引論:我們?yōu)槟砹?篇企業(yè)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型升級在數(shù)字化中的運(yùn)用范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
1、制造業(yè)企業(yè)實施數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景
中國工程院院長周濟(jì)在2017世界智能制造大會上提到:數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造,是企業(yè)實施智能制造三個基本范式,三個范式次第展開、迭代升級。數(shù)字化不僅是企業(yè)發(fā)展必然經(jīng)歷的一個階段,也是企業(yè)實施智能制造的重要基礎(chǔ)。對于制造型企業(yè)來說,實現(xiàn)對采購、研發(fā)、生產(chǎn)、質(zhì)量、倉儲、商業(yè)交易等業(yè)務(wù)過程的有效管理必然伴隨著大量的數(shù)據(jù)采集及分析管理,傳統(tǒng)上受限于技術(shù)發(fā)展及業(yè)務(wù)流程管理水平,這些數(shù)據(jù)多以手工記錄、單機(jī)工控系統(tǒng)記錄及功能單一的信息化系統(tǒng)記錄,隨著企業(yè)的不斷發(fā)展,新技術(shù)和新方法的應(yīng)用幫助企業(yè)逐步將一些手工記錄報表向電子化轉(zhuǎn)移,低級的單機(jī)自動化升級為高級的集成聯(lián)網(wǎng)自動化,信息化管理系統(tǒng)也會擴(kuò)展出更多的模塊覆蓋更多的節(jié)點,企業(yè)的數(shù)據(jù)量和業(yè)務(wù)流程的復(fù)雜性成倍增加,而且在這些業(yè)務(wù)過程中,數(shù)字化的深度和廣度還會隨著IT技術(shù)的進(jìn)步不斷發(fā)展,這些都為制造型企業(yè)數(shù)字化發(fā)展帶來挑戰(zhàn)。
2、數(shù)字化助推企業(yè)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型升級有不同的路徑
2.1數(shù)字化轉(zhuǎn)型的路徑概述
數(shù)字化將物料、設(shè)備、人員、工藝標(biāo)準(zhǔn)及倉屬生產(chǎn)設(shè)施等各種生產(chǎn)資源形成一個一個的數(shù)據(jù)節(jié)點,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)貫穿圍繞產(chǎn)品和各種生產(chǎn)要素的橫向、縱向的鏈接和端對端的數(shù)字化集成。在此基礎(chǔ)上,數(shù)字化助推制造型企業(yè)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型升級呂黎(中策橡膠集團(tuán)有限公司,浙江杭州310018)摘要:本文從制造型企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景出發(fā),通過比較國內(nèi)發(fā)展較為成熟的徐工Xrea工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、海爾COSMOPlat平臺以及輪胎行業(yè)應(yīng)用數(shù)字化提升效率的典型案例,來說明數(shù)字化如何幫助制造型企業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型升級。最后以企業(yè)為例,解析制造業(yè)通過在數(shù)字化的基礎(chǔ)上在制造端應(yīng)用人工智能技術(shù)提質(zhì)增效、在銷售端應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將產(chǎn)品數(shù)據(jù)向用戶延伸,打造服務(wù)型制造新模式,助推企業(yè)的創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型升級。制造業(yè)數(shù)字化的進(jìn)一步發(fā)展有以下3個創(chuàng)新路徑。(1)通過數(shù)字化技術(shù)將制造過程的人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等各種生產(chǎn)要素的數(shù)據(jù)提取出來,應(yīng)用人工智能技術(shù)對生產(chǎn)要素的輸入和產(chǎn)品輸出進(jìn)行優(yōu)化,提升生產(chǎn)效率,降低制造成本。(2)通過數(shù)字化提升流程銜接效率,在制造端通過數(shù)字化技術(shù)將物料、設(shè)備、工裝、生產(chǎn)實時狀態(tài)及交付訂單信息接入網(wǎng)絡(luò),采用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化,降低人工干預(yù),將大大提高生產(chǎn)流程的銜接效率。