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面对数字经济的汹涌浪潮,我国工业企业已经深刻意识到必须以推动数字经济与实体经济融合发展为主攻方向和关键突破口,加速数字技术在企业生产、研发、制造、管理等领域的深化应用,加快重点制造领域数字化、智能化,大力推进数字化转型升级。与此同时,随着物联网、大数据、人工智能、5G、VR/AR等技术的蓬勃发展,正在引发对企业研发设计、生产制造、产业形态、商业模式、业务运营、决策方式、组织形态、企业文化等方面的深刻变革与影响。数字技术的深化应用成为了应对市场变化的必要条件,应用数字技术的能力也成为了工业企业形成比较竞争优势的关键要素。
图1 2020与2021企业对数字化态度的转变
然而,工业企业自身组织、业务、产品和价值链的复杂性、行业差异、建设水平、资金状况等为其数字化转型带来诸多挑战。这段数字化转型征程该如何起步推进成为摆在很多工业企业面前的难题。而一批率先开展数字化探索的工业企业,通过新一代信息技术与工业的融合,将数字化技术广泛应用于工厂运营中,并在业务流程、管理系统、数据系统等方面不断深入的创新,形成了快速反应市场需求、创新运营模式、绿色可持续发展的全新形态,也成为了工业企业数字化转型的“领航者”。他们不断“试错”积累的丰富经验可以有效降低其他企业的转型成本,这股转型的领航之力也将增强更多工业企业转型的信心。e-works从“标杆智能工厂”到“中国工业数字化转型领航企业”,就是希望通过“榜样”的力量带领更多工业企业走出转型迷局,“照亮”更多在数字化转型路上的企业。
图2 2021“中国工业数字化转型领航企业”
50强企业名单及分布
2021 “中国工业数字化转型领航企业” 的评选,根据e-works数字化转型评价模型遴选出了50家入围企业,这些转型“领航”企业在核心业务应用的深度与广度、数据采集与融合应用能力、基于数据的洞察能力,以及通过数字化转型对企业产生的实际价值方面表现突出,从众多参选企业中脱颖而出。50家入围的企业遍及全国17个省市,涉及汽车及零部件、机械装备、电气、电子通信、家居建材、新能源等14大行业。其中,58%的企业为上市公司,区域分布以长三角地区和珠三角地区的企业居多。
图3 50家“中国工业数字化转型领航企业”基本情况
值得关注的是,本次入围的企业不乏“世界500强”、“行业龙头”、“行业领先”、“世界第一品牌”、“全球行业前列”、“行业隐形冠军”、“行业市场份额世界第一”的工业企业中的佼佼者,其中“行业龙头/领先”企业占比超65%,世界级行业领先企业达到22%,这些领航企业在数字化转型的征途中一路披荆斩棘,走在了前列,取得了显著的成效。
1、领航企业数字化转型资金投入与普通企业相比呈现“X”形
数据显示,领航企业在数字化建设上的资金投入普遍偏高。亿元以上投入的企业数量超过54%,千万元以上的企业占比96%,这一数字与2021年e-works Research针对500家工业企业数字化/智能化情况的调查数据相比,规模存在很大的差异,呈现明显的“X”形。对于大多数工业企业,特别是中小企业而言,可用于数字化转型项目的资金极为有限,大多处于500万元以下的投资区间(占比35.6%),仅有少部分企业的投资规模可以达到亿元级别(占比6%),还有相当一部分企业尚未起步建设,这些都与领航企业的高投入形成反差。可见,数字化转型想要看到实效还是需要强有力的资金保障。
图4 2021中国工业数字化转型领航企业
数字化建设投资与其他工业企业投资对比
2、领航企业在物联网、大数据、AI的应用更广更深
云计算、大数据、移动互联网、物联网、人工智能等数字化转型的核心技术与工业的深度融合,正在引发对工业企业研发设计、生产制造、产业形态、商业模式、业务运营、决策方式、组织形态、企业文化等方面的深刻变革与影响。从新兴技术的应用视角看,领航企业在数字化技术应用方面走在前列,并且与企业业务深度融合,应用于生产、研发、设计、制造、管理等各个领域,全面提升企业数字化水平。其中,物联网及大数据的相关应用几乎是领航企业的标准配置,分别占比高达82%和70%。此外,云、5G、边缘计算的应用也占有较高的比例。
