电话：010-68632898 传真：010-68632960 邮箱：suobancics- 官网：cics- 中心微信公众号 更多资讯，请关注 国家工业信息安全发展研究中心 CHINA INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMS CYBER EMERGENCY RESPONSE TEAM 国家工业信息安全发展研究中心 CHINA INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMS CYBER EMERGENCY RESPONSE TEAM 解密数字经济时代 制造业转型路径 以电子行业为例 编写委员会 主 任： 尹丽波 副主任： 郝志强 吕 坚 李 丽 起草组 组 长： 肖琳琳 执笔人： 余 婧 张梓盟 鸣谢 （排名不分先后） 高金吉 王安耕 宁振波 王建民 柴旭东 张文彬 姜奇平 钱 蔚 李文权 覃伟武 马 泉 郑国瑞 朱其盛 郭 煜 周 瑞 李若竹 夏宜君 黄 洁 刘玫燚 王雪红 特别鸣谢 工业和信息化部信息技术发展司 前言 一、制造业企业数字化转型难度大，亟需转型路径图指导 （一）数字化转型比传统转型更复杂 1. 数字技术于制造业企业较为陌生 2. 数字化战略需与整体战略相匹配 3. 数字化运营遭遇更大的转型阻力 4. 数字化业务将重塑企业传统业务 5. 数字化组织需随新业务动态调整 （二）我国制造业企业亟需数字化转型路线图 二、制造业企业数字化转型路径初探 （一）制造业数字化转型新趋势 （二）以电子行业为代表探索行业数字化转型路径 1. 数字化转型实施路径从生产向研发、供应链、销售环节拓展 1）数字化工厂数字化转型的核心 /切入点 案例 1：改 造 数 字化 工 厂 新技电子 案例 2：新建 数字化 工 厂 泰 衡 诺 2）以数字化工厂为基础的数字化转型拓展路径 案例 3：创维打造全国数字化生产运营体系 1 2 9 7 7 2 3 4 4 4 4 5 10 10 12 14 16 17 目录 CONTENTS 21 22 26 28 32 33 39 39 39 40 40 38 41 42 43 2. 数字化转型业务路径从数字化产品到服务再到解决方案 案例 4：研祥数字化转型推动产品服务化变革 3. 数字化转型技术路径从传统技术架构向平台架构发展 案例 5： TCL华星数字化转型支撑业务发展 4. 数字化转型推进需建立长期有效的激励方式 案例 6：新华三 数字化 转 型驱动业务 创 新 三、我国制造业企业数字化转型启示 （一）重塑数字化思维 （ 二 ）正 视 数 字 化 技 术 （ 三 ）明 确 数 字 化目标 （四）打造数字化信心 （ 五 ）关 联 数 字 化 收 益 研究方法 缩写词注释表 参考文献 1 | 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 在外部环境变化、内部需求驱动和政府政 策推动共同作用下，企业对数字化转型的重要 性已形成较为清晰的认识。 1 尤其是在极端环境 下，数字化转型领军者的抗风险能力显著高于一 般 企 业 。如 2020年突发的新冠病毒疫情在全球 范围内肆虐横行，严重制约全球经济发展、影响 企业运营。 2020年 3月 IDC面向我国一百多家企 业 CIO展 开调 研，结果 显 示 数字化 转 型程 度高的 企业、线上业务占比高的企业，他们受疫情的影 响较小企业数字化做得越好，受疫情影响越 小。 2 当前，越来越多的企业已开启数字化转型之 旅 。有 89%的企业表示数字化转型是未来企业成 功的关键。 42%的企业将数字化转型作为其组织 首要战略目标。 3 近年来，我国数字化转型水平持续稳定提 升，并 逐 步 向 中 高 级 阶 段 迈 进 。 4 但对比发达国 家，我国企业整体数字化转型进程仍然相对滞 后，主要集中在局部推广阶段，而以美国为代表 的发达国家企业则更多地开始向下一阶段迈进， 如拓展复制和运营管理（如图 1所示）。如何更好 更快地推进我国企业转型升级，实现高质量发 展，成为现阶段热议的话题。 前言 图 1：全 球 企业 数字化 转 型阶段 数据来源：数字化转型中的机制创新， IDC 11% 7% 16% 46% 27% 30% 27% 32% 29% 16% 28% 20% 1% 7% 5% 单点试验局部推广拓展复制运营管理优化创新 中国 美国 全球 | 2 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 一、制造业企业数字化转型难度大， 亟需转型路径图指导 （一）数字化转型比传统转型更复杂 当前，尽管我国企业已经意识到了数字化转 型有望给企业带来巨大收益，仍有近半数的企业 对数字化转型持有观望的态度。 