近年来，随着科技的发展，打造数字化工厂已经成为众多企业的重要战略目标。 那么如何建设数字化工厂就成了首要问题。

近日，普华永道思略特合伙人易平分析了数字化工厂的四大核心特征：产品智能化、生产自动化、信息流和物流一体化，并给出了数字化工厂建设的方法和成功蓝图。

目前，打造数字化工厂已成为众多企业的重要目标，但还没有一家企业宣布打造全数字化工厂。 那么，什么是数字工厂？ 如何打造真正的数字化工厂？

工厂数字化不仅仅是制造数字化

现在常被提及的数字化工厂只是“智能制造”的一个组成部分。 智能制造下，传统制造流程将被重组，其最终目标是实现产品的智能化。 其中，个性化的客户需求和设计、供应商和制造商之间的信息访问和共享、售后服务的快速响应，与数字化工厂一起成为智能制造非常重要的组成部分。

数字化工厂不仅可以覆盖从研发到售后的所有业务环节，还可以扩展到横向的供应商管理领域（见图“数字化工厂的范围”）。

研发工程方面的工业 4.0 应用包括数字协作、数字模型和产品虚拟化。 通过信息技术的运用，可以大大缩短研发周期，降低研发风险，提高创新效率。 供应链管理主要从两个角度考虑工业4.0的应用：纵向即产品生命周期管理，横向即供应商整合管理。 管理体系等，可以帮助企业提高整个供应链的效率，降低成本，规范上游供应商的质量管理。 进一步到后端，工业4.0技术还可以广泛应用于智能设备维护和实时服务，打造数字化工作环境，利用数字化技术提高营销效率，提供更好的销售和售后服务。

打造数字化工厂有别于传统商业模式

数字化可以从根本上改变制造公司。 数字化工厂的核心特征是：产品的智能化、生产的自动化、信息流与物流的融合。 目前，从全球范围来看，还没有一家公司宣布建立全数字化工厂。 西门子虽然在全球都有样板工厂，但还没有在全球范围内全面推广。 领先的制造企业正在采用一系列先进技术，实现生产乃至整个供应链的数字化。 这些技术包括大数据分析解决方案、端到端实时规划和互连、自主控制系统、数字孪生等。得益于这些技术，效率得到提升，企业可以大规模生产高度定制化的产品。 然而，要充分发挥数字化的潜力，公司仍需要与主要供应商和主要客户进行实时连接。

在讨论数字化工厂的未来愿景时，提到最多的就是“大规模定制化生产”，这需要企业从六个维度建立相关的企业能力：

强大的客户需求收集和分析能力；

社交化互动产品开发系统；

模块化、智能化的产品制造流程；

高度灵活的供应链管理；

与客户需求相匹配的生产能力（包括设备维护能力）；

智能库存和物流管理系统。

除了大规模定制化生产，未来数字化工厂的愿景还包括节能（估计还有12%左右的节能空间），让供应链更加安全，准确地从专家那里寻找问题的解决方案。相关领域。 而且，数字化工厂的生产模式并不局限于生产终端消费品的企业。 生产设备的企业也可以实践数字化工厂，更好地满足客户需求，降低成本，提高交付效率，合理管理产能。

中国制造的数字化转型

德国的“工业4.0”、美国的“第三次工业革命”、中国的“制造2025”，世界各国提出了新一代制造理念，主要是指导工业制造的发展。 在全球环境下，推动传统制造向智能制造升级，以满足未来市场更快、更个性化的需求响应，实现更低的制造成本（见图“工业4.0的演进过程”）。

德国“工业4.0”以“智能制造”为发展目标，建设“数字化工厂”，通过信息技术、广泛互联、信息交互、流程再造等一系列手段，满足消费者差异化、定制化的需求。 提高生产灵活性并为管理人员提供更好的决策支持。

美国的“第三次工业革命”提出得比较早，更加强调信息化和自动化对制造业的冲击和影响。 当然，美国领先的制造企业也对制造智能化的趋势进行了布局和研究，比如通用电气提出的工业互联（ ）概念，着重于连接机器分析、行业洞察、自动化和业务。预测。 《中国制造2025》于2015年颁布实施，成为我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。 实施制造业创新中心建设、智能制造、绿色制造、产业基础和高端装备创新5个工程，开展质量提升和服务型制造2个专项行动。 其战略路径是以创新驱动为驱动和引领，以产业基础和质量提升为基础，以智能制造为主攻方向，以绿色制造和服务型制造为两翼。