图 5 领航企业数字化技术应用情况
领航企业通过物联网实现设备监控与数据采集,应用大数据技术构建生产可视化平台,基于AI建立智能检测平台,利用5G打造高速率、低时延的生产网络,这些应用在企业广泛开展,对业务能力的提升效果显著。
3、工业软件在领航企业的业务覆盖更全面更集成
对工业企业而言,工业软件既是提升生产效率与产品质量的倍增器,也是承载丰富工业知识的无形容器。领航企业更为广泛地应用工业软件,在实现计划、设计、生产、物流、质量、营销等关键业务的信息化基础上,通过横向、纵向以及端到端的集成,全面实现企业全业务、全流程、全供应链的数字化。数据显示,领航企业中96%已经应用了MES/MOM系统,ERP、WMS、PLM、CRM的部署比例也非常高。另外,在工业软件投资方面,18%的企业投资在亿元级别,超过半数的企业投资金额过千万。
图6 领航企业工业软件应用及投资情况
4、“数字化生产”能力的提升更受领航企业关注
本次评选专家组对入围企业的材料进行仔细的研究,从中精选出了299个转型实践亮点应用,涉及数字化研发、数字化生产、数字化供应链、数字化管理、数字化营销、数字化产品与服务等多个业务领域。数据表明,40.8%的领航企业着眼于“数字化生产”能力的提升。例如生产数据采集与可视化管理平台应用、基于产品数据库的多批定制产品的柔性制造、基于5G+AI视觉的外观检测与分析、数字化质量管理和跟踪追溯、数字孪生生产线、3D视觉检测辅助生产等等都较为普遍。此外,数字化管理、数字化研发、数字化产品与服务的应用亮点也较为集中,占比分别为23.7%、10.7%和10.4%。
图7 领航企业转型亮点应用分布情况
5、转型带给领航企业关键效益指标提高显著
50家工业数字化转型领航企业经过长期深入的数字化实践,实现了效率和效益的双提升。数据显示,入围企业呈现出的量化指标有161个,这些指标是数字化转型给企业带来的实质性成效。其中数字化转型的推进普遍给企业设备OEE、生产效率、订单准时交付率、单位产值能耗等KPI带来了提升。
图8 领航企业数字化转型部分关键指标提升情况
工业企业数字化转型是一条艰苦而卓绝的变革之路。尽管不同行业不同企业的数字化转型的路径迥异,但想要获得成功也是有共同的规律可循。50家领航企业的脱颖而出,让我们看到的是:普遍推行的精益管理理念、大范围生产数字化软件覆盖、装备与产线的数字化与智能化、高效的数字化物流系统、新技术的不断探索、数据驱动的企业、持续稳定的资金保障等等,这些都是“领航企业”不断深入数字化转型的方向。从领航企业数字化转型词频分析中也再次佐证了这一点,分析数据显示“数据”、“可视化/透明化”、“柔性/敏捷”、“集成”、“互联互通/实时互联”是关注的焦点。
图9 领航企业数字化转型词频热度分析
企业组织、业务、产品和价值链的复杂性,为工业企业的数字化转型带来诸多障碍。事实上,数字化转型并非单项技术的应用,也不仅仅是个技术命题,更是一个战略和管理命题。因此,企业需要深度剖析数字化转型的需求和突破口,确定明确的数字化转型方向。经过多年对工业企业数字化转型进程及转型路径的深度剖析,e-works Research提出了工业企业数字化转型6大典型路径,即:商业模式转型、研发模式转型、制造模式转型、服务模式转型、运营模式转型和决策模式转型。
就50家领航企业的转型模式选择上看,86%的企业将重点放在“制造模式转型”的推进并取得较好的转型成效。此外,66%的企业入围了“运营模式转型”奖项,其次是研发模式转型、服务模式转型、决策模式转型和商业模式转型,占比分别为34%、22%、22%和10%。
图11 领航企业的转型模式主要方向
