體驗經(jīng)濟(jì)時代實現(xiàn)數(shù)字化裝備制造正當(dāng)時

徐欣

一、時代環(huán)境

當(dāng)前，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等蓬勃發(fā)展，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方興未艾?？萍紕?chuàng)新正加速推動社會發(fā)展從商品經(jīng)濟(jì)、服務(wù)經(jīng)濟(jì)大步邁入體驗經(jīng)濟(jì)時代。作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展引擎的制造業(yè)是一個國家的綜合國力體現(xiàn)，是強(qiáng)國之基。已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化的主要發(fā)達(dá)國家紛紛實施“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，其他新興經(jīng)濟(jì)體也在加快推進(jìn)工業(yè)化的進(jìn)程，這給我國制造業(yè)的發(fā)展帶來了雙向擠壓。優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、加速轉(zhuǎn)型升級，成為我國制造業(yè)發(fā)展的一種必然選擇。黨的十九大作出了“我國經(jīng)濟(jì)已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段”的重大論斷，強(qiáng)調(diào)建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系，必須把發(fā)展經(jīng)濟(jì)的著力點放在實體經(jīng)濟(jì)上，加快建設(shè)制造強(qiáng)國。作為全國創(chuàng)新中心和制造之都的上海，有著輝煌的制造業(yè)發(fā)展過往。當(dāng)前，正在打響“上海制造”品牌，瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)價值鏈的高端，著力發(fā)展高端制造業(yè)。

二、奮斗目標(biāo)

上海電氣是一家大型綜合性裝備制造集團(tuán)，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)聚焦能源裝備、工業(yè)裝備和集成服務(wù)三大領(lǐng)域，是中國裝備制造三大動力之一。經(jīng)過百年的沉淀，開拓進(jìn)取，成果輝煌，“萬噸”精神、“一絲不茍”精神和“精益求精”精神等一直是電氣制造人的驕傲?？萍嫉难该桶l(fā)展推動著制造行業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級，但上海電氣仍存在“機(jī)強(qiáng)電弱”特點，在數(shù)字化智能化制造水平方面與世界制造業(yè)巨頭存在不小差距，急需擁抱新理念新技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新轉(zhuǎn)型發(fā)展，也理應(yīng)承擔(dān)起引領(lǐng)中國智造和上海智造的重任。上海電氣中央研究院是集團(tuán)科技轉(zhuǎn)型發(fā)展的引領(lǐng)者，前瞻技術(shù)轉(zhuǎn)化的培育者和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持者，一直以來助力集團(tuán)創(chuàng)新發(fā)展。在這個體驗經(jīng)濟(jì)時代，企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營重點正在從關(guān)注產(chǎn)品和服務(wù)轉(zhuǎn)到以顧客為中心、為顧客提供體驗的營銷管理模式上來，而實現(xiàn)體驗經(jīng)濟(jì)時代智能制造的最佳途徑和必由之路就是實現(xiàn)數(shù)字化裝備制造，這是上海電氣貫徹十九大精神、落實制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，打造上?！八拇笃放啤币约巴七M(jìn)本集團(tuán)“智能制造”戰(zhàn)略的重要任務(wù)和切實的發(fā)展手段，在兩化融合過程中深入推進(jìn)數(shù)字化裝備制造正當(dāng)其時！

三、實現(xiàn)措施

實現(xiàn)數(shù)字化制造的總方針和必經(jīng)之路就是要在兩化融合建設(shè)的基礎(chǔ)上，打造基于模型的企業(yè)（MBE，Model-Based Enterprise），即在整個企業(yè)和供應(yīng)鏈范圍內(nèi)建成一個集成和協(xié)同的環(huán)境，各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)通過重用產(chǎn)品模型展開工作，從而更有效地縮短整個產(chǎn)品研制周期、節(jié)省研發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。通過MBE的建設(shè)，構(gòu)建起企業(yè)各個層級各個環(huán)節(jié)的數(shù)字化工廠（DF，Digital Factory），充分挖掘企業(yè)自身潛在蘊(yùn)藏的“數(shù)字石油”，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)和管理體系的數(shù)字化，通過數(shù)字賦能，大幅提高企業(yè)在體驗經(jīng)濟(jì)時代的競爭優(yōu)勢，使企業(yè)由傳統(tǒng)制造邁向數(shù)字化和智能化制造。

