新時期制造業數字化轉型升級研究

陳建新

[提要] 現階段，隨著互聯網、大數據、云計算和人工智能技術的發展與應用，制造業數字化得到快速發展。本文基于對新時期制造業數字化轉型升級趨勢分析，從制造業數字化轉型陷阱突破、數字化生態、數字化轉型能力、虛擬數字世界無縫銜接、數字生態系統安全性與競爭性等角度，提出制造業數字化實踐路徑。

關鍵詞：制造業;數字化;轉型升級趨勢與路徑

基金項目：2019年度江蘇省社科應用研究精品工程課題：“數字經濟背景下常州制造業數字化轉型升級模式與路徑研究”（編號：19SYC-108）階段性研究成果

中圖分類號：F4 文獻標識碼：A

收錄日期：2020年4月13日

引言

全球經濟的數字化發展是科技進步和產業轉型發展的必然趨勢，新的工業革命正在逐漸改變著產業的設計、生產、服務和技術創新模式。如今，在傳統行業當中，數字化應用趨勢愈加明朗，特別是在制造業當中，數字化技術為其帶來全新發展契機，使其數字化發展與創新建設得到大幅度加快，并努力啟動制造業產業技術變革和產業轉型升級，從而有效提升制造業數字化創新與發展能力。

一、制造業數字化轉型升級趨勢解析

基于數字化生產方法，全新計算機網絡技術在全球的滲透，引發傳統制造業朝著數字化、智能化、共享化、綠色化方向發展。伴隨制造業越來越多地應用現代信息技術，例如傳感器、人工智能和工業云等全新技術，制造業自身生產更加具備個性化與現代化，從而更好使客戶所需得到滿足。

基于數字化生產組織方法，制造業在數字化轉型這一大背景下，傳統制造業公司組織方法逐漸呈現出平臺化、扁平化、智能化全新發展趨勢。尤其是在大型制造公司，傳統金字塔模型組織結構逐漸趨于扁平化，其組織方法愈加靈活。而在這一過程當中，CIO與CDO在其中作用逐漸顯著，而這在CTO實施經營決定策略過程當中有著不可或缺的作用。

在基于數字化商業模式當中，大量新型技術、產品、產業狀態等在新時期逐漸產生，將企業作為核心的傳統商業模式逐漸轉向為以消費者作為核心，制造業若想切實實現自身轉型升級，便需對客戶需求更加高效的滿足，從而使制造企業自身市場競爭力能夠有所提升。

二、國內制造業數字化轉型主要實踐

伴隨制造行業逐漸融合信息通訊技術與互聯網在工業產業當中的飛速發展，中國制造企業已主動加快數字化轉型的進程?，F階段，大部分生產服務行業通過采用各種積極措施，為制造企業在轉型成為數字化產業提供了綜合且全范圍的服務作為支撐，在制造產業進行數字化轉型過程當中，數字化主體分工能夠為其提供行之有效的協調作用以及促進作用。制造行業公司正在順應數字化轉型的趨勢，并積極使用新一代的信息和通信技術，例如Internet、大數據技術、人工智能技術等方面，通過對實際業務問題加以解決作為出發點，逐步轉換成為由內部合作至外部協作的轉換，并由程序單點應用轉向為程序全局優化，其能夠使制造行業持續不斷進行優化與升級。而制造行業若能夠對行業動態充分掌握，便能夠對大部分在實際當中所存有問題的理解與行業知識產生更深層次了解，而其也是制造產業在經歷數字化轉型過程當中的發起者和領導者。

（一）離散型制造企業數字化轉型。在非常復雜且不引人注目的行業中，例如汽車、航空航天、電子產品和其他產品的設計和生產，大型公司會同時考慮內部和外部，為全球數字化轉型進程起到促進作用。而在外部，可通過運用互聯網平臺，對全球各地設計、制造、服務和知識資源進行行之有效的整合，并大大縮短了產品開發周期;在內部，由于創建了數字車間、智能工廠以實現生產設備、生產管理和業務決策系統的垂直集成，從而提高了靈活性和生產效率。例如，由我國商飛所建設而成的全球網絡化協作研發平臺，便將C919型號飛機開發周期大幅度縮短至20%。而濰柴 動力則通過創建用于研發、供應、生產、銷售和服務的高度協作智能生產系統，使產品在線時間從24小時減少到14小時，并且總體運營成本減少了約20%。在個性化電器、服裝、家具和其他需求的離散行業中，大型公司在探索過程當中使用互聯網平臺，對生產站點與客戶加以開發，并獲取到大量客戶數據，從而使獨立設計與自動生產計劃得以切實實現，同時將設計成本和庫存大幅度降低，并通過匹配供需來提高效率和利潤率。如，維尚通過創建交互式開放式設計平臺“ Xinju.com”并實施“大眾定制家具設計和生產系統”，實現生產為重點消費者，業務也得以迅速發展。

