徐啟棟 張斌 新工業網
當前，新一輪科技革命和產業變革進入應用拓展期，工業化和信息化融合向更大范圍、更深層次、更高水平拓展，推動制造業生產方式和產業組織方式根本性變革。
制造體系是以產品的生產為核心，包括需求分析、設計、生產、銷售和售后等關鍵環節。隨著社會分工的不斷深化，以標準化為基礎，制造體系不斷朝著專業化、社會化方向發展，生產效率極大提高。制造過程中伴隨大量的信息，如市場需求信息、設計研發信息、生產制造信息、市場反饋信息等，信息以數據形式在制造過程中流動，形成“信息流”，與“物流”“資金流”等一同支撐制造過程的運轉。制造體系將與供應鏈體系深度融合，供應鏈支撐制造體系運轉，同時廣義的制造體系維持供應鏈的形成和穩定。制造體系要達到“優質、高效、綠色、人性、安全”的目標，就需要以信息化為基礎，將整個制造體系中的各要素協調優化，實現制造體系的系統化、一體化、智慧化。制造體系組成及內部關系如圖1所示。
制造體系數字化轉型的基本原理：(1)將制造體系的各個環節、各個要素信息化、數字化。(2)通過系統理論、信息技術、網絡技術、智能技術等實現數據整合、集成。(3)制造體系的整體最優化，實現數字化轉型升級，基本原理如圖2所示。
制造體系數字化轉型涉及的關鍵技術主要包括：(1)數據采集層面：傳感器、條碼和物品編碼、無線射頻識別(RFID)等。(2)數據傳輸層面：移動通信(4G、5G)、互聯網等。(3)數據處理層面：云計算、計算機等。(4)數據應用層面：數據挖掘、人工智能、區塊鏈等。(5)基礎支撐層面：系統集成、軟硬件開發、標準化等。數字化轉型會對制造業產生以下作用和影響：(1)自動化：生產環境更加人性化，人工逐步被代替。(2)高質量：通過數字化實現質量精確把控，產品質量不斷提高。(3)生產社會化：以數字化為基礎，社會化分工進一步細化，各個制造環節和要素將專業化、模塊化、標準化，制造服務更加專業，產生智慧研發、智慧物流、智慧營銷等新業態，生產效率不斷提高。(4)綠色化：通過數字化精確控制能耗、原材料用量、排放等，生產制造更加綠色。(5)注重安全：人身安全、財產安全得到更好的保障，信息安全提高到重要位置。傳統制造體系以滿足市場需求為目標，組織開展生產活動，并提供市場需要的產品，體系結構如圖3所示。傳統制造體系是以某個企業或企業集團為主體組織生產，要求企業具有相對完整的組織結構和獨立生產某種產品的能力。
當前制造體系數字化轉型模式：(1)企業對各個工作版塊、工作環節進行信息化、數字化改造。(2)將各個信息系統標準化，統一術語、數據格式和接口，逐步打破信息孤島，實現信息互聯。(3)信息系統對接工業互聯網和云平臺，實現企業與市場、產業鏈的協同。數字化轉型后制造體系如圖4所示。
未來可能的制造體系模式：以客戶需求為中心，以服務型制造為基本形式，逐步實現制造體系的網絡化、云端化，制造模式轉變為“云設計、云生產、云銷售”(見圖5)，能夠改變供應體系模式，促進制造體系與供應鏈體系深度融合。云制造以需求為核心，將需求分析、設計開發、生產、管理、營銷等環節云端化，打破現有產品由單一企業制造的模式，實現產品與需求直接對接。將制造體系通過云平臺分解到各類企業中，制造企業、設計開發企業、管理運營企業提供專業化、標準化、系列化、組合化的設計、制造和管理服務，形成制造基礎能力，由云端整合制造資源，調用組合制造基礎能力，輸出滿足需求的產品或服務，最終滿足需求。云制造模式將設計開發服務、生產制造服務、運營管理服務作為供應鏈體系中的重要輸出，逐步將制造體系融入供應鏈體系，拉近制造與需求的距離。
