一、制造业数字化转型的中观场景

数字化转型实乃制造企业铸就强大整体竞争力和谋求长远可持续发展的核心要务与关键之举。它在制造企业中的应用场景极为丰富、多元且广泛，能够强有力地助力企业提升生产效率与质量，有效降低成本并大幅削减库存，显著增进客户满意度以及显著提升质量管理水平，全面优化供应链管理并深度强化智能决策支持等诸多方面的能力，从而全方位增强企业的整体竞争力和可持续发展能力。

制造业数字化转型应重点关注四个方向：

1.智能生产：实现生产过程的智能化，提高生产效率和质量，如利用工业机器人、自动化设备等实现自动化生产、智能化物流和实时监控。

2.数字化质量管理：实现质量管理的数字化和标准化，提高产品质量和生产效率，如通过数字化技术对质量数据进行实时采集、分析和处理。

3.供应链管理：实现供应链管理的数字化和智能化，提高供应链的效率和可靠性，如利用数字化技术实现供应商管理、采购过程自动化等。

4.智能决策支持：为企业管理者提供更加智能化的决策支持，提高决策效率和准确性，如利用大数据分析、人工智能等技术对企业数据进行分析和挖掘。

我们梳理并总结了九个中观场景，具体如下：

场景一、基于物联网技术的智能制造：实现底层设备互联互通，对生产各环节要素进行管理，通过数据分析实现预测和决策支持，并进行信息可视化展现。

场景二、基于产业互联网实现对供应链的重构：对传统供应链进行数字化赋能升级，提升供应链效率，如根据库存变化智能预判产品产量，辅助生产决策。

场景三、基于互联网实现对客户服务的重构，实现客户全方位全时触达：在与客户交互的接触点进行全方位触达和沟通，降低客户服务成本并提高满意度，通过数据分析构建客户画像，提供增值服务，优化商业模式。

场景四、流程生产：数字化应用体现在减少人工依赖、提高生产效率和品质，采集生产数据，以及对生产过程实现智能化管理和分析设备损耗情况。

场景五、研发设计：研发设计趋向“以用户为中心”，依托大数据分析为客户提供精准画像，评测分析产品优化所需材料和提升各环节效能技术，实现产品创新和迭代，3D打印、VR等新技术也在产品设计中得到应用。

