烟机设备制造企业数字化转型策略研究

2020-01-19刘屹任超

中国设备工程 2020年5期

刘屹，任超

（金航数码科技有限责任公司，北京 100028）

随着我国经济增速放缓，传统制造业粗放的发展方式已无法适应新时代经济可持续发展的要求，制造业转型逐步成为国家和社会高度关注的热点问题。企业需要以更加灵活的柔性制造模式，更快更精准地满足个性化的市场需求。国内制造业市场长期面临着低价竞争、产品同质化严重的问题，迫切需要开发新产品，进行价值链延伸。此外，中国制造业在全球价值链中处于低端位置，整体优势集中于机加和装配环节，并依赖于较低的人力成本和丰富的自然资源，面临着大而不强的局面。因此，增加产品附加值，从价值链低端逐步向高端寻求突破，是制造业面临的必然选择。从宏观背景角度，随着新一代信息技术和先进制造业技术的深度融合，柔性制造和智能制造日益成为全球制造业的发展方向，国内制造业需要抓住有利条件，抢占新一轮产业竞争的制高点。制造业之间的竞争逐步演变为全流程、全生命周期、全价值链的资源优化配置效率的竞争，而企业进行数字化转型的核心目标就是实现资源配置效率提升。

知名研究机构IDC 的报告指出，2018 年，中国1000 强企业中，将有50%会把数字化转型作为面向未来的关键战略。作为传统的烟机设备制造企业受到行业外部冲击较小，但近年来受到烟草行业宏观环境的影响，卷烟厂技术改造项目逐年减少，烟机设备制造业企业面临需求下滑、竞争加剧、费用上升等诸多困难，很多企业开始思考如何在困境中突出重围。烟草生产企业在烟机设备智能化、生产过程智能化方面展开大量探索，因此，烟机设备制造企业将面临数字化能力提升的迫切要求，加之烟机设备制造企业大多内部同样存在着数字化、网络化、智能化的需求，进行企业数字化转型是对内培育自身能力、对外寻求市场的必由之路。

1 烟机设备制造企业数字化转型路径分析

1.1 烟机设备制造企业现状

整体来看，烟机设备制造业已经具备了一定的智能制造应用基础，比如，生产过程自动化程度高，具备一定的管理信息化基础。而烟机设备制造企业进行数字化转型不仅要提升企业内部信息化水平，还应紧密结合烟草行业的现状和需求进行能力提升，探索通过数字化实现企业服务化转型。其本质是企业通过提供附加于产品之上的服务、专业技术知识和建立完备的服务体系，以实现新的竞争优势。烟草行业的特殊性决定了烟机设备制造业进行服务化转型和数字化转型中面临更多挑战：

首先，烟草行业具有高度的流程性和工艺复杂的特征。生产过程持续时间长，需要精准控制和高效协同，对数据的准确性和实时性要求极高，生产流程中任何一个节点出现质量问题或者工艺波动，都会影响其他环节，从而造成系统性的生产问题。

其次，烟机设备运维复杂且成本高。烟草行业的烘丝设备采购成本大约几百万到上千万，并且不同设备具有较高的专业性，严重依赖设备管理人员的技术水平，这也导致了大多烟厂将设备全生命周期的维护委托给烟机制造企业，因此，烟机设备制造企业的运维服务模式对于降低成本、提升服务质量，甚至延伸企业价值链至关重要。

最后，难以实现知识沉淀与共享。虽然烟机设备大多具备实时生产过程感知能力，但是，缺乏对数据资产的积累和知识的总结沉淀。设备之间缺乏互联互通能力，生产过程数据难以被高效利用，导致设备之间难以高效协同工作。

1.2 数字化转型趋势分析

大数据、人工智能等信息技术的发展正在深刻影响制造业的产业形态和商业模式。烟机设备制造企业传统的机械制造与电气自动化能力已能够与德国HAUNI 等公司相抗衡，而随着数字化转型浪潮席卷烟草行业，烟草生产企业自身数字化转型的步伐正在加速，对烟机设备制造企业的需求不仅仅局限于烟机设备，还希望其能够综合运用大数据和物联网等技术协助烟厂打造智能化设备，提升精益管理能力，但大多烟机设备制造企业并不具备与客户数字化转型项匹配的数字化能力。因此，烟机设备制造企业应聚焦主业，以烟机设备为核心依托，对内应提升产品研发与创新能力，对外提升市场需求，实时响应能力和设备全生命周期服务能力，即通过培育自身研发、运营和管理能力，由烟机设备制造型企业向烟机设备服务型企业转变。

（1）提升产品研发与创新能力。产品研发与创新能力处于工业产品价值链的上游，影响着烟机设备全生命周期各个阶段，是烟机设备制造企业的核心能力体现。通过设计、工艺、生产环节的数据链路打通，实现研发需求的透明化、研发流程的显性化和研发管理的闭环管理，进而实现更高效的研发创新能力。

（2）提升全生命周期服务能力。烟机设备制造企业数字化转型的关键路径和核心目的是实现制造业服务化，通过服务化转型探索企业新的盈利思路，由过去单纯依靠产品的生产制造获取利润转变为“产品+服务”的形式获取利润。这就需要烟机设备制造企业提升从研发设计到设备运维的设备全生命周期服务能力，通过提升设备预测性维护能力提升服务水平。

