供應鏈視角下制造體系數字化轉型的策略研究

徐啟棟 張斌 龔杰輝

(1.湖南省卓越標準和編碼技術服務中心 湖南長沙 410117；2.湖南省質量和標準化研究院 湖南長沙 410117)

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》 “第五篇”明確提出，“加快數字化發展 建設數字中國”“迎接數字時代，激活數據要素潛能，推進網絡強國建設，加快建設數字經濟、數字社會、數字政府，以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革。”中華人民共和國成立以來，特別是改革開放以后，我國建立了門類齊全的工業制造體系，但長期以來，制造業處于產業鏈的中低端，質量不高、競爭力不強。受到新冠疫情與經濟全球化的影響，全球產業發展格局深刻調整，制造業依然是推動經濟高質量發展的主引擎，是構建新發展格局的主戰場。當前，新一輪科技革命和產業變革進入應用拓展期，工業化和信息化融合向更大范圍、更深層次、更高水平拓展，推動制造業生產方式和產業組織方式根本性變革。

1 制造體系的基本概念

制造體系是以產品的生產為核心，包括需求分析、設計、生產、銷售和售后等關鍵環節。隨著社會分工的不斷深化，以標準化為基礎，制造體系不斷朝著專業化、社會化方向發展，生產效率極大提高。制造過程中伴隨大量的信息，如市場需求信息、設計研發信息、生產制造信息、市場反饋信息等，信息以數據形式在制造過程中流動，形成“信息流”，與“物流”“資金流”等一同支撐制造過程的運轉。制造體系將與供應鏈體系深度融合，供應鏈支撐制造體系運轉，同時廣義的制造體系維持供應鏈的形成和穩定。制造體系要達到“優質、高效、綠色、人性、安全”的目標，就需要以信息化為基礎，將整個制造體系中的各要素協調優化，實現制造體系的系統化、一體化、智慧化。制造體系組成及內部關系如圖1所示。

圖1 制造體系組成和內部關系

2 制造體系數字化轉型的基本原理

制造體系數字化轉型的基本原理：(1)將制造體系的各個環節、各個要素信息化、數字化。(2)通過系統理論、信息技術、網絡技術、智能技術等實現數據整合、集成。(3)制造體系的整體最優化，實現數字化轉型升級，基本原理如圖2所示。

圖2 制造體系數字化轉型的基本原理

制造體系數字化轉型涉及的關鍵技術主要包括：(1)數據采集層面：傳感器、條碼和物品編碼、無線射頻識別(RFID)等。(2)數據傳輸層面：移動通信(4G、5G)、互聯網等。(3)數據處理層面：云計算、計算機等。(4)數據應用層面：數據挖掘、人工智能、區塊鏈等。(5)基礎支撐層面：系統集成、軟硬件開發、標準化等。

數字化轉型會對制造業產生以下作用和影響：(1)自動化：生產環境更加人性化，人工逐步被代替。(2)高質量：通過數字化實現質量精確把控，產品質量不斷提高。(3)生產社會化：以數字化為基礎，社會化分工進一步細化，各個制造環節和要素將專業化、模塊化、標準化，制造服務更加專業，產生智慧研發、智慧物流、智慧營銷等新業態，生產效率不斷提高。(4)綠色化：通過數字化精確控制能耗、原材料用量、排放等，生產制造更加綠色。(5)注重安全：人身安全、財產安全得到更好的保障，信息安全提高到重要位置。

3 制造體系數字化轉型的趨勢

傳統制造體系以滿足市場需求為目標，組織開展生產活動，并提供市場需要的產品，體系結構如圖3所示。傳統制造體系是以某個企業或企業集團為主體組織生產，要求企業具有相對完整的組織結構和獨立生產某種產品的能力。

圖3 傳統制造體系

當前制造體系數字化轉型模式：(1)企業對各個工作版塊、工作環節進行信息化、數字化改造。(2)將各個信息系統標準化，統一術語、數據格式和接口，逐步打破信息孤島，實現信息互聯。(3)信息系統對接工業互聯網和云平臺，實現企業與市場、產業鏈的協同。數字化轉型后制造體系如圖4所示。

圖4 數字化轉型后的制造體系

未來可能的制造體系模式：以客戶需求為中心，以服務型制造為基本形式，逐步實現制造體系的網絡化、云端化，制造模式轉變為“云設計、云生產、云銷售”(見圖5)，能夠改變供應體系模式，促進制造體系與供應鏈體系深度融合。云制造以需求為核心，將需求分析、設計開發、生產、管理、營銷等環節云端化，打破現有產品由單一企業制造的模式，實現產品與需求直接對接。將制造體系通過云平臺分解到各類企業中，制造企業、設計開發企業、管理運營企業提供專業化、標準化、系列化、組合化的設計、制造和管理服務，形成制造基礎能力，由云端整合制造資源，調用組合制造基礎能力，輸出滿足需求的產品或服務，最終滿足需求。云制造模式將設計開發服務、生產制造服務、運營管理服務作為供應鏈體系中的重要輸出，逐步將制造體系融入供應鏈體系，拉近制造與需求的距離。

