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數字化轉型是製造業企業“必修課”

發布時間:2023-09-26 10:10:00來源: 新京報

  數字經濟時代,製造業(ye) 數字化轉型備受關(guan) 注。

  在9月20日開幕的“2023世界製造業(ye) 大會(hui) ”上,工業(ye) 和信息化部黨(dang) 組成員、副部長辛國斌表示,製造業(ye) 高質量發展是經濟高質量發展的重中之重,要堅定不移築牢製造業(ye) ,推動製造業(ye) 高端化、智能化、綠色化發展。

  進入21世紀前後,企業(ye) 掀起一股信息化浪潮,也流行一種認知:搞企業(ye) 信息化是找死,不搞企業(ye) 信息化是等死。

  被譽為(wei) 德語區哈佛大學的瑞士聖加倫(lun) 大學學者Philipp Osterrieder直言,數字化轉型是製造業(ye) 企業(ye) 在環境不確定性下,讓企業(ye) 煥發新活力的關(guan) 鍵行動,更是關(guan) 乎生存和長遠發展的“必修課”。

  麵對全球新一輪的製造業(ye) 數字化轉型浪潮,我國製造業(ye) 數字化轉型處於(yu) 一個(ge) 什麽(me) 水平,麵臨(lin) 哪些挑戰?新京智庫為(wei) 此采訪了企業(ye) 和學界部分代表、專(zhuan) 家。

  汽車、電子行業(ye) 數字化水平較高

  我國製造業(ye) 數字化轉型處於(yu) 什麽(me) 水平?

  中國工程院院士周濟把智能製造分為(wei) 三個(ge) 階段(或三個(ge) 基本範式),即數字化製造、數字化網絡化製造和數字化網絡化智能化製造。

  “因為(wei) 是典型的離散型製造,機械製造領域的數字化水平目前還不是很高。”華中科技大學國家數控係統工程技術研究中心主任、教授陳吉紅告訴新京智庫。有些龍頭企業(ye) 已經處於(yu) 數字化製造階段,就是用機器人、數控機床等自動化設備製造保證了產(chan) 品質量,但是多數企業(ye) 離數字化製造還有差距,還要補課。

  在整個(ge) 機械製造領域,作為(wei) 工業(ye) 母機的機床行業(ye) 的數字化製造水平總體(ti) 來講比較落後。“與(yu) 全國的機械製造相比,機床行業(ye) 的數字化製造水平處於(yu) 中下水平。”陳吉紅說。

  也有一些行業(ye) 數字化轉型做得好的,比如汽車行業(ye) 。

  華南理工大學電子商務係教授王和勇團隊通過對國內(nei) 64家2012年前上市的汽車製造企業(ye) (不包含ST股)為(wei) 樣本進行分析發現,汽車製造企業(ye) 的數字化轉型總體(ti) 情況較好,2018-2020年過半數企業(ye) 的轉型指數得到了提升。

  四川省數字經濟研究中心研究員王建平通過對我國300餘(yu) 家製造企業(ye) 的調查發現,目前製造業(ye) 數字化轉型取得一定成效,但總體(ti) 處於(yu) 較低發展階段,具有顯著的階段性特征。從(cong) 行業(ye) 看,數字化轉型程度高的行業(ye) 主要集中在汽車製造、電子信息等產(chan) 品利潤率較高的優(you) 勢和潛力產(chan) 業(ye) ,傳(chuan) 統製造業(ye) 受利潤下滑影響進展緩慢,電子信息製造行業(ye) 近三分之二企業(ye) 已開展數字化轉型,而食品加工製造業(ye) 僅(jin) 有四分之一企業(ye) 開展該項工作。

  王建平的調研還發現,從(cong) 企業(ye) 規模看,大型企業(ye) 數字化轉型程度更高,大型企業(ye) 中有近一半的企業(ye) 對核心業(ye) 務開展數字化轉型;中小企業(ye) 數字化轉型由於(yu) 難以找到性價(jia) 比較高的解決(jue) 方案而停滯不前。從(cong) 企業(ye) 性質看,國有企業(ye) 由於(yu) 資金實力強且國資委國企數字化轉型有明確的目標考核要求,已開展數字化轉型的企業(ye) 比例接近70%,而民營企業(ye) 不到40%。

  還有一些行業(ye) ,必須數字化製造才能實現真正意義(yi) 上的大規模生產(chan) ,比如電池行業(ye) 。

  今年9月7日上市的某電池企業(ye) 招股說明書(shu) 顯示,目前國外主流的鋅錳電池生產(chan) 線的生產(chan) 速度已經達到每分鍾600粒電池,部分鋅錳電池生產(chan) 線的生產(chan) 速度已經達到每分鍾1000粒甚至更快,實現了高速自動化生產(chan) 。我國的部分電池企業(ye) 通過直接引進國外設備或引進零部件後進行自主研發設計、加工組裝或與(yu) 機械製造企業(ye) 合作改進生產(chan) 設備,生產(chan) 效率也已達到或接近國外先進水平,目前國內(nei) 自製的電池生產(chan) 設備速度基本上已達到每分鍾400-600粒。

