數(shù)字化智能制造系統(tǒng)引領(lǐng)制造業(yè)的未來

華升 中信戴卡股份有限公司

一、引言

近些年，盡管中國制造業(yè)在整體規(guī)模和發(fā)展速度上異軍突起，連續(xù)11年居于世界第一制造大國，但在高端制造、產(chǎn)品附加值、商業(yè)模式上與美日德差距顯著，僅居于世界制造強(qiáng)國第三陣列，所以，目前中國制造大而不強(qiáng)。又隨著逐漸消失的人口紅利，越發(fā)巨大的安環(huán)壓力，別有用心的美國加征關(guān)稅，始料未及的全球疫情，波及面極廣的芯片危機(jī)，價格狂增的大宗商品，這些都在不斷地增加企業(yè)的營運(yùn)成本，蠶食著企業(yè)的利潤。中國制造如何在新形勢下持續(xù)保持活力，如何加速推進(jìn)由大向強(qiáng)轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵在于要找準(zhǔn)短板弱項，加速提高質(zhì)量效益，優(yōu)化升級產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，全面提升中國制造核心競爭力。

2021年的兩會順利落幕，數(shù)字化與數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為熱詞。在“十四五”規(guī)劃綱領(lǐng)中的第五篇“加快數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)數(shù)字中國”，共分4章指出：要迎接數(shù)字時代，激活數(shù)據(jù)要素潛能，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)，加快建設(shè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字社會、數(shù)字政府，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體驅(qū)動生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式變革。需要企業(yè)管理者特別關(guān)注的是，在該篇章中共有兩個專欄圖表，分別框定了數(shù)字經(jīng)濟(jì)重點產(chǎn)業(yè)和數(shù)字化應(yīng)用場景的具體范圍。其中，數(shù)字經(jīng)濟(jì)重點產(chǎn)業(yè)包括云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等7大類。數(shù)字化應(yīng)用場景則有智能交通、智慧能源、智能制造等10大類。頂層設(shè)計者們將智能制造這一數(shù)字化應(yīng)用場景定義為中國制造業(yè)在新形勢下破局的關(guān)鍵。

二、數(shù)字化與數(shù)字經(jīng)濟(jì)

數(shù)字化，初級形態(tài)為信息化，本質(zhì)是將模擬信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，通過信息系統(tǒng)對傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的流程、規(guī)則、資訊等物理信息和零散的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，然后進(jìn)行采集、存儲、運(yùn)算及傳遞。更進(jìn)一步發(fā)展，是持續(xù)升級企業(yè)信息化系統(tǒng)，融合現(xiàn)實業(yè)務(wù)，變革業(yè)務(wù)流程，重塑組織關(guān)系和生產(chǎn)方式，提高企業(yè)的運(yùn)營效率，創(chuàng)造新的價值。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)，目前得到廣泛認(rèn)可的是《G20數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展與合作倡議》中給出的定義：以使用數(shù)字化的知識和信息作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素、以現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)作為重要載體、以信息通信技術(shù)的有效使用作為效率提升和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要推動力的一系列經(jīng)濟(jì)活動。

由此可見，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)是數(shù)字化的信息，即為數(shù)據(jù)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)本質(zhì)是信息科學(xué)技術(shù)與社會中有關(guān)經(jīng)濟(jì)活動的一切主客體和行為進(jìn)行融合。進(jìn)入數(shù)字時代，人類的生產(chǎn)生活方式會發(fā)生改變，有機(jī)會也有挑戰(zhàn)，有機(jī)遇也有風(fēng)險。