（二）流程型制造企業數字化轉型。在嚴格控制生產過程的加工業中，例如制藥和化妝品行業，大型公司已經通過對整個過程實施視覺監控，形成了一個智能的生產、運營、維護集成系統。通過這一系統對整個流程精確集中控制，使產品質量與生產效率得到大幅度提升。例如，制藥行業康恩貝建立了一個數字管理控制系統，涵蓋了整個供應、儲存、生產、質量檢查、銷售等過程。確保在整個藥品生產過程中，實施行之有效的自動監控，從而使生產過程得以改善，優質藥品成品率大幅度提升，同時提高藥品的安全性、有效性、穩定性。重工業流程（如聚變和石化產品）中的領先公司需要對能源高度控制，基于此，其建立了用于預測能源生產和消耗的完整模型，并通過建立完善的系統來優化生產能力。其中，能源監控涵蓋能源供應、生產、轉移、傳輸、消耗等全過程，從而實現能源生產和消費的綜合優化與協調，提高能源生產效率。

三、制造業數字化轉型實施路徑選擇

（一）突破制造業數字化轉型陷阱。制造業公司不僅應積極參與數字化轉型，還應在轉型過程中保持冷靜思考，以免陷入轉型陷阱當中。首先，制造公司應避免落入技術陷阱。伴隨數字化轉型不斷深入，大部分制造行業公司開始趨之若鶩，其主要涉及到傳感器技術、大數據云技術、人工智能等幾方面當中。然而，根據可靠實際數據表明，企業僅僅只是對數字化技術引入到自身當中并不能夠使自身成功轉型，由于數字化轉型屬于一種帶有系統化性質的工程，大部分制造業工作無法輕易駕馭。而在另一個角度上來看，這一技術主要在某些特殊行業當中才能充分發揮自身功能。同時，數字化轉型通常具備極為嚴密厚實的工業壁壘，若想切實實現商業整合則需將諸多跨行業與領域的知識摻雜其中，并且大部分企業在實施數字化轉型過程當中，往往會對工業自身屬性有所忽略，導致數字化轉型的集成與應用不斷增加難度。針對這一情況，只有通過與相關工作人員相聯系，確認生產設備以及制造地點，同時在實際所需引導之下才能使相關業務活動得到更為有效的支持，故而，數字化轉型在制造企業發展過程當中至關重要。其次，是集成陷阱的突破，制造行業企業自身在進行數字化轉型過程當中，并不能夠一蹴而就，其需要一個積累的過程，并通過不同階段才能夠徹底完成轉型，而數字集成技術的合理應用正是其在這過程當中的關鍵所在。然而，在實際當中，大部分制造業公司很難擺脫集成陷阱，使企業無法在數字化轉型這一過程當中前進，而站在客觀角度上來講，無法同步的技術標準與相關協議成為了系統集成的制約所在，且大部分公司因自身不具備較強基礎，整合這兩個行業的基礎工作仍需承擔大量債務。同時，數字系統和設備所使用標準大不相同，導致設備與系統之間數據通信出現障礙，最終出現了許多數據孤島，使垂直分割這一現象頻繁發生，從而對企業實施集成應用程序造成極大影響。而站在主觀這一角度上來講，公司的信息服務和銷售部門很難整合。中國制造業公司的計算機化部門和特定生產部門之間彼此獨立，并且不了解各自領域基本知識，因此建立內部知識、技術、數據服務共享系統和機制具備一定難度。因此，企業在建立通用平臺時必須獲得有利支持。

（二）構造制造業數字化轉型生態系統。站在全球數字化轉型框架角度來看，制造企業若想切實實現自身數字化轉型，便需將三個主要整合放置于首要位置：一是內部整合的實現，內部整合泛指將企業自身技術、管理、生產三個方面的整合工作，通過對企業當中所有資源進行優化，將其配置與企業生產過程中影響效率與各類不確定因素當中。二是實現產業鏈的整合。有必要實現研發、設計、生產、銷售、運營、維護等方面的完全集成，并消除長期存在的例如時滯等固有錯誤與傳統產業鏈各個環節之間所存有單向性和不對稱性等缺陷，從而幫助產業激發制造價值的生命力。三是實現產業生態一體化。在深化數據元素潛力基礎上，構建完整過程數據鏈與完善的產業鏈存活周期，從而使各個產業鏈之間協調整合加以實現，同時對產業鏈生態加以充分激發，進一步使制造行業換發創新活力。因此，對于制造資源，制造行業企業須加以積極引導，并進一步對資源管理與收集共享實施快速研發、設計、制造，并創建一個涵蓋整個生命周期和整個產業鏈的新造生態系統，從而促進制造業數字化轉型的深入。

