数字化是指通过信息技术、网络技术、通讯技术实现物理世界与虚拟世界的融通,创造聚焦于产品、生产与性能等各环节的数字化双胞胎应用,将价值链上各个孤立的过程无缝连接,通过数据双向流动与闭环反馈,实现物理世界持续优化。在汽车制造、工程机械、石油石化等行业,数字化已经打造出一个又一个价值可量化的案例。
工业企业之所以转型难以成功或迟迟迈不出第一步,企业管理、组织架构与职能设置无法有效推进相关工作是重要因素,这一现状从“数字化企业评估模型”的结果中也得到印证。很多企业没有意识到,数字化转型是一项CEO工程。数字化转型是贯穿从战略,组织到运营各个环节的全方面、多维度改造和升级。转型之初需要企业CEO以前瞻思维,带领核心团队为企业制定数字化转型战略,并自上而下逐级推进。企业管理层的参与和支持是转型成功的重要保障。
技术创新为中国
工业领域数字化转型铺平道路。丰富的工业硬件和软件产品使得提高生产柔性与生产力,开发新的商业模式成为可能。工业5G、区块链、人工智能、边缘计算、工业云等技术在工业制造场景中的应用,将为工业带来深刻的变革,为高质量发展添薪续力。
数字化背景下,企业对人的知识结构和能力提出更高的要求。数字化业务团队的成员不仅要懂技术懂产品,更要从广阔的视野审视客户需求,帮客户分析问题、解决问题。跨领域的知识结构、有效连接与协调多方资源的能力是数字化人才的标配。人才挑战对数字化方案提供商以及转型中的制造企业均是重要难题。
当前很多制造企业喜欢弯道超车,其实偶有的弯道超车成功案例很难在需要行业知识的众多细分市场复制。创新很难寻得捷径,只能依靠工匠精神脚踏实地深耕。而善用数字化这一有效工具,可以从庞杂的数据中寻找规律,推进工艺流程和效率的持续优化,让基础创新提速。
一、汽车行业
在很长时期内,汽车企业以标准化生产为主流。然而,这种标准化运作难以满足不同用户的差异化、个性化需求。这对汽车销售业务提升产生负面影响。能否以客户需求为导向,利用数字化和智能化进行汽车研发和生产?这成为汽车企业思考的问题。
现在已经产生用户驱动的智能定制业务模式。用户打开手机轻轻一点,就可以进入一个神奇的平台。在这个平台,用户可以自己定制一辆爱车。从颜色、驱动、座椅、轮胎等一切配置方面进行自由组合,到最终得到这辆爱车的推荐品种,历时几分钟。这种“购车”体验,是由哪个汽车企业提供的?
从一开始一张白纸构架的时候就让所有的客户一起参与,由客户出主意,专业的工程师、设计师和他们互动,将他们的概念和灵感变成现实。
通过数据平台的数据挖掘为前台赋能。数据挖掘方式包括为大通车主群体画像,为高潜用户画像,为单一用户画像,跟踪用户轨迹,分析产品与人群关系等。在营销流程中,数据挖掘发挥重要作用。并且通过AI技术与用户深度多维交互,实现精准营销。
汽车行业是高度标准化的,而新一代用户的个性化需求没有得到充分满足。如果能满足这种需求,就能体现出企业的价值。
二、烟草行业
面对企业规模的不断扩大和竞争对手差异化竞争的日趋缩小,企业管理所涉及的范围越来越广,深度不断加大,对企业管理结构、业务信息系统与相关系统的集成度和信息化体系运行效率提出了越来越高的要求。如何通过信息技术优化企业管理流程、整合企业资源、实现信息的迅速传递和响应,实现企业管理的协同运作和数据的科学分析,推进企业技术改进和品牌提升,提高产品质量和效益以及优质高效为企业管理服务,已经成为很多企业梦寐以求却又无法突破的屏障。
当前烟草行业企业管理信息化目标明确,应紧扣企业生产经营管理的核心业务,抓住关键业务,信息化与流程管理科学化有机结合,以企业财务管理为中心,以市场为导向,打通订货、生产、质量设计和控制、销售构成的关键路径,整合采购、库存、设备、人事各个环节,全面提高企业的市场响应速度和应变能力。
首先,系统规划并实施生产制造( MES )、制丝集控、卷包数采、物流高架、动力能管、消防工程、生产监控信息系统建设项目,较好地构建统一、全面、先进的生产指挥和管理信息化平台。在强化MES、批次管理及各管控系统设备管理模块的应用方面,通过建立系统日志,周报和月报,业务变更清单和系统运行问题清单等运维保障日常优化和改善工作机制和管理模式,抓好业务诊断监控一体化平台建设。在深化信息系统建设与管理过程中,在深化信息系统运用与管理过程中,组织开展技术攻关,积极进行了各信息化管控系统功能优化与改善,全面拓展信息技术在质量、安全、成本、考核等方面的深度应用,强化利用信息化手段。有效实现精准采集、监控、分析设备现场状态,提高设备保障和制造能力。