三、我國制造業(yè)數(shù)字化發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

我國制造業(yè)從1978年開始引入物料資源計劃和制造資源計劃系統(tǒng)，1979年開始推廣會計電算化，九十年代推進(jìn)甩圖版工程，以及后續(xù)的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）、制造業(yè)信息化科技工程，我國制造業(yè)推進(jìn)信息化建設(shè)的主要目的是降本增效。隨著企業(yè)運(yùn)用的深入，理念的創(chuàng)新，需求的拓展，信息系統(tǒng)需要支撐的場景越來越多，市場上也涌現(xiàn)出眾多國內(nèi)外信息化解決方案供應(yīng)商，提供各類軟硬件系統(tǒng)及解決方案，大量引進(jìn)國外前瞻性的概念和技術(shù)，我國制造業(yè)開始進(jìn)入數(shù)字化建設(shè)時期。

經(jīng)過多年的數(shù)字化建設(shè)，多數(shù)企業(yè)取得了一定成效，在很大程度上確實可以提升產(chǎn)線的生產(chǎn)效率、支撐企業(yè)的業(yè)務(wù)運(yùn)作、應(yīng)對市場的激烈競爭。但是，企業(yè)仍然存在諸多信息孤島，信息系統(tǒng)功能應(yīng)用并不充分甚至有的退回到傳統(tǒng)運(yùn)作模式。不少企業(yè)的信息管理部門在高層的授意下開展了不少數(shù)字化項目，取得了一些成績，自認(rèn)為數(shù)字化搞得不錯，但業(yè)務(wù)部門滿意度并不高，效果并不理想，使用并不積極。更為失望的是，企業(yè)業(yè)務(wù)層面的系統(tǒng)不少，但是支持各級領(lǐng)導(dǎo)決策方面的系統(tǒng)還用得不好，或者流于形式。

總而言之，我國制造業(yè)數(shù)字化建設(shè)成效顯著，但依然任重而道遠(yuǎn)。路不好走，就要換個方向，數(shù)字化用不好，就需要轉(zhuǎn)型。

四、制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

（一）制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的含義

制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是戰(zhàn)略主導(dǎo)下的業(yè)務(wù)變革，是數(shù)據(jù)驅(qū)動、智能助力的研發(fā)、營銷、生產(chǎn)、運(yùn)營改善，最終推進(jìn)盈利模式優(yōu)化和用戶體驗提升。它需要推動業(yè)務(wù)與系統(tǒng)交互融合，以數(shù)字化為核心，借助網(wǎng)絡(luò)化手段，實現(xiàn)智能化賦能，保證產(chǎn)品和服務(wù)高效保質(zhì)保量交付，持續(xù)提升企業(yè)核心競爭力。

（二）制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的思路

第一，意識上，數(shù)字化轉(zhuǎn)型不是信息化項目的重啟，不是信息部門對業(yè)務(wù)部門的信息化診斷，不是將所有的現(xiàn)實業(yè)務(wù)都簡單地搬到線上平臺，而是一個長期的系統(tǒng)性的工程，需要深刻變革業(yè)務(wù)流程及運(yùn)作方式。

第二，組織上，數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要企業(yè)從上到下的推動。與數(shù)字化運(yùn)作模式相吻合的組織結(jié)構(gòu)、合理的制度規(guī)范、有力的考核機(jī)制是順利推進(jìn)數(shù)字化的前提，這樣才能持續(xù)推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型及落地。

第三，人員上，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是個非常前瞻的活動，需要有專門的高級人才，企業(yè)要培養(yǎng)和儲備自己的數(shù)字化人才。

第四，目標(biāo)上，數(shù)字化轉(zhuǎn)型要構(gòu)建“平臺化、智能化、生態(tài)化”等目標(biāo)導(dǎo)向，推動企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，產(chǎn)生更多的社會價值。而制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心目標(biāo)就是智能（化）制造。

五、發(fā)展智能制造促進(jìn)我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

（一）什么是智能制造

《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》對智能制造的定義為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、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(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。

智能制造以智能工廠為載體，以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)的智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通為支撐。其主要內(nèi)容包括智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能工廠、智能服務(wù)、智能決策等。