5 哈佛商业评论 2019年调研显示：数字化转型风险是企业管理 层最为担忧的风险。 6 令人望而却步的失败率是 企业面对数字化转型仍然犹豫踌躇的一个主要 原因。即使是转型进程更深入、经验更丰富的发 达 国 家 企 业，面 对 数 字化 转 型 也 显得 有些手足 无 措。 Couchbase对来自美国、英国、法国、德国 450名企业（企业员工数量超过 1,000人 ）数 字化 转型负责人的调研显示， 90%的数字化转型项目 没有达到预期效果。 7 放眼全球，情况依旧不容乐观。咨询公司麦 肯锡从 2012年开始追踪全球企业转型成效，其 2018年最新调研结果显示：仅有 16%的企业认为 其数字化转型项目取得成功。这一期数据比往期 数 据 都低（ 2016年、 2014年和 2012年的转型成 功率分别为 20%、 26%和 20%）。对 制 造 业 企 业 而 言，数 字化 转 型 之 路更 为艰 难：制 造 业 企 业 数 字化转型的成功率在 4%到 11%之间，显著 低 于 平 均水平。 8 可见，企业转型难，数字化转型更难， 制造业企业数字化转型则是难上加难。 制 造 业 企 业 数 字化 转 型 之 所以 难，主 要 原 因 是企业在数字化转型过程中不仅要面临传统转型 过程中遇到的种种挑战，还需要了解、融合较为 陌生的数字技术，使得制造业企业数字化转型成 功难度大增。 i 企业数字化转型是一个利用数字技术，打造 新型数字化能力，驱动商业模式转变，最终实现 整 体变革的系 统 性 大 工程 。数字 技术的 运 用是 企 业 在 数 字 经 济 时 代 开 展 转 型 时 最 显 著 的 特 点 ，也 是企业实现整体变革的主要手段。然而数字化转 型的主要内容是转型，是以流程驱动转向 以数据 为驱动 的商业模式变革。 决定企业数字化转型成败的关键要素包括 （如图 2所示）：数字技术（工具）、数字化战略 （顶层设计）、数字化运营和数字化业务（两大核 心领域）、以及数字化组织（支撑）。数字化转型 的成功需要以上五大核心要素有机结合、相互协 作，缺 一不可。 i 注：在此需要区分数字化转型项目与传统信息系统项目。两者虽均是针对制造业核心领域和环节（如生产、研发等）实施信息技术项目且均可产 生数据，区分数字化转型与传统信息系统的一个重要标志在于新一代信息技术的应用。利用新一代信息技术，数字化转型可获得时效性更强、种 类更丰富的数据，同时充分融合传统信息系统已有数据，展开深度数据挖掘，形成商业洞察。 3 | 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 图 2：数 字化 转 型 五 大 核心 要 素 及相 互 关 系 资料来源：国家工业信息安全发展研究中心 1. 数字技术于制造业企业较为陌生 数 字 技 术（ Digital Technology）是 数 字化 转型最典型的特征，也是数字化转型区别于以往 转型最明显的特点。数字技术是数字化转型的核 心驱动力，能帮助企业重塑以数据为驱动的竞争 优 势，创 新 商 业 模 式，实 现 新 收 入 来 源 。从 技 术 层 面来说，数字技术是指利用现代计算机技术把各 种信息资源的传统形式转换成计算机能够识别的 二进制编码数字的技术。 9 各个机构对数字技术 的定 义和 理 解 不 尽 相 同 。比 如： ISACA（国际信息系统审计协会）认定的三大 数字化转型技术包括云计算、人工智能和大 数据； MIT（麻省理工学院）则认为数字技术主要包 括社交、移动互联网、数据分析和云计算； 咨询机构埃森哲提到数字技术主要指的是物 联网、大数据、云计算、移动互联网； 可见各机构对数字技术有不同的侧重，但 总的来说，大家对数字技术涉及的内容基本达成 了共识，主要包括大数据、人工智能、云计算 物联网、区块链、 AR/VR、 3D打印等新一代信息 技术。传统制造业企业对于上述信息技术相对陌 生，不了解这些新技术能更有效、更经济地解决 企业哪些问题。然而在数字化转型的实际操作过 程中，往往需要融合多项数字技术。 2018年数字 化转型调研显示，已经开展数字化转型的企业平 均采用了 四项 数字技术。 10 制造业企业深入理解 一项数字技术尚且需要耗费不少时日，何况多项。 