廚電行業(yè)制造升級探索研究
——基于老板電器工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的實踐

葛 皓，李 濤，卜天嬌，俞佳良

（杭州老板電器股份有限公司，浙江 杭州 311100）

0 引言

近幾年，制造業(yè)正面臨著變革，諸如智能制造、物聯(lián)網(wǎng)、兩化融合、個性化定制、柔性生產(chǎn)等新模式、新概念層出不窮，5G、邊緣計算、AI、數(shù)字孿生等新信息技術(shù)正在不斷沖擊著傳統(tǒng)制造本身。針對廚電行業(yè)，老板電器等作為傳統(tǒng)制造代表，也在不斷嘗試突破和引領(lǐng)制造變革。

1 廚電行業(yè)制造升級需要考慮的因素

1.1 廚電行業(yè)制造升級面臨的問題

1.1.1 傳統(tǒng)信息系統(tǒng)亟需整合升級

傳統(tǒng)廚電企業(yè)歷經(jīng)長周期發(fā)展，已經(jīng)在自身各項業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了不同程度的信息化建設(shè)。這些信息化系統(tǒng)在前期的應(yīng)用中的確能幫助提升業(yè)務(wù)效率，但從總體來看并未能發(fā)揮1+1＞2 的效果。 主要存在如下問題：各業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)成熟度不同，相互間無法很好耦合；整體規(guī)劃性、統(tǒng)一性較差；更多依靠第三方，系統(tǒng)本身存在多樣性和封閉性；各級業(yè)務(wù)人員、管理人員對數(shù)字化的認識不統(tǒng)一。 傳統(tǒng)信息系統(tǒng)如何整合并升級成數(shù)字化能力，實現(xiàn)制造升級的質(zhì)變，是首先需要考慮的問題。

1.1.2 新興廚電產(chǎn)品品類增長快且變化多樣，后端制造壓力陡增

傳統(tǒng)廚電產(chǎn)品品類增長緩慢，而新興品類如蒸箱、凈水機、洗碗機等市場需求越來越大。從奧維云網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，2020 年嵌入式廚電產(chǎn)品新興品類整體零售額71.7 億，同比增長11.2%；集成灶市場的零售額為182.2 億元，同比增長13.9%。 前端品類擴張的速度遠遠快于后端制造能力的建設(shè)，如何用好數(shù)字化這一能力加持，使前后端能夠更有效彼此呼應(yīng)，是當(dāng)前面臨的直接問題。

1.1.3 設(shè)備種類多，自動化程度差異大

廚電企業(yè)歷經(jīng)傳統(tǒng)制造、機器換人和智能制造等時期，囤積了一大批生產(chǎn)設(shè)備，這些設(shè)備自動化程度不同，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不同，企業(yè)自身對其掌握的能力也不盡相同。 如何在小投入的情況下，統(tǒng)籌管理和協(xié)調(diào)使用這些資源實現(xiàn)柔性生產(chǎn)，是企業(yè)亟需破解的難題。

1.1.4 智能廚電產(chǎn)品實際應(yīng)用有限

隨著互聯(lián)網(wǎng)+不斷發(fā)展， 廚電產(chǎn)品也逐漸進入智能化時代。 但總體上看，廚電產(chǎn)品智能化更多只是一些功能的數(shù)字化呈現(xiàn)， 不管是通過APP 還是系統(tǒng)本身進行控制，只是展現(xiàn)方式不同，并未給消費者帶來真正的價值。

1.1.5 廚電產(chǎn)品使用年限長，企業(yè)在持續(xù)性服務(wù)上辦法有限

廚電產(chǎn)品作為耐用產(chǎn)品，整體上的更新速度較慢，產(chǎn)品在交付給消費者后，后續(xù)的服務(wù)更多在配件更換和產(chǎn)品維修上，無法持續(xù)吸引消費者、提升用戶粘性和創(chuàng)造新的價值。

1.1.6 傳統(tǒng)制造對年輕人的吸引力正在下降

廚電企業(yè)目前基本都采用傳統(tǒng)制造模式，三點一線、規(guī)定動作、標(biāo)準(zhǔn)化的管理等，這些因素對新一代年輕人越來越?jīng)]有吸引力。作為企業(yè)自身也需要盡快找到轉(zhuǎn)型之道。