（二）智能制造能給我們企業(yè)帶來什么

1.更高的效率

智能制造使用先進(jìn)的控制系統(tǒng)來指揮機(jī)器生產(chǎn)（包括人工智能、機(jī)器人等），這比傳統(tǒng)制造更有效率。此外，大數(shù)據(jù)在智能制造中的應(yīng)用可以讓生產(chǎn)過程透明化，讓管理者時刻掌握生產(chǎn)狀況，有助于改善生產(chǎn)管理。

2.更高的精度

在生產(chǎn)過程中，使用機(jī)器視覺等方法可以帶來更準(zhǔn)確的識別。在整個生產(chǎn)過程中，為了降低廢品率，傳統(tǒng)制造業(yè)需使用更好的設(shè)備、更多的工序、更專業(yè)的操作人員，但是降低廢品率的程度依然有限。

3.更好的滿足需求

制造業(yè)的宗旨是生產(chǎn)出滿足客戶需求的產(chǎn)品及提供周全的服務(wù)，由于智能制造可以實時控制生產(chǎn)，并根據(jù)客戶的需求改變立馬進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整，可以極大地迎合客戶多樣且多變的需求，另外，通過大數(shù)據(jù)對客戶個性需求的積累，還可以幫助制造商采用逆向工程來提供有針對性的建議和設(shè)計方案。

4.更好的預(yù)測

多數(shù)傳統(tǒng)制造業(yè)有淡旺季之分，而智能制造的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)將幫助企業(yè)進(jìn)行精準(zhǔn)的生產(chǎn)預(yù)測，指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行針對性的備庫或是降庫，還可預(yù)測客戶需求并制定更合理的生產(chǎn)計劃以響應(yīng)客戶需求。

5.更低的風(fēng)險

有些特殊事件不可預(yù)測，比如去年的美國杜邦化工廠爆炸事件，今年的蘇伊士運(yùn)河堵船事件，都導(dǎo)致大批工業(yè)原材料斷供，影響了國內(nèi)外諸多生產(chǎn)制造企業(yè)。由于掌握的信息滯后且不全面，傳統(tǒng)制造業(yè)遇到這種情況會陷入慌亂狀態(tài)，決策者們往往會做出錯誤的判斷，危及企業(yè)安全，而智能制造的企業(yè)可以在危機(jī)發(fā)生的同時，系統(tǒng)自動為決策者提供最快、最合理的應(yīng)對方案，供輔助決策，讓企業(yè)轉(zhuǎn)危為安。

6.更高的盈利

通過智能制造，企業(yè)生產(chǎn)效率提升、質(zhì)量提高、預(yù)測精準(zhǔn)、決策風(fēng)險降低，又能滿足客戶個性的需求，不僅修煉了“內(nèi)功”，又增進(jìn)了“外功”，必然帶來成本的降低和盈利的升高。

（三）中國制造業(yè)發(fā)展智能制造的優(yōu)勢

1.科技優(yōu)勢

在關(guān)于智能制造的基礎(chǔ)科學(xué)研究、關(guān)鍵技術(shù)突破、高端裝備布局、人才培養(yǎng)等方面，我國已長期處于世界第一陣列。

2.數(shù)據(jù)優(yōu)勢

數(shù)據(jù)是智能制造的基礎(chǔ)，我國制造業(yè)規(guī)模世界第一，具備制造業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，又是互聯(lián)網(wǎng)大國，網(wǎng)絡(luò)覆蓋人數(shù)世界第一，每時每刻都會產(chǎn)生海量的信息，為制造業(yè)積累了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

3.市場優(yōu)勢

我國制造業(yè)規(guī)模龐大、發(fā)展迅速，基礎(chǔ)工業(yè)持續(xù)完善，上下游產(chǎn)業(yè)配套豐富，轉(zhuǎn)型升級的需求迫切。

4.政府引領(lǐng)