数字化转型对于制造业企业来说难度可想而知。 数字化战略 数字化组织 数字化运营 数字化业务 数字技术 | 4 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 2. 数字化战略需与整体战略相匹配 数字化战略是数字化转型的顶层设计，是转 型成功的最为关键之所在。目前有部分制造业企 业对数字化转型的理解不够深刻，认为数字化转 型就是数字技术的应用或数字化项目的实施，导 致数字化战略可能与企业整体发展战略有所偏 差。而传统转型战略基本就是企业优先级最高的 整体发展战略，这也是数字化战略制定比传统转 型战略制定难的根本原因。然而数字化转型的根 本目的不是转型，也数字化，而是通过数字 技术帮助企业重塑数字经济时代的新型竞争优 势。 11 因此，数字化转型战略不能孤立存在，需与 企业整体战略相匹配。 3. 数字化运营遭遇更大的转型阻力 数字化运营体现在利用数字技术打通企业内 部数据，通过对数据的整合分析形成新的洞察，帮 助企业实现精益管理。数字化运营包括了企业所 有 环 节 的 内 部 流 程 优化，如 研发 设 计、生 产 制 造、 库存物流、财务等。数字化转型项目涉及的范围较 广，有 80%的企业表示开展数字化转型需要多个 部门甚至是所有部门共同完成。 12 诚 然 ，传 统 流 程 优 化 也 会 涉 及 到 多 个 部 门 的 合 作，但 传 统 项 目 制 的流程优化目标是实现某一特定目标，各部门仅 需将达成此目标的相关数据共享即可，因此各部 门对核心数据或资源仍有较大的把控权。数字化 运营则需打通数据孤岛，使得各个部门运营在线 化、透明化、智能化，各部门在一定程度上丧失了 数据控制权，因此数字化运营会遭遇比传统转型 更大的转型阻力。 4. 数字化业务将重塑企业传统业务 数字化业务是基于数字技术产生的新产品 / 新服务，或通过数字技术与供应商、用户等相关 方形成创新协作、互动模式，从而给企业带来新 的收入来源。可见，数字化业务其实考验的是企业 的自我颠覆能力和创新能力。传统转型可以基于 企业核心业务的调整与优化，比如本世纪初较为 主流的全球化或多元化转型，均是将企业自身的 核心产品 /核心能力输出到其它地区或其它相关领 域。而数字化转型所涉及的数字化业务是对自身 核心业务的颠覆或重塑。比如发动机制造商以前 是靠出售发动机获利，现如今可利用物联网技术， 使得新一代数字化发动机可实现与制造商实时数 据交互；制造商可通过分析发动机运行数据，推出 对发动机的一系列数据增值服务，打造新型数字 化业务。虽然数字化产品 /服务能给企业带来新的 收 入 来 源，但 新 产 品 /新服务在某种程度上来说和 传统业务存在一定的竞争关系，会影响传统业务 的收 入 。因此 对于企业 来说 数字化业务并非是 纯 增量业务，如何处理新旧业务的关系，是数字化业 务领域的最大的挑战。 5. 数字化组织需随新业务动态调整 企业开展数字化转型通常会将关注点首先集 中在运营或业务方面，对组织变革投入的资源较 少。 13 然而，若组织架构和决策过程无法与新业务 相匹配，数字化转型的推进将可能停滞不前。企业 在数字化转型的过程中，应对组织架构进行动态 调整，并制定长期有效的激励制度，形成与新业务 相匹配的数字化组织。与以往转型不同的是，数字 化组织里的每个部门、岗位职责随着数字化转型 的推进将发生巨大的改变。数字化组织将重新定 位职能部门，改变作为专项职能资源审 批权利部门的定位，回归到职能参谋、职能服务和 职能专业人才大本营的位置，支撑业务价值创造 环节。同时，数字化组织将对人才需求、招聘和使 用的方式产生较大的影响。在人才技能方面，未 来 企业中简单重 复的工作 将 被 机 器取代，具备技 术和业务能力的复合型人才成为人才培养趋势。 数字人才短缺已成为全球现象，更灵活、高效的自 由职业者（ Freelancer）招聘形式将成为弥补人才 短缺的一大趋势。 5 | 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 （二）我国制造业企业亟需数字化转型路线图 与其说我国制造业企业面临数字化转型还没 有理清头绪，不如说千头万绪更为恰当。面对数 字化转型这一重大战略决策，很多企业管理者处 于非常困惑的状态。数字化转型涉及多项技术、 多个环节、多个领域，可企业的资源是有限的，很 难全链路出击、同时对所有环节进行改造。而有 限的资源分散投入到太多的环节，极有可能导致 各个环节都做不到位，达不到转型预期。