中小企業數字化轉型研究
——基于A電機公司數字化車間案例

彭紅霞

(南京審計大學，江蘇 南京 211815)

企業的數字化轉型不是簡單地從技術層面搭建，而是運用信息技術的思想和手段，優化和根本性改革企業工作流程以及結構[1]。在我國高質量發展和產業升級的時代背景下，傳統產業＋信息技術的數字經濟發展模式應運而生。在2019年中國國際數字經濟博覽會上，習近平總書記指出“中國高度重視發展數字經濟，正積極推進數字產業化、產業數字化，引導數字經濟和實體經濟深度融合，推動經濟高質量發展”。由此可見，要提高我國傳統制造業企業產品質量和市場競爭力，實施數字化經濟轉型至關重要[2]。

中小企業是我國國民經濟的重要組成部分，占全國企業數量的90%以上，同時在穩定經濟、促進發展、加強創新、保證就業等方面發揮著不可替代的作用。我國制造業數字化轉型的主戰場是中小企業數字化轉型。

一、中小企業數字化轉型現狀

(一)數字化基礎薄弱

中小企業數字化轉型的一大制約因素是軟硬件基礎薄弱。據統計，中小企業在關鍵工序數字化裝備、設備聯網率、生產過程信息系統覆蓋占比上分別僅為45%、35%、40%，實施了ERP(企業資源計劃)的比例更是只有10%[3]。數字化專用平臺的引入需要大量資金，對本已運作不佳的中小企業來說無疑是一大挑戰。

中小企業在數字化轉型的規劃上不夠清晰，數字化人力資源體系尚未成形，急缺數字化人才。清華大學全球產業研究院發布的?中國企業數字化轉型研究報告2020?披露:39%的企業缺乏清晰的數字化戰略，48%的企業沒有對組織架構進行調整。據統計，信息與通信技術(information communication technology，ICT)員工在歐盟企業占總員工的比例為2.5%~4%，而在中國企業平均占比僅為1%~1.5%，中小企業更少。我國只有15%的中小企業建立了數字化人才培養體系，在培養數字化轉型人才方面嚴重不足。目前阻礙企業轉型的兩大因素是缺少數字轉型人才和人才培養機制不完善。

在數字化背景下，很多中小企業既沒有清晰的數字化轉型規劃，也缺乏人才支撐，只能被動應對。數字化轉型存在投資風險高、回報周期長、技術難度大等特點，而中小企業受利潤低、融資難、風險高、人才缺乏等因素制約，所以顧慮重重，在數字化轉型上陷入“不敢轉”“不能轉”“不會轉”的窘境[3]。

(二)資金問題突出

企業的數字化升級改造投入成本高，資金需求大，產出周期長且不清晰。而中小企業生存壓力大，投入的項目如果沒有明確的回報，就不會積極推進。由于成本壓力大，大多不傾向于進行設備數字化改造，而更愿意把資金放到回報較快的領域，如對現有供應鏈以及產品的簡單技術升級上[4]。

相比大中型企業，資產規模小、抵押物不足、抗風險能力較弱的中小企業，難以申請到銀行的長期貸款，即使能申請到，利率也高得多。我國銀行貸款總額中，中小企業貸款額只占25%，獲批銀行貸款的中小企業僅為12%，近些年盡管國家在政策層面對中小企業金融支持力度加大，但風險高、可抵押價值小的行業特點，仍然阻礙了中小企業的融資?！叭谫Y難、融資少、融資貴”是中小企業數字化轉型的痛點[5]。

(三)缺乏規范體系指導

在國家層面，目前還缺乏系統性的中小企業數字化轉型方針戰略，無法一步步引導中小企業轉型，而多數制造業中小企業因為自身經營能力不足的原因，對轉型也缺乏明確的目標藍圖和改革模式。企業要想提高數字化轉型的成功率，就必須依靠統一領導和統一規劃，逐步實現數字化轉型。在企業層面，中小企業的高管對數字化仍停留在初步了解概念階段，關于為何開展以及如何開展數字化轉型知之甚少。數字化轉型并不僅僅是軟硬件技術問題，更多涉及企業組織管理、業務流程、企業文化等多方面的管理問題，企業開展數字化轉型能否取得成效，很大一部分取決于管理層的行動能力和團隊能力。

(四)缺少外部力量支持

數字化轉型涉及傳統的工業技術和數據技術、信息技術、智能技術合在一起的技術領域，所以多方合作至關重要。企業需要培育自己的力量，但也只能是在部分技術領域。中小企業之間協調融合能力弱，不能激發最大的潛能，轉型的速度受到嚴重限制。行業龍頭企業沒有發揮帶頭作用，上下游產業鏈缺乏協同創新，大中小企業之間融通發展受到阻礙。企業的數字化轉型不僅要靠自身的努力，更需要多方主體的幫助和引導，政府的政策扶持對企業數字化轉型至關重要。