（一）有力抓手

數(shù)字化工廠是邁向“工業(yè)4.0”的階段性目標(biāo)和必由之路，也是“中國制造2025”的焦點研發(fā)領(lǐng)域。當(dāng)前，制造業(yè)要大力發(fā)展，就一定需要建設(shè)數(shù)字化工廠來改造生產(chǎn)流程：從產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計到產(chǎn)品生產(chǎn)制造，從工藝規(guī)劃到工廠規(guī)劃，從生產(chǎn)過程本身到上市以后的運(yùn)維服務(wù)，整條產(chǎn)品制造價值鏈都需要用數(shù)字化去描述去管理去優(yōu)化，從企業(yè)數(shù)字信息中找到內(nèi)部科學(xué)規(guī)律，利用計算機(jī)來幫助我們做人力的溝通、判斷和決策。

一個典型的離散制造數(shù)字化工廠的縱向平臺架構(gòu)可分五個層次即現(xiàn)場層、控制層、操作層、管理層和企業(yè)層。現(xiàn)場層由廠內(nèi)立體倉庫、物料傳送帶、AGV（Automated Guided Vehicle）小車等物流單元以及機(jī)加車間、裝配車間等組成；現(xiàn)場層的設(shè)備及傳感器通過工業(yè)以太網(wǎng)及現(xiàn)場總線與控制層的控制系統(tǒng)連接，構(gòu)成車間現(xiàn)場的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；操作層，數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集系統(tǒng)通過控制設(shè)備管理現(xiàn)場層的硬件設(shè)備；管理層，MOM（Manufacturing Operations Management）系統(tǒng)完成生產(chǎn)運(yùn)營管理和生產(chǎn)工藝管理，工廠規(guī)劃系統(tǒng)通過虛擬仿真技術(shù)，對工廠布局、生產(chǎn)制造進(jìn)行仿真與優(yōu)化，倉庫物流管理系統(tǒng)管理車間及外部物流；企業(yè)層，通過PLM系統(tǒng)，對產(chǎn)品從研發(fā)到售后的全生命周期進(jìn)行管理，實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計與客戶個性化定制，ERP系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)的頂層管理。

（二）有效措施

打造基于模型的裝備制造企業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化工廠并不只是生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行翻新和重置的問題，它涉及到一個企業(yè)從戰(zhàn)略布局、生產(chǎn)制造到營銷服務(wù)的每個環(huán)節(jié)。概括起來，其有效措施有以下兩個方面。一是在業(yè)務(wù)技術(shù)發(fā)展方面，將數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用和滲透，需要在產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造、裝配、試驗、營銷和服務(wù)等全生命周期的每個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分別實現(xiàn)基于模型定義的三維設(shè)計、三維數(shù)字工藝規(guī)劃、三維生產(chǎn)制造、三維數(shù)字化裝配與試驗，乃至三維的數(shù)字化營銷和售后服務(wù)，改變過去三維設(shè)計、二維工藝、二維制造，體外服務(wù)的模式，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的的統(tǒng)一數(shù)字化建模。將傳統(tǒng)現(xiàn)實世界中高成本、長周期和低效率的生產(chǎn)方式放到數(shù)字化環(huán)境中進(jìn)行低成本、短周期和高效率的提前驗證，確保產(chǎn)品工藝正確、數(shù)據(jù)可視、質(zhì)量可靠。

