數字化智能制造系統引領制造業的未來

華升 中信戴卡股份有限公司

一、引言

近些年，盡管中國制造業在整體規模和發展速度上異軍突起，連續11年居于世界第一制造大國，但在高端制造、產品附加值、商業模式上與美日德差距顯著，僅居于世界制造強國第三陣列，所以，目前中國制造大而不強。又隨著逐漸消失的人口紅利，越發巨大的安環壓力，別有用心的美國加征關稅，始料未及的全球疫情，波及面極廣的芯片危機，價格狂增的大宗商品，這些都在不斷地增加企業的營運成本，蠶食著企業的利潤。中國制造如何在新形勢下持續保持活力，如何加速推進由大向強轉變，關鍵在于要找準短板弱項，加速提高質量效益，優化升級產業結構，全面提升中國制造核心競爭力。

2021年的兩會順利落幕，數字化與數字經濟成為熱詞。在“十四五”規劃綱領中的第五篇“加快數字化發展，建設數字中國”，共分4章指出：要迎接數字時代，激活數據要素潛能，推進網絡強國建設，加快建設數字經濟、數字社會、數字政府，以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革。需要企業管理者特別關注的是，在該篇章中共有兩個專欄圖表，分別框定了數字經濟重點產業和數字化應用場景的具體范圍。其中，數字經濟重點產業包括云計算、大數據、物聯網等7大類。數字化應用場景則有智能交通、智慧能源、智能制造等10大類。頂層設計者們將智能制造這一數字化應用場景定義為中國制造業在新形勢下破局的關鍵。

二、數字化與數字經濟

數字化，初級形態為信息化，本質是將模擬信息轉化為數字信息，通過信息系統對傳統業務的流程、規則、資訊等物理信息和零散的業務數據進行轉化處理，然后進行采集、存儲、運算及傳遞。更進一步發展，是持續升級企業信息化系統，融合現實業務，變革業務流程，重塑組織關系和生產方式，提高企業的運營效率，創造新的價值。

數字經濟，目前得到廣泛認可的是《G20數字經濟發展與合作倡議》中給出的定義：以使用數字化的知識和信息作為關鍵生產要素、以現代信息網絡作為重要載體、以信息通信技術的有效使用作為效率提升和經濟結構優化的重要推動力的一系列經濟活動。

由此可見，數字經濟的基礎是數字化的信息，即為數據，數字經濟本質是信息科學技術與社會中有關經濟活動的一切主客體和行為進行融合。進入數字時代，人類的生產生活方式會發生改變，有機會也有挑戰，有機遇也有風險。

三、我國制造業數字化發展歷程及現狀

我國制造業從1978年開始引入物料資源計劃和制造資源計劃系統，1979年開始推廣會計電算化，九十年代推進甩圖版工程，以及后續的現代集成制造系統（CIMS）、制造業信息化科技工程，我國制造業推進信息化建設的主要目的是降本增效。隨著企業運用的深入，理念的創新，需求的拓展，信息系統需要支撐的場景越來越多，市場上也涌現出眾多國內外信息化解決方案供應商，提供各類軟硬件系統及解決方案，大量引進國外前瞻性的概念和技術，我國制造業開始進入數字化建設時期。

經過多年的數字化建設，多數企業取得了一定成效，在很大程度上確實可以提升產線的生產效率、支撐企業的業務運作、應對市場的激烈競爭。但是，企業仍然存在諸多信息孤島，信息系統功能應用并不充分甚至有的退回到傳統運作模式。不少企業的信息管理部門在高層的授意下開展了不少數字化項目，取得了一些成績，自認為數字化搞得不錯，但業務部門滿意度并不高，效果并不理想，使用并不積極。更為失望的是，企業業務層面的系統不少，但是支持各級領導決策方面的系統還用得不好，或者流于形式。

總而言之，我國制造業數字化建設成效顯著，但依然任重而道遠。路不好走，就要換個方向，數字化用不好，就需要轉型。

四、制造業數字化轉型

（一）制造業數字化轉型的含義

制造業數字化轉型，是戰略主導下的業務變革，是數據驅動、智能助力的研發、營銷、生產、運營改善，最終推進盈利模式優化和用戶體驗提升。它需要推動業務與系統交互融合，以數字化為核心，借助網絡化手段，實現智能化賦能，保證產品和服務高效保質保量交付，持續提升企業核心競爭力。

（二）制造業數字化轉型的思路

第一，意識上，數字化轉型不是信息化項目的重啟，不是信息部門對業務部門的信息化診斷，不是將所有的現實業務都簡單地搬到線上平臺，而是一個長期的系統性的工程，需要深刻變革業務流程及運作方式。

第二，組織上，數字化轉型需要企業從上到下的推動。與數字化運作模式相吻合的組織結構、合理的制度規范、有力的考核機制是順利推進數字化的前提，這樣才能持續推進數字化轉型及落地。

第三，人員上，數字化轉型是個非常前瞻的活動，需要有專門的高級人才，企業要培養和儲備自己的數字化人才。

第四，目標上，數字化轉型要構建“平臺化、智能化、生態化”等目標導向，推動企業高質量發展，產生更多的社會價值。而制造業數字化轉型的核心目標就是智能（化）制造。

五、發展智能制造促進我國制造業高質量發展

（一）什么是智能制造

《智能制造發展規劃（2016-2020年）》對智能制造的定義為基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節，具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型生產方式。

智能制造以智能工廠為載體，以關鍵制造環節的智能化為核心，以端到端數據流為基礎，以網絡互聯互通為支撐。其主要內容包括智能產品、智能生產、智能工廠、智能服務、智能決策等。

