数字化智能制造系统引领制造业的未来

华升 中信戴卡股份有限公司

一、引言

近些年，尽管中国制造业在整体规模和发展速度上异军突起，连续11年居于世界第一制造大国，但在高端制造、产品附加值、商业模式上与美日德差距显著，仅居于世界制造强国第三阵列，所以，目前中国制造大而不强。又随着逐渐消失的人口红利，越发巨大的安环压力，别有用心的美国加征关税，始料未及的全球疫情，波及面极广的芯片危机，价格狂增的大宗商品，这些都在不断地增加企业的营运成本，蚕食着企业的利润。中国制造如何在新形势下持续保持活力，如何加速推进由大向强转变，关键在于要找准短板弱项，加速提高质量效益，优化升级产业结构，全面提升中国制造核心竞争力。

2021年的两会顺利落幕，数字化与数字经济成为热词。在“十四五”规划纲领中的第五篇“加快数字化发展，建设数字中国”，共分4章指出：要迎接数字时代，激活数据要素潜能，推进网络强国建设，加快建设数字经济、数字社会、数字政府，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。需要企业管理者特别关注的是，在该篇章中共有两个专栏图表，分别框定了数字经济重点产业和数字化应用场景的具体范围。其中，数字经济重点产业包括云计算、大数据、物联网等7大类。数字化应用场景则有智能交通、智慧能源、智能制造等10大类。顶层设计者们将智能制造这一数字化应用场景定义为中国制造业在新形势下破局的关键。

二、数字化与数字经济

数字化，初级形态为信息化，本质是将模拟信息转化为数字信息，通过信息系统对传统业务的流程、规则、资讯等物理信息和零散的业务数据进行转化处理，然后进行采集、存储、运算及传递。更进一步发展，是持续升级企业信息化系统，融合现实业务，变革业务流程，重塑组织关系和生产方式，提高企业的运营效率，创造新的价值。

数字经济，目前得到广泛认可的是《G20数字经济发展与合作倡议》中给出的定义：以使用数字化的知识和信息作为关键生产要素、以现代信息网络作为重要载体、以信息通信技术的有效使用作为效率提升和经济结构优化的重要推动力的一系列经济活动。

由此可见，数字经济的基础是数字化的信息，即为数据，数字经济本质是信息科学技术与社会中有关经济活动的一切主客体和行为进行融合。进入数字时代，人类的生产生活方式会发生改变，有机会也有挑战，有机遇也有风险。

三、我国制造业数字化发展历程及现状

我国制造业从1978年开始引入物料资源计划和制造资源计划系统，1979年开始推广会计电算化，九十年代推进甩图版工程，以及后续的现代集成制造系统（CIMS）、制造业信息化科技工程，我国制造业推进信息化建设的主要目的是降本增效。随着企业运用的深入，理念的创新，需求的拓展，信息系统需要支撑的场景越来越多，市场上也涌现出众多国内外信息化解决方案供应商，提供各类软硬件系统及解决方案，大量引进国外前瞻性的概念和技术，我国制造业开始进入数字化建设时期。

经过多年的数字化建设，多数企业取得了一定成效，在很大程度上确实可以提升产线的生产效率、支撑企业的业务运作、应对市场的激烈竞争。但是，企业仍然存在诸多信息孤岛，信息系统功能应用并不充分甚至有的退回到传统运作模式。不少企业的信息管理部门在高层的授意下开展了不少数字化项目，取得了一些成绩，自认为数字化搞得不错，但业务部门满意度并不高，效果并不理想，使用并不积极。更为失望的是，企业业务层面的系统不少，但是支持各级领导决策方面的系统还用得不好，或者流于形式。

总而言之，我国制造业数字化建设成效显著，但依然任重而道远。路不好走，就要换个方向，数字化用不好，就需要转型。

四、制造业数字化转型

（一）制造业数字化转型的含义

制造业数字化转型，是战略主导下的业务变革，是数据驱动、智能助力的研发、营销、生产、运营改善，最终推进盈利模式优化和用户体验提升。它需要推动业务与系统交互融合，以数字化为核心，借助网络化手段，实现智能化赋能，保证产品和服务高效保质保量交付，持续提升企业核心竞争力。

（二）制造业数字化转型的思路

第一，意识上，数字化转型不是信息化项目的重启，不是信息部门对业务部门的信息化诊断，不是将所有的现实业务都简单地搬到线上平台，而是一个长期的系统性的工程，需要深刻变革业务流程及运作方式。

第二，组织上，数字化转型需要企业从上到下的推动。与数字化运作模式相吻合的组织结构、合理的制度规范、有力的考核机制是顺利推进数字化的前提，这样才能持续推进数字化转型及落地。

第三，人员上，数字化转型是个非常前瞻的活动，需要有专门的高级人才，企业要培养和储备自己的数字化人才。

第四，目标上，数字化转型要构建“平台化、智能化、生态化”等目标导向，推动企业高质量发展，产生更多的社会价值。而制造业数字化转型的核心目标就是智能（化）制造。

五、发展智能制造促进我国制造业高质量发展

（一）什么是智能制造

《智能制造发展规划（2016-2020年）》对智能制造的定义为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。

智能制造以智能工厂为载体，以关键制造环节的智能化为核心，以端到端数据流为基础，以网络互联互通为支撑。其主要内容包括智能产品、智能生产、智能工厂、智能服务、智能决策等。

