新时期制造业数字化转型升级研究

陈建新

[提要] 现阶段，随着互联网、大数据、云计算和人工智能技术的发展与应用，制造业数字化得到快速发展。本文基于对新时期制造业数字化转型升级趋势分析，从制造业数字化转型陷阱突破、数字化生态、数字化转型能力、虚拟数字世界无缝衔接、数字生态系统安全性与竞争性等角度，提出制造业数字化实践路径。

关键词：制造业;数字化;转型升级趋势与路径

基金项目：2019年度江苏省社科应用研究精品工程课题：“数字经济背景下常州制造业数字化转型升级模式与路径研究”（编号：19SYC-108）阶段性研究成果

中图分类号：F4 文献标识码：A

收录日期：2020年4月13日

引言

全球经济的数字化发展是科技进步和产业转型发展的必然趋势，新的工业革命正在逐渐改变着产业的设计、生产、服务和技术创新模式。如今，在传统行业当中，数字化应用趋势愈加明朗，特别是在制造业当中，数字化技术为其带来全新发展契机，使其数字化发展与创新建设得到大幅度加快，并努力启动制造业产业技术变革和产业转型升级，从而有效提升制造业数字化创新与发展能力。

一、制造业数字化转型升级趋势解析

基于数字化生产方法，全新计算机网络技术在全球的渗透，引发传统制造业朝着数字化、智能化、共享化、绿色化方向发展。伴随制造业越来越多地应用现代信息技术，例如传感器、人工智能和工业云等全新技术，制造业自身生产更加具备个性化与现代化，从而更好使客户所需得到满足。

基于数字化生产组织方法，制造业在数字化转型这一大背景下，传统制造业公司组织方法逐渐呈现出平台化、扁平化、智能化全新发展趋势。尤其是在大型制造公司，传统金字塔模型组织结构逐渐趋于扁平化，其组织方法愈加灵活。而在这一过程当中，CIO与CDO在其中作用逐渐显著，而这在CTO实施经营决定策略过程当中有着不可或缺的作用。

在基于数字化商业模式当中，大量新型技术、产品、产业状态等在新时期逐渐产生，将企业作为核心的传统商业模式逐渐转向为以消费者作为核心，制造业若想切实实现自身转型升级，便需对客户需求更加高效的满足，从而使制造企业自身市场竞争力能够有所提升。

二、国内制造业数字化转型主要实践

伴随制造行业逐渐融合信息通讯技术与互联网在工业产业当中的飞速发展，中国制造企业已主动加快数字化转型的进程。现阶段，大部分生产服务行业通过采用各种积极措施，为制造企业在转型成为数字化产业提供了综合且全范围的服务作为支撑，在制造产业进行数字化转型过程当中，数字化主体分工能够为其提供行之有效的协调作用以及促进作用。制造行业公司正在顺应数字化转型的趋势，并积极使用新一代的信息和通信技术，例如Internet、大数据技术、人工智能技术等方面，通过对实际业务问题加以解决作为出发点，逐步转换成为由内部合作至外部协作的转换，并由程序单点应用转向为程序全局优化，其能够使制造行业持续不断进行优化与升级。而制造行业若能够对行业动态充分掌握，便能够对大部分在实际当中所存有问题的理解与行业知识产生更深层次了解，而其也是制造产业在经历数字化转型过程当中的发起者和领导者。

（一）离散型制造企业数字化转型。在非常复杂且不引人注目的行业中，例如汽车、航空航天、电子产品和其他产品的设计和生产，大型公司会同时考虑内部和外部，为全球数字化转型进程起到促进作用。而在外部，可通过运用互联网平台，对全球各地设计、制造、服务和知识资源进行行之有效的整合，并大大缩短了产品开发周期;在内部，由于创建了数字车间、智能工厂以实现生产设备、生产管理和业务决策系统的垂直集成，从而提高了灵活性和生产效率。例如，由我国商飞所建设而成的全球网络化协作研发平台，便将C919型号飞机开发周期大幅度缩短至20%。而潍柴 动力则通过创建用于研发、供应、生产、销售和服务的高度协作智能生产系统，使产品在线时间从24小时减少到14小时，并且总体运营成本减少了约20%。在个性化电器、服装、家具和其他需求的离散行业中，大型公司在探索过程当中使用互联网平台，对生产站点与客户加以开发，并获取到大量客户数据，从而使独立设计与自动生产计划得以切实实现，同时将设计成本和库存大幅度降低，并通过匹配供需来提高效率和利润率。如，维尚通过创建交互式开放式设计平台“ Xinju.com”并实施“大众定制家具设计和生产系统”，实现生产为重点消费者，业务也得以迅速发展。

