建陶數字化工廠建設與實施過程中的問題淺析

聶賢勇，姚青山，白梅，陳淑琳

（佛山眾陶聯供應鏈服務有限公司，佛山 528300）

1 前言

智能制造是我國推進制造強國戰略的主要技術路線，而數字化則是制造業實現智能智造的基礎。建陶行業作為流程型制造業，其生產線流程長、工序多、工藝復雜。經過40 多年的發展已基本實現了設備自動化，完成了部分信息化，但要以此為基礎建設先進的數字化工廠，其難度還是非常大的。當前建陶企業建設的信息系統，主要以ERP、OA、WMS、CRM 等系統為主，這些系統多用于銷售、財務、辦公、客戶管理、倉儲環節，而在生產制造環節則是實施數字化的難點。部分行業頭部企業開始嘗試建設基于生產制造執行系統(MES)的數字化生產線，取得了一些成果，但也發現在建設數字化工廠過程中存在的一些問題。如果這些問題不能很好的解決，將會對建陶行業的數字化工廠建設造成極大的阻礙作用。

2 陶瓷行業數字化工廠建設現狀

(1) 國家政策導向與各級政府扶持政策推動制造業數字化轉型升級

2015 年5 月國務院印發《中國制造2025》國家行動綱領,部署全面推進實施制造強國戰略。隨后各級部門陸續出臺了相應的政策和措施推進制造業數字化轉型。工信部先后印發《建材工業智能制造數字轉型行動計劃（2021-2023 年）》（工信廳原〔2020〕39 號）、《制造業質量管理數字化實施指南（試行）》(工信廳科〔2021〕59 號)。廣東省人民政府、工信廳、科技廳等多個部門先后印發《廣東省人民政府關于加快數字化發展的意見》（粵府〔2021〕31 號）、《廣東省人民政府關于印發廣東省制造業數字化轉型實施方案及若干政策措施的通知》（粵府〔2021〕45 號）、《廣東省工業互聯網示范區建設實施方案》（粵工信工業互聯網〔2021〕101 號）、《廣東省產業集群數字化轉型工程實施細則（2022 年）》等多份文件指導制造業數字化轉型。佛山市人民政府也在2021 年7 月印發了《佛山市推進制造業數字化智能化轉型發展若干措施》的通知，推動制造業的數字化轉型工作。

不難看出，上述從中央到地方的各級政府陸續出臺一系列的扶持政策和措施，旨在積極推動制造業數字化轉型，促進制造業走高質量發展之路。作為傳統制造業的建陶行業也獲得一些探索和嘗試機會。

(2)部分建陶企業意識到數字化轉型的重要性，開始探索數字化工廠建設

處于行業頭部的部分建陶企業開始逐步實施數字化轉型戰略，如東鵬提出“中國建陶工業2025”并清遠納福娜基地實施數字化改造，新明珠的“中國建筑陶瓷綠色智能制造示范基地”、金牌陶瓷智能生產線、冠星企業超高型立體式智能自動化倉儲中心、科達制造建設的陶瓷整線智能管控平臺及控制系統、蒙娜麗莎特高板數智化示范車間、馬可波羅重慶智能工廠等，各家企業從自身的需求和實際情況出發，選擇了不同的數字化工廠實現路徑。

(3) 部分企業在實施數字化工廠過程中獲得了一些成果，如大屏數字化展示、品牌形象宣傳與提升等，但是對于生產管理的提升效果卻并不明顯

在實施數字化轉型過程中，企業建立了數字化展示大屏對生產狀態進行數據立體呈現。這對企業品牌形象提升，起到了很好的作用。但是在實際生產管理中的應用效果卻會打折扣，究其原因主要是：一方面是數據沒有形成全鏈路數據鏈，無法做到整體分析；另一方面是由于企業本身在數據分析人才方面有所欠缺，雖然陶瓷企業也在盡力彌補，但人才的培養需要一個積累過程。

(4)設備制造商不斷提高裝備數字化水平

國內主要陶瓷機械設備供應商開始逐步往數字化裝備方向發力，如科達全線數字化裝備、中鵬高鐵時代數字化窯爐、利泰壓機、窯爐數字化；摩德娜數字化窯爐；納德數字化拋光線；博暉智能連續球磨機、布料車；新景泰數字化釉線等，一大批陶瓷行業裝備制造商不斷推進裝備的數字化，為建陶行業數字化水平的提升和數字化轉型奠定了基礎。

國外的主要設備制造商更是早已具備設備的數字化功能，如西斯特姆、薩克米等陶機巨頭設備數字化程度很高。但由于早前陶瓷企業普遍沒有數字化意識，對早期引進的設備，沒有提出開放數據接口的需求，導致了現今開放設備端口困難重重，這對存量生產線的數字化改造是個不小的挑戰。隨著企業家及管理者數字化轉型意識的增強，未來這一狀況將會大大減少。