总的来说，制造业的数字化转型在中国才刚刚起步。 未来在迈向智能制造和数字化工厂的过程中，需要充分利用目前中国制造企业广泛使用的工业自动化设备。

未来的数字化工厂首先是基于重新设计的生产流程、供应链管理流程、产品重新设计以及数据收集分析和决策系统。 需要形成一个标准，自动化设备需要接入这样的生产系统——首先要有丰富的功能和应用场景来满足生产需要； 二是需要满足信息采集的需要，信息包括产品信息和运营信息； 第三，在实现标准化生产（工艺技术标准化、零部件标准化）的同时，应保留一定的生产柔性； 最后，自动化设备应具有友好的用户界面、低维护成本和简单调试等特点，也将加速此类设备的采用。

博世中国数字化工厂实践——博世是工业4.0的重要发起者之一，在工业4.0领域具有领先的能力和独特的优势； 凭借在机械设计、制造和软件服务领域积累的经验，以及在 250 家工厂运营中积累的广泛制造知识，成为工业 4.0 的领导者。 提供包括传感器、硬件设备、软件和服务在内的一站式解决方案。 同时，在内部开展了100多个工业4.0试点项目。

目前，博世苏州汽车电子工厂的工业4.0应用涵盖了很多方面，尤其是在物料管理、生产订单安排、设备维护和人员效率提升等方面。 在生产区，所有工作站和原材料都在有序管理。 根据生产订单，实现设备自动调料、机器人精准定位、自动配料。 依托大数据采集分析，完成预测性维护。 共享知识库和可视化沟通系统，为实时维护提供有力保障。 实现各种终端的定制化报表，为员工提供不同场景下最及时可靠的关键数据。

转型的四大挑战

中国数字化工厂的蓬勃发展固然可喜，但我们也发现了一些问题。 当我们接触到想要建设数字化工厂的客户时，通常会听到他们说：“我们想建设一个类似于某家公司的全自动化工厂或‘智能’工厂。” 而下一个问题自然是“你们公司是怎么定义‘智能’的？有没有明确的数字化工厂战略？现成的智能工厂定义可以直接照搬，不费吹灰之力。在我们看来，定义数字工厂和成功的衡量标准基于多种因素。

挑战一：缺乏整体战略规划

我们观察到，由于很多项目缺乏整体战略规划，未来数字化的具体需求不明确，对企业当前数字化水平认识不足，无法客观判断与数字化之间的差距。二、确定所需的强化能力。

很多中国企业从软件（技术）和硬件（设备）的角度考虑数字化工厂的开发建设，依靠内部经验丰富的工程师和专业人员与外部供应商合作，通过各种解决方案的集成实现具体的生产线. 链接自动化和跟踪。

这一举措虽然有效，但在许多情况下未能解决为什么要建设数字工厂这一根本战略问题。 因此，企业应自上而下推进数字化工厂建设，从战略、产品设计、运营模式变革等整体角度考虑问题，根据自身实际情况和目标选择合适的技术，而不是一味地追求所谓的尖端技术。 例如，海尔以互联工厂为核心的发展战略，不仅符合集团大规模定制的发展方向，也符合海尔在模块化和数字化方面的丰富经验，从而成功打造互联工厂生态圈。

挑战二：无法走出狭隘的利益误区

在某些行业，尤其​​是离散制造业，数字化和自动化的程度取决于当前的基础设施、正在生产的产品以及整个生产过程。 要实现高度的数字化或自动化，可能需要很长时间的技术积累才可行。 从成本效益的角度来看，需要很长时间才能收回投资。 因此，如果单纯从投资回报的角度考虑效益问题，会让企业在数字化工厂面前犹豫不决。 在可持续发展日益受到重视、安全生产不断受到规范、劳动红利逐渐消失的今天，数字化工厂所实现的节能减排、人机交互、远程控制等能紧跟当前形势的要求并能带来显着的社会效益。 益处。

企业可以通过一些量化指标，如生产效率、人均产量、能耗、质量控制（次品率）、生产周期等，来评估数字化工厂的效益。 体力劳动减少、员工士气提高（工作不再枯燥，更有趣、附加值更高）、员工忠诚度提高等定性指标也可用于辅助评价。 行业和企业自身需求的不同，也会对指标的选取产生一定的影响。 除了生产效率、成品率、生产周期等常用指标外，某纺织龙头企业还选择了换产时间、员工人数等指标来衡量其数字化工厂的有效性，某工程机械巨头则将生产增加到其示范车间误操作、物流效率等指标解决自身痛点。

挑战三：技术没有被整体考虑

中国制造业自动化和数字化发展相对较短。 即使是同一个行业，企业的自动化程度和技术路线也大相径庭。 数据分布比较分散，难以获得数字化工厂所需的产品生命周期的系统数据，也给标准的制定带来困难。 在一些较为传统的行业，中国企业正在争先恐后地谋划实现数字化工厂的跨越式发展。 但工厂车间设备落后，数据难以实时采集和传输，是中国企业面临的主要问题。 尽管如此，仍然有以安灯系统为代表的解决方案可以补充人工，有效地融入工厂自动化。

