傳統制造業數字化轉型中的戰略問題思考

鄧銘川

眾所周知，整個工業社會的所有工業產品，其原料主要來自于四大原生物質原料：黑色金屬、有色金屬、煤炭和石油天然氣。其中，石油天然氣產生的經濟附加值是最高的。創建于1989年的榮盛集團經過20多年的發展，產業已涉及化纖、房地產、物流、貿易等多個領域，并形成了多元化經營格局。尤其是在2014至2015年期間，榮盛更是開始大規模投入石油化工行業，如2015年底開始投資建設舟山的綠色大煉油項目——4000萬噸煉化一體化工廠建設項目。在全球所有單體生產規模煉化排名中，該項目排在全球第三位，預計所有投資達1600億元，建設內容包括智能化工廠的設計、綠色的海港建設、綠色海底輸油管道、跨海大橋、各類超大公用工程、海水淡化、杜邦清潔綠化技術，還有各類風機/空分/反應器/裂解爐等設備，包括各類裝置電纜和鋼材，均采用全球最先進的工藝技術……這樣的大規模投入，以及從原油煉制至各類細分化工產品的產出工藝，只有通過數字化制造管理手段才能運營，而一個傳統制造企業的數字化要轉型，必須通過三個維度：

第一個維度是產業鏈上下游的協調平臺，實現從供應商到多級客戶的完整供應鏈價值協同一體化。

第二個維度是縱深經營的集團管控，從控股集團本部到下屬所有分子公司的價值協同。

第三個維度是時間維度，投資建廠從設計院開始，到投產運營生產過程管理的周期。

這些看起來很容易，但做起來并不是那么簡單。

建立一個真正的數字工廠，要實現六個“一體化”

現代工業社會發展實際上經過了六個階段，最早的階段是從自動化和電氣化開始的，解決了勞動力強度大、生產過程安全、工作效率的問題。第二個階段是設備感知階段，即給設備加入了傳感器，通過傳感器來實現生產過程質量信息的測控回路。第三個階段是生產裝置自動化階段，解決了工人的勞動密集型工作強度和產品質量大規模提升的問題。第四個階段是實現生產單元一體化，即打破生產孤島。目前的大多數傳統制造業都是在這個階段。第五個階段是經營數字化階段，第六個階段是管理智能化階段，這兩個階段都還很遙遠。

建立一個真正的數字化工廠，要實現生產一體化（即第四個階段），是一個非常復雜的過程，主要有六個方面的“一體化”：

首先是裝置設備的一體化，即聯合生產裝置，寧波中金石化的煉化工廠是單體生產裝置規模的聯合系統，從裂解爐到加氫常減壓裝置設備，以及配套的各類環保、能源裝置，必須具備一體化的關聯性。生產中控大廳中管控的裝置除了主產品產線裝置外，還有輔料裝置，以及很多的風、水、電、氣等生產準備設備。實際上，想要完全協調一致配套地實現生產過程聯合裝置的密切吻合，必須把各個生產線單元裝置整合成一個系統，建立一個大型的中央控制室。當然，這是一個龐大的工程。

第二個是網絡物聯一體化。從總部到各個分工廠，從控制層面到安全層、到視頻監控層、到管理層都是相互牽制關聯的。而它們從功能上看各自又是獨自系統，網絡必須各自獨立。

第三個是信息系統一體化。各個信息系統之間流程和數據是相互關聯的，各個不同的應用系統的數據有著密切的先后關聯關系，需要集成與協同處理。

第四個是數據關聯一體化。企業經營過程中各個環節必須消除數據孤島、打破數據屏障，比如化驗室品質管理系統LIMS、計量過磅統計管理等各個數據的異構通訊和整合關聯，實現統一數據共享平臺。

第五個是管理流程一體化。從工廠的生產調度集中管控中心管理流程，到以能源和裝置產能計劃為中心的MES系統，以及生產資源計劃為中心的ERP經營管控系統，管理流程在不同維度，它的流程是不一樣的，需要統籌兼并的協同作業。

第六個是平臺共享的一體化。不管是企業經營管理平臺、行政辦公管理平臺，還是生產控制平臺、安防監控管理平臺，各個平臺上的各應用系統之間也有著不可分割的關聯關系，中控管理需要共享并靈活切換。