(5) 數字化工業互聯網平臺服務商開始進軍建陶行業數字化生產線的建設

建陶行業數字化轉型將是未來很長一段時間內持續推進的工程，行業內設備制造商也開始構建整線數字化生產線。但對陶瓷企業來說，整線投入智能化、數字化新裝備的成本高昂，即便是實力雄厚的頭部企業也只是選擇性部分生產線進行數字化改造，還遠未達到全面推廣的程度。目前全國存量生產線大約2500 條，存量生產線的數字化改造將是一個非常大的市場。因此，也有部分數字化工業互聯網平臺服務商選擇存量生產線進行數字化工廠建設，諸如筆者所在公司眾陶聯，以及數聯魔方、美云智數、博依特等。

(6)已建設的數字工廠水平處于初級階段

根據GB/T39116-2020《智能制造能力成熟度模型》和GB/T39117-2020《智能制造能力成熟度評估方法》兩項標準中的方法和等級標準對智能制造能力成熟度進行評價，大部分已建設的數字化工廠處于一級（規劃級）、二級（規范級）階段，個別企業數字化工廠正在努力往三級（集成級）建設，離最高等級五級（引領級）還有較大差距。

(7)陶瓷企業推進數字化工廠建設的意愿不夠

受房地產市場影響，建陶行業終端市場打不開，產品同質化嚴重，價格戰愈演愈烈，加之原材料漲價、能源價格暴漲、環保政策收嚴、雙碳政策落地、疫情影響等多重因素的疊加影響，導致當前建陶行業市場不景氣，企業不愿意投入更多資金到不能立刻提升企業效益的數字化工廠建設，企業更關注的是自身生存問題。

3 陶瓷行業數字化工廠建設及實施過程中遇到的問題

(1)投資整線數字化裝備建設數字化工廠費用高昂目前已經開展數字化工廠建設的企業大多屬于行業頭部企業或具有前瞻意識的優秀企業，希望通過數字化工廠來實現企業的轉型升級和高質量發展。但是實際在數字化轉型中的投入是比較大的，主要是需要采購先進的數字化裝備。整線數字化裝備采購與建設，動輒幾千萬至上億，即便是大企業也不是每條生產線都能改造成為先進的數字化生產線。

(2) 大部分數字化工廠局限于工廠設備聯網及數字化展示

在已經建成的數字化工廠，可以看到高大上的大屏展示，各種圖表眼花繚亂，效果也很酷炫。但這些展示的數據內容大多是設備運行過程中的參數，如：電流、電壓、轉速、頻率、計數等。對于產品數據、質檢數據、工藝參數、化驗數據、報工數據等大多是沒有進行采集的，亦或者采集一些基礎數據輸出簡單的產質量統計圖表、能源消耗圖表等。這對于企業在宣傳或者品牌提升中的是有一定的效果的，但是想要通過簡單的數字化展示對生產管理提出指導或輔助決策，還是比較難實現。

(3)對生產管理及統計數據的采集主要依靠人工錄入

陶瓷企業的生產管理者一般是通過各級、各類報表實現對各工序和班組的管理，報表記錄的數據包括：產品數據、質檢數據、工藝參數、檢化驗數據、報工單等，這對于現場管理和歷史問題追溯有一套相對成熟的操作方法。但這些數據大多不能通過設備實現自動采集，一是現有的裝備無法實現準確的在線檢測，二是即便有了一些設備可以通過加裝傳感器實現一部分的數據采集，但其成熟度和成本也是個需要考慮的問題。因此在實施數字化工廠的過程中，生產管理及統計所需的各級數據的采集手段也大多只能采用填報系統進行數據錄入采集。

(4)數據填報錄入系統的不好用、不愿意用

現場管理的數據和報表無法通過設備或傳感器自動采集的情況下，數據采集服務商探索使用終端手工錄入系統來實現數據的采集。而大部分服務商在設計手工填報系統的時候，沒有很好地結合現場的實際填報習慣，沒有考慮到填報人員的文化水平及素養，只是簡單地將各工序的填報的紙質報表生搬硬套的搬到填報軟件上，然后開發了終端界面下發到工位進行數據采集。這樣做的后果就是工人使用起來非常不方便。這對于產線多、工序多，實施精細化管理的企業來說，每次填報數據都要在終端設備（PCPAD）經過層層篩選才找到自己要填的班組。找到選項框后填上去的數字也是風格不一、單位度量不一，準確性和可讀性大打折扣。個別企業在取消了紙質報表運行一段時間數字化填報系統之后，發現過程管理失控了：生產過程無法查詢追溯、填報數據頻率不夠、數據量少且不準確的問題層出不窮；工位員工也是怨聲載道，認為這些系統不好用，不愿意用。主要問題一方面是系統的易用性、友好性不夠；另一方面管理者思想沒有及時轉變，造成執行困難；第三，沒有做好各級人員的宣貫，對于產業工人的培訓和提升不足。