面对多 项不熟悉的数字技术、多个数化转型解决方案 服务商、涉及多个部门和多个外部主体的数字化 应 用项目，制 造 业企 业管 理 者很 难 做 出 精 准 的 规 划（ 如 图 3）。 图 3：制造业企业缺乏数字化转型路径 资料来源：国家工业信息安全发展研究中心 数字技术 转型环节 服务商类型 数字化转型 工厂管理 设备管理 采购大数据 AR/VR云计算 大数据 人工智能 物联网 互联网服务商 初创企业 传统IT服务商 传统OT服务商 区块链 3D打印 研发数字孪生 产品销售预测 质量管理 能源管理 物料管理订单管理 智能渠道管理智能研发设计 供应商管理 产品研发项目管理制造行业龙头孵化的服务商 研发知识共享平台 精准营销 高级排产 | 6 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 研究表明， 转型路径缺失 是企业数字化转型 所面临的重要挑战。 14 过多技术选择是目前制定 数字化转型战略时面临的首要挑战之一，有 35% 的企业管理者将其视为排名前三的挑战；同时， 过多的业务转型需求使企业领导难以取舍。 15 仅 有 29%的高管认为其企业具备清晰明确的数字化 转型实施流程。 16 近年来，数字化转型不管是在学术界还是在 产业界都是一个热门的话题，众多科研机构、事 企单位对数字化转型展开了长期的研究，也有关 于数字化转型路径的成果。总体来说，当前对于 数字化转型路径的研究较为宏观和关注顶层设 计，在转型认知方面有较好的教育意义。随着近 年来企业对数字化转型的了解和认识不断深入， 对于想要进行数字化转型或正在进行数字化转型 的企业来说，他们亟需更微观、更具操作性的转 型路径参考，能在他们做决策和规划时（如从哪 个环节开始、选择什么技术、选择什么项目等）提 供一些具体规划思路和实践参考。 7 | 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 二、制造业企业数字化转型 路径初探 （一）制造业数字化转型新趋势 生产环节是制造业企业的核心，因此制造 业企业更倾向于先修炼内功，从内部运营优化开 始布局数字化转型。制造业数字化转型在前文提 到的五个核心要素方面呈现出新趋势：技术方面 从传统 IT架构转向松耦合的工业互联网微服务 架构；战略方面从降本提质增效转向商业模式创 新；运营方面从基于流程的局部优化转向基于数 据的智能决策；业务方面从数字化产品转向数字 化服务 /解决方案；组织方面从科层制的组织架构 转向更柔性、响应能力更快的柔性组织架构（如 图 4所 示）。 然而由于行业属性不同，数字化转型行业差 别 迥 异，很 难 总 结 出 一 套 放 之 四 海 而皆 准 的 数 字 化转型路径。因此，本报告从电子行业出发，尝试 总结提炼电子行业的数字化转型路线图。 图 4：制造业企业数字化转型新趋势 资料来源：国家工业信息安全发展研究中心 数字化转型水平 传统 IT架构 松耦合的工业互联网 微服务架构 技术 降本提质增效 商业模式创新 战略 基于流程的局部优化 基于数据的智能决策 运营 数字化产品 数字化服务 /解决 方案 业务 科层式组织架构 柔性组织架构 组织 | 8 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 作为我国工业经济的重要组成部分 ,近年来我国电子行业无论是在规模还是增速方面均 稳居工业领域首位 ,地位显著。同时，数字经济的推进进一步放大了电子行业的发展潜力和行 业带动作用。此外，我国电子行业数字化转型需求强烈、基础良好，是数字化转型的先行军。 电子行业在我国工业经济中地位显著。 近年来电子行业的发展规模、增速稳居工业领域 第一。 2018年电子行业营业收入达 107,685亿 元，占 规 上 工 业 企 业 营 业 收 入 10.3%，营 业 收 入 在 40个工业子分类中处于首位；利润总额达 4,781亿 元，占 规 上 工 业 企 业 营 业 收 入 7.2%，利润 总额在工业领域排名第三。 2014年到 2018年间，电子行业快速发展复合增长率达 5.9%（工 业行业整体为 -1.3%），稳 居 第 一 。 17 数字经济的快速推进放大了电子行业的发展潜力和带动作用。 一方面， 5G、物联网等新 基建需求拓展了电子行业的市场空间。比如 5G的基站数量将是 4G基站数量的 1.43倍，天 线 需求量将是 4G的 8-32倍。