  該電池企業(ye) 負責人告訴新京智庫,其實他們(men) 公司已經能達到每分鍾800粒電池。

  新京智庫梳理發現,盡管我國製造業(ye) 的數字化轉型水平整體(ti) 不太高,但有越來越多的企業(ye) 走向資本市場的一個(ge) 重要原因就是籌集資金建設(或進一步提升)智能化生產(chan) 工廠。

  以某家電企業(ye) 為(wei) 例,深圳證券交易所於(yu) 今年5月11日發布的《首次公開發行股票並在創業(ye) 板上市招股說明書(shu) 》披露,“該公司小家電產(chan) 品具有種類多、規格多、數量多的特點,其生產(chan) 和倉(cang) 儲(chu) 對工廠內(nei) 部物料運轉效率、現場生產(chan) 管理有較高的要求。信息化改造升級有助於(yu) 打造數據驅動的智能、高效、協同的機器互聯平台,提高企業(ye) 生產(chan) 效率。”

  數字化轉型的積極效用是全方位的

  製造業(ye) 數字化轉型的第一個(ge) 成效就是提升產(chan) 品品質,那是如何提升的呢?

  一些傳(chuan) 統製造業(ye) ,由於(yu) 以往多是依賴老技工的個(ge) 人經驗,從(cong) 而導致不同批次間的產(chan) 品存在差異,這將影響消費者(或下遊用戶)的使用體(ti) 驗。數字化生產(chan) 係統通過對各生產(chan) 環節的關(guan) 鍵指標進行數據采集和分析,生成數字化指標,並根據中間物料狀態和最終產(chan) 品形態不斷優(you) 化指標,可使生產(chan) 過程的可控性以及產(chan) 品的穩定性和品質得到較大提升。

  而在科技不斷發展的當下,製造業(ye) 企業(ye) 甚至可以通過大樣本數據分析,建立最優(you) 材料配比、孔距、間距等參數,還能優(you) 化產(chan) 品研發,推出更適合消費者(或下遊用戶)使用的產(chan) 品。

  以服裝製造為(wei) 例,蘇州大學相城機器人與(yu) 智能裝備研究院副院長瞿衛新對新京智庫表示,消費者可以通過AR技術,先在虛擬現實中試穿顏色、大小,以及布料,消費者試穿合適後通過VR增強現實,看到試穿的效果。確定沒有問題,這些試穿的數據馬上就發到工廠。

  專(zhuan) 業(ye) 的說法就是,製造業(ye) 企業(ye) 通過打通產(chan) 銷係統,係統化打造訂單排產(chan) 係統(APS)、品質控製係統(QMS)、倉(cang) 儲(chu) 係統(WMS)、生產(chan) 管理係統(MES)等經營計劃生產(chan) 管理體(ti) 係,不斷提升產(chan) 品品質和生產(chan) 效率。

  換句話說,製造業(ye) 企業(ye) 數字化轉型是通過一套新技術從(cong) 設計、製造到品控整個(ge) 全流程環節,排除因為(wei) 一些不確定性因素所帶來的差錯,從(cong) 而降低不合格率。

  陳吉紅舉(ju) 例介紹,以手機、電腦等電子產(chan) 品都需使用到的電路板為(wei) 例,華中數控的生產(chan) 線已經將電路板生產(chan) 製程不良率從(cong) 2021年的1‰降低到2023年的0.45‰。也就是原來的不良率是每生產(chan) 1000片就有1片不合格,現在生產(chan) 2000片才可能有1片不合格。

  陳吉紅解釋,這是因為(wei) 采用了全新的高精度SMT(表麵組裝技術)生產(chan) 線,全半自動插件線以及引入選擇焊接工藝,保障了工藝參數的正確執行,並且為(wei) 多個(ge) 工序後麵配備了自動光學檢測設備對製程中的半成品進行檢測,可將不良件在發生時即被當前工序攔截,MES係統通過二維碼采集可對產(chan) 品製程進行跟蹤和管控,防止不良件進入後續工序,從(cong) 而起到了雙重保障作用。完成電子裝聯的電路板經參數指標檢測合格後,用三防生產(chan) 線給測試通過的電路板做三防漆塗敷保護,最後進行整機功能測試和老化測試,測試無問題的整機產(chan) 品就可以打包入庫準備發貨。

