隨著(zhù)技術(shù)創(chuàng )新、客戶(hù)需求以及外部環(huán)境因素的加速變化，數字化技術(shù)和制造業(yè)的結合越來(lái)越緊密，制造業(yè)企業(yè)的數字化轉型也正在加速推進(jìn)。

中國中小型制造業(yè)企業(yè)在過(guò)去幾十年的發(fā)展過(guò)程中成長(cháng)迅猛，對數字化的需求越來(lái)越旺盛，隨著(zhù)公司規模的不斷擴展，他們對IT&OT的需求也越來(lái)越多，特別是在新技術(shù)的驅動(dòng)下，中小企業(yè)的數字化轉型需求同樣勢不可當。不過(guò)，必須承認的是相比于大企業(yè)，中小型制造業(yè)企業(yè)在人才、資金、技術(shù)與管理等方面都較為落后，中小企業(yè)由于其業(yè)務(wù)特性導致了其對數字化轉型缺乏緊迫感，數字化轉型經(jīng)驗相對不足，沒(méi)有樹(shù)立相對科學(xué)的轉型升級體系方法論，不能夠相對精準把握數字化轉型的核心要素和戰略取舍。

數字時(shí)代的到來(lái)，已是社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展中不可逆轉的一種趨勢，所以，本文通過(guò)一個(gè)實(shí)際案例，指出中小型制造業(yè)企業(yè)如何善用新的變化形式來(lái)革新管理理念、手段與結構，進(jìn)一步推動(dòng)可持續發(fā)展，實(shí)現數字化轉型升級。

如何以更低的IT&OT成本搭建完整的按需管理方案？如何推動(dòng)業(yè)務(wù)增長(cháng)、實(shí)現卓越運營(yíng)？如何通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)管理關(guān)鍵的業(yè)務(wù)流程？其他關(guān)鍵業(yè)務(wù)如何實(shí)現數字化管理？

下面我們就通過(guò)以下案例幫助大家解決以上問(wèn)題。

A公司數字化轉型實(shí)例

以下用A公司來(lái)代表案例企業(yè)，A公司是一家生產(chǎn)低壓電氣系列產(chǎn)品，集科研、制造、加工、貿易于一體的多元化科技型中小型企業(yè)，為實(shí)現新時(shí)期的轉型、提升未來(lái)的綜合競爭力，擬建立數字化工廠(chǎng)。但“數字化工廠(chǎng)”建設是一個(gè)龐大、復雜的系統工程，需要按照“總體規劃、分步實(shí)施”的原則，做好頂層設計，對工程的建設目標、內容及建設步驟、優(yōu)先級等進(jìn)行詳細的規劃。

A公司的數字化轉型路徑，遵循精益生產(chǎn)（Lean Production）的思想，結合業(yè)界的相對最佳實(shí)踐進(jìn)行對標，構造出針對數字化企業(yè)的評估體系，同時(shí)整合匯總A公司的企業(yè)戰略目標，通過(guò)價(jià)值流分析，得出實(shí)現均衡化生產(chǎn)、現場(chǎng)可視化管理的策略及具體措施，應用仿真技術(shù)實(shí)現設計、工藝、生產(chǎn)一體化并建立持續改進(jìn)機制，提出新工廠(chǎng)布局的初步方案并對現有工藝進(jìn)行優(yōu)化。篩選自動(dòng)化實(shí)施點(diǎn)并提出自動(dòng)化集成的實(shí)施建議，梳理信息化應用構架并提出信息化集成的實(shí)施路線(xiàn)圖，最后得出信息化集成、自動(dòng)化集成、軟硬件選型、實(shí)施計劃關(guān)鍵行動(dòng)項等內容。下面將針對A公司數字化轉型的核心要素步驟一一展開(kāi)說(shuō)明。