◉ 制造模式转型方面,领航企业扎根制造,围绕生产相关的业务,以指标、流程、数据为核心,以信息系统为支撑,提升生产过程的运行水平和运行能力。典型应用涉及工艺、计划、生产、物流、质量、安环等多个方面,中信戴卡已经构建柔性制造系统,实现了零切换时间的混线生产、多批量定制化生产;延锋彼欧利用VR进行远程设备维修、工艺调试,利用数字孪生技术实现生产过程监控与工艺优化;广东联塑、菲尼克斯等通过智能化物流体系建设,结合AGV、立库等硬件设施及3D物流仿真、物联网等技术的应用,实现全物流信息的实时管控;美的集团、联宝电子、一汽-大众、横店东磁、道道全等结合AI、大数据实现数字化质量检测、分析和控制;九牧厨卫通过5G+AI赋能人员安全监控与预警等等。领航企业竭力推动IT与OT的深入融合,探索并不断拓展先进制造技术、新一代信息技术在企业的应用广度与深度,推动企业制造模式变革。
图12 制造模式转型典型案例分析
◉ 运营模式转型方面,更敏捷的运营是企业数字化转型的主要目标之一,通过数字化技术的应用可以提升大多数流程执行的效率,降低成本,帮助企业实现更精细化的管理,同时不断改善用户体验。例如美的集团通过“美云销”建立了以用户为核心的数字化营销与运营模式;维达应用大数据赋能销售预测和产能分析;中航电测通过构建“架构-流程-IT”一体化运营管理体系实现全流程管控;爱柯迪利用大数据分析平台打通业务运营系统,实现全流程数据连通等等。另外,三一集团应用人脸识别技术实现智能考勤,菲尼克斯采用AI智能面试,厦门宏发电声通过多维度数据洞察分析挖掘销售机会,华润三九基于区块链技术支撑的全产业链溯源应用等都能在运营层面帮助企业提升效益与效能。
图13 运营模式转型典型案例分析
◉ 研发模式转型方面,研发工具与平台的应用已相当普及,领航企业更注重平台应用的深度和广度,利用协同平台实现跨地域、跨部门、跨专业以及面向产品生命周期的协同,深度挖掘平台价值,务实推进BOM与产品配置、工程变更管理以及IPD等核心应用,并且不断涌现的新兴信息技术逐渐走向成熟应用,正在助力领航企业创新研发模式。裕同包装通过远程利用AR/VR交流创意、确认色彩、仿真效果,将客户的产品创意高效、精准融入到包装设计中。一汽-大众动力总成事业部运用虚拟装配技术进行可制造性分析,优化建议反馈给产品研发部门,以减少批产后的变更。长安汽车基于PDM的全球一体化在线研发工作机制,打造全球分布式协同设计平台,实现跨专业跨地区的全球高效协同研发。厦门宏发电声搭建仿真云平台,固化仿真流程、集成研发工具,实现多专业、多人员协同设计仿真。中信戴卡利用人工智能设计分析平台与大数据技术融合,构建产品全生命周期知识图谱、辅助方案寻优。铁建装备、杰克缝纫机以MBD技术为支撑,实现无图纸、无纸质工作指令的三维数字化集成设计。三一、铁建重工搭建实时数据交互的产品数字孪生系统,实现数字样机与数字孪生技术在复杂工程装备全生命周期的应用。
◉ 服务模式转型方面,企业数字化变革根本的出发点都是提升用户体验和企业竞争力,因此将数字化的理念和技术融入服务之中,实现业务模式的重构与创新,这也成为了企业转型升级的重要方向,其中通过产品服务APP实现个性化体验、一站式服务是较为常见的方式。例如领航企业中中国铁建重工提供设备施工过程中的远程诊断运维服务;海尔智家构建了服务客户个性化全生活场景;佛山维尚家具基于实时交易和互动设计系统打造了在线服务平台;特变电工将AR用于客户展示与可视化培训等等。
图14 服务模式转型典型案例分析
◉ 决策模式转型方面,企业需要建立实时数据的采集机制,并实现各业务系统数据的集成与串联,进而实现海量异构数据的多维度分析,提高数据分析的实时性和可视化,实现数据治理,基于数据驱动进行决策,并利用人工智能和大数据分析技术分析数据背后蕴含的关键信息。领航企业中海尔智家通过“1+9+N”数字化互联互通系统实现互联工厂智能决策;广州立白建立了基于大数据的数字指挥中心;华新水泥、上海纳铁福传动、四川领吉汽车等企业也都建成了用于智能决策的管理驾驶舱。
◉ 商业模式转型方面,市场的变幻莫测加之客户个性化需求的增多,想要赢得竞争优势,势必需要依托商业模式的创新,实现业务的重塑。领航企业依托已经形成的数字化基础,借助数字化技术,在推动业绩增长的同时建立起全新的业务轨道。潍柴动力通过潍柴智慧云平台,基于发动机海量数据采集及全方位物联网解决方案,搭建不同工况分析模型,实现智慧研发、故障预判、远程维保、车辆管理等,提升产品竞争力;重庆长安汽车建立了大规模定制和B2C在线订购平台;联宝将智能排产、MES应用经验赋能给合作伙伴,实现由单一的售卖产品向对外提供IT服务支持的转变;特变电工基于AI搭建变压器智能运维云平台,实现对变压器产品的在线监测、状态评估、故障诊断、故障预测与维修维护排程优化。