制造體系數字化轉型是一個不斷升級的過程：(1)信息化、數字化改造：制造體系各環節、各要素進行信息化、數字化改造。例如，在生產線增加各類傳感器，采集生產過程中的各種狀態信息(包括加工數量、加工參數、環境參數等)，建立生產過程的監測管理信息系統。(2)智能化：以信息化為基礎，通過網絡將各個環節的信息系統連接，并增加自動控制和執行裝置，利用生產目標信息、生產過程信息、控制算法等實現部分制造工序的自動化、智能化。(3)智慧化：進一步引入大數據、云計算等新一代信息技術，逐步打破各個信息系統的信息孤島，進行工廠、園區乃至整個產業的協調控制，實現制造體系智慧化。(4)云制造：制造體系模式變革，將制造體系融入供應鏈體系，實現需求驅動的云制造。制造體系數字化轉型路徑：(1)數字車間建設：工廠的基本信息化、數字化改造。(2)智慧工廠(園區)建設：廠區(園 區)內信息化升級。(3)智慧產業鏈建設：產業鏈的智慧化升級。(4)制造模式改革：實現云營銷、云設計開發、云管理、云制造。制造體系數字化轉型的過程與路徑如圖6所示。
5.1 深化制造業社會分工，對制造企業開展數字化改造頂層規劃基礎制造能力，深化制造業社會分工，構建覆蓋全面、專業性強、優質高效的制造體系。進一步推進“制造業單項冠軍企業”“專精特新‘小巨人’企業”培育工作，布局建立高質量的基礎制造能力。同步開展制造企業的數字化改造，逐步將模擬信號轉化為數字信號，以數字化統一信息化，為打破不同信息系統的信息孤島奠定基礎。5.2 數字化打通制造體系信息孤島，拉近供應鏈與需求端的距離制造體系是供應鏈體系中的基礎性環節，如制造體系與需求端距離較遠，市場信息反饋到制造體系并作出響應的過程會產生一定的滯后，導致供需在一定時間段內產生不平衡，使某類產品價格大幅波動，不利于產業的穩定。因此，通過數字化促進制造體系轉型，將設計、開發、生產、管理等信息孤島聯通，形成服務型制造能力；逐步將“以產品為核心”的制造模式轉化為“以提供服務型制造能力”為核心的制造模式，改變制造體系在供應鏈體系中的位置，最終將制造體系融入供應鏈體系，將制造能力直接對接消費需求，拉進制造體系與需求端的距離。5.3 重視標準化的作用，構建制造業數字轉型標準體系標準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，標準化在制造業社會分工過程中起到了統一、協調等基礎性作用。另一方面，標準化是信息化的基礎，通過標準能統一術語、數據格式和接口，統一信息交換和理解，對破除信息孤島具有重要作用。要以標準化為基礎，指導和支撐制造體系數字化轉型。如果想構建制造業數字轉型標準體系，就要從整體出發，考慮制造體系數字化轉型的各個環節和要素，構建涵蓋基礎通用(術語、圖形符號等)、設計開發、制造、信息通信、生產性物流、人財物管理、質量控制等模塊及各模塊一體化等方面的標準體系，系統支撐制造體系數字化轉型工作。5.4 探索制造體系新模式，逐步建立云制造生態系統云制造模式能夠直接對接需求和生產。以按需分配為基礎的按需生產，能有效降低市場機制中的不確定性，減少由于供需不平衡帶來的資源浪費，是未來可能產生的一種社會生產模式，也是共產主義分配方式的要求。因此，應主動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系統。如果想構建新型制造體系云平臺，就要賦予云平臺整合資源的能力。鼓勵企業探索新生產模式，找準企業在產業鏈供應鏈中的位置，提高企業專業制造能力。對企業進行信息化改造，引導“上云上平臺”，將企業的制造能力作為一種服務掛到平臺。制造體系逐步實現數字化、網絡化、云端化、智慧化是制造業發展的趨勢，特別要重視云平臺的作用，運用云平臺將需求與供給對接，實現制造模式變革。要以制造企業的信息化、數字化改造為基礎，以標準化為重要支撐，逐步探索與建立云制造生態系統，改變制造體系在供應鏈體系中的位置，為未來制造體系轉型變革奠定基礎。
原文刊載于《物流?產業鏈》 2023年3月 作者：徐啟棟 張斌 龔杰輝
文章來源：工信頭條
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