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如何在當(dāng)今新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合的時代背景下，加速推動我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，是智能制造創(chuàng)新發(fā)展的時代命題。國內(nèi)針對制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型開展了大量研究，例如：基于數(shù)字化車間的智能制造新模式探討，離散型制造行業(yè)智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)突破方向與實(shí)施途徑等，但離散型制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式研究較少。本文將離散型制造企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式和重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向作為研究重點(diǎn)，在研究智能制造標(biāo)桿企業(yè)的基礎(chǔ)上，提出離散型制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要轉(zhuǎn)型模式、重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向和轉(zhuǎn)型建議，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供借鑒作用。2 智能制造標(biāo)桿企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究國內(nèi)制造企業(yè)參與的智能制造標(biāo)桿企業(yè)遴選主要包括世界經(jīng)濟(jì)論壇的“燈塔工廠”、工信部等八部門聯(lián)合開展的“智能制造示范工廠”及智能制造解決方案供應(yīng)商聯(lián)盟組織的“國家級智能制造標(biāo)桿企業(yè)”三種類型，由于智能制造示范工廠和國家級智能制造標(biāo)桿企業(yè)的遴選均與GB/T39116-2020《智能制造能力成熟度模型》國家標(biāo)準(zhǔn)有較大的關(guān)聯(lián)性，因此，本文選擇燈塔工廠和智能制造示范工廠兩類智能制造標(biāo)桿企業(yè)開展離散型制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式及重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向研究。2.1 燈塔工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型分析燈塔工廠（Lighthouse Factory）是指由世界經(jīng)濟(jì)論壇和麥肯錫咨詢公司共同選出的“數(shù)字化制造與全球化4.0”的示范者，為各細(xì)分行業(yè)的制造企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供借鑒標(biāo)桿。“燈塔工廠”的評判標(biāo)準(zhǔn)主要為是否擁有第四次工業(yè)革命的所有必備特征，即工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、第五代移動通信技術(shù)（5G）等前沿技術(shù)在企業(yè)的大規(guī)模集成應(yīng)用，申報企業(yè)需要提供至少5個前沿技術(shù)的試點(diǎn)和推廣應(yīng)用案例。截止到2022年7月，全球擁有114家“燈塔工廠”，其中我國擁有42家“燈塔工廠”，并通過歸類整理出扎根制造、注重快速交付、大規(guī)模定制生產(chǎn)、最佳產(chǎn)品四類轉(zhuǎn)型模式，以及重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向。不同行業(yè)“燈塔工廠”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式和重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向具有不同特征和較大差異性，例如：大規(guī)模定制生產(chǎn)轉(zhuǎn)型模式將改善客戶為中心的體驗作為轉(zhuǎn)型目標(biāo)，側(cè)重于通過產(chǎn)品定制平臺實(shí)現(xiàn)以客戶為中心的產(chǎn)品個性化定制，改善客戶體驗；扎根制造轉(zhuǎn)型模式將高效低成本制造作為轉(zhuǎn)型目標(biāo)，側(cè)重于通過數(shù)智化技術(shù)與生產(chǎn)制造融合，建設(shè)數(shù)字化車間/生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)高效率、低成本的多品種小批量生產(chǎn)。2.2 智能制造示范工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型分析智能制造示范工廠是工信部等八個部門聯(lián)合開展的智能制造試點(diǎn)示范行動，以揭榜掛帥方式樹立一批各行業(yè)、各領(lǐng)域的排頭兵，推進(jìn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。為指導(dǎo)開展智能制造示范工廠建設(shè)，凝練總結(jié)了16個環(huán)節(jié)45個智能制造典型場景，110家企業(yè)入選2021年度的智能制造示范工廠揭榜單位名單。
圖1 智能制造示范工廠重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向統(tǒng)計表如圖1所示，所有企業(yè)均將生產(chǎn)制造作為重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向，但不同轉(zhuǎn)型模式的重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向存在較大差異。例如：B2C類企業(yè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向側(cè)重于營銷管理、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈，B2B類企業(yè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向側(cè)重于研發(fā)和生產(chǎn)制造。2.3 智能制造標(biāo)桿企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式對比分析“燈塔工廠”側(cè)重于智能制造前沿技術(shù)在企業(yè)的大規(guī)模集成應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)績效指標(biāo)顯著提升，而智能制造示范工廠側(cè)重于將數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理、銷售與服務(wù)等業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的數(shù)字化智能化并促進(jìn)工廠整體績效指標(biāo)的提升，兩類智能制造標(biāo)桿企業(yè)的最終目標(biāo)均是提升企業(yè)整體績效指標(biāo)，且轉(zhuǎn)型模式存在密切聯(lián)系。按照轉(zhuǎn)型模式及行業(yè)分類開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式對比分析如表1所示。表1 智能制造標(biāo)桿企業(yè)轉(zhuǎn)型模式對比分析表