整个 5G宏基 站建设 周期，与 5G基站建设相关的天线、 PCB板和射 频前端需求量将出现巨幅提升，分别将带来 728亿元、 375亿元、 322亿元的市场空间。 18 另一 方面，得益于人工智能、高性能芯片、新型显示等新一代信息技术的不断演进，汽车、家居等 行业电气化趋势越来越明显，行业渗透力较强的电子行业将有望把创新拓展到其它领域，带 动其它行业实现高质量发展。以汽车行业为例，车联网、新能源汽车和自动驾驶已成为汽车 业三大新体系。咨询公司 AlixPartners研究表明，全球汽车产业向电气化转型的资金投入将超 过 2,550亿元。 19 大 众、本 田 、 BBA等传统车企以及博世、大陆等零部件企业已先后开启电气 化之路。 电子行业数字化转型需求强烈、基础良好，是我国数字化转型的先行军。 电子行业具有 技术含量高、附加值高、行业渗透性强等特点，是全球战略性竞争产业。随着市场竞争逐渐激 烈、用户对产品要求日益严苛，我国电子行业面临研发周期长、生产效率低、品质管控差、产 品全生命周期管理缺失等行业痛点，数字化转型需求强烈。同时，电子行业数字化基础良好， 比其它行业更容易开展数字化转型。 2019年我国电子行业生产设备数字化率为 54.9%，行 业 排名第一，高于全国平均水平 47.1%。 20 边栏： 为什么选择电子行业？ 9 | 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 （二）以电子行业为代表探索行业数字化转型路径 本章节通过挑选典型的电子行业企业开展深 入调研，归纳出电子行业企业数字化转型 实施路 径、业务路径、技术和推进方式 四方面的转 型特点。调研企业需满足数字化水平较高、成效 较好的条件；同时调研企业业务范围从小到大均 有覆盖，在产业链上的位置大不相同，数字化转 型的阶段不同（具体挑选标准见附录）。调研企业 整体情况和数字化转型要点，如图 5所示。 图 5：案例企业简介及数字化转型要点 资料来源：国家工业信息安全发展研究中心 转型背景 转型目标 转型基础 实施路径 业务路径 推进方式 技术路径 硬件产品种类及范围增加，软件收入占比增大，数字化转型领域拓展（数字化工厂、由点到面、集团层面） OLED下游OLED中游OLED上游OLED下游 泰衡诺 手机制造商 新技电子 PCBA印刷电路 组装板代工商 非洲市场前景广 阔、个性化需求加 剧、产品迭代速度快 快速响应市场， 实现产品追溯 信息化系统全面，生 产系统缺失 数字化工厂 / / 本地部署+云部署 生产效率低、品 质管控难、人力成 本高 提升生产效率和产 品品质 自动化基础良 好，ERP系统较为 成熟 数字化工厂 / / 本地部署 面板行业供需失 衡，面板价格下降 全面支撑业务发展 以八大流程为主 体，发展各IT应用 架构 生产研发 供应链销售 智能产品全流程可 追溯；售后产品远 程诊断及故障排除 等；产业共识性解 决方案 IT主导、业务协 同、财务支撑、管 理层审批；形成利 益共识 传统IT架构到工业 互联网架构 市场饱和、竞争加 剧、价格战频发 实现1000亿元营 收 信息化水平较高、 信息系统建设全面 生产研发 供应链销售 智能电视；新硬件 （硬件+系统+内容 +AI算法）；智能制 造/智能家居解决 方案 成立信息化领导 小组；集团顶层设 计，不同领域由不 同小组实施；形成 利益共识 传统IT架构到工业 互联网架构 市场开始偏好整体 解决方案，且个性 化定制需求强烈 加速经营模式变 革，提升竞争力 数字化设备占比 高、技术储备好 生产研发 供应链销售 智能特种计算机； 特种计算机+远程 服务；工业互联网 解决方案 “顶层设计、逐步 推进”，成立集团 IT中心，IT主导转 型推进 传统IT架构到工业 互联网架构 领先企业更关注数 字化转型 提高业务决策能 力，驱动业务创新 整体信息化基础较 好，数据资产丰富 边缘核心 智能ICT产品；远程 升级/远程诊断；接 入其它设备的平台 解决方案 设立数字化转型 工作组；赋予IT部 门新使命；敏捷 交付；形成利益联 合体 从成熟技术到新兴 技术 TCL华星 半导体显示 制造商 创维 智能电视制造商 研祥智能 特种计算机制造商 +解决方案服务商 新华三 ICT硬件制造商+ 解决方案服务商 | 10 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 图 6：电 子 行 业 数 字 化 转 型 典 型 实 施 路 径 资料来源：国家工业信息安全发展研究中心 1. 