在研發(fā)端通過應(yīng)用PLM、CAD/CAE等信息化技術(shù)及手段實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)過程數(shù)字化,產(chǎn)品開發(fā)、測試、仿真、數(shù)學(xué)建模這些以往需要大量轉(zhuǎn)換及重復(fù)確認(rèn)的工作都將通過數(shù)字化手段大幅提高效率。以制造端和研發(fā)端的數(shù)字化為基礎(chǔ),結(jié)合市場端的數(shù)字化信息,大幅企業(yè)的內(nèi)部供應(yīng)鏈效率,將為企業(yè)發(fā)展帶來新的驅(qū)動點。(3)制造業(yè)數(shù)字化以及大數(shù)據(jù)的收集、分析和應(yīng)用,可將產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)一步延伸到客戶端,催生服務(wù)型制造,將為企業(yè)運(yùn)營和管理提供新的發(fā)展路徑。
2.2國內(nèi)制造企業(yè)數(shù)字化創(chuàng)新發(fā)展路徑
(1)徐工集團(tuán):建設(shè)徐工Xrea工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,聚焦業(yè)務(wù)應(yīng)用場景,為客戶創(chuàng)造價值。Xrea工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺遵循“數(shù)據(jù)+模型=服務(wù)”模式,構(gòu)建基于微服務(wù)架構(gòu)的數(shù)字模型,把工業(yè)技術(shù)原理、行業(yè)知識、模型工具軟件化、模塊化,封裝成微服務(wù)和工業(yè)應(yīng)用。滿足制造業(yè)多樣化、個性化場景的需求,助推傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)型升級[1]。(2)海爾集團(tuán):建設(shè)COSMOPlat將企業(yè)從以產(chǎn)品為中心轉(zhuǎn)移到以用戶為中心,把用戶需求、用戶體驗作為推動自身迭代升級的主要驅(qū)動力。海爾通過建設(shè)COSMOPlat平臺助力企業(yè)實現(xiàn)“三聯(lián)”和“三化”。其中“三聯(lián)”是指:聯(lián)全要素(用戶需求和工廠設(shè)備以及所有環(huán)節(jié)的人互聯(lián))、聯(lián)網(wǎng)器(用戶的需求通過“網(wǎng)器(產(chǎn)品)”和工廠要素相連)、聯(lián)全流程(用戶和全環(huán)節(jié)的互聯(lián)),“三化”即柔性化、智能化、數(shù)字化。“三聯(lián)”對應(yīng)高精度,“三化”對應(yīng)高效率[2]。COSMOPlat通過在交互、定制、研發(fā)、采購、制造、物流、服務(wù)全流程節(jié)點的業(yè)務(wù)模式變革,輸出七類可社會化復(fù)制的應(yīng)用模塊,幫助企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)高精度下的高效率。另一方面,COSMOPlat可為企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型升級提供軟硬一體的大規(guī)模定制整體解決方案和增值服務(wù)[3]。
2.3國內(nèi)輪胎行業(yè)數(shù)字化創(chuàng)新實踐路徑
輪胎行業(yè)一般采用典型的流程制造模式,生產(chǎn)技術(shù)成熟,過程控制廣泛采用比較成熟的自動化控制技術(shù),同時在企業(yè)部署ERP、MES、WMS等信息化管理系統(tǒng)。在企業(yè)數(shù)字化方面也普遍形成一定的規(guī)模,具備企業(yè)數(shù)字化進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。(1)萬力輪胎:通過深度應(yīng)用MES,企業(yè)數(shù)字化圍繞工序標(biāo)準(zhǔn)化和過程精準(zhǔn)化萬力輪胎通過學(xué)習(xí)汽車制造的全線流水線管理觀念,應(yīng)用工業(yè)自動化和信息化手段制定每個工藝用時標(biāo)準(zhǔn)。通過向制藥業(yè)學(xué)習(xí)制造過程的精密管理方法,企業(yè)通過MES系統(tǒng),將所有的設(shè)備、機(jī)器人以及工藝流程全線打通,實現(xiàn)了全領(lǐng)域智能化、全流程自動化、全方位綠色化,成為“快、好、省”的智慧型工廠[4]。(2)三角輪胎:兩化融合提升流程效率三角輪胎在生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行持續(xù)升級,實現(xiàn)生產(chǎn)工序的高度自動化,結(jié)合MES系統(tǒng)的應(yīng)用,通過設(shè)備互聯(lián)、RFID識別、傳感器、工藝數(shù)據(jù)采集等,以數(shù)據(jù)驅(qū)動決策。其中生產(chǎn)計劃端,用MES反饋實績結(jié)合APS滾動排產(chǎn),降低在制品占用。