各級政府高度重視智能制造的發(fā)展，近年來，我國先后出臺了《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》等許多重大戰(zhàn)略文件，為智能制造發(fā)展提供了重要的制度保障。

5.企業(yè)推動

以華為為代表的國內(nèi)科技公司為解決“卡脖子”的問題，加速布局基礎(chǔ)工業(yè)產(chǎn)業(yè)。

（四）打造具有中國特色的智能工廠

智能工廠是實施智能制造的重要場所之一，通過對企業(yè)管理和生產(chǎn)運(yùn)行過程的持續(xù)動態(tài)優(yōu)化，全面提升制造的智能化水平，那么，企業(yè)應(yīng)如何打造智能工廠？

1.智能生產(chǎn)計劃排產(chǎn)

生產(chǎn)制造，計劃先行，排產(chǎn)要保證計劃的科學(xué)性、精準(zhǔn)性。通過系統(tǒng)集成，連接客戶及工廠兩端，根據(jù)高級排產(chǎn)算法自動排出主生產(chǎn)計劃及生產(chǎn)作業(yè)計劃。

2.智能生產(chǎn)過程協(xié)同

在生產(chǎn)過程中，利用信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)各原材料、各工具、各設(shè)備、各工序的協(xié)同，減少生產(chǎn)等待時間。

3.智能的設(shè)備實時互聯(lián)

充分利用智能設(shè)備實現(xiàn)信息實時反饋，監(jiān)控生產(chǎn)執(zhí)行情況，矯正運(yùn)行偏差，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的透明化管理。

4.智能生產(chǎn)資源管理

利用系統(tǒng)對生產(chǎn)資源進(jìn)行出入庫、查詢、盤點、報損等功能的精益化管理，可最大程度地減少因生產(chǎn)資源不足帶來的生產(chǎn)延誤，也可避免因生產(chǎn)資源的積壓造成資金占用。

5.智能質(zhì)量過程管控

利用信息系統(tǒng)，一是對生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行實施管控，第一時間解決質(zhì)量問題，二是分析歷史數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗，在最容易發(fā)生質(zhì)量問題的節(jié)點上提前進(jìn)行科學(xué)改造，消除質(zhì)量風(fēng)險隱患。

6.智能決策支持

在生產(chǎn)鏈中，各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)資源一直在累積，對這些數(shù)據(jù)加以重視和利用，系統(tǒng)自動生成各種直觀的分析報表，可為管理者提供輔助決策。

（五）推進(jìn)智能制造，實現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

智能工廠距離智能制造還相差遙遠(yuǎn)，建成智能制造非一日之功。智能制造系統(tǒng)是企業(yè)從傳統(tǒng)制造向智能化變革的關(guān)鍵一步，也是將傳統(tǒng)制造從生產(chǎn)環(huán)節(jié)降本增效，轉(zhuǎn)向提供高附加值的衍生服務(wù)，從提供智能產(chǎn)品到智能服務(wù)實現(xiàn)附加值提升。唯有智能制造，才能實現(xiàn)我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。目前，智能制造在汽車及零部件行業(yè)的應(yīng)用已逐步加深。

六、結(jié)語

進(jìn)入“十四五”時期以來，數(shù)字化再度被提升為國家高度，各行各業(yè)都圍繞著數(shù)字化進(jìn)行轉(zhuǎn)型，尤其是制造業(yè)，不轉(zhuǎn)型不升級，就意味著將被時代淘汰。我國要加快建成數(shù)字化中國，加緊推進(jìn)智能制造，搶占未來至高地。我國數(shù)字化產(chǎn)業(yè)布局要因地制宜，結(jié)合各行業(yè)自身特點，突出亮點，聚焦研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營、營銷等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，注重產(chǎn)品創(chuàng)新和服務(wù)創(chuàng)新，打造出一批具有國際核心競爭力產(chǎn)業(yè)鏈頂端的企業(yè)，全面帶動我國整體制造業(yè)的智能制造水平。