数字化转型实施路径从生产向研发、供 应链、销售环节拓展 通过对案例企业的深度调研和专家访谈，我 们发现案例企业在 实施路径 上的选择有很大的相 似之处，本报告归纳总结出一条典型的电子行业 数 字化 转 型 实 施 路 径，如 图 6所示。同时我们还发 现，从 全 局 来看， 电子企业数字化转型以传统信息 系统 /软件应用为基础，以生产环节为切入点、各 环节根据各自业务需求从简到繁独立更新迭代数 字化应用，再逐步打通数据流和业务流，将各环 节单点数字化应用由点到面地串联起来，实现全 局范围内的数字化应用。 与服务业和农业相比，制造业企业数字化转 型最具特点的环节是生产环节。数字化工厂是制 造业企业开展数字化转型最关键的、不可避免的 一环，也是绝大部分制造业企业数字化转型的一 个主 要切入 点。本 报告挑 选 的调 研 企业中，纵使 在生产环节上的数字化程度略有差异，但所有调 研企业均将生产环节作为企业数字化转型的切入 点 。接 下 来，本 报 告将从 数 字化 工 厂为 起 点，以 典 型电子行业的企业为例，由点到面地介绍电子行 业企业数字化转型思路。 1）数字化工厂数字化转型的核心 /切入点 构建数字化工厂对于大型电子企业来说， 是数字化转型中的其中一环。但对于小型加工企 业，打造数字化工厂可能是企业数字化转型的全 部。对电子行业企业而言，大多数产品对精度和 品质的要求较高，很多关键生产环节都是由机器 完成，因此自动化水平较高、数字化转型基础较 好。正 是 由 于 这 些 特点 ，电 子 行 业 的 企 业，尤 其 是 高端制造的企业，对产品高良率和设备高稼动率 有非常高的要求。有专家表示，电子行业的产线必 须保证设备稼动率在 80%以 上、并且长 时间 保证 足够大的产量，才能确保生产成本在可控制的范 围内。这也是电子行业企业需面临的一个普遍的 问题。 然而保证产线的高产量和高稼动率并非易 事，也并不仅仅是置换更昂贵的设备、部署更先 进的系统就能做到的。它需要从全局出发，考虑 与生产相关的方方面面，比如物料是否到位、生 产计划是否科学、设备是否运行良好、各工序衔 接是否合理等等。本节将详细分析企业构建数字 化工厂需考虑的要点，并通过实际案例详细介绍 数字化工厂建设思路。 生产 研发 供应链 销售 11 | 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 数字化工厂需求分析 现阶段，并非所有的产线 /工厂都适合数字化 改造。在调研过程中我们发现有这样的现象：某企 业新建了一条无人产线，对生产效率有极大的提 升，但新产线从建成以来几乎处于停工状态。其背 后的原因是无人产线的启动和运行成本非常高， 需要企业保证长时间高产量的运行才能摊销其运 行成本。然而企业的订单量不足以支撑新产线的 运 行，导 致 新产 线 被 束 之 高阁 。 可见，对于 企 业 来说，建 设 数 字化 工 厂的 第 一步需论 证 数字化 工 厂的必 要性 。通 过调 研多家 电子行业企业和数字化转型服务商，我们总结出 企业 亟需构建数字化工厂的情况 ：一 是 在 相 当 一 段时间内，订单量持续稳定上升，而当前传统工厂 由于产能不足已无法满足订单的正常交付（如案 例 1新技电子）；二是当前生产流程不能满足特定 的 生 产要求，如 全 面品 质 管 理 、产品可 追 溯（ 如 案 例 2泰 衡 诺）等 。 电子行业企业探讨数字化工厂需求时，需要 将投入产出比作为一个重要的指标。通过调研我 们了解到，通常来说，大企业对于数字化工厂的投 资若在三年内能收回成本，则可以优先考虑；中小 企业对投入更加敏感，资金更为紧缺，一般需要 在一年半左右的时间内收回成本。 数字化工厂建设基础 明确了建设数字化工厂的必要性之后，企业 需要了解的是建设数字化工厂需具备哪些基础条 件。对于工业企业来说，构建数字化工厂的难点在 于“ 数 ”的 获 取，如 订单 的 数、物 料 的 数、设 备 的 数、产品的数这些数据的生成、获取、传输、 整合和分析，每一步都困难重重。电子企业相对于 其他传统制造行业，在自动化和信息化水平上有一 定优势。通过调研，我们得知：诸如无人工厂等高 级形态数字化工厂的建设对工厂本身数字化基础 要求非常高；但就绝大多数工厂而言，现阶段企业 对生产阶段最大的诉求在于可直观地了解工厂生 产情况，即可视化管理、订单生产追踪等数字化工 厂的基础应用，而这些应用并非那么遥不可及，只 要实施 ERP系统的企业即开展 最基础 的数字化工 厂改造。 