在工藝控制層,采集工藝參數(shù)結(jié)合SPC分析控制,不斷提高品質(zhì)。以生產(chǎn)端的數(shù)字化應(yīng)用為基礎(chǔ)向供應(yīng)鏈端延伸。在橫向上,SRM+ERP+CRM一體化集成,優(yōu)化供應(yīng)鏈成本,提高供應(yīng)鏈效率。在縱向上,應(yīng)用產(chǎn)品全生命周期管理PLM,實現(xiàn)市場需求、研發(fā)設(shè)計(EBOM)、生產(chǎn)制造(MBOM)的全面管理。最后通過市場、研發(fā)、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)持續(xù)積累,基于輪胎的“大數(shù)據(jù)”進(jìn)行品質(zhì)提升。在橫向與縱向集成的基礎(chǔ)上,通過電子商務(wù)系統(tǒng)+PLM+MES實現(xiàn)“端到端”集成[5]。(3)森麒麟輪胎:構(gòu)造出以自動化、信息化、智能化、個性化為特點的智慧工廠研發(fā)森麒麟智能管理系統(tǒng),系統(tǒng)包含從密煉到硫化的全自動化制造系統(tǒng)、綜合管理與過程監(jiān)測管理系統(tǒng)(MES)、成品胎分揀檢驗與入庫自動化系統(tǒng)、輪胎成品倉儲智能化系統(tǒng)(WMS)、產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)(PLM)、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)等,通過Anymes輪胎APP實現(xiàn)系統(tǒng)全過程的瞬時、實時監(jiān)管,大幅度提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量[6]。
3、數(shù)字化助推企業(yè)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型升級典型案例分析
我國制造業(yè)企業(yè)大規(guī)模發(fā)展始于改革開放后,經(jīng)過近40年的發(fā)展,如今多數(shù)企業(yè)都具備了一定的數(shù)字化基礎(chǔ),企業(yè)的數(shù)字化按照布局特點可以分為4個階段。
3.1工業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用階段
80年代以來,企業(yè)以電氣自動化技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ),采用電磁閥、繼電器、簡單的PLC、DCS系統(tǒng)等控制裝置,用以提高生產(chǎn)設(shè)備單機(jī)的生產(chǎn)效率,降低勞動強(qiáng)度。在此期間,有些企業(yè)還在熱工管路控制、能源儲存及調(diào)度等工序集中分布且有一定復(fù)雜程度的過程導(dǎo)入DCS(集散控制系統(tǒng)),企業(yè)逐步進(jìn)入工業(yè)自動化控制的初級階段。
3.2制造過程的流程再造階段
進(jìn)入90年代,隨著國內(nèi)市場的打開,北美、西歐、日本等發(fā)達(dá)國家在工業(yè)自動化上的先進(jìn)技術(shù)逐漸傳播到國內(nèi),變頻電機(jī)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)及PLC的規(guī)模化應(yīng)用幫助企業(yè)實現(xiàn)一定程度的集成控制。在物流環(huán)節(jié),企業(yè)采用信息管理系統(tǒng)、自動化物料存儲、分揀和搬運(yùn)設(shè)備等,使貨物在流轉(zhuǎn)過程中按需存取與分揀成為可能。在生產(chǎn)環(huán)節(jié),自動化物流系統(tǒng)與生產(chǎn)線對接,根據(jù)生產(chǎn)需要在特定的時間將特定的原料和半成品物料自動輸出到生產(chǎn)線,使制品的供給數(shù)量和生產(chǎn)所需的數(shù)量達(dá)到一個最佳值。
3.3工業(yè)化和信息化兩化融合階段
工業(yè)化發(fā)展的同時,計算機(jī)的應(yīng)用也幫助企業(yè)提高了業(yè)務(wù)流程管理效率,國內(nèi)制造業(yè)自80年代中期以來,開始在化工行業(yè)的配方計算、員工工資管理等數(shù)據(jù)量大且準(zhǔn)確性要求高的地方應(yīng)用計算機(jī),隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,陸續(xù)在財務(wù)電算化和檔案數(shù)字化等個別領(lǐng)域采用計算機(jī)來提升個體的工作效率。進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著IT技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,企業(yè)圍繞產(chǎn)品研發(fā)、企業(yè)資源管理、制造過程管理、人員管理、企業(yè)管理等過程,全面探索和應(yīng)用信息化新技術(shù)、新方法來改造企業(yè)運(yùn)營管理方式。