然后,推进实施智能物流批次管理系统项目建设,打开建设信息技术和制造业深化融合的以“新技术、新产业、新业态、新模式”即“四新”经济的突破口,充分发挥信息技术在制造业转型升级中的作用。上游对接了烟草行业生产经营管理决策、公司原料综合管理、营销综合管理等系统,下游则集成了企业(MES)、制丝集控、卷包数采、动力能管、物流原料、辅材和成品高架等信息管控系统,实现了卷烟生产数据链全过程的信息跟踪与追溯。另一方面,在发挥这个批次管理系统平台方面,通过建立覆盖卷烟原辅材料、卷烟生产和成品的批次管理应用、生产制造过程数据挖掘分析与运用,精益生产和智能物联应用,较好地为企业精细化管理、柔性化生产、均质化加工提供了先进的信息化工具和手段,为下一步建立实施信息化和工业化融合(即“两化融合”)管理标准化体系夯实了坚实的基础。
最后,在融合技术创新、应用创新、模式创新内核的基础上广泛嵌入和深化应用大数据、物联网、信息安全等现代信息技术,建立覆盖卷烟生产和成品的批次管理应用、生产制造过程大数据挖掘运用,精益生产和智能物联应用,实现卷烟生产数据链全过程的跟踪与追溯。在智能物流管理层面,广泛运用无线网络、二维码、数据采集器手持终端(PDA)和 射频识别(RFID)条码系统配套硬件、传感器和物联网等技术,通过批次管理系统建设,集成了动力能管、高架物流、制丝集控、卷包数采和生产制造执行系统等各环节数据,建立了覆盖卷烟工业全产业链的数据采集、物料全生命周期信息追踪追溯和数据共享能力,实现了企业供应链和生产无缝衔接、实现了工厂物理世界和数字系统融合和数据驱动生产协同,促进了企业物资流转、库存管理和产品质量控制效率;同时,基于生产线过程检测、实时参数采集、生产设备、材料消耗等领域的智能监测,实现生产过程物料、设备、系统、人员等信息即时交互能力和大数据分析,提高了生产智能控制,为企业决策制定和产质耗效率协同改善提供支撑。
三、钢铁行业
钢铁企业紧密围绕新时期发展战略,以两化深度融合为目标,构建企业数字化能力模型,绘制了未来钢厂新蓝图,全面指引智能制造建设。数字化能力蓝图包含数字化平台架构能力、数据智能授权能力、业务自动化能力、敏捷生产能力、智慧管理与服务能力、用户洞察能力、数字化战略能力等七个方面,横向方面贯穿从企业研发设计、生产过程、经营管理到客户服务全流程,纵向方面贯通从平台建设、生产管理、业务管理到战略管控全环节。
在智慧管理层面主要围绕“人、财、物、产、供、销”六方面开展建设,通过构建“稳定可靠的后台、统一灵活的中台、敏捷高效的前台”的三台架构体系,打破现有信息系统壁垒、实现数据的横纵互通;打破业务壁垒,满足集团公司的战略管控需要;打破企业壁垒,汇集内外部、上下游数据信息进行辅助决策。
在智能生产层面,结合钢铁行业工艺流程长、产品种类多、质量控制难、能源消耗大等特性,自下而上逐层开展智能装备、智能单元、智能产线、智能工厂及智能公司建设,通过发挥智能制造的全域赋能作用,解决提质增效、本质安全、供应链协同及协同共享等迫切需求,打通全方位、全过程、全领域的业务流程与数据信息,实现企业的智能制造闭环、端到端营销闭环及供应链生态体系闭环。
通过全流程质量管控及大数据项目建设,横向打通了各生产线及最终客户之间的数据,纵向打通了从一级到四级的数据,实现了物料、工艺数据的关联匹配,提高了生产效率和管理效率。通过CPS系统建设,实现了生产过程自动跟踪和生产数据自动匹配,实现了全流程产品质量的溯源分析和质量优化,实现了车间数字化模拟运行。通过智能能源管控平台建设,从单体设备、工序、综合能耗三个层次强化能源精细化管理,实现了能源管理“看得见,说得清,管得住”;建立了多场景多时长能源介质发生量、消耗量预测模型,从经济运行角度,进行多能流协同实时优化,实现全系统价值最大化。
四、矿山行业
集团高层领导高度重视、坚定不移的变革信心、政策资金技术强力保障、信息产业强力支撑是数字化变革成功的关键。
自动化、信息化、智能化“三化”能力提升,是数字化建设的核心,“自动化”包括自动化的生产线、自动化的安全监控、自动化的物流、自动化的人员培训,“信息化”包括端到端业务流程、产业整合、客商联动、生态协同,“智能化”包括监测和感知、相互联系、预测、智能决策和优化。