（二）流程型制造企业数字化转型。在严格控制生产过程的加工业中，例如制药和化妆品行业，大型公司已经通过对整个过程实施视觉监控，形成了一个智能的生产、运营、维护集成系统。通过这一系统对整个流程精确集中控制，使产品质量与生产效率得到大幅度提升。例如，制药行业康恩贝建立了一个数字管理控制系统，涵盖了整个供应、储存、生产、质量检查、销售等过程。确保在整个药品生产过程中，实施行之有效的自动监控，从而使生产过程得以改善，优质药品成品率大幅度提升，同时提高药品的安全性、有效性、稳定性。重工业流程（如聚变和石化产品）中的领先公司需要对能源高度控制，基于此，其建立了用于预测能源生产和消耗的完整模型，并通过建立完善的系统来优化生产能力。其中，能源监控涵盖能源供应、生产、转移、传输、消耗等全过程，从而实现能源生产和消费的综合优化与协调，提高能源生产效率。

三、制造业数字化转型实施路径选择

（一）突破制造业数字化转型陷阱。制造业公司不仅应积极参与数字化转型，还应在转型过程中保持冷静思考，以免陷入转型陷阱当中。首先，制造公司应避免落入技术陷阱。伴随数字化转型不断深入，大部分制造行业公司开始趋之若鹜，其主要涉及到传感器技术、大数据云技术、人工智能等几方面当中。然而，根据可靠实际数据表明，企业仅仅只是對数字化技术引入到自身当中并不能够使自身成功转型，由于数字化转型属于一种带有系统化性质的工程，大部分制造业工作无法轻易驾驭。而在另一个角度上来看，这一技术主要在某些特殊行业当中才能充分发挥自身功能。同时，数字化转型通常具备极为严密厚实的工业壁垒，若想切实实现商业整合则需将诸多跨行业与领域的知识掺杂其中，并且大部分企业在实施数字化转型过程当中，往往会对工业自身属性有所忽略，导致数字化转型的集成与应用不断增加难度。针对这一情况，只有通过与相关工作人员相联系，确认生产设备以及制造地点，同时在实际所需引导之下才能使相关业务活动得到更为有效的支持，故而，数字化转型在制造企业发展过程当中至关重要。其次，是集成陷阱的突破，制造行业企业自身在进行数字化转型过程当中，并不能够一蹴而就，其需要一个积累的过程，并通过不同阶段才能够彻底完成转型，而数字集成技术的合理应用正是其在这过程当中的关键所在。然而，在实际当中，大部分制造业公司很难摆脱集成陷阱，使企业无法在数字化转型这一过程当中前进，而站在客观角度上来讲，无法同步的技术标准与相关协议成为了系统集成的制约所在，且大部分公司因自身不具备较强基础，整合这两个行业的基础工作仍需承担大量债务。同时，数字系统和设备所使用标准大不相同，导致设备与系统之间数据通信出现障碍，最终出现了许多数据孤岛，使垂直分割这一现象频繁发生，从而对企业实施集成应用程序造成极大影响。而站在主观这一角度上来讲，公司的信息服务和销售部门很难整合。中国制造业公司的计算机化部门和特定生产部门之间彼此独立，并且不了解各自领域基本知识，因此建立内部知识、技术、数据服务共享系统和机制具备一定难度。因此，企业在建立通用平台时必须获得有利支持。

（二）构造制造业数字化转型生态系统。站在全球数字化转型框架角度来看，制造企业若想切实实现自身数字化转型，便需将三个主要整合放置于首要位置：一是内部整合的实现，内部整合泛指将企业自身技术、管理、生产三个方面的整合工作，通过对企业当中所有资源进行优化，将其配置与企业生产过程中影响效率与各类不确定因素当中。二是实现产业链的整合。有必要实现研发、设计、生产、销售、运营、维护等方面的完全集成，并消除长期存在的例如时滞等固有错误与传统产业链各个环节之间所存有单向性和不对称性等缺陷，从而帮助产业激发制造价值的生命力。三是实现产业生态一体化。在深化数据元素潜力基础上，构建完整过程数据链与完善的产业链存活周期，从而使各个产业链之间协调整合加以实现，同时对产业链生态加以充分激发，进一步使制造行业换发创新活力。因此，对于制造资源，制造行业企业须加以积极引导，并进一步对资源管理与收集共享实施快速研发、设计、制造，并创建一个涵盖整个生命周期和整个产业链的新造生态系统，从而促进制造业数字化转型的深入。