场景六、项目管理：依托工业大数据平台，CRM、ERP、SCM、APS、EOS等管理系统在财务管理、客户管理、供应链管理等多个领域得到广泛应用。

场景七、产品销售：数字化推进工业产业链向服务延伸，通过建立电商渠道扩展销售网络，依托数据分析等技术进行精准营销，并将数据反馈用于调整生产进度和研发创新。

场景八、增值服务：数字化服务用于呼叫中心、在线客服、网络课堂、培训认证、知识库等方面，为客户、员工、研发人员提供多方面服务。

场景九、办公服务：应用于办公网络、办公桌面、协同办公、视频会议等，提高办公效率，减少疫情、自然灾害等对办公的影响。

二、制造业数字化转型的具体场景、痛点、解决方案、细化模式及案例总结

1.数字化转型板块：分为运营数字化、生产数字化、供应数字化、销售数字化四大板块，中小企业当前投资重点应聚焦于生产和运营环节以及设备的互联互通。

2.具体场景及案例：

场景一、 智能在线监测：

痛点需求：人工检测效率低、监测误判率高、监测数据难应用等。

解决方案：应用融合数字传感、AI的智能监测装备，接触或非接触式在线采集生产数据，自主判断、识别和定位相关缺陷问题。

细化模式：外观表面监测、几何公差监测、装配质量监测。

典型案例：某钢厂企业基于5G + AI的钢材表面缺陷监测，年均降低质量损失500万元。

场景二、离散型工艺数字化设计：

痛点需求：过于依赖人员经验、实验验证成本高、工艺知识难固化等。

解决方案：将先进制造、知识图谱等技术与CAD、CAE等系统结合，应用三维模型结构化表达工序流程、制造信息和资源要素，开展加工、装配、生产等环节设计与虚拟验证。

细化模式：三维工艺设计与仿真验证、基于知识的快速工艺设计、设计工艺制造一体化协同。

典型案例：某轨交装备企业基于PDM平台进行离散型工艺数字化设计，实现研发综合周期缩短20%。

场景三、智能仓储：

痛点需求：传统以人工为主，效率低下；信息管理粗放，库存成本较高；难以适应敏捷柔性生产需求。

解决方案：AI、射频识别、智能传感与仓储设备、仓储管控系统融合；物料自动出入库和信息自动记录；仓储可视化管理和自适应优化。

细化模式：自动化物料存取、协同联动物料存取、实时拉动式物料存取。

典型案例：某电子信息企业建设立体仓库管理系统，实现物流转运费用降低30%。

场景四、人机协同作业：

痛点需求：传统模式限制产能进一步提升，人单方面操作机器，人机作业内容几乎分离，操作防护不当易造成人员伤害等。

解决方案：应用融合机器视觉、智能传感等技术的智能装备，机器自主适应要素变化，识别人类意图，开展沟通交互，人机由从控制辅助向共生协同方面转变。

细化模式：辅助物料识别、抓取与移动、辅助零件识别、定位于装配、辅助加工作业规划于自执行。

典型案例：某工程机械企业搭建15个模块化的人机协同机器人工作站，实现小型挖掘机下车架装配效率提升50%。

场景五、质量精准追溯：

痛点需求：未实现全流程质量检验数据的采集，各阶段质量数据孤岛严重，无法有效关联，全流程质量数据与实物产品间未实现绑定。

解决方案：以数字化手段采集全流程质量数据，依托质量数据平台汇集、集成和打通各环节质量数据，依托条码、标识和区块链等实现质量与产品关联匹配。

细化模式：从原料到成品全流程质量追溯、从零部件到整机全系统质量追溯、从研发到运维全生命周期质量追溯。

典型案例：某电子信息企业打造质量管理系统，对供应链、生产等过程中的不良问题实时追踪，实现产线良率提升10%。

场景六、在线运行监测与故障诊断：

痛点需求：人工巡检难以发现潜在故障隐患和细微寿命衰减，设备运维依赖于人员经验，故障诊断效率低，对快速劣化和突发性故障响应效率低，易造成安全风险。

解决方案：通过数字传感实时采集设备运行数据和工艺参数，融合工业机理和数据模型，实现设备运行状态可视化，监控运行效率和性能综合分析。

细化模式：设备可视化监控于性能分析、设备健康监测于异常报警、故障诊断、策略决策和维修联动。

典型案例：某电子信息企业打造质量管理系统，对供应链、生产等过程中的不良问题实时追踪，实现产线良率提升10%。

场景七、产线柔性配置：

痛点需求：传统以固定产线为主，资源配置与需求动态响应能力较差，产线配置周期长，工作量大，投入成本高。

解决方案：应用成组工艺、柔性装夹、5G设备组网、智能控制等技术柔性生产线，精准配置人、机、法等要素，快速组织生产和响应需求。

细化模式：快速重构设备布局实现工序柔性、自适应切换加工程序和工装实现作业柔性、动态调整产线物流路径实现过程柔性。

典型案例：某汽车制造企业应用多机型混合柔性装配线，数显产品父互周期缩短25%。

场景八、车间智能排产：

痛点需求：传统多为人工排程调度，准确性较低，生产周期较长，难以实时匹配或预测产能开展排程计划；生产稳定性较低，难以实时响应任务延迟、紧急插单和故障等生产扰动。

解决方案：依托调度排程系统，应用融合智能算法的调度模型，实时预测车间产能，响应动态扰动，进行交期、产能和库存等多约束条件下的车间排程优化。

细化模式：优化工序安排为目的的离散生产排程、优化生产连续性为目的的流程生产排程、应对异常扰动为目的的动态排程调度。

典型案例：某锂离子电池制造企业建设高级计划排程系统，实现订单预测、产能平衡分析、生产计划制定、实现排程实践降低42%。

场景九、精益生产管理：

痛点需求：人、机、料等要素难以实时感知和精准管控，利用率不高；生产管理决策依赖于经验决策，滞后且不准确；难以对各类活动的绩效进行准确评价，无法支撑生产改善。

解决方案：建立车间管控系统，进行人、机、料等全要素实时感知；应用六西格玛、6S和TPM等先进精益管理方法，实现基于数据驱动的全流程精益生产管理。

细化模式：全要素透明化看板管理与精准决策、数字化关键绩效评价与改善、标准化作业改善。

典型案例：某食品制造企业将MES系统与ERP、WMS、LIMS等集成，进行生产环节数字化透明化管理，实现生产效率提升30%。

场景十、生产计划优化：

痛点需求：生产计划制定和产能、库存采购、销售等脱节明显；对订单异常情况无法实时响应处理，订单交付延期严重；无法有效预测需求变化、供应链波动、产能异常等。

解决方案：打通ERP系统与采购、库存、生产、销售等过程；应用约束理论、寻优算法各大数据分析等，结合需求预测和产能评估自动生产计划。

细化模式：基于订单拉动的生产计划优化、基于销售预测的生产计划优化、基于项目交付的生产计划优化。

典型案例：某医药制造企业打通采购、库存、市场需求信息流，应用自动寻优算法优化生产计划，实现运营效率提升20%。

场景十一、基于ERP的业财融合：

痛点需求：传统的财务核算体系下，业务完成后业务数据交给财务进行财务核算，财务只能进行事后的核算与监管。

解决方案：用数字化技术实现财务融入业务，财务由传统的事后监管变成事前预测、事中控制，全程参与，业务活动最终为财务指标服务，从而实现企业的利润最大化。

细化模式：打通各个业务系统和流程，实现数据端到端流动和关联分析支持决策，通过信息可视化展现助力运营决策。

典型案例：某五金制造企业打通企业的数据和信息流，基于ERP完成业财一体化，实现企业利润最大化，实现企业利润提升20%的目标。

总而言之，数字化转型无疑是制造企业提升运营水平、迈向新增长模式的关键路径。企业必须紧密立足自身的实际情况，从长远规划的角度出发，将提升发展质量、增强发展潜力以及促进可持续发展设定为明确的目标。不同的行业特质以及处于各异发展阶段的企业，对数字化转型的需求会有较大的不同，这就要求我们企业经营者充分认识到自身企业的特点和需求，深入了解行业发展趋势和数字化技术的应用场景，制定出符合企业实际情况的数字化转型战略。同时，企业经营者还需要具备创新思维和变革勇气，积极推动数字化转型的实施，加强团队建设和人才培养，提升企业的数字化能力和竞争力。此外，企业经营者还应密切关注市场动态和客户需求的变化，及时调整数字化转型的策略和方向，以确保企业能够在数字化时代中实现可持续发展。