ERP系 统 已 是相当成 熟 的 解 决 方 案，实 施 周期短、成本低。可见，改造数字化工厂的初始要 求并不苛刻。 数 字化 工 厂 建 设：改 造 VS新建 当企业明确数字化工厂需求和建设基础之 后，下一步需要明确的是数字化工厂建设方式：在 原产线 /工厂的基础上进行改造，还是新建工厂？ 通过实地调研和访谈，当企业面临以下情况，则可 优 先 考 虑 新 建 工 厂，如 表 1所示。 表 1：数字化工厂优先选择新建工厂的情况 企业需求 具体内容 产能增速过快 自身业务增长及产品转型的市场需求是否会带来远超现有产能一倍以上 为提升市场 响应速度 面对越来越复杂的市场环境变化及产品自身生命周期缩短，在管理外协或供应商方面的经营成 本压力增长加快，企业回收部分制造业务自己加工，以应对市场对制造周期的快速反应要求 为快速响应 客户需求 企业面对重要客户提供的快速反应要求，就近布局生产基地，一方面降低物流成本，一方面满足 客户快速反应要求 受当地经营 环境影响 企业在当前所在地受限于招工、人力成本等影响，选择在其它地方新建生产基地 资料来源：国家工业信息安全发展研究中心、盘古科技 案例 1 改造数字化工厂新技电子 | 12 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 东莞新技电子有限公司（简称“新技电子”），主要从事精密 PCBA加工、完成品组装，长期为兄弟国 际、松下、东芝、索尼、爱普生等国际知名品牌提供专业的代加工服务。新技电子由 1993的成立时 300 余人发展至如今的职工过万、年产值 200亿港币以上，是东莞市出口企业十强。 1.新技电子数字化工厂背景及基础 新技电子属于典型的 OEM厂商。随着市场更新迭 代速度加快、消费者对品质要求与日俱增、人口红利逐 渐减弱， OEM厂商依靠传统“人海战 术”式规模化发 展道路已无法在竞争激烈的数字经济时代立足。数字 经济时代的 OEM厂商主要面临的问题为： 一是作为来料加工企业，客户对代工厂本身的管 理水平、制造过程、质量保证有严格的审厂要求，传统 OEM厂商难以提供说服力强的资质证明。二是传统产 线无法实现不同客户、不同产品之间的快速换线。如新 技电子代工产品具有多机种小批量的特点，平均每年 需要同时交付 100家客户约 1万多个工单的产品，因此 每天每条生产线需换线 8到 10次，有 的 产 线 每 天 需 换 线 10次以上。传统产线无法高效协调产线多次换线需 求，导致生产效率低、产品品质无法保证。三是 OEM 厂商的生产物料大多由客户提供，且不同的客户采用 不同的标码，传统工厂无法对来源复杂、数量庞大、 种类繁多的生产物料开展高效管理，导致效率低、出 错率高。四是近年来我国人力成本上涨过快、且千禧 一代员工管理难度加大，使得我国属于劳动力密集型 代工企业的比较优势日趋减弱，生产利润下降趋势明 显。因此建设数字化工厂是 OEM厂商在数字经济时代 打造新型竞争力的主要方式。 新技电子具有良好的数字化转型基础。在设备方 面，新技电子自动化设备虽然相对老旧，但保养得不 错。在信息化建设方面，新技电子有自主研发的 ERP系 统、 SRM系统及 MES系统。在管理方面，新技电子从成 立以来一直推行精益文化，使得全体员工对于数字化 工厂的建设都持有积极的态度。 2.新技电子数字化工厂实施方案 新 技电子 数 字化 工 厂改 造 的总体 规 划 分为三 步，如 图所示。第一步通过改造现有工厂的自动化设备、优化 生产流程，先通过数字化手段，将多年积累的技术经验 转化为实质的系统管理工具，提高产能利用率，增加企 业利润空间；第二步逐步导入先进的自动化设备进一步 解放人力，实现小投资、大收益，并基于不断丰富的企 业数字化财富，借助于信息化大数据分析工具持续提 高生产资源的合理利用；第三步在持续优化改进的基础 上，陆 续提高如 AGV、机 器 人、立 库 等 投 资 较 大 的 先 进 自动化设备导入，同时寻求企业转型新业态。 