（3）提升构建智能制造产业生态能力。美国智能制造领导联盟指出，智能制造发展的一个重要目标就是在商务系统、制造工厂和供应商之间实现企业生态联盟的集成。这种集成大多以集成化软件产品为核心，跨界合作为发展模式，通过搭建基于设备的智能数据采集系统、智能分析软件、集成化的工业IOT 平台，构建产业生态。这也是烟机设备制造企业未来的发展方向和重要能力。

1.3 数字化转型路径分析

烟机设备制造企业数字化转型趋势为企业指明了方向，而具体实现路径应结合自身优势。烟机设备制造企业应以智能产品、智能生产、智能服务为企业数字化转型重点方向，以烟机设备全生命周期为主线，可尝试通过构建一个战略、一个平台、一组产品、一个系统和一套标准，即企业数字化转型战略、智能设备管理云平台、智能单机产品、烟厂智能生产运行CPS 系统、烟机设备智能化系列标准，着重培育自主烟机产品核心技术和生产运营能力、基于模型的产品全生命周期服务保障能力、烟草行业数字化工厂规划和建设能力，以烟机厂数字化转型支撑烟厂数字转型，构建开放、共享、协同的数字化产业生态。

（1）数字化转型战略。烟机设备制造企业数字化转型主要分为五个方面，一是领导力转型，数字化转型核心是业务转型，而业务转型需要一把手的参与和决策，由公司一把手主抓。二是运营模式转型，逐步由传统的卖设备向卖服务转变。三是工作资源转型，需要整合其他烟机厂、备件厂、工业互联网平台供应商、专业数据服务供应商等资源。四是全方位体验转型，需要提升烟厂设备使用过程中的体验，提升烟机设备全生命周期服务保障能力。五是信息与数据转型，基于设备运行数据为烟厂提供专业服务并带来直接收入。基于此，企业应完成数字化转型战略编制和发布，形成公司数字化转型战略指导文件。

（2）设备管理云平台。依托烟草业和生产经验，基于已有的信息化建设基础，整合工业技术解决方案企业和大数据专业服务提企业，建设烟机设备制造企业设备管理云平台。围绕烟机设备健康管理、设备远程运维服务、制丝线生产监控分析、工艺质量优化、烟机生产管理优化等典型应用场景，逐步实现覆盖烟机设备的设计、生产、交付、运行、运维全生命周期的协同管理，培育烟机设备制造企业设备全生命周期协同生产运营和运维服务保障能力，构建交互、网状、协同的烟机智能服务体系。

（3）智能单机产品。综合运用物联网技术、智能控制技术、三维虚拟技术、移动应用技术，实现针对烟机设备的智能化改造，使得烟机设备具备和外部系统进行信息交互的能力。从设备结构、运维标准、关键参数等不同维度构建设备结构模型，实现设备基础信息结构化管理和基于移动终端的设备主动运维；搭建基于知识的机理模型，实现烘丝机运行异常的实时预警和解决方案推送；基于实时数据采集和存储技术实现数据资产的积累，并实现对设备实时状态的远程监控和设备运行多维度数据的历史趋势分析。

（4）烟厂智能生产运行CPS 系统。基于烟机设备制造企业设备电控、集控领域的优势，结合现有的MES 产品成熟架构，打造面向集控系统和MES 系统融合的智能运行CPS 系统，实现系统直接向烟机设备下发执行指令和从烟机设备自动获取执行反馈状态。基于烟机设备制造企业的优势和现状，系统建设可分三步进行，第一步，面向烟厂需求进行CPS 软件系统的快速研发；第二步，结合烟厂生产现场特点和控制系统研发技术优势，进行CPS 软件系统和设备集控系统的融合创新应用，形成智能生产运行CPS 系统；第三步，将系统进行推广应用，并制定产品的持续迭代优化计划。

（5）设备智能化标准。烟机设备的智能化主要通过设备的自动化控制、状态信息和生产数据的采集与监控，形成高度数字化、自动化、状态可感知的智能生产设备，为企业控制系统、企业云各类管理系统以及工业云服务平台的各类应用和服务提供数据支撑。设备智能化改造规定了工业互联网底层设备进行智能化改造的基本要求，包括烘丝机、加料机等不同种类设备数据采集需求标准、设备数据采集实现规范、设备智能化的实施流程规范、设备管理云平台数据接入标准等，构建烟机设备制造企业智能烟机标准体系，提升企业在烟机设备智能化领域的影响力和话语权。

2 烟机设备制造企业数字化转型保障措施

2.1 组织保障：成立智能化核心技术支撑部门

数字化转型应上升为烟机设备制造企业发展战略，公司管理层及其直接管理团队将投入大量的时间建立实行框架，吸纳不同领域的专业技术人才组建智能化中心，并选址IT人才聚集地区建立研发团队，智能化中心将充当烟机设备制造企业数字化转型的排头兵，同时，基于数字化转型需求，不断优化企业人才结构，确保关键技术能力能够支撑烟机设备制造企业和烟厂的数字化转型。

2.2 技术保障：广泛开展技术交流与合作

充分利用在烟草行业设备制造的优势地位及能力，结合合作企业在管理创新与服务制造业领域的优势能力，共同推进智能烟机等产品的协同研发和推广，打造业务主导、架构领先、流程顺畅、数据驱动的先进运营体系，形成并逐步强化烟机设备制造企业智能烟草生产系统规划、建设和服务能力。同时，广泛开展和主流工业互联网平台供应商、大数据专业服务供应商的技术交流与合作。