工业企业组织、业务、产品和价值链复杂,并且各个细分行业差异很大,因此,数字化转型的突破口也各不相同,在选择数字化转型的模式和路径时需要因地制宜选择合适的节奏、方式去推进,让自身的数字化转型紧跟企业发展步伐。
图15 领航企业六种转型模式的典型应用实例
根据e-works Research对工业企业数字化转型动因分析发现,企业战略发展要求是数字化转型的首要动因,其次是行业发展趋势驱使、经济下行压力驱动等因素。这也充分说明,越来越多的企业着眼于企业自身的发展,迫切希望引入新模式、新业态、新技术,进一步催化了数字化转型的推进进程。然而,能进入深化或创新阶段的企业不足14%,仍有25.4%的企业处于尚未或计划起步阶段,还没有迈向数字化之路。究其原因,组织与人才、技术能力和管理成为了转型路上的三把利剑,制约了企业转型的步伐。
图16 工业企业数字化转型进程及制约因素1
1、组织与人才
企业的数字化转型涉及多业务、多领域、多人员,需要打破传统的组织壁垒,根据企业转型的目标建立敏捷的数字化组织,建立跨部门、跨业务的高效协同机制,以全面统筹的思想布局企业的数字转型。同时,在新型组织的驱动之下,人员激励的效应也能进一步催化数字化人才结构的完善。
2、技术能力
强大的技术后盾是数字化转型的必要条件,但数字化转型需要的还是业务与技术的双轮驱动,需要通过技术的应用,赋能企业从线索到现金的全业务链条,从而为企业注入数字化转型的基因。除基础的技术能力外,颠覆性技术的应用帮助企业提升数字化能力对加强企业竞争力至关重要,如人工智能、区块链、数字孪生、机器人、AR/VR、3D打印等。
3、管理基础
精益管理是企业运营的重要支撑,同时也是数字化转型的重要基础。精益管理核心就是以客户需求为出发点,通过系统结构、人员组织、运行方式等方面的变革,以最小投入实现最大产出,生产出质量最优和成本最低的产品,并能够对客户需求做出快速响应。没有精益管理作为前提,企业数字化系统的应用很难固化并达到改善的效果。
50家领航企业无一例外地将包括精益管理在内的现代管理技术全面应用到企业建设中,并将提升企业管理能力贯穿数字化转型的始终,通过数字技术辅助企业精益改善,赋予了精益新的数字化血液。例如,上海汇众围绕“精益生产,高效运营体系”的战略,建立大数据平台驱使产业链、价值链重构,以数据赋能企业的战略转型和创新发展;中信戴卡借助工业网络、产品二维码、设备联网等技术打造有效管控生产及运营全流程,形成了信息流与物流、业务流的统一,实现数字化精益制造等。
当前,中国工业企业面临着市场竞争加剧、产能过剩、劳动力不足、人力成本攀升、市场动态多变、国际贸易争端、核心技术缺失等诸多挑战。另一方面,云计算、物联网、5G、人工智能、虚拟现实、增强现实、数字孪生、创成设计等数字化技术蓬勃发展,为中国工业企业带来新机遇。而数字化转型如同人类面临的每一场变革,广大企业在时代的簇拥下百川朝海,砥砺前行。
对于工业企业而言,数字化转型不是“救命稻草”,而是解决企业发展问题的工具。如何有效地将这一“工具”为我所用,并能将时代机遇转化为企业红利是一段艰苦而卓绝的历程,这一路需要“领航者”的指引,需要学习和借鉴先行者的成功实践,避免试错。为此,e-works组织了包括本次“中国工业数字化转型领航企业”活动在内的多次标杆企业的评选,希望通过对“领航企业”的研究,总结并分享他们的成功经验,帮助更多的企业迈向数字化,实现数字化转型的战略目标。
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作者:本刊编辑部
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