（三）提升制造業產業數字化轉型能力。作為媒介，數字能力現階段在制造企業數字化專項過程當中，需改善其自身傳統方式，使自身順利過渡到新型的開放式授權方式當中，同時提升自身智能化決策能力、數據驅動能力、用戶參與等方面。第一，將企業自身導向這一能力作為首要出發點，提升其對數字化轉型的認識，鞏固數字化轉型的基礎和條件，制定數字化轉型戰略，培養和推廣新模式以及新格式，例如智能生產、網絡協作、個性化服務，并加快生產方法、組織形式、業務范式的創新，實現轉換功能多層推廣。第二，建設數字化人才的能力。長期以來，中國制造公司一直對培訓專業人才有所忽略，這導致了整合到數字化轉型中的人才短缺。在這一點上，制造業公司需要集中精力培訓那些了解制造技術、業務、流程以及能夠掌握和應用數字技術的人員，以增強人力資本數字化轉型支持。第三，提高外部支持能力。在這一過程當中，卻出現了一系列新的數字化轉型功能，例如產業整合、組織平臺、標準化。因此，需要為解決方案提供有力支持、平臺組織、標準協議建立能力，而在這其中，尤為重要的是需要促進工業企業之間互連協議、接口和標準的形成，以改善制造企業中多個級別的工業場所互連性和互操作性，并為其打下堅實基礎，以提高轉型整合能力。

（四）推動制造業物理世界與虛擬數字世界無縫銜接。在工業2.0與3.0時代，整個工業系統處于一種分散、獨立狀態。盡管自動化設備已開始進入工業生產，但設備與設備之間、設備與操作員之間、車間與車間之間、制造商與供應商之間、一線工人與研發人員之間、企業與用戶之間、企業與企業之間、生產與營銷部門之間、管理與決策之間、企業與監管機構之間尚存有相當程度的數字障礙與信息不對稱，以及影響生產、運營效率及決策效率的因素。隨著現代數字網絡技術的全面滲透，特別是通過工業互聯網、傳感器、CPU芯片、數字平臺、MES制造執行系統、M2M設備、云設備和M2C平臺、數據傳輸、云服務等數字技術將以往分布、封閉、獨立的自動化CNC設備相連接，形成一個完美連接的網絡物理系統，最大限度地利用現有過程設備的潛力，避免設備或操作人員等原因導致的效率低下，從而顯著提高工廠的生產效率。最后，數字網絡流程應擴展到內部系統設計、研發、驗證、測試、供應支持、生產設置、物流供應、營銷管理、售后服務、品牌運作、金融服務等諸多方面當中，并及時拓展外部業務。在經濟與社會環境當中，諸如能源系統、物流系統、環境系統、城市信息系統以及其他軟件和硬件環境中，應通過完整的流程與數字化生產要素二者之間的結合，促進其形成相互作用，實現相互依存和動態平衡的廣闊生態系統。

（五）保障數字生態系統安全性與競爭性。無論是公共數據庫方面還是公共云服務方面，都無法回避安全和競爭這一主題。首先，國家必須保證公共數據庫系統和公共云系統的安全。目的是按照國際標準化組織的規范執行加密處理和防火墻保護，以防止黑客惡意破壞、修改和披露完整性，從而為數據的真實性和完整性提供有力保障。其次，制造業企業需要保護公共數據庫和公共云服務的公共屬性，并防止公共數據成為少數公司尋求私利和壟斷市場的工具。因此，提供公共數據庫服務和公共云服務的機構必須充分披露信息并接受社會監督。最后，對于由少數公司運營并從私有云轉變為面向行業的數據庫，操作系統和云服務平臺的公司，政府需要制定相應的監管措施來拉動利用形勢并適應形勢。工業化和規?；淖饔眠€必須最大限度地保護中小企業和用戶的合法權益，并防止數據壟斷和云服務市場壟斷。

四、結語

綜合上文所述，在工業化的中后期，中國掀起了一波數字化浪潮。在相當長的一段時間內，未來工業化將與數字化相融合，促進制造業和制造業企業發展。同時，還應響應數字化轉型的新需求，探索數字化轉型的新路徑，為數字化轉型創造新的能力，并踏上制造業數字化轉型的新征程，這將為制造商打開新的更廣闊的發展空間，使制造業能夠在數字經濟時代游刃有余，進一步將其自身功能充分發揮。

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