ERP系統(tǒng)、OA系統(tǒng)、PLM系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、產(chǎn)品條碼系統(tǒng)、倉儲管理WMS系統(tǒng)開始在企業(yè)全面應(yīng)用,這些信息化系統(tǒng)應(yīng)用統(tǒng)一的編碼標(biāo)準(zhǔn)通過不同的接口和中間數(shù)據(jù)庫,借助于跨平臺、跨地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)通信能力以及與之匹配的統(tǒng)計分析、權(quán)限管理幫助企業(yè)實現(xiàn)了生產(chǎn)管理、采購倉儲、質(zhì)量管理、營銷管理、財務(wù)管理的集成,企業(yè)在業(yè)務(wù)管理上基本實現(xiàn)了數(shù)字化。
3.4企業(yè)數(shù)字化建設(shè)全面拓展階段
2010年以來,工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化浪潮又將諸如嵌入式技術(shù)、多標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、無線技術(shù)等多種IT行業(yè)的新技術(shù)融合進(jìn)來,企業(yè)數(shù)字化建設(shè)進(jìn)入全面拓展階段,數(shù)字不再局限于制造現(xiàn)場的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)或者業(yè)務(wù)流程當(dāng)中,而是借助于MES、ERP、PLM等軟件平臺的數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)管理能力,將工業(yè)自動化控制系統(tǒng)端、智能檢測端、手持掃碼端、RFID接收端甚至手機(jī)APP端等大量與公司業(yè)務(wù)管理直接或者間接相關(guān)的數(shù)據(jù)全部整合到平臺中,極大的提升了企業(yè)數(shù)字化水平。(1)產(chǎn)品研發(fā)數(shù)字化從輪胎研發(fā)過程數(shù)字化所覆蓋的配方數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙數(shù)據(jù)、花紋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、CAE/CAD仿真數(shù)據(jù)等入手,部署以PLM為平臺,CAD、CAE、數(shù)字樣胎、技術(shù)文件管理、CAPP、工藝模擬仿真等模塊應(yīng)用為基礎(chǔ),前端鏈接ERP,后端鏈接MES的數(shù)字化設(shè)計平臺,提升產(chǎn)品研發(fā)效率。(2)制造過程數(shù)字化生產(chǎn)過程以訂單為核心,產(chǎn)品模塊化和生產(chǎn)精益化為基礎(chǔ),以MES為平臺,集成信息通訊技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、自動化裝備技術(shù),實現(xiàn)了企業(yè)互聯(lián)化、組織單元化、加工自動化、生產(chǎn)柔性化、制造智能化。(3)內(nèi)部供應(yīng)鏈數(shù)字化在輪胎上應(yīng)用條碼或RFID電子標(biāo)簽作為輪胎流轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)載體,寫入輪胎生產(chǎn)數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)、翻新數(shù)據(jù)等,且隨時可以通過終端采集讀取相應(yīng)數(shù)據(jù),再結(jié)合相應(yīng)的管理軟件,即可實現(xiàn)對輪胎全生命周期數(shù)據(jù)的記錄及追溯,其主要包含電子標(biāo)簽、植入方法、手持終端等。
4、數(shù)字化為企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提供新的契機(jī)
數(shù)字化為企業(yè)應(yīng)用人工智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈延伸提供給了可能,人工智能技術(shù)的應(yīng)用改變了制造業(yè)對數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)認(rèn)知,使企業(yè)真正做到以數(shù)據(jù)作驅(qū)動,實現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化、智能化升級。
(1)將人工智能技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品制造過程