  毫無疑問,製造業(ye) 數字化轉型的積極效用不僅(jin) 僅(jin) 局限於(yu) 品質提升,它還是全方位的。

  華南理工大學電子商務係教授王和勇表示,數字化轉型可以幫助企業(ye) 降本增效、提升產(chan) 品質量、實現服務個(ge) 性化、提高市場響應速度,還可以助力綠色生產(chan) ,促進製造企業(ye) 的高質量發展。

  王和勇團隊對汽車行業(ye) 64家上市公司的調研發現,數字化轉型對企業(ye) 績效起到了顯著的正向作用,數字化轉型指數每增加1%,企業(ye) 的資產(chan) 回報率將提高1.62%。同時,數字化轉型會(hui) 顯著降低企業(ye) 的管理費用率和銷售費用率,數字化轉型指數每增加1%,企業(ye) 的管理費用率和銷售費用率將分別降低0.05%和0.14%。

  現實中,還有一種逆向的關(guan) 係存在。曾經在某頭部掃地機器人公司擔任副總裁,並主導了該公司工廠智能化改造的瞿衛新表示,不是因為(wei) 有了智能製造才有很好的產(chan) 品提升,而是因為(wei) 消費者有了更高的生活品質追求,才推動了智能製造工廠的推廣。比如一些新的智能家電產(chan) 品,即推動了智能化工廠的湧現,並在市場中搶得先機。

  “任何一家企業(ye) 做智能製造改進,都依賴於(yu) QCD(即質量、成本和交貨期)。”瞿衛新說。隻有產(chan) 品質量更好、成本下降得更低和交貨期更快,才能有很好的現金流來支撐企業(ye) 去做好技改工作,支撐企業(ye) 做好數字化轉型。

  數字化轉型挑戰仍較大

  盡管我國製造業(ye) 數字化轉型在有些行業(ye) 取得了較好的成績,完成了(或一定程度上完成了)數字化轉型的製造業(ye) 企業(ye) 也嚐到了數字化轉型的甜頭,但不可否認的是,我國製造業(ye) 數字化轉型依然麵臨(lin) 著不小的挑戰。

  以2015年12月即確定為(wei) 我國“製造業(ye) 轉型升級綜合改革試點城市”的佛山為(wei) 例,廣東(dong) 輕工職業(ye) 技術學院副教授肖威、張豔婷撰文表示,佛山中小型民營企業(ye) 占比高、傳(chuan) 統製造業(ye) 為(wei) 主的經濟特征,導致企業(ye) 管理層對製造業(ye) 數字化轉型升級的認識不到位,缺乏方法論支撐。肖威、張豔婷發表的論文是2020年教育部人文社科一般項目(20YJA630029)、2021年佛山市哲學社科規劃項目(2021-GJ055)研究成果。

  肖威等人的文章還介紹,在很多佛山的中小企業(ye) 家眼裏,將數字化等同於(yu) 技術革新,集中在生產(chan) 端如何引入先進信息係統,認為(wei) 增加自動化、數控機床或機器人使用就是數字化,比較少從(cong) 經營理念、戰略、組織、運營等全局進行謀劃。普遍缺乏清晰的戰略目標與(yu) 實踐路徑,缺乏強有力的製度設計、組織架構調整和職能功能匹配等措施。

  從(cong) 行業(ye) 角度來說,不同行業(ye) 所麵臨(lin) 的問題有所不同。

  陳吉紅介紹,以機械製造領域為(wei) 例,這個(ge) 領域本身市場規模有限,效益也不太高,即便是國外最好的機床公司毛利率也就隻有40%,而且機床產(chan) 品是個(ge) 多品種小批量、個(ge) 性化定製要求比較高的行業(ye) ,所以想要實現數字化製造,投入就會(hui) 非常高。現實是,很多企業(ye) 往往拿不出這筆資金。“投入不足是機械製造領域最難啃的一塊骨頭,這是(數字化轉型水平低的)主要原因。”

  瞿衛新對此深以為(wei) 然,比如紡織服裝業(ye) 。傳(chuan) 統行業(ye) 要從(cong) 傳(chuan) 統製造走向智能製造的過程會(hui) 非常緩慢。因為(wei) 他們(men) 用來做智改數轉的資金不足,因此往往會(hui) 使得服裝公司陷入入不敷出的尷尬境地。

  更別說在服裝國際貿易萎縮、訂單量下降、成本上升的當下,“這些企業(ye) 拿什麽(me) 來推動智改數轉”,瞿衛新說。

  今年2月中旬上市的某服裝公司在其招股說明書(shu) 中列舉(ju) 了10個(ge) 經營風險,如原材料價(jia) 格波動引致的風險、存貨餘(yu) 額較高的風險、海運費上漲的風險、產(chan) 業(ye) 轉移的風險等。