步驟一：企業(yè)數字化現狀評估

數字化企業(yè)是現代企業(yè)運行的一種新模式。它將信息技術(shù)、現代管理技術(shù)和制造技術(shù)相結合，并應用到企業(yè)產(chǎn)品生命周期全過(guò)程和企業(yè)運行管理的各個(gè)環(huán)節，實(shí)現產(chǎn)品設計制造、企業(yè)管理、生產(chǎn)控制過(guò)程以及制造裝備的數字化和集成化，提升企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力、經(jīng)營(yíng)管理水平和生產(chǎn)制造能力，從而提高企業(yè)綜合競爭能力。
數字化企業(yè)的建設，其最終目的不僅是要提高經(jīng)濟效益與資源利用效率，還要提高企業(yè)的非經(jīng)濟效益，增強研發(fā)創(chuàng )新能力，提高人員素質(zhì)，改善業(yè)務(wù)流程等。這種多重性決定了選擇評估方法時(shí)，應采用多指標的綜合評價(jià)，進(jìn)行全方位的考核與評估?；谝陨显瓌t，參考德國機械設備制造業(yè)聯(lián)合會(huì )（VDMA）的“工業(yè)4.0成熟度評測”，我們制定了數字化企業(yè)評估范圍。

步驟二：精益生產(chǎn)與工藝優(yōu)化

為深入了解生產(chǎn)過(guò)程的現狀，在數字化轉型規劃期的起始階段，我們對A公司的現有價(jià)值流進(jìn)行了系統的分析，覆蓋到全部工序環(huán)節，收集數據包括每個(gè)工序的：節拍時(shí)間、加工周期、批量大小、在制品數量、換型時(shí)間、班次、操作員數量、一次合格率、設備年檢修時(shí)間等?；谛枨蠛彤a(chǎn)線(xiàn)的設計節拍，主要從整體的產(chǎn)線(xiàn)平衡、生產(chǎn)柔性限制、拉動(dòng)導入、工藝痛點(diǎn)以及數據采集需求五個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)空間識別，分別有助于提高效率減少投資、減少批量限制、縮短制造交付周期、優(yōu)化工藝流程以及提高智能化水平。

產(chǎn)品未來(lái)需求 = 1500萬(wàn)/年，可用工作天數：26×11 = 286天，日可用工作時(shí)間：8小時(shí)，客戶(hù)需求節拍 = 0.549秒/極，當前自動(dòng)線(xiàn)設計節拍：2.4秒。

基于上述數據，對當前生產(chǎn)的線(xiàn)平衡率進(jìn)行了分析，基于預估的工藝數據，目前產(chǎn)線(xiàn)平衡率 = 51.9%，智能化工廠(chǎng)的標準是 85%。線(xiàn)體設計節拍2.4秒，未來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)整體需求，需要4.4條線(xiàn)，2.55In延時(shí)測試和復校工序的預估節拍沒(méi)有滿(mǎn)足線(xiàn)體設計的2.4秒設計目標，除了優(yōu)化單機的節拍時(shí)間，可以考慮增加瓶頸工位的設備匹配數量。在提高平衡率的同時(shí)，以最少的線(xiàn)體數量和投資，實(shí)現最終客戶(hù)0.549秒的節拍需求。

針對未來(lái)點(diǎn)焊和輔助工序廠(chǎng)內自制的計劃，建議實(shí)施拉動(dòng)生產(chǎn)，結合在線(xiàn)FQC抽檢改善，可以將首件產(chǎn)品的制造周期由基于推動(dòng)模式的4.75天，縮減至約40分鐘。在價(jià)值流分析的基礎上，我們對現有工藝流程進(jìn)行了分析。

步驟三：自動(dòng)化優(yōu)化與集成規劃

自動(dòng)化實(shí)施點(diǎn)的篩選基于兩個(gè)重要的指標：少人化 & 可實(shí)現性。少人化用于考察實(shí)施自動(dòng)化后帶來(lái)的價(jià)值，可實(shí)現性用于考察自動(dòng)化方案的實(shí)現難度。首先應該實(shí)施的是價(jià)值大、實(shí)現難度低的點(diǎn)。在對A公司自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行場(chǎng)景描述時(shí)，對現有情況進(jìn)行了詳細的梳理，發(fā)現存在如下現狀和問(wèn)題：