1.2 傳統(tǒng)制造的發(fā)展趨勢

1.2.1 制造能力數(shù)字化建設(shè)，前后端賦能，高效協(xié)作

隨著制造業(yè)數(shù)字化建設(shè)的推進，企業(yè)不僅要能夠共享生產(chǎn)資源，更重要的是把如何使用這些資源的“能力”進行計量。 通過信息技術(shù)，我們可以知道一臺沖床的工作精度、運行穩(wěn)定性如何等。 再進一步，這些能力可以在某一個生態(tài)、某一個產(chǎn)業(yè)進行分享，從而提升整個產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的效能。

1.2.2 售賣產(chǎn)品向運營用戶發(fā)展

隨著傳統(tǒng)產(chǎn)品逐漸被具有感知、存儲和通信能力的智能產(chǎn)品所取代，企業(yè)和消費者的關(guān)系將不再只是產(chǎn)品的買賣關(guān)系。 在產(chǎn)品使用的全生命周期，企業(yè)都可以為消費者提供個性化的服務(wù)，消費者也可以參與到產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)過程中。

1.2.3 統(tǒng)一和離散的協(xié)調(diào)（統(tǒng)一的平臺，但終端個體離散）

廚電行業(yè)是典型的離散制造，整個制造過程涉及成百上千的機器設(shè)備，且都是相互獨立的，以前這些設(shè)備的組合都是通過人工主觀安排。但數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用改變了這種狀況，我們能夠從數(shù)據(jù)的維度將他們有機組合在一起，從而發(fā)揮1+1＞2 的效果。

1.2.4 知識型工人的數(shù)量增加

隨著數(shù)字化的演進，企業(yè)對工人的能力要求也產(chǎn)生了變化，從原來單一的操作要求轉(zhuǎn)變?yōu)槿诤蠘I(yè)務(wù)、技術(shù)的綜合性人才。同時，知識型工人的數(shù)量也在增加，他們擁有著相應(yīng)的專業(yè)特長和較高的個人素質(zhì)，具有實現(xiàn)自我價值的強烈愿望，同時也有較強的創(chuàng)造性和自主性。

2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動制造升級的模型設(shè)計及其發(fā)展階段

2.1 模型設(shè)計

老板電器作為老牌制造企業(yè)，為了實現(xiàn)在廚電領(lǐng)域的數(shù)字化變革，探索新商業(yè)模式，從2015 年便開始研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。 我們發(fā)現(xiàn)，盡管工業(yè)互聯(lián)的概念提出的很早， 近幾年的應(yīng)用案例也如雨后春筍般涌現(xiàn)，但從整體上看，特別是對廚電行業(yè)來說，其應(yīng)用的廣度和深度上仍然存在諸多不足。 絕大部分的應(yīng)用較為單一，或是針對制造部分，或是針對產(chǎn)品部分，如何能和原來的系統(tǒng)有機結(jié)合，如何在廚電行業(yè)“鏈主企業(yè)”中發(fā)揮更大的作用，如何和消費端融合都需要破題。 為此，老板電器也提出了一種適合廚電行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)模型， 如圖1 所示。 該模型包含三個部分，分別是以應(yīng)用為核心的平臺架構(gòu)、以用戶為核心的價值鏈內(nèi)循環(huán)和以協(xié)作創(chuàng)新為目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)鏈能力。

2.1.1 以應(yīng)用為核心的平臺架構(gòu)

這里關(guān)注的是“應(yīng)用”而非技術(shù)架構(gòu)。因為對制造業(yè)來說，我們更多需要關(guān)注平臺能給我們帶來什么價值，技術(shù)只是輔助實現(xiàn)的。 以應(yīng)用為核心的平臺架構(gòu)分為4 個層次。

第一層，數(shù)據(jù)采集。正如前文所述，廚電企業(yè)隨著自身的不斷發(fā)展，已經(jīng)積累很多系統(tǒng)、設(shè)備資源，它們的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一， 本身的技術(shù)層次也有高有低。所以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺就需要具有強大的匯聚能力，能轉(zhuǎn)化不同的設(shè)備協(xié)議，能接入不同技術(shù)體系的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且要有一定的糾偏能力。