（二）智能制造能給我們企業帶來什么

1.更高的效率

智能制造使用先進的控制系統來指揮機器生產（包括人工智能、機器人等），這比傳統制造更有效率。此外，大數據在智能制造中的應用可以讓生產過程透明化，讓管理者時刻掌握生產狀況，有助于改善生產管理。

2.更高的精度

在生產過程中，使用機器視覺等方法可以帶來更準確的識別。在整個生產過程中，為了降低廢品率，傳統制造業需使用更好的設備、更多的工序、更專業的操作人員，但是降低廢品率的程度依然有限。

3.更好的滿足需求

制造業的宗旨是生產出滿足客戶需求的產品及提供周全的服務，由于智能制造可以實時控制生產，并根據客戶的需求改變立馬進行生產調整，可以極大地迎合客戶多樣且多變的需求，另外，通過大數據對客戶個性需求的積累，還可以幫助制造商采用逆向工程來提供有針對性的建議和設計方案。

4.更好的預測

多數傳統制造業有淡旺季之分，而智能制造的數據分析系統將幫助企業進行精準的生產預測，指導企業進行針對性的備庫或是降庫，還可預測客戶需求并制定更合理的生產計劃以響應客戶需求。

5.更低的風險

有些特殊事件不可預測，比如去年的美國杜邦化工廠爆炸事件，今年的蘇伊士運河堵船事件，都導致大批工業原材料斷供，影響了國內外諸多生產制造企業。由于掌握的信息滯后且不全面，傳統制造業遇到這種情況會陷入慌亂狀態，決策者們往往會做出錯誤的判斷，危及企業安全，而智能制造的企業可以在危機發生的同時，系統自動為決策者提供最快、最合理的應對方案，供輔助決策，讓企業轉危為安。

6.更高的盈利

通過智能制造，企業生產效率提升、質量提高、預測精準、決策風險降低，又能滿足客戶個性的需求，不僅修煉了“內功”，又增進了“外功”，必然帶來成本的降低和盈利的升高。

（三）中國制造業發展智能制造的優勢

1.科技優勢

在關于智能制造的基礎科學研究、關鍵技術突破、高端裝備布局、人才培養等方面，我國已長期處于世界第一陣列。

2.數據優勢

數據是智能制造的基礎，我國制造業規模世界第一，具備制造業全產業鏈，又是互聯網大國，網絡覆蓋人數世界第一，每時每刻都會產生海量的信息，為制造業積累了高質量的數據。

3.市場優勢

我國制造業規模龐大、發展迅速，基礎工業持續完善，上下游產業配套豐富，轉型升級的需求迫切。

4.政府引領

各級政府高度重視智能制造的發展，近年來，我國先后出臺了《智能制造發展規劃（2016-2020）》等許多重大戰略文件，為智能制造發展提供了重要的制度保障。

5.企業推動

以華為為代表的國內科技公司為解決“卡脖子”的問題，加速布局基礎工業產業。

（四）打造具有中國特色的智能工廠

智能工廠是實施智能制造的重要場所之一，通過對企業管理和生產運行過程的持續動態優化，全面提升制造的智能化水平，那么，企業應如何打造智能工廠？

1.智能生產計劃排產

生產制造，計劃先行，排產要保證計劃的科學性、精準性。通過系統集成，連接客戶及工廠兩端，根據高級排產算法自動排出主生產計劃及生產作業計劃。

2.智能生產過程協同

在生產過程中，利用信息管理系統實現各原材料、各工具、各設備、各工序的協同，減少生產等待時間。

3.智能的設備實時互聯

充分利用智能設備實現信息實時反饋，監控生產執行情況，矯正運行偏差，實現對生產過程的透明化管理。

4.智能生產資源管理

利用系統對生產資源進行出入庫、查詢、盤點、報損等功能的精益化管理，可最大程度地減少因生產資源不足帶來的生產延誤，也可避免因生產資源的積壓造成資金占用。

5.智能質量過程管控

利用信息系統，一是對生產過程中的產品質量進行實施管控，第一時間解決質量問題，二是分析歷史數據，總結經驗，在最容易發生質量問題的節點上提前進行科學改造，消除質量風險隱患。

6.智能決策支持

在生產鏈中，各環節的數據資源一直在累積，對這些數據加以重視和利用，系統自動生成各種直觀的分析報表，可為管理者提供輔助決策。

（五）推進智能制造，實現制造業高質量發展

智能工廠距離智能制造還相差遙遠，建成智能制造非一日之功。智能制造系統是企業從傳統制造向智能化變革的關鍵一步，也是將傳統制造從生產環節降本增效，轉向提供高附加值的衍生服務，從提供智能產品到智能服務實現附加值提升。唯有智能制造，才能實現我國制造業高質量發展。目前，智能制造在汽車及零部件行業的應用已逐步加深。

六、結語

進入“十四五”時期以來，數字化再度被提升為國家高度，各行各業都圍繞著數字化進行轉型，尤其是制造業，不轉型不升級，就意味著將被時代淘汰。我國要加快建成數字化中國，加緊推進智能制造，搶占未來至高地。我國數字化產業布局要因地制宜，結合各行業自身特點，突出亮點，聚焦研發、生產、運營、營銷等關鍵環節，加快新一代信息技術與制造業深度融合，注重產品創新和服務創新，打造出一批具有國際核心競爭力產業鏈頂端的企業，全面帶動我國整體制造業的智能制造水平。