能耗物耗。

（2）電信企業優化拓展服務，提供數字化底層支撐。電信企業長於連接、計算和存儲資源豐富、數據分析建模能力強，但離工業現場較遠，主要為企業提供數據儲存、數據分析等基礎服務，專注於做數字化轉型的底層服務商。如中國電信天翼雲通過雲網融合，向上承接企業業務雲化，向下實現網絡軟化智能化，讓企業可以利用網絡便捷地獲取計算、存儲、數據、應用等服務，大幅降低了企業上雲成本，加快了工業雲應用生態的創新發展。

（3）軟件企業和自動化企業加快IT和OT融合，完善數字化綜合解決方案。軟件企業和自動化企業是數字化解決方案的兩大主要來源。他們均與製造企業長期交互，積累了豐富的行業知識和生產數據。其中，軟件企業信息技術（IT）知識豐富，近年來積極向下延伸至現場操作層（OT），而自動化企業現場操作知識（OT）豐富，積極向上拓展至信息技術層（IT）。兩者殊途同歸，均試圖努力實現IT與OT集成融合，為製造企業提供完整的數字化轉型方案。如浙江中控依託浙江大學的雄厚實力，以流程式製造業為主要對象，以智能控制儀表、儀器和工件為基礎，打造工業操作系統，幫助企業在實現數據集成的基礎上，解決生產智能控制、設備預測性維護、企業精細化管理等問題。

四、探索製造業數字化轉型新路徑

4.1 突破轉型陷阱

中國的製造業企業既要積極投身數字化轉型的洪流，也應冷靜思考，努力避免落入轉型陷阱事倍功半。

（1）突破技術陷阱。數字化轉型熱潮推動製造企業爭先恐後大規模部署數字技術，涵蓋傳感器、大數據、雲計算、人工智能、邊緣計算，但事實證明單純的數字技術導入難以確保企業數字化轉型的成功。一方面，數字化轉型是一個系統工程，企業單純堆砌大量數字化工具難以完成；另一方面，具體落實到製造業這一特殊領域，數字化轉型的現實問題在於製造業具有很深的行業壁壘，數據和業務結合需要大量的跨領域知識，單純依賴數字技術，而忽視工業屬性，融合應用的難度必然大增。只有把數字技術和人員、生產設備和製造場景等緊密聯結起來，以現實需求為統領，支撐更加高效的業務活動，數字化轉型才具有生命力。

（2）突破集成陷阱。數字化轉型不能一蹴而就，而是一個階段性的累積過程，這一過程的關鍵在於實現全面的數字技術集成應用，但是現實中很多製造企業卻難以跳脫集成陷阱，導致數字化轉型停滯不前。客觀上，技術標準和協議不統一制約系統間的集成。由於大量製造企業信息化基礎比較薄弱，兩化融合的基礎性工作還有很大的欠賬，數字化系統和設備採用不同標準，形成設備和系統間數據打通的壁壘，最終出現很多業務和數據孤島，導致垂直分割，阻礙集成應用的實現。主觀上，企業信息化部門和業務部門集成難。我國製造業企業的信息化部門和具體生產部門相互獨立，對彼此業務的核心知識缺乏瞭解，以知識、工藝和數據為核心的內部服務共享體制和機制難以建立。因此，必須支持企業構建能夠貫通信息部門、業務部門的通用型平臺，加強技術標準協議的轉換和銜接，實現數據要素的流通和共享，徹底打通信息流，帶動技術流、資金流、人才流、物資流，才能真正實現資源配置的優化，達到數字化轉型的根本目的。

4.2 構建轉型生態

從數字化轉型的總體框架看，數字化轉型必然要求實現三大集成。一是實現內部集成，即實現技術、管理與生產的集成，優化工廠內生產製造資源的配置，解決工廠現場的流程效率和生產過程的不確定性問題。二是實現產業鏈整合，要實現研發設計、生產、銷售、運維的全面融合，消弭傳統產業鏈各環節間長期存在的時滯性、單向性和非對稱性等固有缺陷，以暢通的產業鏈激發製造業價值活力。三是實現產業生態集成，基於深挖數據要素潛力，構築全流程、全產業鏈、全生命週期的數據鏈，實現不同產業鏈之間的協同整合，以豐富貫通的產業鏈生態激發製造業創新活力。從內部集成到產業價值鏈整合再到產業生態創新，數字技術優化資源配置的範圍、領域和深度不斷拓展。因此，要積極引導製造企業開放製造資源和能力，加快研發設計、生產製造、經營管理等資源在線匯聚共享，加強多元主體跨界合作，打造貫穿全生命週期、全產業鏈的製造業新生態，推動製造業數字化轉型不斷深化。

4.3 加快提升數字化轉型能力

數字化轉型需要數字化能力作為支撐，當前必須著力實現從封閉、規模驅動、產品導向、成本為先的傳統能力轉變為開放賦能、智能決策、數據驅動、服務增值、用戶參與的新型能力。一是要增強制造企業的內生能力。樹立數字化轉型意識，夯實數字化轉型基礎和條件，制定數字化轉型戰略，培育推廣智能化生產、網絡化協同、個性化定製、服務化延伸等新模式新業態，加快創新生產方式、組織形式和商業範式，實現數字化轉型能力的跨層提升。二是要提升數字化人才能力。長期以來，我國製造業企業以注重培養專業化人才為主，導致數字化轉型中的融合型人才十分短缺，現階段必須著重培養既瞭解製造業技術、業務和流程，又能夠掌握和應用數字技術的複合型人才，提升數字化轉型有力的人力資本支撐。三是要完善外部支撐能力。製造業進入全面數字化轉型階段，融合發展成為常態，出現產業融合化、組織平臺化、標準通用化等一系列數字化轉型新特徵，因此必須加強解決方案、平臺組織和標準協議等方面的支撐能力，特別是要推動工業企業間形成互聯互通的協議、接口和標準，提升製造企業多層次、多樣化工業現場的互聯互通互操作，為提升轉型集成能力夯實基礎。

五、結束語

我國在工業化中後期迎來了數字化浪潮，在未來一段相當長時期內，工業化和數字化將相互融合、相互促進，共同發展。應對數字化轉型的新需求，探索數字化轉型的新路徑，構築數字化轉型的新能力，開啟製造業數字化轉型的新徵程，將為數字經濟拓展出更廣闊的發展新空間，迸發出更強勁的增長新動能。

作者簡介

張偉東：中國信息通信研究院政策與經濟研究所數字經濟研究部工程師。

聯繫方式：[email protected]

王超賢：中國信息通信研究院政策與經濟研究所數字經濟研究部工程師。

聯繫方式：[email protected]

孫 克：中國信息通信研究院政策與經濟研究所數字經濟研究部主任，高級工程師。

聯繫方式：[email protected]

本文刊於《信息通信技術與政策》2019年第9期

來源：中國信息通信研究院CAICT

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