第二層，數(shù)據(jù)建模（定義標(biāo)準(zhǔn)）。 第一層只是解決了數(shù)據(jù)來源的問題，但這些數(shù)據(jù)量大且雜亂，如何能發(fā)揮其最大的價值，讓其更有序的為業(yè)務(wù)服務(wù)，數(shù)據(jù)建模就起到了關(guān)鍵的作用。 它包含三個核心標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)據(jù)、流程、設(shè)備。 數(shù)據(jù)包括主數(shù)據(jù)，能清晰知道分類規(guī)則、命名規(guī)則和取值邏輯等；流程包括各業(yè)務(wù)主干，如營銷、生產(chǎn)、研發(fā)等各價值環(huán)節(jié)，應(yīng)注明其流程管控要求和考核指標(biāo)等；設(shè)備包含各生產(chǎn)、物流設(shè)備的建模，能夠?qū)C械動作、參數(shù)轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)意義。

第三層，基礎(chǔ)業(yè)務(wù)功能。 對企業(yè)目前的系統(tǒng)功能進行重新梳理，按照第二層定義的流程、業(yè)務(wù)規(guī)則梳理出基礎(chǔ)功能，例如物料管理、訂單管理、設(shè)備管理等，在保證這些系統(tǒng)功能應(yīng)用不變的前提下，改變其數(shù)據(jù)的邏輯，也就是第二層部分和第三層部分的鏈接。

第四層，場景應(yīng)用。在基礎(chǔ)功能上，每個企業(yè)的業(yè)務(wù)天差地別，哪怕是針對同一個企業(yè)，也會有差別，這個時候就需要有一個能夠快速復(fù)制、迭代的應(yīng)用平臺， 通過自身開發(fā)或者第三方的開發(fā)能力，針對不同領(lǐng)域、不同場景提供應(yīng)用服務(wù)。

2.1.2 以用戶為核心的價值鏈內(nèi)循環(huán)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的價值不僅僅是針對生產(chǎn)環(huán)節(jié)，還應(yīng)包括營銷、研發(fā)、計劃、采購、生產(chǎn)、服務(wù)等企業(yè)的全價值鏈環(huán)節(jié)。 各個環(huán)節(jié)之間也不僅僅只是數(shù)據(jù)的共享、環(huán)節(jié)的串聯(lián)和點對點的對接，對企業(yè)更有價值的是，能夠圍繞用戶，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)并行工作、協(xié)同優(yōu)化，從整體上進行資源效率的動態(tài)調(diào)整和提升。

2.1.3 以協(xié)作創(chuàng)新為目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)鏈能力

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺不僅僅關(guān)注內(nèi)部環(huán)節(jié)的價值循環(huán)，還需要具備快速變化、響應(yīng)市場能力，擁有成本控制能力和關(guān)注整個生態(tài)環(huán)節(jié)，包括后端供應(yīng)商、物流公司、前端的代理商、渠道商、門店、家裝公司等。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺就是核心底座， 從各環(huán)節(jié)的信息共享到過程之間相互協(xié)作，最終實現(xiàn)業(yè)務(wù)的協(xié)作創(chuàng)新。

2.2 發(fā)展階段

以老板電器為例，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動制造升級主要分為三個階段。

2.2.1 工業(yè)化階段

該階段關(guān)注設(shè)備本身的作用，面向不同的制造獨立環(huán)節(jié)， 去建立單一環(huán)節(jié)下人和機器本身的協(xié)作。主要包括：通過機器換人，實現(xiàn)關(guān)鍵制造過程的自動化；通過引入控制程序，實現(xiàn)設(shè)備的自動化操控；通過產(chǎn)品本身功能性的升級，來提升附加值。

2.2.2 互聯(lián)階段

該階段關(guān)注互聯(lián)，關(guān)注數(shù)據(jù)的采集，主要包括:制造資源的數(shù)字化，通過傳感網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，實現(xiàn)人-系統(tǒng)-設(shè)備-物料之間的聯(lián)動； 面向各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的貫通；產(chǎn)品層面的智能化探索。

2.2.3 連接成網(wǎng)，數(shù)據(jù)自驅(qū)

