数字化转型道阻且长？这50家灯塔工厂拨开中国智能制造“迷雾”

　　党的二十大报告对推动制造业高端化、智能化、绿色化发展作出重大战略部署。近日召开的2022世界智能制造大会提出要将智能制造作为制造业转型升级的主攻方向。接下来，中国制造企业要立足实际情况，加快数字化转型助推工厂、价值链和商业模式变革，助力打造智能制造“升级版”。

　　前不久，世界经济论坛（WEF）公布最新一期“灯塔工厂”名单，在新入选的18家“灯塔工厂”中，有8家来自中国。至此，中国共有50家入选“灯塔工厂”，是世界上拥有“灯塔工厂”最多的国家。这些灯塔工厂，被誉为“世界上最先进的工厂”，具有榜样意义的“数字化制造”和“全球化4.0”示范者，代表当今全球制造业领域智能制造和数字化最高水平。“灯塔工厂”在成功转型并实现规模化效益的过程中，为广大制造企业提供了最佳实践示范。

　　01转型“迷雾”：智能制造面临多重困境

　　转型升级是目前中国传统制造业面临的共同困境，前进一步是迷雾重重，未来不确定的“智能制造”。后退一步是风光不再的“传统制造”。选择保守的观望，还是选择迎头赶上，这是摆在所有制造企业面前的“必答题”。

　　尤其是这三年来，疫情放大了制造企业在自动化、信息化方面的短板。应对市场变化，制造企业数字化转型、智能化升级迫在眉睫。然而在转型过程中，不少企业还处在不会转、不能转、不敢转的困境之中。目前我国制造企业推进智能制造仍面临着诸多不确定性问题。

　　一是概念、技术满天飞，企业一头雾水。近几年来，从工业4.0的热潮开始，智能制造、工业互联网、企业上云、工业APP、人工智能、工业大数据、数字工厂、数字化转型、C2B(C2M)等概念接踵而至，对于大多数制造企业而言，可以说是眼花缭乱、无所适从。还有，智能制造涉及的技术多如牛毛，比如云计算、边缘计算、工业机器人、机器视觉、立体仓库、虚拟现实/增强现实、TSN（时间敏感网络）、深度学习、数字孪生......让人目不暇接。这些技术看起来都很”诱人“，但如何应用，如何取得实效？往往不得而知。很多企业在概念满天飞的环境下迷失了方向，不知该如何下手。

　　二是转型路径不清晰，尚在摸着石头过河。目前我国很多制造企业数字转型的意愿强烈，但普遍缺乏清晰的数字战略与转型路线图，不清楚该从哪里入手、最终愿景是什么。还有制造企业普遍存在信息孤岛、自动化孤岛，以及信息系统与自动化系统之间的孤岛。大多数企业也缺乏统一的部门来系统规划和推进智能制造。在实际推进智能制造的过程中，企业也仍然是头痛医头，缺乏章法。

　　三是企业各环节不均衡，收益存在不确定性。有统计数据显示，数字化转型对于我国制造业企业在产品研发、制造环节的应用，明显低于办公自动化和客户服务等环节。数字化转型在企业内部管理、客户服务、营销销售环节的收益是立竿见影的，而在产品研发、生产制造环节往往需要长期投入，且收益存在不确定性，这让很多中小企业犹豫不决。

　　四是小微制造企业受限于资金人才等困境。由于自有资金不足、信息化基础薄弱、缺乏相关人才等多方面因素的影响，大部分中国制造业中小企业只能羡慕大企业申请智能制造试点示范项目、围观大企业开展轰轰烈烈的智能化改造，自己却难以融入智能制造的发展浪潮。相比于大中型企业，小微企业的智能化之路面临更大的试错成本和不可控风险，稍有不慎就会危及生存。此外，中国制造业小微企业工业软件普及率较低，并且紧缺既懂管理、又懂智能制造的复合型人才，从外部招聘不易，内部培养又需要大量时间和资金成本。

　　穿越智能制造“迷雾”，需要先来搞清楚智能制造是什么。根据工业和信息化部对智能制造的定义：“智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。”该定义代表了中国政府对智能制造的权威认知。一般来说，智能制造的核心分为两部分，第一部分为智能系统，就是ERP、MES这类软件和控制系统，包括智能生成采购需求、智能生成生产计划、控制整个生产环节等。第二部分为智能装备，包含智造、智测、智控、智联四大方面。比如工业机器人、3D打印、芯片光刻机、高精度的测量测试设备等。

　　要知道，智能制造是在数字化的基础上实现的。制造企业推进数字化转型是实现智能制造的基础和必要条件。数字化和自动化是企业实现智能制造的两大支柱，自动化系统要实现柔性，必须依赖数字化系统的支撑。各种数字化系统和工业软件就是支撑智能制造最重要的使能技术之一，可以说没有数字化支撑，“智”造可能寸步难行。

　　02数字化转型是中国制造“必修课”

　　当前，我国制造业数字化转型仍存在着渗透率低、企业各环节数字化转型不均衡的问题。有统计数据显示，目前我国制造业数字化的渗透率仅为19.5%，智能制造领域的数字化水平还远远不够。

　　转型升级对于制造企业来说已不是一个选择题，而是一门必修课。这点已是共识，无需赘言。可对于企业决策者而言，“转什么，怎么转，从何处转”，成为长久盘桓在他们心头的“问号三连”。据有关调研显示，90%的受访高管认同数字化转型要找准切入点，但由于场景众多且经验匮乏，企业难以精准聚焦场景。

