汽車零部件企業數字化轉型建設

王紅彥，周世橋

（1.中國汽車工業工程有限公司，天津 300113；2.澳大利亞國立大學，堪培拉 2601）

新一輪科技革命和產業變革迅猛發展，經濟發展已經從增量階段進入到存量階段。資源、能源和環境的剛性約束日益增強，只有深入推進信息技術和實體經濟深度融合，全面加速數字化轉型，才能改造提升傳統動能，培育發展新動能。

中國汽車產業經歷了數十年的風雨征程，終于步入良好的運行軌道。汽車零部件行業作為汽車行業不可缺失的環節，隨著汽車在輕量化、信息化和智能化的產業布局加快，同樣要面臨著與之相適應的業務調整和重新布局，才能滿足主機廠的相關業務轉型升級目標。

在激烈的市場競爭中，零部件廠普遍感受到來自主機廠傳遞的壓力，利潤率越來越低。這就需要從管理出效益，用質量求生存。企業內部需要變革傳統的“金字塔”式的組織架構，對當前的傳統業務流程進行數字化轉型，業務優化重組，建立起扁平式的組織管理架構，并提供與之相適應的數字信息傳遞機制。這種面向業務流程數字化的轉型管理變革，只有通過最新的信息賦能技術才能得到切實保障。

1 零部件工廠信息化現狀

1.1 解決與主機廠的計劃協同

汽車零部件制造廠的產品類型和生產配送一般要按主機廠的生產計劃來制訂，主要滿足主機廠的配件需求和部分市場的配件需求。由于市場變化莫測，主機廠一般采用準時供貨制，且目前主機廠也面臨著數字化轉型的壓力，使得零部件廠計劃的穩定性和產品的不確定性加大，這必將給整個物流的計劃和采購帶來更大的壓力[1]。

1.2 按時交付能力

目前，主機廠普遍采用“即時供應”的供貨方式，零部件廠根據客戶的需要作時間安排，按規定或批次將產品送達生產線供裝配使用。另一方面，主機廠的要求也十分嚴格，如果零部件廠的配件因質量或配送等原因導致主機廠的生產線停頓，零部件廠商輕則支付違約賠償，重則信譽受損，內部停線整改，或失去與主機廠合作的意向[1]。

1.3 快速反應能力

“快速反應”反映一家企業的專業精神。表現在供應商要能隨著主機廠的計劃調整而作出適時的安排，滿足主機廠的需求，包括售后服務方面。

根據經驗，建立完善、高效和融合的信息化系統后，會出現幾個方面的提升（估計值）：減少書面傳遞錯誤75%；減低生產成本20%；產品制造時間縮短35%；減少在制品32%；降低廢次品率22%等。

2 擬建目標

以信息化帶動工業化、以工業化促進信息化，促進信息化與工業化融合，走新型工業化道路，是數字化轉型升級的有效途徑。促進信息技術在設計研發、生產裝備、企業管理、商貿流通和節能減排等各個環節的融合應用，提升企業數字化智能化應用，從而挖掘企業新的利潤增長點并降低運行成本。

利用信息技術為企業提供一個全面質量管理標準體系和生產制造過程能力綜合管理的全面解決方案。縱向貫通生產管理與現場作業活動，橫向打通供應鏈/產業鏈各個環節生產經營活動，通過監控和分析企業生產現場“人、機、料、法、環”綜合管理的過程及信息，來實現對整個生產制造系統的預測、預警及快速反應，確保產品或服務的質量特性或水平能符合客戶要求，逐步實現全價值鏈、全要素的動態配置和全局優化，提高全要素生產率，達到增強企業競爭力的目的。

3 實施方案

3.1 信息化需求調研及分析

通過訪談和調研的形式，與工廠的相關部門如戰略部、總務部、采購部、產品技術部、生管部、財務部、信息部和各車間等相關人員交流，梳理出各部門在人員、技術（數據、集成和信息安全）、資源（裝備、網絡）和制造（設計、生產、物流、銷售和服務）等能力要素下，對信息化、數字化與智能化的認識、需求和目標。特別是結合數字化轉型的要點及當前面臨產業鏈、供應鏈的不穩定性，重新審視了數字化技術在企業運營各個環節的重要性和迫切性。