企業內部局域網絡一體化從搭建的網絡環境下分析，實質上在石油煉化企業和智能化工廠的局域網，無非涉及到這四大領域——生產管控網、過程控制網、視頻監控網、企業辦公網。

建設數字化工廠的兩大基礎要素

以上提及的這些工業數據可以放入公有云的工業大數據模式，也可以是企業私有云的模式。目前大多數傳統制造業采用的是經營管理數據“上云”的模式。但是真正到了實時控制層，對實時控制精度的要求有時會達到半秒、毫秒級，控制數據是在分秒中瞬息萬變的。這些數據主要存在于這幾個地方：一是過程控制，跟生產控制系統的SCANA、DCS控制系統緊密相關，包括LIMS系統（化驗室管理）、HSE系統（健康安全環境系統）。二是跟ERP相關的生產管理系統。這些基本局域網絡體系的關聯與集成，最終形成了一個集中管控中心。核心表現就是一個或者多個中央控制的全廠調度中心。這是現在任何一個現代化、智能化企業的標志終端展現，但是它只是解決了在生產中人與人、人與物之間的協調計劃問題。那么，從母子集團公司構架格局上看，就是要形成一個母子公司協同管控，并與所有聯合裝置相關的統一管控平臺。個體單元工廠的整個產銷協同也是如此。三是自動化的倉儲物流運輸和立體倉庫的整個體系；四是涉及到整個市場大數據云端相關的整個構架。但是，這一切都只是美好的愿景。

在實際過程中，我們在建廠之初就會碰到難題。

在設計院提供給工程公司開始施工之前，企業生產運營過程中的數據就與設備裝置、大宗原輔料和產成品產生了直接的關聯，而這些數據關系又與設計院提供的各類工業布局、裝置設備參數標準以及施工建設工程數據息息相關，所以，以工程建設的數據交易樞紐就成為了工廠運營生產和產能規模、產線品質標準的數據樞紐中心了。企業生產運營是以供銷存數據與實物移動事件為驅動中心的，工廠裝置設計模型數據是以工程施工建設管理的交易業務作為業務驅動中心的，兩者的交界中心就是裝置設備與能耗效能、資產轉化效益、工藝改造與維修成本、收益績效與考核標準。

所以，在這樣一個體系化過程中，無論投資新建工廠還是舊廠數字化改造，都會從施工建設期到生產運營期存在大量的數據標準定義成本。如果大多數企業的數字化改造，不能認清現象與本質問題，都像鎮海煉化企業那樣花費將近10年時間，投入不下十幾個億，那么數字化轉型的道路就會艱難而漫長。如果現在新建一個工廠是基于智能化體系的，那么在與設計院合作的最開始階段就要開始考慮數據標準問題。舟山4000萬噸綠色大煉化工廠項目在設計建模之初，和13個設計院打交道，每個設計院都有自己的設計標準，制定統一數據標準是個很艱難的過程。

打造數字化、智能化體系有兩個基礎的要素：第一個是主數據與監管體系的統一，如果這個沒有統一，那么之前說的統一平臺之類都很難實現。第二個是流程和智能化技術的統一。在建立企業的時候，要敢于打破現有傳統觀念。正如經濟分析學家吳曉波所說的：“什么叫創新，創新的根本，說白了就是觸碰違法邏輯，所有的創新最初都是從違法開始的。”所以這里就會涉及到創新性作業流程以及智能化技術的顛覆性應用，是否從原來的輸入、輸出、活動、對象、客戶、價值、資源和風控這八大流程要素框架中脫胎換骨出來，設計出適應數字化運轉的公司經營模式，這個模式與我們傳統的模式是不一樣的。總之，企業要擁抱數字化，就要將觀念、體系、流程全部以數字經濟的思維模式加以改變。

基于這樣的一個構架，從企業基礎裝置和作業流程上來說，有三大數據交互核心是關鍵：數字化的集成設計工具、數字化的移交平臺工具、數字化工廠的標準規范。

因此數字化建設的重要立足點在從企業建設期就開始了，我們在打造現代化實物工廠的同時，還需要打造一個數字化虛擬工廠。按照這樣建設兩種不同性質的工廠，我們就可以查閱到現實實物工廠在三維模型圖上相應的模型裝置的所有變化、配套參數標準和更改依據等所有信息。如果所有的三維虛擬模型與現場實際裝置設備儀表狀態達成高度協同的話，就可以在設備出現問題征兆之初，直接去虛擬工廠調取模型或報警參數，甚至于可以直接由設備智能處理安全隱患危險源，以及在培訓應急事件處理和模擬訓練過程中完全按這個模式來仿真，大大降低安全生產事故發生。在如此智能化狀態下，生產經營過程管控以及互鎖性安全管理規范流程，可以靠數據驅動機器去控制，而不是完全依靠人的指令和規章制度，當把這些制度融入到系統中，這些過程就實現了數字化工廠，就會成為實物工廠的大腦神經網絡。