該階段關(guān)注數(shù)據(jù)自驅(qū)，模式創(chuàng)新，主要包括：融入新技術(shù)， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)-人-設(shè)備-物料-系統(tǒng)-數(shù)據(jù)的循環(huán)；數(shù)據(jù)對決策的幫助，不僅是報表呈現(xiàn)，更關(guān)注預(yù)測性的分析；從企業(yè)內(nèi)部協(xié)同變成整個生態(tài)鏈的相互協(xié)同；產(chǎn)品賦能用戶，實現(xiàn)業(yè)務(wù)內(nèi)循環(huán)，產(chǎn)品外循環(huán)。

3 老板電器工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)設(shè)計及面臨的挑戰(zhàn)

3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)設(shè)計

老板電器工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺總體設(shè)計定位如圖2 所示。 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為數(shù)字中樞，拉通前后端業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)資源的統(tǒng)一和動態(tài)調(diào)整；通過平臺數(shù)據(jù)集成、分發(fā)能力，將企業(yè)中原有各個獨立的系統(tǒng)進行統(tǒng)一整合、轉(zhuǎn)化。一方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實時獲取公司前端各個銷售渠道訂單，獲取用戶的產(chǎn)品需求、訂單信息，并進行轉(zhuǎn)化。 另一方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺連接后端供應(yīng)、生產(chǎn)資源，通過數(shù)字孿生技術(shù)進行資源的模擬評估， 并生成最終的生產(chǎn)、供應(yīng)計劃，進行自主調(diào)度生產(chǎn)。 同時，作為“鏈主企業(yè)”，推動我們與上下游供應(yīng)商、代理商的業(yè)務(wù)過程協(xié)同，從原來業(yè)務(wù)單一、局部、靜態(tài)的資源調(diào)整方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎喹h(huán)節(jié)、全局、動態(tài)的資源整合方式。

老板電器的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)設(shè)計如圖3所示。利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)平臺與業(yè)務(wù)平臺的兩大能力，向下進行終端信息資源整合，向上實現(xiàn)業(yè)務(wù)驅(qū)動與線體協(xié)同的數(shù)字制造。以傳統(tǒng)信息系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)、生產(chǎn)設(shè)備、現(xiàn)場管理設(shè)備的連接作為基礎(chǔ)支撐，通過自動化與信息化先進技術(shù)的智慧傳遞打造成各中心型底座，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)由調(diào)度平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)決策，異常調(diào)度平臺輔助管理訴求，全程參與數(shù)據(jù)決策過程，重點關(guān)注訂單與設(shè)備，以數(shù)據(jù)、模型、算法為核心，圍繞業(yè)務(wù)驅(qū)動與線體協(xié)同兩大應(yīng)用特色實現(xiàn)數(shù)字化落地。

（1）業(yè)務(wù)調(diào)度平臺

老板電器自主研發(fā)業(yè)務(wù)調(diào)度平臺，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云邊一體化技術(shù)，整合公有云和邊緣端的云計算能力，通過與公有云的協(xié)同配合，在邊緣端搭建分析模型，將業(yè)務(wù)規(guī)則和機理規(guī)則進行融合， 以數(shù)據(jù)智能作為驅(qū)動， 對69 個業(yè)務(wù)/邏輯進行解耦，進行規(guī)則計算生成， 并根據(jù)實際需求及網(wǎng)絡(luò)能力，動態(tài)分配計算能力， 改變以往單一設(shè)備與人的連接，真正做到針對離散型生產(chǎn)過程和根據(jù)業(yè)務(wù)場景需要進行設(shè)備間的統(tǒng)一調(diào)度協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實時現(xiàn)場采集、現(xiàn)場分析、現(xiàn)場處理和現(xiàn)場決策。

（2）異常調(diào)度平臺

針對現(xiàn)場的異常問題，老板電器改變以往的做法，通過數(shù)字化能力加持，實現(xiàn)業(yè)務(wù)模式上的微創(chuàng)新，基于AI 算法，通過生產(chǎn)過程圖形化建模，引入全混合流計算技術(shù)，集合信息流、控制流、業(yè)務(wù)流等規(guī)則的混合編排，自定義預(yù)警項目內(nèi)容模塊，及根據(jù)不同協(xié)議設(shè)置獨立的預(yù)警流程，實現(xiàn)現(xiàn)場1500+點位數(shù)據(jù)自動感知、采集、上傳，分析處理和監(jiān)測，智能化調(diào)度設(shè)備、人員、燈光、門禁、監(jiān)控等資源，快速應(yīng)對現(xiàn)場異常。