3.2 技術及制造環節實施內容

3.2.1 搭建PLM（產品生命周期管理）

實現產品從概念、設計、生產、調試和售后服務等全生命周期階段產生的設計及工藝數據的管理。PLM管理的數據包括產品BOM（物料清單）、產品圖紙和產品工藝等物料的數據，并對這些數據在產品各個階段的不同形態、不同版本的信息進行統一的管理，以支持不同專業人員在統一的平臺上進行協作，方便使用部門進行BOM 管理、工藝管理、項目管理和成本管理等。其是惟一面向產品創新的系統，也是最具互操作性的系統。主要包括三維數字化裝備設計、三維結構化工藝設計和三維可視化仿真等，可以實現產品開發協同和產品數據管理等功能。PDM（產品數據管理）系統根據產品設計BOM 和相關信息自動轉換生成制造BOM，并通過集成接口將制造傳遞到ERP 系統中，作為ERP后續下達生產訂單時的基礎數據。

3.2.2 搭建主ERP（企業資源管理系統）

ERP 系統是企業信息化的核心內容。ERP 強調企業的整體觀，其把人員、生產、財務、銷售和采購等各個子系統結合成一個一體化的系統，通過準確和及時的信息傳遞，以工作流程的觀點和方式來運營和管理企業，對企業各生產項目的物料采購信息、生產控制信息、財務管理信息和客戶信息等進行協同集成管理。實現公司成本生產相關的管理為企業總部決策層提供決策運行手段，同時幫助企業挖掘適當的機會、最大程度地提高客戶滿意度并增加其收益。主要包含銷售管理、采購管理、庫存管理、財務管理及成本管理系統。將集中化的關鍵運營數據與關鍵的業務領域進行集成，幫助企業加快銷售周期，更快地實現收益并有效地控制成本。

3.2.3 搭建SCM（供應鏈管理系統）

零部件企業通過與上下游伙伴實現在線數據、能力和業務協同，同時在主機廠的推動下，提高自身供應鏈系統管理水平和動態調整優化能力，實現整體供應鏈可視化、管理信息化、整體利益最大化和成本最小化。

SCM 供應鏈系統打通了工廠內外供需鏈條，實現了與ERP、MES（制造執行系統）等多個核心業務系統的集成應用。通過RFC 接口函數與ERP 系統集成，完成從物料需求計劃、采購訂單、依據采購訂單收貨、按生產計劃揀配和配送業務、庫存預警與缺料預警、轉儲業務、銷售訂單出庫業務和報廢業務等流程的集成應用；通過RFC 接口函數與MES 系統集成，實現倉儲的精細化揀配與配送管理。

3.2.4 搭建PMS（采購管理系統）

零部件企業的PMS 系統，需要與主機廠及相關下游企業聯動起來。一般情況下，設置量產部品管理、新車型部品采購管理、生產管理和供應商管理等。構筑一個與供應商協同工作/責任共擔的信息化平臺，滿足零部件企業在競爭、定點、試作、SOP（開始量產）、MP（量產階段）和EOP（量產結束）等階段的需要。根據主機廠給予的報價，從供應商方面做比較，以期拿到合理的價格，滿足本廠的成本需求；通過將生產計劃、采購BOM 和供貨前置期等信息導入系統中，實現系統指導人員作業；將關鍵作業的標準和監督置入軟件，提高作業精度，并實現過程可視化；增強與供應商的交流并與其建立起更有效的合作，能夠幫助企業改進生產流程控制、做出更完善的供應商分析和選擇并優化企業的供應商選擇決策，實現需求量計算系統化、供應商收貨、出貨流程標準化和可視化，最終提高生管材料保障的作業效率，降低ERP 數據負載[2]；提高產品階段性（競爭階段、量產階段）價格競爭力，成本相關的管理。

3.2.5 搭建MES（制造企業生產過程執行）系統

能夠幫助企業改進生產流程控制，準確地提供生產數據，實現成本核算精細化。通常情況下MES 主要圍繞車間的人、機、料、法環進行管理。覆蓋基礎數據管理、計劃排程管理、生產調度管理、庫存管理、質量管理、設備管理、工具工裝管理、ANDON 管理、能源管理、報表分析和數據集成等管理模塊，為企業打造一個扎實、可靠及全面可行的制造協同管理平臺。

MES 系統是鏈接管理層與控制層系統的橋梁。作為智能工廠中間執行層的核心，與多個系統均有集成。通過RFC 接口協議與ERP 系統集成，完成從銷售訂單到生產計劃的轉換；通過與刀具管理系統集成，實現刀具的跟蹤和壽命統計；通過與MDC/DNC 系統集成，實現自動化設備加工過程數據的自動采集；通過與PLM 系統集成，可實時查看最新的工藝操作指導；通過與EAM 系統（企業資產管理系統）集成，完成設備故障請修與維修記錄反饋等。