二是在企業(yè)管控基礎(chǔ)方面，首先需要在穩(wěn)定的制造工藝基礎(chǔ)上來進(jìn)行自動化改造和升級。制造企業(yè)實現(xiàn)自動化裝備大范圍覆蓋是必需任務(wù)，而在此之前，固化企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)制造工藝是前提，只有工藝明確了，才能選型合適的自動化設(shè)備，才能為后續(xù)的數(shù)字化智能化制造打好基礎(chǔ)；其次，需要在企業(yè)擁有較成熟的管理基礎(chǔ)上來進(jìn)行信息化的部署和推廣。未來的智能制造并非僅僅換上智能裝備就可以的，真正的智能制造是管理的智能，而當(dāng)前兩化融合推進(jìn)過程中，信息化的部署必需建立在企業(yè)自身擁有較成熟的管理體系基礎(chǔ)之上；最后，需要在具備較強(qiáng)的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上來進(jìn)行智能化裝備制造。數(shù)字化裝備制造絕非企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展的終點，智能制造才是發(fā)展方向，而只有在企業(yè)數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)條件具備的情況下，未來智能制造的目標(biāo)才是可以期待的。

（三）有益實踐

上海電氣積極響應(yīng)“中國制造2025”戰(zhàn)略引領(lǐng)和“上海制造”品牌打造要求，轉(zhuǎn)型發(fā)展，開拓創(chuàng)新，制定了自身的智能制造發(fā)展戰(zhàn)略，并卓有成效地通過成立獨立的數(shù)字化集團(tuán)、打造數(shù)字化示范產(chǎn)線、提升數(shù)字化相關(guān)科研項目經(jīng)費(fèi)支持力度等一系列舉措，來夯實在體驗經(jīng)濟(jì)時代打造數(shù)字化裝備制造的信心和決心。

上海電氣集團(tuán)股份有限公司中央研究院在集團(tuán)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展過程中扮演著越來越重要的角色，尤其是在工業(yè)數(shù)字化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用方面，為集團(tuán)創(chuàng)新發(fā)展積累了大量的工作。以虛擬現(xiàn)實（VR，Virtual Reality）技術(shù)研發(fā)應(yīng)用為例，結(jié)合集團(tuán)戰(zhàn)略布局和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將其應(yīng)用在電氣裝備產(chǎn)品的方案設(shè)計評審、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)制造和試驗測試等產(chǎn)品生命周期關(guān)鍵環(huán)節(jié)；同時，開創(chuàng)性地將VR技術(shù)應(yīng)用在上海電氣汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、鍋爐、核電蒸發(fā)器等能源裝備的外觀結(jié)構(gòu)展示、工作原理介紹、裝配過程培訓(xùn)指導(dǎo)和產(chǎn)品營銷宣傳等諸多環(huán)節(jié)，用體驗式的沉浸交互數(shù)字化技術(shù)提升傳統(tǒng)裝備制造的先進(jìn)能級，提升企業(yè)的數(shù)字化生產(chǎn)制造能力，推廣企業(yè)產(chǎn)品的宣傳力度，增強(qiáng)產(chǎn)品與服務(wù)的競爭優(yōu)勢。

四、未來發(fā)展

上海電氣裝備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是和上海制造的整體發(fā)展一同成長的，上海電氣親身經(jīng)歷和見證著上海制造的再出發(fā)。

雨果說，與有待創(chuàng)造的東西相比，已經(jīng)創(chuàng)造出來的東西是微不足道的。的確，上海電氣的裝備制造輝煌歷史早已過去，當(dāng)前我們正踏著體驗經(jīng)濟(jì)時代數(shù)字化武裝制造產(chǎn)業(yè)的浪潮滾滾前行，未來，更需要也更值得期待的是上海電氣需要在新能源裝備、綠色制造和智能物聯(lián)等相關(guān)領(lǐng)域不斷開拓，創(chuàng)新發(fā)展，再造一個新電氣，助力上海制造取得更大的輝煌。

（作者單位：上海電氣集團(tuán)股份有限公司中央研究院）