(8)數字化工廠投入產出效果不明顯

已經實施數字化工廠的企業，大多表示其投入產出效果不明顯。其生產效益的提升很難立竿見影馬上看得到。數字化工廠的建設要從“點——線——面——體”立體推進，是從量變到質變的過程。當未到達價值拐點之前，數字化則是持續投入而很難獲得明顯收益的過程，需要企業有足夠的戰略耐心和持續投入。

(5) 決策者的推行力度與執行者的支持力度決定了數字化工廠的建設成敗

企業實施數字化工廠建設是一把手工程。決策者對數字化工廠的推行力度決定了項目的推進力度與速度；執行者對于決策者的支持力度決定了項目建設效果的好壞，數字化工廠建設的成敗取決于企業上下雙向的合力，缺一不可。在實際項目實施過程中，往往很難得到雙方的理解和支持，數字化工廠建設項目的效果大打折扣。

(6)產業工人文化水平不高，執行難度大

受陶瓷生產環境的影響，陶瓷行業內年輕從業者較少，大多數產業工人年紀較大，文化水平普遍不高，不太適應數字化工廠實施過程中需要用到的先進生產方式、方法和生產工具，造成了數字化工廠實施過程中的執行困難。

4 陶瓷行業數字化轉型的幾點建議

(1)提升企業決策者的數字化轉型意識

陶瓷行業的數字化轉型之路才剛起步，數字化轉型的成果還遠未得到很好的呈現。大部分企業決策者處于觀望狀態，迫于企業生存壓力，對于投資建設數字化工廠，更多的是不敢投、不愿意投。因此，這就需要政府、行業商協會、第三方服務商及機構、高校科研機構等單位共同開展企業家及決策者的數字化轉型意識培訓提升工作，引導企業樹立正確的數字化轉型理念，合理評估數字化轉型的預期效果。

(2)陶瓷行業數字化人才的引進與培養

筆者團隊對建陶產業進行了數字化轉型調研，調研結果顯示建陶企業普遍認為缺乏數字化轉型人才，應當加強陶瓷行業數字化人才的引進與培養。根據產業發展現狀，組織相應的數字化人才培訓，構建全行業數字化人才梯隊建設，賦能行業數字化轉型工程。

(3)選擇合適的數字化工廠建設技術路徑企業應根據自身數字化轉型訴求、資金實力、近遠期目標、產線現狀等實際情況做出充分診斷和評估，根據評估結果選擇適合自身發展需求的數字化工廠技術路徑，選擇合適的數字化工廠建設服務商。

(4)提高數字化工廠服務商的產品易用性和友好性

部分數字化服務商的產品存在易用性和友好性不足，主要原因是服務商對產業的理解和調研不夠，導致開發的產品不能很好地適應陶瓷行業的現狀。這就要求數字化服務商深入一線調研，深刻理解陶瓷產業工藝流程與工位作業特點，應用產品應做到以人為本，不能簡單地“為了數據而數據”，從而導致項目實施起來困難重重。

(5)實施過程加強宣貫，統一思想

陶瓷企業實施數字化工廠過程中，統一企業各級管理人員思想、提升執行力尤為重要。企業決策層提出的數字化轉型之路是經過深思熟慮的，但在任務下發后的實施過程中，中層管理者和基層執行者對高層的戰略思想領會不深，導致項目實施有難度，實施結果也打了折扣。因此，在項目實施過程中要加強宣貫，統一思想。

(6)持續投入，呈現價值拐點

企業數字化轉型是一次組織結構流程再造的過程，企業數字化工廠的能力要得到明顯提升，要求企業綜合能力的全面提升，包括企業管理層思想轉變、數字化人才的培養、各工序工作人員技能的培訓與提升、實施過程基層執行力持續提升、數字化的持續投入等，也進一步地要求企業要有足夠的戰略耐心和持續投入。

5 結語

陶瓷行業數字化轉型之路剛剛開始，數字化工廠建設想要取得一定的成效，更需要政府加大扶持與引導，提升企業家數字化意識，培養行業數字化人才，數字化服務商水平提高等多方共同努力，不斷地總結、改進和提升，優化技術路徑、實施方法等，最終賦能建陶行業數字化轉型，實現高質量發展。