　　实际上，有大量制造企业在数字化转型的路上进行着探索，不过由于企业的各自差异，造成数字化转型的路径千差万别，但也并非全无规律可言。近日在霍尼韦尔精益数字化研究院发布的白皮书《智能制造白皮书：卓越运营赋能制造企业数字化转型》中提出制造业数字化转型有6种典型的切入模式，分别为：商业模式转型、服务模式转型、研发模式转型、运营模式转型、制造模式转型和决策模式转型。可以看出制造业企业优先选择制造模式转型和运营模式转型，分别占56%和47.3%。从发展路径来看，制造业数字化转型可以分为4个阶段，分别是：精益化、自动化、互联及智能。如下图所示：

　　制造业数字化转型4个阶段

　　具体来说，精益化是企业走向智能的重要基础。企业首先需要引入5S现场管理法/精益物流、流程设计、制造质量、六西格玛等精益管理方法和工具，指导企业改善管理状态，打好数字管理的基础。自动化是在精益化的基础上，从IT与OT两方面开始部署，一方面升级自动化设备，实现面向库存和面向订单的大规模标准化生产；另一方面开始部署工业软件，如 MES、PLM、ERP等，实现业务信息的数字化管理。互联是在精益化和自动化的基础上，强调互联互通，通过IT与OT融合，实现信息流、物流和生产设备的互联互通，如实现MES与WMS之间的集成，实现PLM与ERP之间的集成等，逐步从大规模生产演变为大规模定制。智能则是在精益化、自动化、互联的基础上，通过工业互联网、云计算等技术，实现业务的智能化升级。制造模式也从大规模定制，演变为柔性协同制造，利用机器对话机器(M2M)，实现生产的自组织。

　　还有，麦肯锡在总结了不同领域的中国42家灯塔工厂的成功经验后，得出制造企业转型升级的四大路径——扎根制造、最佳产品、快速交付和大规模定制。因行业类型而异：（1）对于面向企业且客制化程度高的电气装备、工业装备等行业，通过建立以产品为中心的卓越产品生命周期打造最佳产品，侧重于产品的设计研发、产品质量、及交付后的客户服务。（2）对于面向消费者但客制化程度较低的日用品、食品饮料等行业，通过构建以订单为中心的一体化供应链实现快速交付，侧重于销售、采购、供应链、物流数字化。（3）对于面向消费者且客制化程度高的家用电器、汽车、服装等行业，通过大规模定制提供客户为中心的客制化体验，侧重于采购、研发、供应链、物流、销售各价值链上环节的数字化转型。

　　总而言之，不管是霍尼韦尔提出的制造业数字化转型六种切入模式，还是麦肯锡总结的转型升级四大路径，中国制造企业还是要依据自身情况，选择合适的切入点，在实践中不断探索，并学习借鉴成功案例经验，才能找到适合自身企业的数字化转型路径最佳答案。

　　03“灯塔工厂”引领中国制造转型升级

　　在以智能制造为代表的新一轮产业变革中，制造业的数字化转型已经上升成为国家战略的重点。特别是“十四五”以来，中国加快培育数字产业新业态新模式，积极推动“智改数转”，入选的42家“灯塔工厂”就是典型代表。自2018年“灯塔工厂”项目启动，第一批9家入选的灯塔工厂中，中国就占了3家。在随后几年的“灯塔工厂”评选中，电子产品、汽车、工业自动化等领域均有中国工厂的身影。

　　“灯塔工厂”数量迅速增长的背后，是中国制造业正在经历一场“数字蝶变”。如今，代表全球制造行业数字化转型和智能工厂建设标杆的“灯塔工厂”不断涌现，引领着制造企业的数字化转型方向。“灯塔工厂”的模式主要有三个方向:

　　第一是单个工厂的数字化转型。主要关注工厂中的数字化装配、加工、维护、绩效管理、质量管理和可持续发展。通过5G、AI、大数据等数字技术与制造技术的融合与深化应用，实现数字化、智能化转型。第二是端到端价值链创新，主要关注供应网络、产品开发、计划、交付和客户连接。大多数通过部署可扩展的数字化平台，实现企业与用户资源、供应商资源的端到端连接。三是可持续发展模式，重点是绿色和“双碳”，通过数字化转型，减少资源消耗、废物和碳排放，践行可持续发展承诺，提高运营竞争力。

　　从“灯塔工厂”的实践可以看出，与其他国家相比，中国的企业更专注于拥抱价值链端到端的数字化转型。中国这42家“灯塔工厂”的最大特点是智能化、数字化、自动化等技术的集成与综合运用新技术实现商业模式、产品研发模式、生产模式、质量管理模式和消费者服务模式等全方位变革，促进效率提升、节能减排和经营优化。

　　由此看出，数字化、智能化手段为制造业升级转型提供了更多可能，“灯塔工厂”通过变革制造业价值链的各个环节，持续推进精益改善，在设备数据采集和车间联网基础上，实现工厂运行的透明化，并通过数据洞察驱动企业的业务运营与决策，开发智能互联的创新产品，推进预测性维护服务，探索新的商业模式。

　　当前，制造业生产模式和企业形态正在加速变革，传统产能与数字技术的结合，培育出大规模个性化定制、网络协同制造等一批新业态新模式，以及智能在线检测、人机协同作业等一批典型场景。“灯塔工厂”的故事证明：新一代信息技术驱动制造业的研发体系、生产范式、商业模式、价值分配等正在发生深层次变革。在这一过程中，势必对制造业价值链各个环节形成冲击和再造，进而引起价值链的重构。

　　毫无疑问，中国的制造业前景正在被数字化照亮。生产可视化、管理精益化、业务集成化、决策智能化……都将是制造企业们努力的方向。