以過程數(shù)字化為基礎(chǔ),應(yīng)用工業(yè)大數(shù)據(jù)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的融合應(yīng)用使得海量的數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r的采集、監(jiān)控和感知,生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系和互動更為緊密,在其基礎(chǔ)上應(yīng)用語音識別、視覺識別、機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù),并將其全面滲透至產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié),助力制造業(yè)在創(chuàng)新及轉(zhuǎn)型升級上走出新的道路。以輪胎行業(yè)的煉膠工序為例,借助于傳統(tǒng)的煉膠過程的數(shù)字化基礎(chǔ),將工序數(shù)據(jù)部署到云端,在云端應(yīng)用人工智能技術(shù)分析影響混煉膠品質(zhì)的影響因子,將傳統(tǒng)橡膠制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化升級為智慧云制造,提升混煉膠的合格率,同時降低密煉時間,從而降低煉膠成本。企業(yè)將混煉膠的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)向前延伸,與天然膠檢測數(shù)據(jù)等多維原材料數(shù)據(jù)鏈貫通,從而為上游原材料供應(yīng)鏈的評估也提供了大數(shù)據(jù)參考。將混煉膠的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)向后工序延伸,構(gòu)造從煉膠—半制品—成型—硫化—質(zhì)檢—內(nèi)部物流整個輪胎生產(chǎn)工藝流程基于人工智能技術(shù)的智能化生產(chǎn)線,優(yōu)化過程工藝參數(shù),實現(xiàn)輪胎制造過程的智能化管控。還可將人工智能技術(shù)覆蓋到:安全管理、質(zhì)量管理、環(huán)保、能源等生產(chǎn)輔助端,利用云平臺的技術(shù)優(yōu)勢,結(jié)合人工智能技術(shù)為企業(yè)輔助生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備及業(yè)務(wù)管理提供故障預(yù)警、自動反饋、動態(tài)優(yōu)化等,提升企業(yè)運(yùn)營效率。
(2)以數(shù)字化為基礎(chǔ)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈延伸
產(chǎn)品以及供應(yīng)鏈的數(shù)字化不僅提升了供應(yīng)鏈的運(yùn)行效率,還通過數(shù)字化手段將產(chǎn)品端、銷售端、服務(wù)端的數(shù)據(jù)貫通,形成一個閉環(huán)平臺,幫助企業(yè)提升產(chǎn)業(yè)鏈的響應(yīng)效率。另外還可以通過在產(chǎn)品端植入芯片等信息載體將產(chǎn)品的制造數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)乃至報廢過程的數(shù)據(jù)全面整合,為產(chǎn)品研發(fā)端、售后服務(wù)端、廢品回收端等全生命周期過程提供數(shù)據(jù)支撐,幫助企業(yè)實現(xiàn)模式及效率創(chuàng)新。以輪胎行業(yè)為例,將企業(yè)的ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)、銷售平臺(天貓旗艦店、微信公眾號、微信小程序)和線下輪胎銷售服務(wù)門店相結(jié)合,運(yùn)用連鎖經(jīng)營模式及移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析、智能車型配件匹配系統(tǒng)等技術(shù)手段,打通工廠—門店—消費(fèi)者,實現(xiàn)資金流、物流、信息流的三流合一,幫助企業(yè)向汽車后服務(wù)市場延伸。全鋼子午胎系列目前已經(jīng)實現(xiàn)在輪胎上植入芯片來采集輪胎的制造數(shù)據(jù)、在車輛上使用狀態(tài)數(shù)據(jù),并借助于中轉(zhuǎn)模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品?wù)平臺,實現(xiàn)車輛行駛過程中對輪胎全程實時監(jiān)督管理的目的,掌控輪胎全生命周期的各項數(shù)據(jù)指標(biāo),通過對數(shù)據(jù)的分析協(xié)助司機(jī)、車隊對運(yùn)輸安全、運(yùn)輸成本、緊急事項處理提供科學(xué)管理手段,并引入輪胎保險產(chǎn)品,減輕因輪胎造成的交通事故成本。這些數(shù)據(jù)還能延伸到廢舊輪胎回收及翻新二次利用等輪胎全生命周期過程,幫助輪胎企業(yè)發(fā)展服務(wù)型制造新模式。
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作者簡介:呂黎(1979-),男,工程師,碩士研究生,主要從事橡膠行業(yè)智能制造的模式及技術(shù)研究。