（1）同類型行業(yè)的轉(zhuǎn)型模式和重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向基本一致。1）離散型制造（B2B）：電器裝備、工業(yè)裝備等行業(yè)，“燈塔工廠”的“最佳產(chǎn)品”和智能制造示范工廠的“遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)”轉(zhuǎn)型模式和重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向基本一致，標(biāo)桿企業(yè)均重點(diǎn)圍繞研發(fā)、供應(yīng)鏈、售后服務(wù)開展數(shù)字化建設(shè)，通過產(chǎn)品的服務(wù)增值實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造企業(yè)向制造服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)型。2）流程型制造（B2B）：鋼鐵、石油、礦山等行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)均將生產(chǎn)制造作為重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向，通過數(shù)智化技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)高效低成本的卓越制造。（2）智能制造示范工廠所有企業(yè)均將生產(chǎn)制造作為重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向。有26%的企業(yè)采用了遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)、大規(guī)模個性化定制等模式創(chuàng)新；“燈塔工廠”中僅有“扎根制造”45家企業(yè)將生產(chǎn)制造作為重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向，有35%的企業(yè)采用了遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)、大規(guī)模個性化定制等模式創(chuàng)新。這說明我國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型側(cè)重于生產(chǎn)制造，在模式創(chuàng)新方面存在一定差距，特別是大規(guī)模個性化定制模式，“燈塔工廠”有28家企業(yè)采用大規(guī)模個性化定制模式，占比49%；而智能制造示范工廠僅有4家企業(yè)采用大規(guī)模個性化定制模式，占比14%。（3）轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略目標(biāo)與轉(zhuǎn)型模式具有強(qiáng)相關(guān)性。不同類型企業(yè)的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略不一致決定了轉(zhuǎn)型模式和重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向的差異化。例如B2C企業(yè)以客戶體驗和訂單為核心的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略決定了企業(yè)采用大規(guī)模定制化生產(chǎn)和快速交付來滿足客戶需求，必然優(yōu)先選擇研發(fā)、生產(chǎn)制造、營銷管理等業(yè)務(wù)開展數(shù)字化建設(shè)，以模式創(chuàng)新及營銷策略創(chuàng)新支撐企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展；B2B企業(yè)以產(chǎn)品創(chuàng)新、高效低成本制造為核心的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，決定了企業(yè)必然優(yōu)先選擇研發(fā)、生產(chǎn)制造等業(yè)務(wù)開展數(shù)字化建設(shè)，提升數(shù)字化研發(fā)能力，并通過智能化生產(chǎn)滿足客戶高效低成本制造要求。綜上所述，“燈塔工廠”和智能制示范工廠在轉(zhuǎn)型模式和重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向基本一致，企業(yè)類型及戰(zhàn)略目標(biāo)決定了企業(yè)差異化的數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式和重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向。通過對智能制造標(biāo)桿企業(yè)統(tǒng)計分析，離散型制造業(yè)主要采用智能化生產(chǎn)、大規(guī)模個性化定制、產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)三類數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式，企業(yè)應(yīng)在強(qiáng)化智能化生產(chǎn)模式的基礎(chǔ)上，依據(jù)企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略，拓展大規(guī)模個性化定制、產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)等價值創(chuàng)造新模式，加速企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。3 離散型制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式和重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向3.1 滿足多品種變批量柔性生產(chǎn)的智能化生產(chǎn)模式智能化生產(chǎn)模式是在多品種變批量模式下提高生產(chǎn)效率的有效方法，側(cè)重于從智能化裝備、智能化生產(chǎn)線和數(shù)字化車間入手構(gòu)建智能化生產(chǎn)模式，基于短周期、低成本制造及生產(chǎn)效率提升來實(shí)現(xiàn)價值增長。（1）推進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備智能化，通過在瓶頸環(huán)節(jié)采用智能化裝備或機(jī)器人集成應(yīng)用，提高瓶頸環(huán)節(jié)的高效率、高質(zhì)量保證能力。（2）圍繞產(chǎn)品制造全流程建設(shè)智能化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)多品種變批量柔性生產(chǎn)以及少人化作業(yè)。（3）基于智能化生產(chǎn)線搭建車間級數(shù)字化管控平臺，推動信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的深度集成及生產(chǎn)制造全流程數(shù)據(jù)貫通，大幅提升數(shù)字化管控能力，并通過與企業(yè)系統(tǒng)集成開展網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、跨層級的制造資源動態(tài)快速重構(gòu)和優(yōu)化配置。3.2 以客戶需求為中心的大規(guī)模個性化定制模式大規(guī)模個性化定制是在充分滿足消費(fèi)者多元化需求的同時實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，側(cè)重于依托模塊化產(chǎn)品設(shè)計、個性化定制生產(chǎn)及平臺化協(xié)作能力等打造“客戶—定制平臺—企業(yè)”的個性化定制模式，促進(jìn)用戶和企業(yè)的深度交互。