同时，中国企业往往更注重单个设备的自动化率，忽视了生产系统是一个有机的整体，在企业资源规划（ERP）、制造执行系统（MES）和产品生命周期管理（PLM）工厂之间的连接和集成也有待提高，能够连接不同工厂的更是难得。 因此，企业需要根据自身的数字化工厂战略制定技术路线图数字工厂，分阶段实施各项技术转型举措，尽量降低实施风险，避免对业务和运营造成影响。

挑战四：人才仍是瓶颈

数字化和自动化无疑将减少人工重复性工作，改善工作环境，保障人身安全。 我们相信，制造业可以抓住这个机会，改变“工作环境差”的传统形象，通过升级吸引更多新的人才。 数字化工厂将生产经营过程高度集成，对技术人才提出了更高的要求。 过去，单一领域的专业人士将不再适用，取而代之的是跨多个领域、学习能力更强、懂数字化交付的专业人士。 复合型人才。

借鉴国外先进经验，课堂教学与实际工作相结合的职业教育体系，为产学合作制定数字化工厂培训方案指明了方向。 例如，某机床龙头企业直接与当地工科院校共建联合学院，通过产教融合、资源互补，为其数字化工厂建设培养和输送人才。 除了教育机制，职业培训课程本身也需要进行调整，实现课程培训的标准化，加大商科、自然科学、工程等传统领域的人才培养力度，培养精通专业的人才。数据分析、产品管理、项目管理、IT架构或信息安全领域的跨学科数字工程师。

最后，由于数字化工厂的转型需要多部门的协调，高层决策者往往需要具备强大的决心和对数字化的深刻理解，能够指导整个企业制定数字化战略，引领企业通过顺利转型，打造成功的数字化工厂。

中国工厂数字化转型蓝图

龙头工业企业在数字化工厂的建设和发展上迈出了坚实的步伐。 在提高生产效率的同时，他们可以快速可靠地生产出更多定制化和高质量的产品来服务市场。 对于很多不打算建设数字化工厂的企业来说，缺乏数字化愿景和企业文化是阻碍他们前进的最大障碍。 在我们看来，这是数字化工厂的开拓者无法获得的一大因素。

数字愿景不仅考虑单个技术，还定义这些技术如何在整个产品生命周期和企业生态系统中协同工作。 其他阻碍公司制定数字工厂计划的因素包括不确定的机会、不明朗的经济状况和昂贵的投资。 考虑到这些因素，企业不仅需要清晰的愿景，还需要切实可行的数字化路线图。 普华永道思略特制定了一套由六个环节组成的蓝图，协助企业制定或优化路线图，以成功应对数字工厂和工业4.0道路上的各种挑战（见图“ ”）。

映射数字工厂战略

制定一致的战略绝对是最重要的。 数字工厂涉及采用不同的技术，其中许多技术很容易仓促行事。 企业需要清楚每项技术如何与整体战略和运营目标相匹配，以及如何与其他现有技术进行合作。 数字化愿景也应该覆盖整个组织，让数字化工厂发挥1+1》2的作用。 在制定数字化工厂战略之前，企业需要认清自身的成熟度，确保人才与技术并重，专注于能够实现价值最大化的项目。 最后，要组建一支由高层、中层和车间工人组成的拥护者队伍，共同推动战略的实施。

设立试点项目

数字化的经济效益有时不容易量化，最初团队只能提供非常有限的技术概念和演示，这可能难以获得资金和利益相关者的支持。

解决这些问题的办法是试点。 通过试点，企业可以发现最适合自己的方式，将速赢的效果展示给整个组织，得到他们的认可，进而获得资金进行大规模推广。 由于数字工厂有可能给整个劳动力带来深刻的变化，因此需要将工人纳入试点工作。

在一个或两个生产现场以实时数据支持从数字工程设计到生产计划的垂直整合是一个可行的试点解决方案。 在主要生产设备上安装传感器和执行器，或使用数据分析来探索预测性维护选项，也可以产生初步结果。 还可以将特定工厂的特定产品线数字化，作为持续学习和优化的机会。 当然，企业也可以考虑与初创企业、高校或行业组织等外部数字化领导者合作，加快数字化创新步伐。