圖5 未來可能的制造體系模式

4 制造體系數字化轉型的過程與路徑

制造體系數字化轉型是一個不斷升級的過程：(1)信息化、數字化改造：制造體系各環節、各要素進行信息化、數字化改造。例如，在生產線增加各類傳感器，采集生產過程中的各種狀態信息(包括加工數量、加工參數、環境參數等)，建立生產過程的監測管理信息系統。(2)智能化：以信息化為基礎，通過網絡將各個環節的信息系統連接，并增加自動控制和執行裝置，利用生產目標信息、生產過程信息、控制算法等實現部分制造工序的自動化、智能化。(3)智慧化：進一步引入大數據、云計算等新一代信息技術，逐步打破各個信息系統的信息孤島，進行工廠、園區乃至整個產業的協調控制，實現制造體系智慧化。(4)云制造：制造體系模式變革，將制造體系融入供應鏈體系，實現需求驅動的云制造。

制造體系數字化轉型路徑：(1)數字車間建設：工廠的基本信息化、數字化改造。(2)智慧工廠(園區)建設：廠區(園區)內信息化升級。(3)智慧產業鏈建設：產業鏈的智慧化升級。(4)制造模式改革：實現云營銷、云設計開發、云管理、云制造。制造體系數字化轉型的過程與路徑如圖6所示。

圖6 制造體系數字化轉型的過程與路徑

5 制造體系數字化轉型的策略與建議

5.1 深化制造業社會分工，對制造企業開展數字化改造

頂層規劃基礎制造能力，深化制造業社會分工，構建覆蓋全面、專業性強、優質高效的制造體系。進一步推進“制造業單項冠軍企業”“專精特新‘小巨人’企業”培育工作，布局建立高質量的基礎制造能力。同步開展制造企業的數字化改造，逐步將模擬信號轉化為數字信號，以數字化統一信息化，為打破不同信息系統的信息孤島奠定基礎。

5.2 數字化打通制造體系信息孤島，拉近供應鏈與需求端的距離

制造體系是供應鏈體系中的基礎性環節，如制造體系與需求端距離較遠，市場信息反饋到制造體系并作出響應的過程會產生一定的滯后，導致供需在一定時間段內產生不平衡，使某類產品價格大幅波動，不利于產業的穩定。因此，通過數字化促進制造體系轉型，將設計、開發、生產、管理等信息孤島聯通，形成服務型制造能力；逐步將“以產品為核心”的制造模式轉化為“以提供服務型制造能力”為核心的制造模式，改變制造體系在供應鏈體系中的位置，最終將制造體系融入供應鏈體系，將制造能力直接對接消費需求，拉進制造體系與需求端的距離。

5.3 重視標準化的作用，構建制造業數字轉型標準體系

標準化在制造體系模式變革過程中起到重要的支撐作用。一方面，標準化在制造業社會分工過程中起到了統一、協調等基礎性作用。另一方面，標準化是信息化的基礎，通過標準能統一術語、數據格式和接口，統一信息交換和理解，對破除信息孤島具有重要作用。要以標準化為基礎，指導和支撐制造體系數字化轉型。

如果想構建制造業數字轉型標準體系，就要從整體出發，考慮制造體系數字化轉型的各個環節和要素，構建涵蓋基礎通用(術語、圖形符號等)、設計開發、制造、信息通信、生產性物流、人財物管理、質量控制等模塊及各模塊一體化等方面的標準體系，系統支撐制造體系數字化轉型工作。

5.4 探索制造體系新模式，逐步建立云制造生態系統

云制造模式能夠直接對接需求和生產。以按需分配為基礎的按需生產，能有效降低市場機制中的不確定性，減少由于供需不平衡帶來的資源浪費，是未來可能產生的一種社會生產模式，也是共產主義分配方式的要求。因此，應主動探索與迎接制造體系的新模式、新變革，提前布局建立云制造生態系統。

如果想構建新型制造體系云平臺，就要賦予云平臺整合資源的能力。鼓勵企業探索新生產模式，找準企業在產業鏈供應鏈中的位置，提高企業專業制造能力。對企業進行信息化改造，引導“上云上平臺”，將企業的制造能力作為一種服務掛到平臺。

6 結語

制造體系逐步實現數字化、網絡化、云端化、智慧化是制造業發展的趨勢，特別要重視云平臺的作用，運用云平臺將需求與供給對接，實現制造模式變革。要以制造企業的信息化、數字化改造為基礎，以標準化為重要支撐，逐步探索與建立云制造生態系統，改變制造體系在供應鏈體系中的位置，為未來制造體系轉型變革奠定基礎。