（1）推進(jìn)產(chǎn)品模塊化設(shè)計與仿真，實(shí)現(xiàn)基于功能模塊組合的快速數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計。（2）推進(jìn)個性化定制生產(chǎn)，構(gòu)建具備柔性制造能力的智能化生產(chǎn)模式，支撐大規(guī)模定制產(chǎn)品的柔性制造，實(shí)現(xiàn)低成本、短周期交付以及生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)狀態(tài)、質(zhì)量等信息的在線查詢和動態(tài)管控。（3）提升平臺化協(xié)作能力，以扁平化、虛擬化新型制造平臺為紐帶，在產(chǎn)品研制和生產(chǎn)中推動跨地域、跨層級網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)外創(chuàng)新資源、生產(chǎn)能力和服務(wù)能力的高度集成以及產(chǎn)業(yè)鏈最優(yōu)能力配置。3.3 基于產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)的制造服務(wù)型企業(yè)產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)是面向飛機(jī)、高速列車、煤礦鉆探等大型復(fù)雜裝備運(yùn)維服務(wù)的保障能力要求，構(gòu)建研發(fā)、銷售與全程服務(wù)為一體的產(chǎn)品全生命周期服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)向制造服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)型。其側(cè)重于從產(chǎn)品智能化入手，通過產(chǎn)品效能的提升實(shí)現(xiàn)價值增長。（1）拓展基于智能化裝備的增值服務(wù)，利用智能裝置或嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程維護(hù)平臺系統(tǒng)的互聯(lián)互通，支持覆蓋裝備的健康評估檢測、預(yù)測性維護(hù)和遠(yuǎn)程故障診斷等方面的產(chǎn)品全生命周期健康保障服務(wù)。（2）推進(jìn)生產(chǎn)與服務(wù)集成，基于大數(shù)據(jù)挖掘與智能決策技術(shù)構(gòu)建產(chǎn)品快速響應(yīng)與服務(wù)保障能力，提高產(chǎn)業(yè)效率和核心競爭力。（3）構(gòu)建服務(wù)型制造網(wǎng)絡(luò)，通過向服務(wù)化延伸提升企業(yè)價值創(chuàng)造能力。4 企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型建議4.1 基于企業(yè)戰(zhàn)略選擇差異化的數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式數(shù)字化轉(zhuǎn)型是傳統(tǒng)型制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要手段，其核心目的是提升公司核心競爭力。企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)以企業(yè)戰(zhàn)略和未來核心競爭能力為關(guān)注焦點(diǎn)，識別企業(yè)轉(zhuǎn)型模式和重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向。如圖2所示，如果企業(yè)將智能化生產(chǎn)作為提升未來核心競爭力的轉(zhuǎn)型模式，應(yīng)通過智能化生產(chǎn)線、數(shù)字化車間建設(shè)，構(gòu)建支持多品種柔性生產(chǎn)的智能化生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)高效低成本、短周期、準(zhǔn)時化交付；如果將產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)作為提升未來核心競爭力的轉(zhuǎn)型模式，應(yīng)在智能化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上強(qiáng)化售后服務(wù)的產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)，通過產(chǎn)品的增值服務(wù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)化延伸。
圖2 數(shù)字化轉(zhuǎn)型選擇示意圖4.2 以智能制造診斷評估助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型依據(jù)企業(yè)戰(zhàn)略確定轉(zhuǎn)型模式和重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向后，需要識別企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求及差距，即確認(rèn)企業(yè)目前的智能化水平現(xiàn)狀，并與數(shù)字化轉(zhuǎn)型目標(biāo)對比，按照重點(diǎn)轉(zhuǎn)型方向、難易程度、投入產(chǎn)出比等約束條件遴選出數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目和實(shí)施計劃。建議采用GB/T39116-2020《智能制造能力成熟度模型》國家標(biāo)準(zhǔn)對企業(yè)進(jìn)行智能制造診斷評估，識別企業(yè)當(dāng)前自身所處的智能制造水平，并通過“診斷評估—數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目清單—實(shí)施項目—再診斷評估”的循環(huán)持續(xù)推進(jìn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。4.3 以管理技術(shù)和數(shù)智技術(shù)融合創(chuàng)新賦能企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
我國制造業(yè)的智能制造發(fā)展水平參差不齊，依據(jù)智能制造評估評價公共服務(wù)平臺（www.c3mep.com）2022年度的智能制造等級分布統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在5萬余家智能制造自診斷企業(yè)中，二級及以下企業(yè)數(shù)量占88.42%，三級企業(yè)數(shù)量占6.14%，四級以上企業(yè)占5.44%。大部分企業(yè)智能制造能力水平在二級以下，作為智能化的基礎(chǔ)，企業(yè)在自動化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化方面發(fā)展程度不一，離智能制造還有較大差距。因此，離散型制造企業(yè)推行智能制造應(yīng)采取管理技術(shù)和數(shù)智技術(shù)融合創(chuàng)新發(fā)展的道路，既要通過精益管理、六西格瑪管理、流程管理等管理技術(shù)推進(jìn)夯實(shí)管理基礎(chǔ)，又要創(chuàng)新地應(yīng)用數(shù)智技術(shù)彎道超車，加速企業(yè)制造模式和商業(yè)模式創(chuàng)新，賦能企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。
原文刊載于《中國儀器儀表》2023年第3期 作者：姬學(xué)莊 姜宏圖
文章來源：新工業(yè)網(wǎng)
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