供應(yīng)鏈視角下制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型的策略研究

徐啟棟 張斌 龔杰輝

(1.湖南省卓越標(biāo)準(zhǔn)和編碼技術(shù)服務(wù)中心 湖南長沙 410117；2.湖南省質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化研究院 湖南長沙 410117)

《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》 “第五篇”明確提出，“加快數(shù)字化發(fā)展 建設(shè)數(shù)字中國”“迎接數(shù)字時(shí)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(huì)、數(shù)字政府，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式變革?！敝腥A人民共和國成立以來，特別是改革開放以后，我國建立了門類齊全的工業(yè)制造體系，但長期以來，制造業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈的中低端，質(zhì)量不高、競爭力不強(qiáng)。受到新冠疫情與經(jīng)濟(jì)全球化的影響，全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局深刻調(diào)整，制造業(yè)依然是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的主引擎，是構(gòu)建新發(fā)展格局的主戰(zhàn)場。當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革進(jìn)入應(yīng)用拓展期，工業(yè)化和信息化融合向更大范圍、更深層次、更高水平拓展，推動(dòng)制造業(yè)生產(chǎn)方式和產(chǎn)業(yè)組織方式根本性變革。

1 制造體系的基本概念

制造體系是以產(chǎn)品的生產(chǎn)為核心，包括需求分析、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售和售后等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著社會(huì)分工的不斷深化，以標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，制造體系不斷朝著專業(yè)化、社會(huì)化方向發(fā)展，生產(chǎn)效率極大提高。制造過程中伴隨大量的信息，如市場需求信息、設(shè)計(jì)研發(fā)信息、生產(chǎn)制造信息、市場反饋信息等，信息以數(shù)據(jù)形式在制造過程中流動(dòng)，形成“信息流”，與“物流”“資金流”等一同支撐制造過程的運(yùn)轉(zhuǎn)。制造體系將與供應(yīng)鏈體系深度融合，供應(yīng)鏈支撐制造體系運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)廣義的制造體系維持供應(yīng)鏈的形成和穩(wěn)定。制造體系要達(dá)到“優(yōu)質(zhì)、高效、綠色、人性、安全”的目標(biāo)，就需要以信息化為基礎(chǔ)，將整個(gè)制造體系中的各要素協(xié)調(diào)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)制造體系的系統(tǒng)化、一體化、智慧化。制造體系組成及內(nèi)部關(guān)系如圖1所示。

圖1 制造體系組成和內(nèi)部關(guān)系

2 制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基本原理

制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基本原理：(1)將制造體系的各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)要素信息化、數(shù)字化。(2)通過系統(tǒng)理論、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能技術(shù)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合、集成。(3)制造體系的整體最優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，基本原理如圖2所示。

圖2 制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基本原理

制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：(1)數(shù)據(jù)采集層面：傳感器、條碼和物品編碼、無線射頻識(shí)別(RFID)等。(2)數(shù)據(jù)傳輸層面：移動(dòng)通信(4G、5G)、互聯(lián)網(wǎng)等。(3)數(shù)據(jù)處理層面：云計(jì)算、計(jì)算機(jī)等。(4)數(shù)據(jù)應(yīng)用層面：數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、區(qū)塊鏈等。(5)基礎(chǔ)支撐層面：系統(tǒng)集成、軟硬件開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)化等。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型會(huì)對制造業(yè)產(chǎn)生以下作用和影響：(1)自動(dòng)化：生產(chǎn)環(huán)境更加人性化，人工逐步被代替。(2)高質(zhì)量：通過數(shù)字化實(shí)現(xiàn)質(zhì)量精確把控，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。(3)生產(chǎn)社會(huì)化：以數(shù)字化為基礎(chǔ)，社會(huì)化分工進(jìn)一步細(xì)化，各個(gè)制造環(huán)節(jié)和要素將專業(yè)化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，制造服務(wù)更加專業(yè)，產(chǎn)生智慧研發(fā)、智慧物流、智慧營銷等新業(yè)態(tài)，生產(chǎn)效率不斷提高。(4)綠色化：通過數(shù)字化精確控制能耗、原材料用量、排放等，生產(chǎn)制造更加綠色。(5)注重安全：人身安全、財(cái)產(chǎn)安全得到更好的保障，信息安全提高到重要位置。