确定所需的能力

生产过程中最重要的是什么？ 更好、更自动化的物流？ 为员工提供及时、定制的信息？ 传感器集成网络？ 我们认为，从能力的角度来思考这个问题具有更大的价值。 数字工厂的目标不是实施最酷的新工具，而是实现特定目标，例如提高效率、提高质量或增强业务本身。 以试点经验为基础，从组织、人才、流程、技术四个战略维度，结合公司的生产战略和整体经营目标，详细勾勒出数字化工厂重点关注的能力以及工厂系统的架构。

成为数据分析和连接领域的领导者

流程和质量改进、资源管理、预防性维护，在数字工厂中，这些解决方案几乎总是相互关联的。 传感器帮助收集数据，在信息层进行分析，然后将其发送回联网的物流设施和生产设备，以实时调整生产。 每个企业都需要精通生成和传输数据的连接工具和系统，以及用于提高效率和质量的分析工具。

推动工厂数字化转型

通往数字工厂的道路是一条转型之路。 与任何转型一样，管理变革及其对员工的影响是成功的关键。 难以找到合格的人才、缺乏数字化企业文化以及一些员工不愿接受数字化变革是普遍的挑战。 这些问题的解决方案在于尽早与员工合作，投资于培训和继续教育，这可以被数字工厂带来的效率所抵消。 培育数字环境需要领导层的全力支持。 高层要将数字化工厂战略作为工作重心，摒弃保守主义，加快项目审批流程，让数字化团队加快转型进程。 同时，还需要设计简洁的报告渠道，以确保数字团队专注于各种增值活动，而不是处理各种行政要求。

将数字工厂与企业数字生态系统相结合

在推进数字化工厂的过程中，很多企业都注重各个工厂内部的垂直整合。 在工厂内部实现MES系统与ERP系统的连接，确实可以实现显着的提升。 但作为数字生态系统的一部分，数字工厂应该发挥更大的作用。 当企业通过数字化工厂横向整合整个供应链中的供应商和客户信息时，将带来更大的效率提升。 试想：您可以利用实时的短期客户需求来调整计划和生产，根据客户要求灵活调整，以最小的成本换取最大的客户满意度。 这种由跟踪技术实现的纵向和横向整合战略，不仅使公司能够优化规划流程和生产执行，而且加深了公司与具有战略重要性的供应商和客户之间的联系。

然而，这些努力只是一个开始。 如果一个企业能够在其产品中集成数字功能，就有可能创建一系列将抽象数据转化为具体价值的服务。 生产过程本身也可以通过各种方式将收集到的数据转化为收入。 在数字化工厂的深远影响下，企业可以扩大甚至彻底改变现有的商业模式，不再只关注生产过程，更有机会在利润丰厚的售后市场扩大份额，增加利润率，并进入新的业务领域。

物联网技术日趋完善，层出不穷的数字化手段正在积极改变着整个社会生态系统。 这些立足于提升用户价值的创新，也在为服务大众提供新的途径，电梯行业也不例外。 电梯作为人们日常出行不可或缺的交通工具，不仅安全可靠、舒适舒适，而且智能化，甚至科技化、时尚化正在成为一种正在悄然来临的趋势。 李建国表示，“在电梯这样的传统行业，国产品牌想要追赶国外品牌并不容易，但数字化、智能化将是行业新进入者实现弯道超车的好机会。”

李建国，他是谁？ 说起美的楼宇电梯产品公司总经理李建国，在家电圈大家可能并不陌生，但却是电梯行业公认的老将。 公开资料显示，李建国在电梯制造行业从业近30年。 由于曾任产品研发总监、制造总监、运营总监等职务，对电梯产品技术、研发管理、精益制造乃至运营管理都有深入的了解。 滔滔不绝地说话。 他坦言，电梯行业是一个非常传统的行业。 欧美日企业在世界和中国多年来形成的垄断格局不容易打破，也不容易赶上。 “但当行业出现一些新的变化时，这将是后来者的机会。”

李建国提到的机遇指的是电梯的数字化、智能化。 那么究竟什么是数字智能电梯呢？ 李建国说，“数字化和智能化是数字智能电梯战略的两大核心要素。” “数字化”是指电梯在研发设计、制造管理、质量管理、销售管理、安装维保管理等方面全面应用数字化技术，打通业务流和数据流，实现设备全生命周期管理。 而“智能”是指以独立电控平台为核心，以电子安全和智能技术为突破口，实现电梯智能化的突破和数字化运营的引领。

在电梯行业仍普遍采用传统物联网升级电梯智能化的当下，美的却提前布局数字智能电梯物联网，试图重新定义电梯商业智能。 能否在外资独霸的情况下杀出一条血路，实现国产化？ 电梯品牌的“弯道超车”？ 未来，美的楼宇科技将进一步探索电梯行业的发展趋势和方向，提升用户电梯体验，加强电梯与智慧建筑场景的深度融合。