整 体 规 划，分 步实 施 车间及仓库导入智能搬运机器人及智能物流，实现厂内搬运自动 化，优 化 人 力 导入 IMS-SFI模 块，完 善 4M防错追溯闭环管理，提高生产效率及产品品质 导入 QMS模块，实现车间完全无纸化及全面品质管理 导入 EAM模块，实现企业资产全生命周期管理，提高设备稼动率 导入 FAST BI系统，实现大数据深度挖掘运用，优化生产工艺，提质增效 导入收货管理及自动条码转换模块，对来料进行物料 REEL ID管 理，关联 外箱 ID、栈 板 ID等，标准化物料 标示解 析 导入 IMS-WMS模 块，优 化仓 储 流 程，优 化 检 验 人 力，对 接 ERP/PLM/SRM系统，打通信息流，实现基础信息即时共 享、产品资料直接调用、订单状态实时监控 导入 IMS-SMT模块，提供齐套分析及计划排程管理，采取仓库直接对产线的 JIT备 料 模 式，降 低 材料库 存，实现全 面追溯防错 图：新技电子数字化工厂改造的总体规划 资料来源：新技电子调研 STEP 1 STEP 2 STEP 3 13 | 解密数字经济时代制造业转型路径 国家工业信息安全发展研究中心 根据生产物料在工厂的流转情况，新技电子的数 字化工厂改造在收货、进料检验、入库、出库和生产环 节的具体做法为： （ 1）收 货 环 节：针 对 新 技电子 100%来 料加工、同 时面对超过300 个客户的代工生产模式，为解决各不 同客户来料的标签标识规则不同，企业内部解析困难 现 状，开发 AOS自动收料模块。 AOS模块基于来料原 厂商物料标识规则、不同客户自身物料标识规则等建 立多套物料标识解析对照表模版，并通过视觉识别技 术及自动化设备实现来料标签自动转换。 AOS模块的 引入可减少收料人员 10人，缩短物料在收货环节滞留 时间 8小时以上。 （ 2）进料检验环节：由于物料种类众多、待检区域 面积有限、检验场景众多（有免检物料、有全检物料、 有抽检物料、加急物料等业务场景）等客观因素，进料 检验环节时常出现 IQC人员找不到物料、不清楚先检 哪种物料等困难。新技电子通过导入栈板 ID与地址码 绑定物料位置，为 IQC人员提供待检看板指示待检物 料位置、加急突出显示等提示等功能，通过与 ERP/ PLM对接实现直接调用资料、交互数据等功能，取消 传统的查找纸质物料规格书，手写检验报表等作业方 式，实现 IQC人员减少 5人，物 料 在 IQC待检区滞留时 间缩短。 （ 3）物料入库环节：针对物料编码种类众多（超 过 10万种）、库位管理及物料使用错误等入库挑战，新 技电子 基于系统仓库建模，融 入客户、产品、物料属性 等多种规则，实现动态库位管理，取消原人工维护库位 表，手写物料卡等作业方式，提高仓库库位利用率。 （ 4）物料出库环节：新技电子的订单超过 80%为 少 量 多样 的 订单 结 构（单 次 生 产某 种产品 的 数 量 为几 十个）、且生产物料从原料仓至生产车间需跨越多栋厂 房，对生产物料运输的准确性和时效性提出了很高的 要求。新技电子先打通工厂营运信息流，随后部署搬 运机器人取代人工搬运的整体规划：一方面运用 JIT生 产模式，将 每个工单分为备 料、拣 选 、配 送、编组、上 线等多节点，并对各节点实现实时状态监控管理；另一 方面打破传统系统只管控物料齐套的换线管理模式， 实现在换线前进行物料、设备、工装、程序、人员、辅 料等多生产要素的智能齐套分析，可完全避免由于生 产要素不齐导致的换线效率损失。 （ 5）生 产现 场管 理 环 节：首先 新 技电子对 超 过 20 年以上的老旧设备采用增加数据采集卡、数据通讯 卡、加装 RF采集器等多种方式进行设备联网能力改 造，实现现场生产设备关键运行状态实时感知。为解 决同工艺存在多车间及多部门信息共享与沟通效率问 题，取消传统的跨部门找人跑单、纸质流程审批、各单 位海量手写报表等作业方式，新技电子搭建了信息集 控中心，将同工艺段的所有生产、质量、工程、计划、仓 储等信息整合统一联动分析，将各职能部门集中办公， 提高产能利用率，综合效率提高 13%。 （ 6）成品打包及出货环节：通过实施智能搬运机 器人、自动码垛机器人、轻量型密集库等改造，实现 打包及出货环节全自动化。在生产线上产品封箱完成 后，系统自动通知智能搬运机器人将产品运至打包区； 通过自动上下料机及自动滚动线实现产品型号自动区 分；再利用自动码垛机器人完成栈板打包，并通过智能 搬运机器人实现栈板自动入库及出库动作，完全取代 了成品仓库内部的人力作业。 3.新技电子数字化工厂成效 通过一期项目成功实施，新技电子将丰富的制造 技术经验通过信息工具规范化后，实现以下成效： （ 1）通 过 JIT拉动式供料和智能转产的应用，换线 时间从 30分钟缩减至 10分钟，生 产 综合效率 提 高 13%， 全年新创产值近亿元； （ 2）降 低 仓库及 生 产 线 人 员 80人，直接人员精简 28%，人 工 成 本 节省 640万元 /年； （ 3）各类纸质生产报表由 1140份减少至 0； （ 4）完全消除工单在发料的