3 制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢

傳統(tǒng)制造體系以滿足市場需求為目標(biāo)，組織開展生產(chǎn)活動(dòng)，并提供市場需要的產(chǎn)品，體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。傳統(tǒng)制造體系是以某個(gè)企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)為主體組織生產(chǎn)，要求企業(yè)具有相對完整的組織結(jié)構(gòu)和獨(dú)立生產(chǎn)某種產(chǎn)品的能力。

圖3 傳統(tǒng)制造體系

當(dāng)前制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式：(1)企業(yè)對各個(gè)工作版塊、工作環(huán)節(jié)進(jìn)行信息化、數(shù)字化改造。(2)將各個(gè)信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一術(shù)語、數(shù)據(jù)格式和接口，逐步打破信息孤島，實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)。(3)信息系統(tǒng)對接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與市場、產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同。數(shù)字化轉(zhuǎn)型后制造體系如圖4所示。

圖4 數(shù)字化轉(zhuǎn)型后的制造體系

未來可能的制造體系模式：以客戶需求為中心，以服務(wù)型制造為基本形式，逐步實(shí)現(xiàn)制造體系的網(wǎng)絡(luò)化、云端化，制造模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸圃O(shè)計(jì)、云生產(chǎn)、云銷售”(見圖5)，能夠改變供應(yīng)體系模式，促進(jìn)制造體系與供應(yīng)鏈體系深度融合。云制造以需求為核心，將需求分析、設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)、管理、營銷等環(huán)節(jié)云端化，打破現(xiàn)有產(chǎn)品由單一企業(yè)制造的模式，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與需求直接對接。將制造體系通過云平臺(tái)分解到各類企業(yè)中，制造企業(yè)、設(shè)計(jì)開發(fā)企業(yè)、管理運(yùn)營企業(yè)提供專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、組合化的設(shè)計(jì)、制造和管理服務(wù)，形成制造基礎(chǔ)能力，由云端整合制造資源，調(diào)用組合制造基礎(chǔ)能力，輸出滿足需求的產(chǎn)品或服務(wù)，最終滿足需求。云制造模式將設(shè)計(jì)開發(fā)服務(wù)、生產(chǎn)制造服務(wù)、運(yùn)營管理服務(wù)作為供應(yīng)鏈體系中的重要輸出，逐步將制造體系融入供應(yīng)鏈體系，拉近制造與需求的距離。

圖5 未來可能的制造體系模式

4 制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程與路徑

制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)不斷升級(jí)的過程：(1)信息化、數(shù)字化改造：制造體系各環(huán)節(jié)、各要素進(jìn)行信息化、數(shù)字化改造。例如，在生產(chǎn)線增加各類傳感器，采集生產(chǎn)過程中的各種狀態(tài)信息(包括加工數(shù)量、加工參數(shù)、環(huán)境參數(shù)等)，建立生產(chǎn)過程的監(jiān)測管理信息系統(tǒng)。(2)智能化：以信息化為基礎(chǔ)，通過網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)環(huán)節(jié)的信息系統(tǒng)連接，并增加自動(dòng)控制和執(zhí)行裝置，利用生產(chǎn)目標(biāo)信息、生產(chǎn)過程信息、控制算法等實(shí)現(xiàn)部分制造工序的自動(dòng)化、智能化。(3)智慧化：進(jìn)一步引入大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，逐步打破各個(gè)信息系統(tǒng)的信息孤島，進(jìn)行工廠、園區(qū)乃至整個(gè)產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)制造體系智慧化。(4)云制造：制造體系模式變革，將制造體系融入供應(yīng)鏈體系，實(shí)現(xiàn)需求驅(qū)動(dòng)的云制造。

制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑：(1)數(shù)字車間建設(shè)：工廠的基本信息化、數(shù)字化改造。(2)智慧工廠(園區(qū))建設(shè)：廠區(qū)(園區(qū))內(nèi)信息化升級(jí)。(3)智慧產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)：產(chǎn)業(yè)鏈的智慧化升級(jí)。(4)制造模式改革：實(shí)現(xiàn)云營銷、云設(shè)計(jì)開發(fā)、云管理、云制造。制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程與路徑如圖6所示。

