隨著技術(shù)創(chuàng)新、客戶需求以及外部環(huán)境因素的加速變化，數(shù)字化技術(shù)和制造業(yè)的結(jié)合越來越緊密，制造業(yè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也正在加速推進(jìn)。

中國中小型制造業(yè)企業(yè)在過去幾十年的發(fā)展過程中成長迅猛，對數(shù)字化的需求越來越旺盛，隨著公司規(guī)模的不斷擴(kuò)展，他們對IT&OT的需求也越來越多，特別是在新技術(shù)的驅(qū)動下，中小企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求同樣勢不可當(dāng)。不過，必須承認(rèn)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(dǎo)致了其對數(shù)字化轉(zhuǎn)型缺乏緊迫感，數(shù)字化轉(zhuǎn)型經(jīng)驗相對不足，沒有樹立相對科學(xué)的轉(zhuǎn)型升級體系方法論，不能夠相對精準(zhǔn)把握數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心要素和戰(zhàn)略取舍。

數(shù)字時代的到來，已是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可逆轉(zhuǎn)的一種趨勢，所以，本文通過一個實際案例，指出中小型制造業(yè)企業(yè)如何善用新的變化形式來革新管理理念、手段與結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步推動可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。

如何以更低的IT&OT成本搭建完整的按需管理方案？如何推動業(yè)務(wù)增長、實現(xiàn)卓越運(yùn)營？如何通過工業(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)如何實現(xiàn)數(shù)字化管理？

下面我們就通過以下案例幫助大家解決以上問題。

A公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型實例

以下用A公司來代表案例企業(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(mào)易于一體的多元化科技型中小型企業(yè)，為實現(xiàn)新時期的轉(zhuǎn)型、提升未來的綜合競爭力，擬建立數(shù)字化工廠。但“數(shù)字化工廠”建設(shè)是一個龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要按照“總體規(guī)劃、分步實施”的原則，做好頂層設(shè)計，對工程的建設(shè)目標(biāo)、內(nèi)容及建設(shè)步驟、優(yōu)先級等進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃。

A公司的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑，遵循精益生產(chǎn)（Lean Production）的思想，結(jié)合業(yè)界的相對最佳實踐進(jìn)行對標(biāo)，構(gòu)造出針對數(shù)字化企業(yè)的評估體系，同時整合匯總A公司的企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)，通過價值流分析，得出實現(xiàn)均衡化生產(chǎn)、現(xiàn)場可視化管理的策略及具體措施，應(yīng)用仿真技術(shù)實現(xiàn)設(shè)計、工藝、生產(chǎn)一體化并建立持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，提出新工廠布局的初步方案并對現(xiàn)有工藝進(jìn)行優(yōu)化。篩選自動化實施點并提出自動化集成的實施建議，梳理信息化應(yīng)用構(gòu)架并提出信息化集成的實施路線圖，最后得出信息化集成、自動化集成、軟硬件選型、實施計劃關(guān)鍵行動項等內(nèi)容。下面將針對A公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心要素步驟一一展開說明。

步驟一：企業(yè)數(shù)字化現(xiàn)狀評估

數(shù)字化企業(yè)是現(xiàn)代企業(yè)運(yùn)行的一種新模式。它將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，并應(yīng)用到企業(yè)產(chǎn)品生命周期全過程和企業(yè)運(yùn)行管理的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計制造、企業(yè)管理、生產(chǎn)控制過程以及制造裝備的數(shù)字化和集成化，提升企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)能力、經(jīng)營管理水平和生產(chǎn)制造能力，從而提高企業(yè)綜合競爭能力。
數(shù)字化企業(yè)的建設(shè)，其最終目的不僅是要提高經(jīng)濟(jì)效益與資源利用效率，還要提高企業(yè)的非經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)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，應(yīng)采用多指標(biāo)的綜合評價，進(jìn)行全方位的考核與評估?；谝陨显瓌t，參考德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會（VDMA）的“工業(yè)4.0成熟度評測”，我們制定了數(shù)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)過程的現(xiàn)狀，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型規(guī)劃期的起始階段，我們對A公司的現(xiàn)有價值流進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，覆蓋到全部工序環(huán)節(jié)，收集數(shù)據(jù)包括每個工序的：節(jié)拍時間、加工周期、批量大小、在制品數(shù)量、換型時間、班次、操作員數(shù)量、一次合格率、設(shè)備年檢修時間等?；谛枨蠛彤a(chǎn)線的設(shè)計節(jié)拍，主要從整體的產(chǎn)線平衡、生產(chǎn)柔性限制、拉動導(dǎo)入、工藝痛點以及數(shù)據(jù)采集需求五個方面進(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)品未來需求 = 1500萬/年，可用工作天數(shù)：26×11 = 286天，日可用工作時間：8小時，客戶需求節(jié)拍 = 0.549秒/極，當(dāng)前自動線設(shè)計節(jié)拍：2.4秒。