（3）技術(shù)體系搭建

第一，制造技術(shù)。制造技術(shù)不僅包括生產(chǎn)技術(shù)，而且包括設(shè)計技術(shù)、沖壓技術(shù)、焊接技術(shù)、檢測技術(shù)、物流技術(shù)等。我們需要掌握其核心的技術(shù)，并沉淀下來和不斷發(fā)展優(yōu)化。 在數(shù)字化階段，就需要通過數(shù)據(jù)模型、機理模型、裝配模型等方式，將這些技術(shù)和數(shù)字化模型結(jié)合起來，讓這些技術(shù)真正成為企業(yè)可以量化的能力。

第二，信息技術(shù)。作為內(nèi)在驅(qū)動引擎，信息技術(shù)將物理和虛擬進行融合，讓人和設(shè)備變成兩個關(guān)聯(lián)的要素協(xié)同起來。 例如5G 主要解決產(chǎn)品的聯(lián)網(wǎng)及車間內(nèi)的信號傳遞； 邊緣計算解決生產(chǎn)線穩(wěn)定運行， 一方面保證大量數(shù)據(jù)的快速計算處理和再利用，另一方面可以最大程度保障線體的穩(wěn)定運行。

第三，人工智能。 人工智能作為業(yè)務(wù)創(chuàng)新的推手，已經(jīng)在物流協(xié)同、品質(zhì)檢測等業(yè)務(wù)領(lǐng)域進行嘗試。 它也正在推動企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，讓企業(yè)變成真正的智慧企業(yè)。

3.2 面臨的挑戰(zhàn)

（1）從傳統(tǒng)功能轉(zhuǎn)向場景化

過去，我們建設(shè)信息系統(tǒng)，總是會面臨選擇一大堆的標(biāo)準(zhǔn)化功能，盡管也會有定制化功能，但始終逃不過“標(biāo)準(zhǔn)”二字。 在系統(tǒng)上線后，便會面臨用戶的吐槽，最終或是執(zhí)行不徹底，或是棄用。而所謂場景，也就是從真實的使用人、使用環(huán)境出發(fā)，提供最佳的使用體驗，它能讓系統(tǒng)更適應(yīng)業(yè)務(wù)。

（2）技術(shù)融合與成本控制

廚電行業(yè)作為傳統(tǒng)制造業(yè)，自身的信息技術(shù)能力普遍還比較薄弱，在引進新技術(shù)的同時難免考慮不太周全，導(dǎo)致重復(fù)和浪費。 所以我們需要以小步快跑和不斷迭代的原則來看待和融合這些技術(shù)。

（3）人員能力的提升

目前數(shù)字化方面的人才非常緊缺，特別是制造業(yè)，往往是高薪引進，但不懂業(yè)務(wù)，無法快速推動企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型， 企業(yè)自身也沒有培養(yǎng)的方法，難以進行內(nèi)生性人才的培養(yǎng)。

（4）應(yīng)用基礎(chǔ)薄弱

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推進， 是一種自上而下的過程，先有了頂層設(shè)計和理論框架， 再一步一步往下延伸。制造業(yè)要思考在自己的業(yè)務(wù)領(lǐng)域如何能夠有效承接，而非對大量的底層案例進行拿來主義。

4 結(jié)語

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，是通過數(shù)字化能力將生產(chǎn)資料進行數(shù)據(jù)化，從而為各企業(yè)服務(wù)，實現(xiàn)“分享”制造的新模式。但不同于消費互聯(lián)網(wǎng)只需要聚焦在消費者端，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的場景、對象會更多，不同行業(yè)之間，不同企業(yè)之間，乃至上下游之間要解決的問題都千差萬別。 所以我們要解決好“點”和“面”的關(guān)系：“點”代表著信息化能力強，占據(jù)生態(tài)鏈核心位置的企業(yè)；“面”代表著那些基礎(chǔ)能力薄弱的企業(yè)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是制造業(yè)進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要引擎， 不論是企業(yè)還是政府都應(yīng)積極擁抱變化，促進創(chuàng)新。