二、A電機公司數字化車間轉型

A電機有限公司成立于2018年，租賃面積16200平方米，現有員工140人，是個典型的中小型制造業。目前擁有19條轉子線和18條裝配線，其中15條轉子線和14條裝配線是自動化、智能生產線。企業在未來如達到自動化、無人化生產，可實現總體生產效率提高172.6%，生產運營成本降低50.1%，產品不良品率降低90.7%，單位產值綜合能耗降低50.8%，產品研制周期縮短31.5%。這一切的成績得益于公司管理層的戰略調整，大力推進現代信息化管理，基于企業實際出發，采取一系列的措施進行企業數字化的轉型。A公司的數字化轉型主要包括以下方面:

(一)車間設計數字化

1.車間總體設計數字化模型建設

工廠車間設計采用三維數字化建模，有原材料庫、轉子生產區、裝配生產區、辦公區、員工休息區、巡檢區等區域設置。企業從三個方面完成布局策劃:①標準作業:根據工藝不同分為轉子與裝配產線，減少作業中的浪費。②物流順暢:原材料上料區布置在工廠東側，成品下料布置在工廠西側，先進先出，材料到成品，最短距離利用率最大化。③信息流暢:根據員工信息互通性，在工廠中間設立了員工辦公區，巡檢、機修、生產班組都在現場辦公區集中，第一時間完成現場信息互通，減少因信息不流暢導致的生產停滯。通過數字化建模有效編排設備與工作區域的整合，使制程是直線流動，生產一貫化，物料運輸利用率達到最大化。

2.車間工藝流程數字化模型建設

座椅電機的生產制造工序由壓換向器、繞線、點焊、動平衡、精車、轉子性能檢測、壓蓋帽、機殼壓軸承、充磁、轉子組入、前蓋鉚接、電機性能測試、跳動檢測、霍爾檢測、聽音檢測等工序組成，其生產工藝流程在前期開發階段，均使用三維模型仿真，確保在仿真階段從各方面滿足工藝要求。

此外，車間流程數字化仿真可以為企業未來的產品設計提供有力的設計依據，從每站的模擬測算出產線平衡，從而克服工藝流程過程中的瓶頸工序。并且通過每站細節仿真控制，產品的質量和創新得到極大改進和提升，能更好地滿足客戶對研發周期、品質和可行性的要求。

3.工藝流程數字化模型仿真

座椅電機的生產制造關鍵工序為繞線、焊接、鉚接、測試等工序，在工藝開發初期，通過三維模型仿真，模擬工藝流程過程，充分在仿真過程中識別風險。工藝流程確認之前，通過三維仿真軟件Solid-Works進行工藝仿真，從每道工藝生產過程和加工方式，到產品整體生產工藝，從大框架到細節方面，處處做到提前化與數字化。

(二)生產過程裝備數字化

1.生產過程數據自動采集和分析系統

采用RFID(射頻識別)技術將產品過程中的數據綁定于RFID，并通過流水線的方式將所有設備過程的數據存儲于RFID，當流水線通過貼標工序時，再將RFID內的數據與條碼做綁定，將所有生產數據與條碼綁定，最終在MES系統(制造執行系統)內對產品數據進行識別，存在不合格數據的產品將在下線打包系統和不良品分類進行攔截，對產品過程數據進行管控從而保證客戶端產品質量。

生產過程中，設備通過以太網的方式與數據庫實時傳輸數據，將生產過程中產品參數傳輸到數據平臺，通過以太網交換機把數據傳遞給數據平臺，并通過工控機定制數據采集軟件以及分析軟件，來完整地監控產品生產過程中的狀態。企業充分發揮互聯網對工業數據的集聚作用，通過互聯網進行數據分析，提高產品的生產效率，提高企業的決策和制造水平，形成連續生產、聯網管理、集中管控、資源共享的現代化智能制造和精細管理模式。

2.生產、質量參數自動上傳及可視化管理系統

企業主要采用PiWeb質量數據平臺和QMS系統管理對生產和質量參數自動上傳。PiWeb系統主要用于質量大數據的管理與分析，采集設備測量及工藝過程數據，以多種圖形化報表實時展示產品及供應鏈數據，可在PC端、移動端等查看。軟件模塊主要有Auto Importer、PiWeb Serve、Planner、Designer、Monitor。其中Planner管理數據庫，Monitor進行可視化控制。

3.工藝質量參數在線測量系統

企業搭建了ITMS(inspection task management system)測量任務管理系統，主要負責質量檢測，是產品全生命周期數字化管理的關鍵環節，也是智慧質量整體解決方案的重要組成部分。