3.2.6 系統集成

隨著公司的發展，要實現企業運營成本管控、生產效率提升、資源合理配置與整合、提高企業改進生產流程控制，并且要求準確地提供各類生產數據，便于成本核算，降本增效，就必須建立計劃層、控制層、管理層和決策層的信息交互，通過企業的連續信息流、資金流和物流等來實現企業信息全集成。

集成類型有3 種：橫向集成、縱向集成和端到端集成。

（1）橫向集成。橫向集成是指企業內部的業務信息向企業外拓展，即拓展至供應商、用戶和銷售等，將企業內部的研發體系、生產環節、供應鏈管理及價值鏈管理重構拓展到企業外，從而提高整個產業鏈包括研發設計、生產制造和銷售服務等上下游企業的合作效率，從而帶來更大的經濟效益和社會效益。

（2）縱向集成。主要解決企業內部信息孤島的集成。從頂層的ERP 系統到底層的產線設備數據的采集等，目標是實現全業務鏈集成，這也是智能制造的基礎。通過縱向集成，企業內部的生產效率、生產的柔性化、生產信息的實時性和正確性得到全面提升，有力推動了零部件企業從批量化大規模生產方式向多品種小批量個性化定制模式的無縫轉換。

（3）端到端集成。零部件的生產過程可能包括產品需求確定、產品設計、產品規劃、產品工程、生產和銷售服務等多個價值鏈環節。這種在一個零部件企業內部或者多個企業之間的產品，將從需求分析到銷售服務全價值鏈集成起來，能確保定制化的零部件實現。端到端的價值鏈集成一般通過PLM、MES 和ERP 等系統的數據接口來實現。

價值鏈集成把橫向集成和縱向集成連接在一起，實現端到端的價值最大化，從而最大化地滿足了客戶的需求，是客戶價值的實現途徑[3]。

（4）集成方式。①管理系統接口。提供一個獨立于硬件接口之上的應用軟件開發平臺與完善的開發接口，實現各信息管理系統全方位無縫連接，數據可以自由雙向流動，使整個生產組織與管理可視化、透明化。可支持的數據交換方法包括ODBC、ADO、RDO、OLEDB、OPC 和文件等。②控制系統接口。系統需要與下列系統進行接口，通過與生產線PLC 系統連接，獲取關重要數據，提供防錯功能；通過與平臺、機運鏈等生產線的啟停信號，從而準確計算設備的運行效率，計算出生產節拍及階梯式的配料需求，幫助企業精確管理生產過程。設備集成與監控系統接口。設備集成與監控系統將通過工業以太網OPC Server（信息系統軟件）與不同的工廠現場設備進行通信。③集成方式。通過國際標準OPC UA 進行生產線的實時數據、車間物聯網的實時數據的集成。通過企業服務總線（ESB）實現業務數據的集成，各異構系統需要將各自的集成接口和數據格式封裝成ESB 規定的標準集成接口和數據格式后接入ESB 總線，通過ESB 實現數據的交互。ESB總線應能夠兼容主流軟件開發環境。通過ESB 交互的消息格式應兼容ISA95 標準規定的消息交換格式。

3.2.7 信息安全體系[4]

根據國家規范，建立信息系統安全管理的相應原則。其中網絡環境中的信息安全系統是確保信息安全的關鍵，主要包括計算機安全操作系統，各種安全協議、安全機制（數字簽名、消息認證和數據加密等）和安全審計等。

信息安全意味著信息系統（包括硬件、軟件、數據、人員、物理環境及其基礎設施）受到保護，不會由于意外或惡意原因，被破壞、更改和泄露，并且系統可以連續可靠地運行。信息服務不會中斷，最終實現業務連續性。

3.2.8 指揮中心[5]

生產調度中心實際上是將生產實時信息系統、決策分析系統等重要內容展示在大屏上。其是覆蓋多級責任主體的生產在線監控系統，是對全廠協同生產、管理指標和數據分析等信息的集中展示，豐富了數字化應用，實現生產運營的全過程透明化管理。

采用消息服務接口、數據服務接口及應用服務接口的方式對企業管理系統、視頻圖像系統、GPS 定位系統、移動圖傳系統和短信平臺等手段進行聯網集成，形成互聯互通。以車間生產經營、過程管理中所產生的實時數據為基礎，實時集中指揮與優化調度，實現數據全域共享與經驗反饋，進而提高零部件企業生產系統的精細化管理能力。基于數據，實現監測—預警—決策—行動閉環。