傳統制造業轉型面臨五大戰略型問題

一般按照大數法則來說，數字化工廠的投資金額比例，跟實物工廠的投資金額占比大約是1%～1.5%。在這樣一個構架中，我們所依賴的傳統制造業想要轉型，必然會存在五大戰略型問題。

第一，是不是以客戶為上。作為轉型的根本，所有的轉型意愿是以客戶意志為中心的。中國現有的7.31億網民的消費習慣、個性、價值觀與20年前的人們大不一樣。提供的所有產品和服務都和消費者的個性息息相關，客戶習性才是影響企業轉型的源動力。

第二，戰略性的調整企業組織構架。這是一個非常痛苦的調整過程，會完全換掉原有的老舊體系。

第三，業務運營方式或模式轉型。以前一個大型消費品貿易企業要建立一個銷售網絡點，可能需要幾年的時間，而如今一夜之間就有可能建成一個很大的銷售網點。

第四，高技能的年輕數字化人才。在如今的企業人才梯隊中，85后～90后的年輕人成為企業轉型的核心活力人才。傳統的大齡管理者在具備傳統經驗優勢之外，也要提升自己的創新思維。

第五，開放的合作伙伴策略。對于企業上下游合作伙伴客商，現代數字化企業的很多內務管理職能都可能由企業外部專業機構來承擔。比如原來企業的人力、財務、服務等內部職能活動都可以在社會上找到完全開放的專業平臺，由他們來承擔。

智能化企業的建設和運營需要關鍵意識的轉變

數字化轉型往往一開始看起來是一個技術變革，但本質上卻是戰略問題。而數字化轉型往往會因三個因素而造成無法回避的失敗。

首先，戰略管理上的觀念相對落后。認知不足，認知固有的觀念太多，怕分心，這個主要在領軍人物身上，整個公司，整個構架都會是領軍人物決定的因素。其次，轉型過程投入能力不足。欠賬太多，包袱太多，兼顧因素太多。想要在薄弱的基礎上建立起高樓大廈，基礎能力太薄弱是不會成功的。最后，企業外部環境的影響和阻礙。創新過程中涉足了不符合國情的戰略策略。比如，石化企業利用現在的4G/5G無線傳遞技術，建立企業自己的4G/5G基站來替代有線電纜數字信號控制體系，實際上違背了國家石化企業安全生產監控標準（目前國家石化數據標準還是主要以傳統電纜中控設備來指揮生產調度的，無線設備指揮調度方式并未獲得相關國家工業數據標準）。這些方面都會阻礙傳統企業走向智能化、數據化制造。

另外，還存在傳統企業向數字化企業轉型的核心職能部門處在哪一層級的問題，因為這一層級的職能部門的管理權重大小決定了所能起到的轉型影響力大小。現在，有的企業把它放在信息技術中心，有的放在公司的戰略發展部，而有的則放在了董事會或者總裁辦公會，這些層級帶來的影響必然不同。目前，核心職能部門可以分為四個類型：技術型、應用型、合作伙伴型、業務推動型。

技術型的驅使動力是在于怎么樣降低成本費用，比如機器換人，就要考慮綜合成本性價比是否有優勢，這是技術性組織的思維模式。應用型的驅使原動力是提高業務效率，以部門的績效為中心目的。合作伙伴型的組織是以公司的整個市場占有率為原始動力，考慮業務與公司戰略是否有效的結合。業務推動型的組織是以企業是否能夠成為行業領袖為宗旨，著眼于公司整體是否能利用信息技術做根本性變革。而傳統制造業向數字化企業的轉型過程中最主要的原動力是依靠業務推動型來變革的。這對擁抱智能化、數字化企業的影響非常大。

所以，智能化企業的建設與運營的意識轉變關鍵點有三個核心：

一把手必須真正重視，而非只是喊口號。

優秀的頂層設計方案和專門的人才隊伍，年輕化和具活力的人才體系。

創新轉型投入是一場投資行為，把轉型投入過程看成投資還是費用，這個觀點會有很大本質不同。

（作者單位：浙江榮盛控股有限公司）