（三）提升制造业产业数字化转型能力。作为媒介，数字能力现阶段在制造企业数字化专项过程当中，需改善其自身传统方式，使自身顺利过渡到新型的开放式授权方式当中，同时提升自身智能化决策能力、数据驱动能力、用户参与等方面。第一，将企业自身导向这一能力作为首要出发点，提升其对数字化转型的认识，巩固数字化转型的基础和条件，制定数字化转型战略，培养和推广新模式以及新格式，例如智能生产、网络协作、个性化服务，并加快生产方法、组织形式、业务范式的创新，实现转换功能多层推广。第二，建设数字化人才的能力。长期以来，中国制造公司一直对培训专业人才有所忽略，这导致了整合到数字化转型中的人才短缺。在这一点上，制造业公司需要集中精力培训那些了解制造技术、业务、流程以及能够掌握和应用数字技术的人员，以增强人力资本数字化转型支持。第三，提高外部支持能力。在这一过程当中，却出现了一系列新的数字化转型功能，例如产业整合、组织平台、标准化。因此，需要为解决方案提供有力支持、平台组织、标准协议建立能力，而在这其中，尤为重要的是需要促进工业企业之间互连协议、接口和标准的形成，以改善制造企业中多个级别的工业场所互连性和互操作性，并为其打下坚实基础，以提高转型整合能力。

（四）推动制造业物理世界与虚拟数字世界无缝衔接。在工业2.0与3.0时代，整个工业系统处于一种分散、独立状态。尽管自动化设备已开始进入工业生产，但设备与设备之间、设备与操作员之间、车间与车间之间、制造商与供应商之间、一线工人与研发人员之间、企业与用户之间、企业与企业之间、生产与营销部门之间、管理与决策之间、企业与监管机构之间尚存有相当程度的数字障碍与信息不对称，以及影响生产、运营效率及决策效率的因素。随着现代数字网络技术的全面渗透，特别是通过工业互联网、传感器、CPU芯片、数字平台、MES制造执行系统、M2M设备、云设备和M2C平台、数据传输、云服务等数字技术将以往分布、封闭、独立的自动化CNC设备相连接，形成一个完美连接的网络物理系统，最大限度地利用现有过程设备的潜力，避免设备或操作人员等原因导致的效率低下，从而显著提高工厂的生产效率。最后，数字网络流程应扩展到内部系统设计、研发、验证、测试、供应支持、生产设置、物流供应、营销管理、售后服务、品牌运作、金融服务等诸多方面当中，并及时拓展外部业务。在经济与社会环境当中，诸如能源系统、物流系统、环境系统、城市信息系统以及其他软件和硬件环境中，应通过完整的流程与数字化生产要素二者之间的结合，促进其形成相互作用，实现相互依存和动态平衡的广阔生态系统。

（五）保障数字生态系统安全性与竞争性。无论是公共数据库方面還是公共云服务方面，都无法回避安全和竞争这一主题。首先，国家必须保证公共数据库系统和公共云系统的安全。目的是按照国际标准化组织的规范执行加密处理和防火墙保护，以防止黑客恶意破坏、修改和披露完整性，从而为数据的真实性和完整性提供有力保障。其次，制造业企业需要保护公共数据库和公共云服务的公共属性，并防止公共数据成为少数公司寻求私利和垄断市场的工具。因此，提供公共数据库服务和公共云服务的机构必须充分披露信息并接受社会监督。最后，对于由少数公司运营并从私有云转变为面向行业的数据库，操作系统和云服务平台的公司，政府需要制定相应的监管措施来拉动利用形势并适应形势。工业化和规模化的作用还必须最大限度地保护中小企业和用户的合法权益，并防止数据垄断和云服务市场垄断。

四、结语

综合上文所述，在工业化的中后期，中国掀起了一波数字化浪潮。在相当长的一段时间内，未来工业化将与数字化相融合，促进制造业和制造业企业发展。同时，还应响应数字化转型的新需求，探索数字化转型的新路径，为数字化转型创造新的能力，并踏上制造业数字化转型的新征程，这将为制造商打开新的更广阔的发展空间，使制造业能够在数字经济时代游刃有余，进一步将其自身功能充分发挥。

主要参考文献：

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