從業務、平臺、數據資源及云基礎設施的端到端，實現工廠運行狀態感知、工廠資源統一調度及突發事件的全景式指揮，形成全面的資源整合和應用。

管理駕駛艙：通過管理駕駛艙，使決策者可以從全局角度及時了解生產情況。

制造分析：可針對生產績效、質量管理、設備績效、能耗統計、性能分析、對標管理、異常預警、資產查詢和統計報表等提供業務分析報告。

信息挖掘：通過先進的大數據技術，輕松創建特定的數據看板、圖形顯示和報表，可快速鉆取所需要的信息。

實時制造信息展示：數據可視化監控大屏幕，可以打破數據隔離，通過數據采集、清洗、分析，以及直觀實時的數據可視化，即時呈現隱藏在瞬息萬變且龐雜數據背后的業務洞察。通過對資產分布、資產結構、資產信息、企業信息、歷年發展及資產結構變化趨勢和對主要生產指標及告警的實時監視，實現公司資產運行情況的總體監視。通過交互式實時數據可視化大屏來實時監測企業數據，洞悉運營增長，助力智能高效決策。

3.3 數字化人才培養及用戶服務能力建設[6]

在數字化轉型過程中，不能忽略對人員的培養和對用戶服務能力的分析。

3.3.1 數字化人才

在數字化轉型過程中，創新型人才的培養已經成為不可忽略的重要因素之一。零部件企業因其特殊原因，往往留不住數字化人才。因此更應該充分認識到現在的員工正在從“經濟人”“社會人”向“知識人”“合伙人”轉變，不斷加強知識驅動和價值導向的人才培養與開發，賦予員工創造價值的潛能和技術，最大程度激發員工創造價值的能動性和有效性。員工賦能可分為如下幾方面。

（1）人才開發能力，即以價值創造結果為導向開展人才挖掘、精準培養和使用考核，提升人才績效全面可量化、可測評和可優化的能力。

（2）知識賦能能力：即為員工提供技能共享、個性化及平臺化知識、技能服務的知識平臺，幫助員工發掘自我素質提升的內驅力，快速提升勝任力和高效執行能力，培養員工差異化技能，提升員工競爭和創新等能力；

3.3.2 用戶服務

新的場景下，如何提高主機廠的滿意度和忠誠度，如何實現售前需求定義、售中快速響應和售后延伸服務等全鏈條用戶服務，最大化為主機廠創造價值，值得零部件企業深思。

（1）需求定義能力：動態分析主機廠屬性、特征和標簽，基于用戶畫像準確識別目標，開展個性化、場景化需求分析、優化與定位等服務。

（2）快速響應能力：構建以用戶為中心的端到端響應網路，挖掘并預測用戶需求，指導產品設計和完善，提升快速、動態和精準響應用戶需求的能力。

（3）創新服務能力：基于售前、售中和售后等的數據共享和業務集成，實現動態且個性化推薦服務，提升精準營銷、跨界服務和超預期增值服務等能力。

4 數字化轉型成功關鍵因素[7]

戰略性數字化轉型工作正在超越信息化范疇，影響到整個企業乃至生態圈，使企業在數字經濟中的工作方式、競爭方式和發展方式現代化。

4.1 研究數字化客戶，圍繞洞察力和機遇來決策支持

平臺通過大數據挖掘、機器學習等手段獲取用戶信息、建立細分用戶群和豐富用戶畫像，決策者可據此來制定出客戶體驗數字戰略。

4.2 研究員工畫像以改善員工體驗

建立企業人才大腦和畫像庫，讓企業人才資產可視化，并圍繞數字化轉型愿景對其進行選拔、培訓，使其能夠成為轉型工作的合作伙伴。

4.3 數據和分析成為決策的中心

構建集中式的數據基礎架構，圍繞數據支持工作的數字化轉型為目標，更好地為跨部門、跨企業和跨地域等工作提供信息和支持，從而促進協作和整合。通過數據科學、人工智能（AI）和機器學習等手段，來支持實時和預測分析，從而創造競爭優勢。

4.4 數字化轉型投資與業務目標保持一致

決策團隊對數字化轉型工作的理念應從成本中心轉變為投資戰略和利潤中心，將投資回報率（ROI）指標和創新項目與業務成果聯系起來。

4.5 新型技術趨勢如何影響數字化轉型路線圖

相關部門需不斷跟隨新型技術發展趨勢，評估這些技術在哪些方面可以帶來最大效益和投資回報率，并分享給決策團隊；決策者可根據新興技術趨勢，與整個企業和企業創新目標聯系起來作出最終決策。

5 結束語

數字化轉型是一個長期的過程，需要企業不斷審視和反思數字化技術的價值所在。數字化轉型可以幫助企業捕獲新的市場機會，實現可衡量的業務目標，包括智能運營成本降低，獲得創建機會以支持新收入增長和提高資產效率等，從而創新商業模式，在市場競爭中處于不敗之地。