自動(dòng)化設備替代人工作業(yè)，替代率高。具備基本的人機交互功能?？梢酝ㄟ^(guò)HMI面板等顯示設備狀態(tài)，檢測數據等信息?；灸軌驖M(mǎn)足批量生產(chǎn)的要求。生產(chǎn)數據及檢測數據無(wú)系統采集。更換產(chǎn)品型號時(shí)，需要人工去相應設備前改參數。大部分PLC和檢測設備無(wú)通信接口，無(wú)法組成高速工業(yè)以太網(wǎng)。產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量信息無(wú)法追溯。

自動(dòng)化優(yōu)化與集成面向生產(chǎn)自動(dòng)化和檢測自動(dòng)化的一體化，包括設備的互聯(lián)互通、設備與信息系統的無(wú)縫連接、人機交互的界面等方面。為有效地完成自動(dòng)化的集成，在項目中我們采取了如下步驟：
1）實(shí)施點(diǎn)篩選，識別出自動(dòng)化實(shí)施點(diǎn)的優(yōu)先級；
2）功能概念描述，對自動(dòng)化需要完成的功能、操作進(jìn)行文字描述；
3）數據傳輸與控制，分析不同智能體之間的信號傳遞及響應；
4）全自動(dòng)化集成，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎上實(shí)現設備的互聯(lián)并與上層應用系統集成；
5）設備選型/供應商評估。

步驟四：信息化優(yōu)化與集成規劃

在數字化轉型的落地過(guò)程中，另一個(gè)很大的挑戰是單個(gè)信息系統的優(yōu)化以及多個(gè)信息系統的集成。隨著(zhù)企業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的信息系統被導入企業(yè)，而系統間的數據交互、系統與流程間的匹配程度、系統構架本身的合理性等問(wèn)題，向信息化集成提出了挑戰。

為應對這一挑戰，近年IT界提出了企業(yè)構架（EA，Enterprise Architecture）的規劃方法，這是一種從企業(yè)戰略出發(fā)去梳理業(yè)務(wù)架構，進(jìn)一步分析和規劃IT架構，并用于指導、規范計算機信息系統建設的理念和方法，是當前數字化工廠(chǎng)、數字化企業(yè)轉型規劃所采用的一種最佳實(shí)踐和方法論。

通過(guò)對企業(yè)架構的分析，在對業(yè)務(wù)戰略和業(yè)務(wù)流程理解的基礎上，對企業(yè)的信息系統進(jìn)行總體規劃和科學(xué)實(shí)施，從而可以將企業(yè)的業(yè)務(wù)戰略和業(yè)務(wù)流程與具體的信息系統緊密地結合起來(lái)，為企業(yè)描繪出一個(gè)未來(lái)的數字化企業(yè)中業(yè)務(wù)、數據、應用和技術(shù)互動(dòng)的藍圖。

業(yè)務(wù)架構框架以?xún)r(jià)值鏈為基礎，進(jìn)行流程的逐級細化，并且定義了包括客戶(hù)管理、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造等主要的業(yè)務(wù)功能和職責，最后以流程為主要分析角度，建立業(yè)務(wù)架構框架。本案例以A公司的生產(chǎn)制造流程為分析范圍，覆蓋前四層的企業(yè)架構分析（Level-0到Level-3），其目的如下：
第一層（Level-0）看價(jià)值，識別價(jià)值鏈視圖
第二層（Level-1）看管理，識別業(yè)務(wù)管理視圖
第三層（Level-2）看流程，識別管理流程圖
第四層（Level-3）看活動(dòng)，識別活動(dòng)流程圖

業(yè)務(wù)架構是基于戰略決定企業(yè)各組成部分如何運轉的工具，建立了企業(yè)戰略與日常運營(yíng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。從企業(yè)級視角以一種結構化、層次化的方式描述業(yè)務(wù)流程，它具有以下兩種特征：
1、以企業(yè)級視角描述全局的價(jià)值鏈
2、采用結構化的方式來(lái)組織價(jià)值鏈到任務(wù)步驟的業(yè)務(wù)流程。