  工信部賽迪研究院融媒中心總經理史晨撰文表示,製造業(ye) 數字化轉型主要麵臨(lin) 三大挑戰,即消費端、生產(chan) 端和產(chan) 業(ye) 鏈。以生產(chan) 端為(wei) 例,最先遇到的挑戰是需要將企業(ye) 的整體(ti) 業(ye) 務從(cong) 物理空間映射到數字空間,即構造所謂的“數字孿生”,在此基礎上才能實現數據的采集、實時的控製、資源的統籌以及智能化調度。

  浙江普華天勤股權投資管理有限公司(亦稱“普華資本”)的項夢婧撰文認為(wei) ,製造業(ye) 數字化轉型麵臨(lin) 四大挑戰,即關(guan) 鍵核心技術缺失、複合型人才缺乏、融合程度不高和係統化的工業(ye) 互聯網平台缺乏。

  以關(guan) 鍵核心技術缺失為(wei) 例,項夢婧認為(wei) ,由於(yu) 對核心技術掌握並不深入,在運用新一代數字技術為(wei) 實體(ti) 經濟發展賦能時,一些產(chan) 業(ye) 產(chan) 品的關(guan) 鍵技術無法破解,如何深層次利用數字技術獲取價(jia) 值創造仍在摸索階段。

  數字化的目的最終是服務於(yu) 消費者

  那如何提升我國製造業(ye) 的數字化水平?

  “不能夠操之過急”,陳吉紅說。製造業(ye) 的三個(ge) 階段(或基本範式),也不是說走完了初級階段才能走中級階段,然後才能走高級階段。“這三步可以同步走”。

  陳吉紅解釋,因為(wei) 數字化更強調數控、無人化、自動化,硬件的投入特別大。但不是智能製造,就是大量上機器人,也不等於(yu) 自動化、無人化。自動化、無人化的工廠適合於(yu) 大批量的生產(chan) 作業(ye) 。一個(ge) 工廠既要保證自動化,又能滿足個(ge) 性化的柔性生產(chan) ,上一套複雜的係統,投入成本是很大的,這的確需要權衡考量。

  “比如加工飛機結構件,梁、框可能需要使用到的機床都不太一樣,不要期望一台機床可以做完所有製造的活兒(er) 。”陳吉紅說。因此不同企業(ye) 要結合自己的產(chan) 品特點,有節製地投入。自動化設備包括機器人,但並不是說有了機器人就一定多好,有時候用機器人還不如用工人來完成。

  “數字化轉型,特別是自動化、無人化,不要盲目追求,要結合企業(ye) 的特點來推進。”陳吉紅呼籲。

  但網絡化是大企業(ye) 小企業(ye) 都可以去做的事,現在的IT技術發展已經讓網絡化的投入成本大大降低。陳吉紅表示,把車間裏原來看不到的看到,原來沒有關(guan) 聯起來的關(guan) 聯起來,不管是提高生產(chan) 管理水平,還是提高質量水平,“實際上大家是可以做到的”。

  “把新一代信息技術融入生產(chan) 製造,雖說不是所有企業(ye) 都需要一步到位。”陳吉紅說,但實現企業(ye) 的信息化、數字網絡化卻是所有企業(ye) 需要去做的工作。

  瞿衛新則認為(wei) ,製造業(ye) 企業(ye) 智改數轉的目的之一是要實現產(chan) 品設計的數字化和產(chan) 品的智能化應用,尤其是一些智能家電、智能家居企業(ye) 。因此,用戶畫像特別重要,比如生產(chan) 一台智能掃地機,年輕人和老人,家庭收入的高低等相關(guan) 信息都可能影響這款掃地機要開發出什麽(me) 功能。那麽(me) ,企業(ye) 的數字化轉型就需要具備這樣的能力,才能不斷實現產(chan) 品的升級迭代,搶占市場先機和高地。可以說,“從(cong) 一台產(chan) 品的出生到墳墓,整個(ge) 閉環管理,都需要通過數字化‘管’起來”。

  在9月5日召開的第三屆製造業(ye) 數字化轉型高峰論壇上,中國工程院院士譚建榮表示,要加快數字化轉型,必須在“智能製造+創新設計”“智能製造+工藝提升”“智能製造+強化質量”“智能製造+延伸服務”“智能製造+拓展市場”五個(ge) 方麵下工夫,以數字技術賦能製造業(ye) 高質量發展。

  譚建榮進一步解釋說,因為(wei) 我國製造業(ye) 當下麵臨(lin) 的是一個(ge) “市場說變就變、利潤說降就降、成本說高就高、人才說跑就跑”的尷尬境地。

  特04-特05版采寫(xie) /新京報記者 肖隆平

(責編:陳濛濛)

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