基于上述數(shù)據(jù)，對當(dāng)前生產(chǎn)的線平衡率進(jìn)行了分析，基于預(yù)估的工藝數(shù)據(jù)，目前產(chǎn)線平衡率 = 51.9%，智能化工廠的標(biāo)準(zhǔn)是 85%。線體設(shè)計節(jié)拍2.4秒，未來滿足客戶整體需求，需要4.4條線，2.55In延時測試和復(fù)校工序的預(yù)估節(jié)拍沒有滿足線體設(shè)計的2.4秒設(shè)計目標(biāo)，除了優(yōu)化單機(jī)的節(jié)拍時間，可以考慮增加瓶頸工位的設(shè)備匹配數(shù)量。在提高平衡率的同時，以最少的線體數(shù)量和投資，實現(xiàn)最終客戶0.549秒的節(jié)拍需求。

針對未來點焊和輔助工序廠內(nèi)自制的計劃，建議實施拉動生產(chǎn)，結(jié)合在線FQC抽檢改善，可以將首件產(chǎn)品的制造周期由基于推動模式的4.75天，縮減至約40分鐘。在價值流分析的基礎(chǔ)上，我們對現(xiàn)有工藝流程進(jìn)行了分析。

步驟三：自動化優(yōu)化與集成規(guī)劃

自動化實施點的篩選基于兩個重要的指標(biāo)：少人化 & 可實現(xiàn)性。少人化用于考察實施自動化后帶來的價值，可實現(xiàn)性用于考察自動化方案的實現(xiàn)難度。首先應(yīng)該實施的是價值大、實現(xiàn)難度低的點。在對A公司自動化產(chǎn)線進(jìn)行場景描述時，對現(xiàn)有情況進(jìn)行了詳細(xì)的梳理，發(fā)現(xiàn)存在如下現(xiàn)狀和問題：

自動化設(shè)備替代人工作業(yè)，替代率高。具備基本的人機(jī)交互功能?？梢酝ㄟ^HMI面板等顯示設(shè)備狀態(tài)，檢測數(shù)據(jù)等信息。基本能夠滿足批量生產(chǎn)的要求。生產(chǎn)數(shù)據(jù)及檢測數(shù)據(jù)無系統(tǒng)采集。更換產(chǎn)品型號時，需要人工去相應(yīng)設(shè)備前改參數(shù)。大部分PLC和檢測設(shè)備無通信接口，無法組成高速工業(yè)以太網(wǎng)。產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量信息無法追溯。

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

步驟四：信息化優(yōu)化與集成規(guī)劃

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的落地過程中，另一個很大的挑戰(zhàn)是單個信息系統(tǒng)的優(yōu)化以及多個信息系統(tǒng)的集成。隨著企業(yè)的發(fā)展，越來越多的信息系統(tǒng)被導(dǎo)入企業(yè)，而系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互、系統(tǒng)與流程間的匹配程度、系統(tǒng)構(gòu)架本身的合理性等問題，向信息化集成提出了挑戰(zhàn)。

為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，近年IT界提出了企業(yè)構(gòu)架（EA，Enterprise Architecture）的規(guī)劃方法，這是一種從企業(yè)戰(zhàn)略出發(fā)去梳理業(yè)務(wù)架構(gòu)，進(jìn)一步分析和規(guī)劃IT架構(gòu)，并用于指導(dǎo)、規(guī)范計算機(jī)信息系統(tǒng)建設(shè)的理念和方法，是當(dāng)前數(shù)字化工廠、數(shù)字化企業(yè)轉(zhuǎn)型規(guī)劃所采用的一種最佳實踐和方法論。

通過對企業(yè)架構(gòu)的分析，在對業(yè)務(wù)戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)流程理解的基礎(chǔ)上，對企業(yè)的信息系統(tǒng)進(jìn)行總體規(guī)劃和科學(xué)實施，從而可以將企業(yè)的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)流程與具體的信息系統(tǒng)緊密地結(jié)合起來，為企業(yè)描繪出一個未來的數(shù)字化企業(yè)中業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用和技術(shù)互動的藍(lán)圖。