圖6 制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程與路徑

5 制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型的策略與建議

5.1 深化制造業(yè)社會(huì)分工，對制造企業(yè)開展數(shù)字化改造

頂層規(guī)劃基礎(chǔ)制造能力，深化制造業(yè)社會(huì)分工，構(gòu)建覆蓋全面、專業(yè)性強(qiáng)、優(yōu)質(zhì)高效的制造體系。進(jìn)一步推進(jìn)“制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)”“專精特新‘小巨人’企業(yè)”培育工作，布局建立高質(zhì)量的基礎(chǔ)制造能力。同步開展制造企業(yè)的數(shù)字化改造，逐步將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，以數(shù)字化統(tǒng)一信息化，為打破不同信息系統(tǒng)的信息孤島奠定基礎(chǔ)。

5.2 數(shù)字化打通制造體系信息孤島，拉近供應(yīng)鏈與需求端的距離

制造體系是供應(yīng)鏈體系中的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，如制造體系與需求端距離較遠(yuǎn)，市場信息反饋到制造體系并作出響應(yīng)的過程會(huì)產(chǎn)生一定的滯后，導(dǎo)致供需在一定時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生不平衡，使某類產(chǎn)品價(jià)格大幅波動(dòng)，不利于產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定。因此，通過數(shù)字化促進(jìn)制造體系轉(zhuǎn)型，將設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、管理等信息孤島聯(lián)通，形成服務(wù)型制造能力；逐步將“以產(chǎn)品為核心”的制造模式轉(zhuǎn)化為“以提供服務(wù)型制造能力”為核心的制造模式，改變制造體系在供應(yīng)鏈體系中的位置，最終將制造體系融入供應(yīng)鏈體系，將制造能力直接對接消費(fèi)需求，拉進(jìn)制造體系與需求端的距離。

5.3 重視標(biāo)準(zhǔn)化的作用，構(gòu)建制造業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型標(biāo)準(zhǔn)體系

標(biāo)準(zhǔn)化在制造體系模式變革過程中起到重要的支撐作用。一方面，標(biāo)準(zhǔn)化在制造業(yè)社會(huì)分工過程中起到了統(tǒng)一、協(xié)調(diào)等基礎(chǔ)性作用。另一方面，標(biāo)準(zhǔn)化是信息化的基礎(chǔ)，通過標(biāo)準(zhǔn)能統(tǒng)一術(shù)語、數(shù)據(jù)格式和接口，統(tǒng)一信息交換和理解，對破除信息孤島具有重要作用。要以標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，指導(dǎo)和支撐制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

如果想構(gòu)建制造業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型標(biāo)準(zhǔn)體系，就要從整體出發(fā)，考慮制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型的各個(gè)環(huán)節(jié)和要素，構(gòu)建涵蓋基礎(chǔ)通用(術(shù)語、圖形符號(hào)等)、設(shè)計(jì)開發(fā)、制造、信息通信、生產(chǎn)性物流、人財(cái)物管理、質(zhì)量控制等模塊及各模塊一體化等方面的標(biāo)準(zhǔn)體系，系統(tǒng)支撐制造體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作。

5.4 探索制造體系新模式，逐步建立云制造生態(tài)系統(tǒng)

云制造模式能夠直接對接需求和生產(chǎn)。以按需分配為基礎(chǔ)的按需生產(chǎn)，能有效降低市場機(jī)制中的不確定性，減少由于供需不平衡帶來的資源浪費(fèi)，是未來可能產(chǎn)生的一種社會(huì)生產(chǎn)模式，也是共產(chǎn)主義分配方式的要求。因此，應(yīng)主動(dòng)探索與迎接制造體系的新模式、新變革，提前布局建立云制造生態(tài)系統(tǒng)。

如果想構(gòu)建新型制造體系云平臺(tái)，就要賦予云平臺(tái)整合資源的能力。鼓勵(lì)企業(yè)探索新生產(chǎn)模式，找準(zhǔn)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈中的位置，提高企業(yè)專業(yè)制造能力。對企業(yè)進(jìn)行信息化改造，引導(dǎo)“上云上平臺(tái)”，將企業(yè)的制造能力作為一種服務(wù)掛到平臺(tái)。

6 結(jié)語

制造體系逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、云端化、智慧化是制造業(yè)發(fā)展的趨勢，特別要重視云平臺(tái)的作用，運(yùn)用云平臺(tái)將需求與供給對接，實(shí)現(xiàn)制造模式變革。要以制造企業(yè)的信息化、數(shù)字化改造為基礎(chǔ)，以標(biāo)準(zhǔn)化為重要支撐，逐步探索與建立云制造生態(tài)系統(tǒng)，改變制造體系在供應(yīng)鏈體系中的位置，為未來制造體系轉(zhuǎn)型變革奠定基礎(chǔ)。