系統以測量策劃、測量執行、結果判定、質量報表等環節為主，具有以下功能:設計、生產、檢驗數據互通，檢測任務標準化，檢測過程可視化，檢測任務結果的及時通知及檢測任務報告的發布和統一管理。系統提升了任務流轉效率，簡化了管理難度，減少了人工錯誤率；同時也減少了人為工作導致的碰撞及誤測風險，提高了效率。

4.關鍵設備數據化

工廠所有設備將以太網接口為連接方式，設備數據實時上傳至MES系統，MES系統將數據進行整合。并且關鍵設備與系統、設備與設備之間都保持著互聯互通，通過系統將設備數據轉化率利用最大化，將人員、產品、設備、物料等在系統內完成整合與集成。

三、加快推進中小企業數字化轉型的建議

(一)加強數字化轉型頂層設計

企業的數字化轉型是“一把手工程”，需要企業主要負責人的親自參與，涉及戰略層面的變革，不只是人工智能、互聯網等戰術應用層面上。企業數字化轉型的發展戰略需要高層根據用戶需求、企業發展方向及行業特點來制定[6]。數字化轉型要改進并完善企業原有的數字化制造模式，管理層要依據GB/T 39116—2020?智能制造能力成熟度模型?和?中小企業工業4.0實施指南?對企業現狀進行有效分析，逐步實現企業數字化轉型從局部到全面的全方位改革，提升管理流程，達到可持續化的數字化轉型目標[6]。企業要結合自身實際情況、行業特點，用全新的數字化思維進行數字化轉型總體設計，然后量力而行，分步實施。

(二)關鍵環節起始，構建中小企業工業互聯網和打造智能工廠

對數字化能力較弱、數字化轉型資金投入不多的中小企業，可以從關鍵環節入手:選取企業人工參與量大、重復操作、相對獨立的環節，管理者在各部門職能范圍內實現崗位調整與業務匹配高效運轉，實現組織優化重組、要素合理配置，促進管理指標數據化，實現規范化管理。經過一次關鍵業務數字化轉型的成功，再考慮企業全面數字化轉型。企業必須基于現狀出發，循序漸進地補短板、強弱項，從生產線、車間到工廠，由局部到整體實現數字化[7]。

(三)政企結合，培訓企業數字化主導型人才

人才是企業數字化轉型成功的保障，數字化人才的培養是重中之重。公司內部員工的個人實踐是數字化轉型的主要驅動力，員工在處理具體問題時考慮嘗試或已經熟練運用數字化手段優化組織、技術、業務等環節，解決實際問題。數字化轉型期企業文化的建設同樣重要，要提高這一環節相關人員的數字化基本認知，以及對數字化工具和設備的使用能力，逐步養成使用數字化方法的工作習慣，實現數字化轉型。

中小企業基礎弱，數字化人才的培養需要政府支持。不同企業對人才的需求不同，政府要根據各地行業具體情況精準施策、分類培養出符合企業需求的專業人才。政府要引導教育科研機構以及各行業協會發揮好協調作用，推進校企合作，從政策上完善專業技術人才培養體系，推動校企合作培養技能人才機制的建立。政府從政策上鼓勵智能制造中小企業開展師資培育、教學實訓等校企合作項目，并給予相應補助；鼓勵智能制造企業與人力資源服務機構開展深度合作，加強智能制造專業技術人才培育；同時優化措施引進智能制造人才，以支撐數字化轉型和數字經濟發展。

(四)完善數字轉型公共服務體系，優化智能制造發展環境

政府應加大對企業數字化轉型的扶持力度，通過加快公共服務體系的發展，為企業數字化創造寬松良好的外部環境。一是加強建設信息化公共服務體系，扶持一批智能制造技術研發、產品檢測、工業互聯網技術、大數據以及云制造等產業服務平臺，為企業提供工業“云平臺”。二是制定評估制造業數字化轉型的操作方法，這就需要培育一批智能制造系統集成服務商隊伍，定制結合企業及行業發展特點的數字指標，以進行科學的評估。三是構建多元化的中小企業數字化轉型金融體系，從頂層設計到相關配套政策，需要政府部門完善并細化，優先扶持高成長性中小企業進行數字化轉型。四是完善政策支持體系。制定并完善相關政策法規，做好政府服務，提供良好的政策環境去支持中小企業數字化發展。

四、總結

中小企業對社會貢獻巨大，在當前數字化背景下，中小企業能否轉型成功，直接影響到就業與社會穩定，關系到各行業的科技創新，對我國經濟社會結構調整影響巨大。由傳統發展模式向數字經濟轉型，對實力不夠強大的中小企業是一個艱苦而必經的過程。中小企業如何順應當前數字化潮流，充分挖掘產品生命周期各環節中數字化轉型的機會以重塑價值鏈，是其在未來一段時間內所面臨的課題。