数字化建设主要做法包括:提升IT战略定位,优化IT管控体系,保障数字化转型;聚力大数据工程,推进ERP全覆盖,运营决策能力提升;构建共享中心,实施企业中台,管控协同能力优化加强;加快三化建设,赋能实体产业,实现高效精益生产;培育信息产业,延伸产业生态,推动高质量集群发展。
积极推进以智能型MES系统为核心的精益化矿井建设,系统以安全为核心,将日常工作涉及的人、机、料、法、环全面结合,系统实施后现场管理持续优化提升,降本增效效果显著。
构建财务共享、资金管理、税务管理、物资共享、设备共享、营销共享等十大资源共享平台,推动资源配置方式变革,打破行政化业务分工模式,加强集团层面的统一调配,内外部平台协同作用增强,有限的资源发挥最大的效益。
五、石油石化行业
石油石化行业是国民经济重要的能源和基础原材料工业,也是推动工业化发展的原动力。当前,以云计算、大数据、物联网为代表的ICT技术,已经由过去的支撑系统向驱动创造的生产系统进行转变,石油石化行业是典型的流程制造工业,油田、管道、炼化、销售等不同板块对信息技术应用密集度很高,因此,数字化转型的重要性也更为凸显。近年来,石化领域的央企在数字化转型方面开展了积极的实践,推动了企业的转型升级和高质量发展,也为整个石化行业的数字化转型做出了重要探索。
企业在数字化转型过程中,首先要解决好两个问题,一是业务流程的变革和转型。“在企业数字化转型过程中,如果管理模式不变,业务流程不再造,销售模式、商业模式不变,转型不可能成功。”二是IT的变革和转型。必须摈弃过去的“烟囱式”系统建设模式,要按照“平台+应用”的云架构、云服务模式进行建设和应用,所有的系统要上云、上平台,在统一的PaaS平台上,构建ERP系统、OA、MES、智能制造系统,这才是转型的发展方向。
物联网是在互联网基础上,将用户端延伸和扩展到物与物之间,进行信息交换和通讯,实现物与互联网信息的相互联系,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。油田的物联网建设主要是油井生产远程监控系统。这个系统将建设数据采集与控制、数据传输、生产现场监控与管理以及一体化集成应用平台4个子系统,重点建设油气产运销物联网系统。
油气供应物联网应用示范工程将实现自动化与信息化融合,实现油气产运销全业务链集成和智能管理,提高管理水平和生产效率,降低生产成本,保障生产过程本质安全,节约能源,保护环境,促进油田发展方式转变。
油气生产物联网系统就是通过传感、射频、通讯等技术,对油气水井、计量间、油气站库、油气管网等生产对象进行全面的感知,实现生产数据、设备状态信息在生产指挥中心及生产控制中心集中管理和控制,搭建规范、统一的数据管理平台,支持油气生产过程管理,进一步提高油气田生产决策的及时性和准确性。油气生产物联网分为数据采集与控制、数据传输、生产现场监控与管理3个子系统。
利用物联网技术,建立覆盖全公司油气井区、计量间、集输站、联合站、处理厂规范、统一的数据管理平台,实现生产数据自动采集、远程监控、生产预警,支持油气生产过程管理,进一步提高油气田生产决策的及时性和准确性,提高生产管理水平,降低运行成本和安全风险。
六、工程机械行业
数字化战略是“以客户为中心(Customer Centric)”,它的数字化愿景是“从数字获取洞察,由洞察驱动行动”。
数字化转型的第一步:面向客户的智能化
通过在出厂设备上安装传感器,采集设备数据,智能地运用各种技术与服务来监控、管理和加强设备的运行状况,从而让客户更好更深入地控制现场作业,提高生产效率、降低成本、增强安全性,实现更加绿色和可持续性的业务。
数字化转型的第二步:数字化业务经营系统
实时地对整个价值链进行监控和管理,从上游供应网络的每一个成员,到制造工厂的每一台机器,再到每一个经销商,以及每一个客户和每一台销售出去的设备,都可以连接起来,从管理的视角进行数字化映射,从而确保对每个最小单元进行有效的管理。通过这种更为精细化的管理方式,使得企业的盈利能力不会因为外部市场环境的变化而波动。
整个价值链上的各个业务要素和业务单元进行快速连接和精准管理的数字化经营系统,包括了三大基石:
- 一是神经——基于物联网技术,连接所有的产品和设备。无论这些产品和设备的地点是在上游的供应链,还是在企业的工厂,或是下游的渠道和客户,企业将感知的触角延伸到企业上下游的每一个角落,让企业拥有四通八达的神经系统。
- 二是骨骼和肌肉——基于支撑大数据的商业应用系统,吸纳来自数字神经系统的数据,推动上下游的业务流程的运转,让企业拥有高效敏捷的骨骼和肌肉。
- 三是大脑——在上述两项基石的基础上,建立起集产品数据、设备数据和业务数据(包括客户数据在内)于一体的的经营驾驶舱——这里称之为“数字化行情室(Digital Board Room)”,从而让企业拥有可以快速决策的大脑。
如下图所示,这样的一个数字化业务经营系统,在最上端包括了一个“数字化行情室”,在“数字化核心”打造的数字化运营基础上,通过“数字化供应网络”和“数字化客户”源源不断地导入客户和供应网络的数据,从而建立起更大范围的数字化生态系统,并在“数字化行情室”中展示、分析和决策。
制造业的数字化转型是一条漫长的道路。对设备进行智能化改造,通过远程接入来改善客户体验和提高售后服务收入,是工业物联网技术在产品生命周期后半段的应用。而要打造一个真正的工业互联网,更多更难的工作量,体现在打造实时工厂在IT层面的生产体系,OT层面的数据采集与分析,以及IT与OT的融合以及OT对IT的决策支持。
七、军工制造行业
由于军工行业特征、体制及管理基础原因,军工企业智能制造与数字化转型的过程中需要解决好一些关键问题,才能更好实现企业研发制造与服务的智能化转型升级。这些问题主要体现在以下几个方面:
1、企业主数据的规范化与标准化
大多数军工企业现有的企业主数据分散在各个不同的业务系统中,缺乏统一的数据标准和管理平台,数据的标准化规范化程度低,而企业主数据的统一规范是未来企业数据全面集成共享,进而实现智能制造的基础。
2、涉密与非密应用系统的数据交换
由于企业军工行业特性,研发设计和经营管理类应用系统一般都部署在涉密网环境,与部署在非密网环境的DNC数据采集、MES、供应商协同、客户服务等应用系统物理隔离。在工业互联网数据集成的背景下,军工企业需要构建全新的适应新时代要求的安全保密观,基于新的安全保密管理制度和技术手段,在满足国家安全保密要求的前期下,实现涉密与非密系统数据的集成应用。
3、不同领域和层级信息化应用系统的集成
企业的信息化数字化转型是一个复杂的系统工程,不同领域(设计、生产、财务、人力等),不同层级(L1-L5)的信息化系统无法完全基于同一厂商同一平台,因此不同领域和层级信息化应用系统的开放性集成性尤为重要,各应用系统必须支持新一代工业互联网、物联网集成标准,以满足企业各项业务在数据和流程上集成应用需求。
4、设计、制造与服务的一体化
传统军工企业设计、制造与售后服务各自独立,信息难以共享造成整体效率和客户服务水平的低下。智能制造就是要打破企业内部条块分割的状态,实现计划的统筹、业务的协同和数据的共享,从项目(型号)计划,到科研计划、采购计划、生产计划、车间作业计划,调试计划的协同一致;从配置BOM、设计BOM、制造BOM、装配实做BOM的数据共享与质量信息追溯,构建企业设计、制造与服务的一体化管理体系。
5、管理精益化与业财一体化
精益管理是军工企业提高产品质量、降低产品成本、提高生产效率的有效手段和方法。精益管理也是一个持续优化的过程。业财一体化是对企业生产经营活动进行成本和效益进行准确核算、预测与控制的基础。通过业财一体化可以为企业精益管理提供更为客观全面的成本与绩效评价体系与反馈机制,帮助企业更加有效的推进管理精益化。
军工智能制造解决方案的整体应用架构由下至上分为技术平台层、智能设备层、生产执行层、业务管理层、决策支持层,在不同层面支撑军工企业智能制造与数字化转型。
传统企业数字化转型路径,似乎并没有一个放之四海皆准的公式,但基本可以分三步走,第一是建立企业私有云,搭建并打通CRM、ERP、电商系统、市场预测系统等职能平台,将生产经营各环节的数据上云,统一管理;第二是建立数据治理标准,将数据治理纳入企业绩效考核。同时,树立企业数据质量意识文化,确保各系统自动化采集的数据准确高效;第三是打通各职能平台,形成中央控制与分析平台,实现管理者及经营者可一键获取企业数据和预测数据,并将数据用于日常管理与决策。企业经历信息化、数字化以及智慧化三个阶段后,最终走出一条从信息化企业到数字化企业,再到智慧企业的发展路径。