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如何在當今新一代信息技術與先進制造技術深度融合的時代背景下，加速推動我國制造業高質量發展，是智能制造創新發展的時代命題。國內針對制造業數字化轉型開展了大量研究，例如：基于數字化車間的智能制造新模式探討，離散型制造行業智能工廠建設的重點突破方向與實施途徑等，但離散型制造企業數字化轉型模式研究較少。本文將離散型制造企業的數字化轉型模式和重點轉型方向作為研究重點，在研究智能制造標桿企業的基礎上，提出離散型制造企業數字化轉型的主要轉型模式、重點轉型方向和轉型建議，為企業數字化轉型提供借鑒作用。國內制造企業參與的智能制造標桿企業遴選主要包括世界經濟論壇的“燈塔工廠”、工信部等八部門聯合開展的“智能制造示范工廠”及智能制造解決方案供應商聯盟組織的“國家級智能制造標桿企業”三種類型，由于智能制造示范工廠和國家級智能制造標桿企業的遴選均與GB/T39116-2020《智能制造能力成熟度模型》國家標準有較大的關聯性，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桿企業開展離散型制造企業數字化轉型模式及重點轉型方向研究。燈塔工廠（Lighthouse Factory）是指由世界經濟論壇和麥肯錫咨詢公司共同選出的“數字化制造與全球化4.0”的示范者，為各細分行業的制造企業創新發展提供借鑒標桿。“燈塔工廠”的評判標準主要為是否擁有第四次工業革命的所有必備特征，即工業物聯網、大數據分析、第五代移動通信技術（5G）等前沿技術在企業的大規模集成應用，申報企業需要提供至少5個前沿技術的試點和推廣應用案例。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、大規模定制生產、最佳產品四類轉型模式，以及重點轉型方向。不同行業“燈塔工廠”的數字化轉型模式和重點轉型方向具有不同特征和較大差異性，例如：大規模定制生產轉型模式將改善客戶為中心的體驗作為轉型目標，側重于通過產品定制平臺實現以客戶為中心的產品個性化定制，改善客戶體驗；扎根制造轉型模式將高效低成本制造作為轉型目標，側重于通過數智化技術與生產制造融合，建設數字化車間/生產線，實現高效率、低成本的多品種小批量生產。智能制造示范工廠是工信部等八個部門聯合開展的智能制造試點示范行動，以揭榜掛帥方式樹立一批各行業、各領域的排頭兵，推進制造業高質量發展。為指導開展智能制造示范工廠建設，凝練總結了16個環節45個智能制造典型場景，110家企業入選2021年度的智能制造示范工廠揭榜單位名單。
如圖1所示，所有企業均將生產制造作為重點轉型方向，但不同轉型模式的重點轉型方向存在較大差異。例如：B2C類企業重點轉型方向側重于營銷管理、生產制造、供應鏈，B2B類企業重點轉型方向側重于研發和生產制造。“燈塔工廠”側重于智能制造前沿技術在企業的大規模集成應用并實現績效指標顯著提升，而智能制造示范工廠側重于將數字化、網絡化、智能化技術應用于企業的研發、生產制造、供應鏈管理、銷售與服務等業務，實現業務的數字化智能化并促進工廠整體績效指標的提升，兩類智能制造標桿企業的最終目標均是提升企業整體績效指標，且轉型模式存在密切聯系。按照轉型模式及行業分類開展數字化轉型模式對比分析如表1所示。
（1）同類型行業的轉型模式和重點轉型方向基本一致。1）離散型制造（B2B）：電器裝備、工業裝備等行業，“燈塔工廠”的“最佳產品”和智能制造示范工廠的“遠程運維服務”轉型模式和重點轉型方向基本一致，標桿企業均重點圍繞研發、供應鏈、售后服務開展數字化建設，通過產品的服務增值實現傳統制造企業向制造服務型企業轉型。2）流程型制造（B2B）：鋼鐵、石油、礦山等行業標桿企業均將生產制造作為重點轉型方向，通過數智化技術應用實現高效低成本的卓越制造。（2）智能制造示范工廠所有企業均將生產制造作為重點轉型方向。有26%的企業采用了遠程運維服務、大規模個性化定制等模式創新；“燈塔工廠”中僅有“扎根制造”45家企業將生產制造作為重點轉型方向，有35%的企業采用了遠程運維服務、大規模個性化定制等模式創新。這說明我國制造業數字化轉型側重于生產制造，在模式創新方面存在一定差距，特別是大規模個性化定制模式，“燈塔工廠”有28家企業采用大規模個性化定制模式，占比49%；而智能制造示范工廠僅有4家企業采用大規模個性化定制模式，占比14%。（3）轉型戰略目標與轉型模式具有強相關性。不同類型企業的轉型戰略不一致決定了轉型模式和重點轉型方向的差異化。例如B2C企業以客戶體驗和訂單為核心的轉型戰略決定了企業采用大規模定制化生產和快速交付來滿足客戶需求，必然優先選擇研發、生產制造、營銷管理等業務開展數字化建設，以模式創新及營銷策略創新支撐企業高質量發展；B2B企業以產品創新、高效低成本制造為核心的轉型戰略，決定了企業必然優先選擇研發、生產制造等業務開展數字化建設，提升數字化研發能力，并通過智能化生產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型模式和重點轉型方向基本一致，企業類型及戰略目標決定了企業差異化的數字化轉型模式和重點轉型方向。