（二）智能制造能给我们企业带来什么

1.更高的效率

智能制造使用先进的控制系统来指挥机器生产（包括人工智能、机器人等），这比传统制造更有效率。此外，大数据在智能制造中的应用可以让生产过程透明化，让管理者时刻掌握生产状况，有助于改善生产管理。

2.更高的精度

在生产过程中，使用机器视觉等方法可以带来更准确的识别。在整个生产过程中，为了降低废品率，传统制造业需使用更好的设备、更多的工序、更专业的操作人员，但是降低废品率的程度依然有限。

3.更好的满足需求

制造业的宗旨是生产出满足客户需求的产品及提供周全的服务，由于智能制造可以实时控制生产，并根据客户的需求改变立马进行生产调整，可以极大地迎合客户多样且多变的需求，另外，通过大数据对客户个性需求的积累，还可以帮助制造商采用逆向工程来提供有针对性的建议和设计方案。

4.更好的预测

多数传统制造业有淡旺季之分，而智能制造的数据分析系统将帮助企业进行精准的生产预测，指导企业进行针对性的备库或是降库，还可预测客户需求并制定更合理的生产计划以响应客户需求。

5.更低的风险

有些特殊事件不可预测，比如去年的美国杜邦化工厂爆炸事件，今年的苏伊士运河堵船事件，都导致大批工业原材料断供，影响了国内外诸多生产制造企业。由于掌握的信息滞后且不全面，传统制造业遇到这种情况会陷入慌乱状态，决策者们往往会做出错误的判断，危及企业安全，而智能制造的企业可以在危机发生的同时，系统自动为决策者提供最快、最合理的应对方案，供辅助决策，让企业转危为安。

6.更高的盈利

通过智能制造，企业生产效率提升、质量提高、预测精准、决策风险降低，又能满足客户个性的需求，不仅修炼了“内功”，又增进了“外功”，必然带来成本的降低和盈利的升高。

（三）中国制造业发展智能制造的优势

1.科技优势

在关于智能制造的基础科学研究、关键技术突破、高端装备布局、人才培养等方面，我国已长期处于世界第一阵列。

2.数据优势

数据是智能制造的基础，我国制造业规模世界第一，具备制造业全产业链，又是互联网大国，网络覆盖人数世界第一，每时每刻都会产生海量的信息，为制造业积累了高质量的数据。

3.市场优势

我国制造业规模庞大、发展迅速，基础工业持续完善，上下游产业配套丰富，转型升级的需求迫切。

4.政府引领

各级政府高度重视智能制造的发展，近年来，我国先后出台了《智能制造发展规划（2016-2020）》等许多重大战略文件，为智能制造发展提供了重要的制度保障。

5.企业推动

以华为为代表的国内科技公司为解决“卡脖子”的问题，加速布局基础工业产业。

（四）打造具有中国特色的智能工厂

智能工厂是实施智能制造的重要场所之一，通过对企业管理和生产运行过程的持续动态优化，全面提升制造的智能化水平，那么，企业应如何打造智能工厂？

1.智能生产计划排产

生产制造，计划先行，排产要保证计划的科学性、精准性。通过系统集成，连接客户及工厂两端，根据高级排产算法自动排出主生产计划及生产作业计划。

2.智能生产过程协同

在生产过程中，利用信息管理系统实现各原材料、各工具、各设备、各工序的协同，减少生产等待时间。

3.智能的设备实时互联

充分利用智能设备实现信息实时反馈，监控生产执行情况，矫正运行偏差，实现对生产过程的透明化管理。

4.智能生产资源管理

利用系统对生产资源进行出入库、查询、盘点、报损等功能的精益化管理，可最大程度地减少因生产资源不足带来的生产延误，也可避免因生产资源的积压造成资金占用。

5.智能质量过程管控

利用信息系统，一是对生产过程中的产品质量进行实施管控，第一时间解决质量问题，二是分析历史数据，总结经验，在最容易发生质量问题的节点上提前进行科学改造，消除质量风险隐患。

6.智能决策支持

在生产链中，各环节的数据资源一直在累积，对这些数据加以重视和利用，系统自动生成各种直观的分析报表，可为管理者提供辅助决策。

（五）推进智能制造，实现制造业高质量发展

智能工厂距离智能制造还相差遥远，建成智能制造非一日之功。智能制造系统是企业从传统制造向智能化变革的关键一步，也是将传统制造从生产环节降本增效，转向提供高附加值的衍生服务，从提供智能产品到智能服务实现附加值提升。唯有智能制造，才能实现我国制造业高质量发展。目前，智能制造在汽车及零部件行业的应用已逐步加深。

六、结语

进入“十四五”时期以来，数字化再度被提升为国家高度，各行各业都围绕着数字化进行转型，尤其是制造业，不转型不升级，就意味着将被时代淘汰。我国要加快建成数字化中国，加紧推进智能制造，抢占未来至高地。我国数字化产业布局要因地制宜，结合各行业自身特点，突出亮点，聚焦研发、生产、运营、营销等关键环节，加快新一代信息技术与制造业深度融合，注重产品创新和服务创新，打造出一批具有国际核心竞争力产业链顶端的企业，全面带动我国整体制造业的智能制造水平。