A公司的業(yè)務(wù)架構 level 0由三部分不同的流程群體組成：
管理流程，確定A公司的戰略發(fā)展方向，關(guān)注公司的優(yōu)勢和創(chuàng )造基本的框架。
業(yè)務(wù)流程，直接和客戶(hù)相關(guān)，由所有增值程序來(lái)組成，主要關(guān)注外部客戶(hù)的利益。
支持流程，是保證運營(yíng)的流程。

通過(guò)對Leve-0～Level-4層級的業(yè)務(wù)架構梳理，期望達到的目的是：通過(guò)對A公司生產(chǎn)運作管理現狀和存在的問(wèn)題進(jìn)行深入細致分析，提出流程優(yōu)化或流程管理的新思想；通過(guò)對生產(chǎn)流程的梳理、流程優(yōu)化、流程固化和流程e化等幾個(gè)階段的研究，提出解決方案和具體實(shí)施對策，構建生產(chǎn)流程優(yōu)化模型；采用統一的業(yè)務(wù)流程描述語(yǔ)言和工具，清晰各部門(mén)職能，明確責任，解決流程不清、運行效率低下的問(wèn)題；識別生產(chǎn)流程中的信息交互、數據交互、數據查詢(xún)、數據統計，為A公司導入MES系統奠定基礎。

基于信息化現狀的分析，其中ERP和OA已實(shí)施，A公司目前產(chǎn)品生命周期管理存在很大的提升空間，該提升將很大程度改善設計向制造的轉化效率，故建議率先實(shí)施PLM相關(guān)的信息系統。

A公司未來(lái)的應用架構將包含商業(yè)智能（BI）、PLM、ERP、MES、SCADA、SCM、QMS、CAPP/MPM、WMS+WCS、企業(yè)內容管理（ECM）等核心業(yè)務(wù)應用系統，也將包含業(yè)務(wù)流程管理（BPM）、項目管理（PM）、客戶(hù)關(guān)系管理（CRM）、人力資源管理（HR）、知識管理（KM）等支撐業(yè)務(wù)應用系統。另一方面，為確保各信息系統的平滑運行，還應建立一套完善的IT治理框架，包括：面向服務(wù)的體系構架（SOA）和事件驅動(dòng)的構架（EDA）、IT流程和IT戰略、IT管理/財務(wù)/管控等。

步驟五：數字化轉型路線(xiàn)圖設計

在數字化企業(yè)轉型規劃項目進(jìn)展的結尾，我們根據A公司當前的數字化水平與行業(yè)標桿工廠(chǎng)水平做了對標評估，把A公司的數字化工廠(chǎng)的建設分為了三個(gè)階段，第一階段為打造區域行業(yè)標桿水平，第二階段為打造國內行業(yè)標桿水平，第三階段為打造國家級制造水平。并且每一個(gè)階段相關(guān)的建設活動(dòng)、主要內容、時(shí)間進(jìn)度以及初步投資估算都做了相應的計劃和分析，使企業(yè)能夠根據自身的資金狀況以及節奏確定詳細的轉型升級路線(xiàn)。

在轉型規劃的過(guò)程中，我們也識別出了一些數字化轉型過(guò)程中存在的潛在風(fēng)險，進(jìn)入實(shí)施期后，規劃組成員應與實(shí)施團隊、供應商、公司領(lǐng)導層一起，進(jìn)一步識別可能存在的風(fēng)險，并尋找到消除、規避、控制風(fēng)險的策略，確保A公司的數字化轉型平穩進(jìn)行。

以上案例針對中小制造業(yè)企業(yè)實(shí)現數字化轉型索要經(jīng)過(guò)的五個(gè)步驟，當然不僅如此，企業(yè)實(shí)現數字化轉型不是一蹴而就的，需要更多技術(shù)和環(huán)節做支撐，實(shí)現數字化轉型任重道遠，讓我們共同努力，為實(shí)現智能世界貢獻力量！
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