通過對智能制造標桿企業統計分析，離散型制造業主要采用智能化生產、大規模個性化定制、產品遠程運維服務三類數字化轉型模式，企業應在強化智能化生產模式的基礎上，依據企業轉型發展戰略，拓展大規模個性化定制、產品遠程運維服務等價值創造新模式，加速企業數字化轉型發展。智能化生產模式是在多品種變批量模式下提高生產效率的有效方法，側重于從智能化裝備、智能化生產線和數字化車間入手構建智能化生產模式，基于短周期、低成本制造及生產效率提升來實現價值增長。（1）推進生產設備智能化，通過在瓶頸環節采用智能化裝備或機器人集成應用，提高瓶頸環節的高效率、高質量保證能力。（2）圍繞產品制造全流程建設智能化生產線，實現多品種變批量柔性生產以及少人化作業。（3）基于智能化生產線搭建車間級數字化管控平臺，推動信息系統與物理系統的深度集成及生產制造全流程數據貫通，大幅提升數字化管控能力，并通過與企業系統集成開展網絡化協同制造，實現跨區域、跨層級的制造資源動態快速重構和優化配置。大規模個性化定制是在充分滿足消費者多元化需求的同時實現規模經濟生產，側重于依托模塊化產品設計、個性化定制生產及平臺化協作能力等打造“客戶—定制平臺—企業”的個性化定制模式，促進用戶和企業的深度交互。（1）推進產品模塊化設計與仿真，實現基于功能模塊組合的快速數字化產品設計。（2）推進個性化定制生產，構建具備柔性制造能力的智能化生產模式，支撐大規模定制產品的柔性制造，實現低成本、短周期交付以及生產計劃、生產狀態、質量等信息的在線查詢和動態管控。（3）提升平臺化協作能力，以扁平化、虛擬化新型制造平臺為紐帶，在產品研制和生產中推動跨地域、跨層級網絡化協同，實現企業內外創新資源、生產能力和服務能力的高度集成以及產業鏈最優能力配置。產品遠程運維服務是面向飛機、高速列車、煤礦鉆探等大型復雜裝備運維服務的保障能力要求，構建研發、銷售與全程服務為一體的產品全生命周期服務模式，實現制造企業向制造服務型企業轉型。其側重于從產品智能化入手，通過產品效能的提升實現價值增長。（1）拓展基于智能化裝備的增值服務，利用智能裝置或嵌入式系統實現與遠程維護平臺系統的互聯互通，支持覆蓋裝備的健康評估檢測、預測性維護和遠程故障診斷等方面的產品全生命周期健康保障服務。（2）推進生產與服務集成，基于大數據挖掘與智能決策技術構建產品快速響應與服務保障能力，提高產業效率和核心競爭力。（3）構建服務型制造網絡，通過向服務化延伸提升企業價值創造能力。數字化轉型是傳統型制造業高質量發展的重要手段，其核心目的是提升公司核心競爭力。企業數字化轉型應以企業戰略和未來核心競爭能力為關注焦點，識別企業轉型模式和重點轉型方向。如圖2所示，如果企業將智能化生產作為提升未來核心競爭力的轉型模式，應通過智能化生產線、數字化車間建設，構建支持多品種柔性生產的智能化生產模式，實現高效低成本、短周期、準時化交付；如果將產品遠程運維服務作為提升未來核心競爭力的轉型模式，應在智能化生產的基礎上強化售后服務的產品遠程運維服務，通過產品的增值服務實現服務化延伸。
依據企業戰略確定轉型模式和重點轉型方向后，需要識別企業數字化轉型需求及差距，即確認企業目前的智能化水平現狀，并與數字化轉型目標對比，按照重點轉型方向、難易程度、投入產出比等約束條件遴選出數字化轉型項目和實施計劃。建議采用GB/T39116-2020《智能制造能力成熟度模型》國家標準對企業進行智能制造診斷評估，識別企業當前自身所處的智能制造水平，并通過“診斷評估—數字化轉型項目清單—實施項目—再診斷評估”的循環持續推進企業數字化轉型。4.3 以管理技術和數智技術融合創新賦能企業數字化轉型
我國制造業的智能制造發展水平參差不齊，依據智能制造評估評價公共服務平臺（www.c3mep.com）2022年度的智能制造等級分布統計數據顯示，在5萬余家智能制造自診斷企業中，二級及以下企業數量占88.42%，三級企業數量占6.14%，四級以上企業占5.44%。大部分企業智能制造能力水平在二級以下，作為智能化的基礎，企業在自動化、數字化和網絡化方面發展程度不一，離智能制造還有較大差距。因此，離散型制造企業推行智能制造應采取管理技術和數智技術融合創新發展的道路，既要通過精益管理、六西格瑪管理、流程管理等管理技術推進夯實管理基礎，又要創新地應用數智技術彎道超車，加速企業制造模式和商業模式創新，賦能企業數字化轉型升級。
原文刊載于《中國儀器儀表》2023年第3期 作者：姬學莊 姜宏圖
文章來源：新工業網
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