業(yè)務(wù)架構(gòu)框架以價值鏈為基礎(chǔ)，進(jìn)行流程的逐級細(xì)化，并且定義了包括客戶管理、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)制造等主要的業(yè)務(wù)功能和職責(zé)，最后以流程為主要分析角度，建立業(yè)務(wù)架構(gòu)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(gòu)分析（Level-0到Level-3），其目的如下：
第一層（Level-0）看價值，識別價值鏈視圖
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，識別活動流程圖

業(yè)務(wù)架構(gòu)是基于戰(zhàn)略決定企業(yè)各組成部分如何運(yùn)轉(zhuǎn)的工具，建立了企業(yè)戰(zhàn)略與日常運(yùn)營之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。從企業(yè)級視角以一種結(jié)構(gòu)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值鏈
2、采用結(jié)構(gòu)化的方式來組織價值鏈到任務(wù)步驟的業(yè)務(wù)流程。

A公司的業(yè)務(wù)架構(gòu) 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(zhàn)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，直接和客戶相關(guān)，由所有增值程序來組成，主要關(guān)注外部客戶的利益。
支持流程，是保證運(yùn)營的流程。

通過對Leve-0～Level-4層級的業(yè)務(wù)架構(gòu)梳理，期望達(dá)到的目的是：通過對A公司生產(chǎn)運(yùn)作管理現(xiàn)狀和存在的問題進(jìn)行深入細(xì)致分析，提出流程優(yōu)化或流程管理的新思想；通過對生產(chǎn)流程的梳理、流程優(yōu)化、流程固化和流程e化等幾個階段的研究，提出解決方案和具體實施對策，構(gòu)建生產(chǎn)流程優(yōu)化模型；采用統(tǒng)一的業(yè)務(wù)流程描述語言和工具，清晰各部門職能，明確責(zé)任，解決流程不清、運(yùn)行效率低下的問題；識別生產(chǎn)流程中的信息交互、數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計，為A公司導(dǎo)入MES系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

基于信息化現(xiàn)狀的分析，其中ERP和OA已實施，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(shè)計向制造的轉(zhuǎn)化效率，故建議率先實施PLM相關(guān)的信息系統(tǒng)。

A公司未來的應(yīng)用架構(gòu)將包含商業(yè)智能（BI）、PLM、ERP、MES、SCADA、SCM、QMS、CAPP/MPM、WMS+WCS、企業(yè)內(nèi)容管理（ECM）等核心業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，也將包含業(yè)務(wù)流程管理（BPM）、項目管理（PM）、客戶關(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(yīng)用系統(tǒng)。另一方面，為確保各信息系統(tǒng)的平滑運(yùn)行，還應(yīng)建立一套完善的IT治理框架，包括：面向服務(wù)的體系構(gòu)架（SOA）和事件驅(qū)動的構(gòu)架（EDA）、IT流程和IT戰(zhàn)略、IT管理/財務(wù)/管控等。

步驟五：數(shù)字化轉(zhuǎn)型路線圖設(shè)計

在數(shù)字化企業(yè)轉(zhuǎn)型規(guī)劃項目進(jìn)展的結(jié)尾，我們根據(jù)A公司當(dāng)前的數(shù)字化水平與行業(yè)標(biāo)桿工廠水平做了對標(biāo)評估，把A公司的數(shù)字化工廠的建設(shè)分為了三個階段，第一階段為打造區(qū)域行業(yè)標(biāo)桿水平，第二階段為打造國內(nèi)行業(yè)標(biāo)桿水平，第三階段為打造國家級制造水平。并且每一個階段相關(guān)的建設(shè)活動、主要內(nèi)容、時間進(jìn)度以及初步投資估算都做了相應(yīng)的計劃和分析，使企業(yè)能夠根據(jù)自身的資金狀況以及節(jié)奏確定詳細(xì)的轉(zhuǎn)型升級路線。

在轉(zhuǎn)型規(guī)劃的過程中，我們也識別出了一些數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中存在的潛在風(fēng)險，進(jìn)入實施期后，規(guī)劃組成員應(yīng)與實施團(tuán)隊、供應(yīng)商、公司領(lǐng)導(dǎo)層一起，進(jìn)一步識別可能存在的風(fēng)險，并尋找到消除、規(guī)避、控制風(fēng)險的策略，確保A公司的數(shù)字化轉(zhuǎn)型平穩(wěn)進(jìn)行。

以上案例針對中小制造業(yè)企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型索要經(jīng)過的五個步驟，當(dāng)然不僅如此，企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型不是一蹴而就的，需要更多技術(shù)和環(huán)節(jié)做支撐，實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型任重道遠(yuǎn)，讓我們共同努力，為實現(xiàn)智能世界貢獻(xiàn)力量！
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