製造業數字化轉型程序中存在的問題及措施

製造業是國民經濟的主體,是立國之本、興國之器、強國之基,加快數字化轉型有利於轉變製造業生產方式、最佳化產業資源配置、推進綠色發展,是推進製造業高質量發展的必然要求。當前我國製造業數字化轉型過程中存在傳統工業裝置數字化改造難度大、工業軟硬體裝備供給能力不足、工業系統平臺介面不統一、工業大資料開發創新能力不足等問題,深度影響著製造業數字化轉型程序。推進製造強國建設,亟須國家對製造業數字化轉型開展全域性性謀劃和系統性部署,確保製造業數字化轉型基礎牢固、包容普惠、創新活躍、成效顯著。

數字化轉型是推進製造業高質量發展的現實需求

轉變生產方式的需要

加快推進製造業數字化轉型是面向時代發展新需求、轉變生產方式的需要,有利於創新生產供給模式,推進柔性化生產製造,提高大規模個性化定製供給能力;有利於創新產業鏈合作模式,推進產業鏈網路化協同化生產,提高產業資源共享、協同和整合能力;有利於創新企業生產管理方式,推進數字化、網路化、智慧化生產,提升企業內部人員、物資、資金、技術、安全等方面管控能力。

最佳化資源配置的需要

加快推進製造業數字化轉型是提高資訊流配置資源能力、最佳化資源配置效率的需要,有利於最佳化產業資源配置,提高資訊流引領產業技術流、資金流、人才流、物質流等需要;有利於推動產業鏈現代化,促進產業新生態打造,更好地提升產業整合、共享、協同發展能力;有利於更好地發揮資料在促進供求對接、重導價值流向、降低試錯成本等方面的作用,提供精準供給能力。

推進綠色發展的需要

加快推進製造業數字化轉型是推進綠色發展、實現碳達峰和碳中和的需要;有利於製造企業開展精細化管理、精益化生產,降低生產過程中不必要的物資、能源等損耗,減少碳排放,助力碳達峰和碳中和;有利於產業開放、協同、共享發展,促進產業基礎設施、物資、原料、生產能力等共享利用,降低重複建設、投資浪費等現象;有利於推進數字化、網路化、智慧化生產,實現綠色節能生產。

數字化轉型存在問題及原因分析

系統平臺介面標準極不統一,互聯互通難度大

網際網路在發展初期就是為了跨地域大規模資訊共享而設計的,在裝置互聯互通方面,有了較為完善的頂層設計,全球不同廠商生產的網路和計算裝置只要遵守TCP/IP協議,都能夠方便快捷的接入到網際網路中。與網際網路發展截然不同,工業網路發展起步晚,發展初期沒有跨地域大規模資訊共享需求,只有企業內部車間小範圍內資訊共享需求,不同企業為滿足此類需求,開發了不同工業現場匯流排。據不完全統計,市場上主流的工業現場匯流排數量就多達數十種。工業現場匯流排的多樣性,增加了採用不同協議裝置連線的難度。另外,與普通計算機不同,工業數字裝備外部通訊硬體介面形式多樣、標準不統一,也增加了硬體裝置互聯互通難度。

工業技術工藝軟體化水平低,推廣複用成本高

工業軟體是工業技術工藝數字化和軟體封裝,是製造業數字化轉型極為核心的基礎應用軟體。目前,我國製造業較多領域國產工業軟體都處於空白狀態,各行業使用的研發設計、模擬模擬、生產控制等高階軟體基本上都是國外企業所提供,且較多領域專業工業軟體供給廠商較為集中,可替代選擇性較小,在當前國際形勢日趨複雜的情況下,企業高階工業軟體供應鏈安全風險隱患極大。國內企業自主技術工藝軟體化水平低,缺乏技術工藝系統化組織管理,行業龍頭企業缺乏將自主技術工藝軟體化封裝應用和推廣的意識,自主技術工藝推廣應用成本較高。

傳統裝置數字化改造難度大,難以一體化接入

製造企業數字化轉型過程中,對傳統高階裝備進行適度的數字化改造再利用,是當前推進製造企業數字化轉型必經路徑。傳統裝置數字化改造難度大,主要表現在以下幾點:一是來自不同知名企業的不同裝置,因配備了不同的外聯通訊介面或工業現場匯流排協議,導致異構網路綜合整合互聯難度較大,影響了產品的一體化接入和互聯互通。二是部分數字裝備系統嚴格封閉,缺乏外部通訊連線和資料共享標準介面設計,或者設計介面非標準化,系統開放改造和資料共享難度較大。三是大量傳統機械化和自動化裝備因設計之初沒有考慮資料採集、數字化控制、網路控制等需求,進行數字二次改造升級難度極大,影響了裝備網路接入和互聯互通。

企業重資料採集、輕資料探勘,資料紅利難釋放

深化資料開發利用、促進業態創新是製造業數字轉型的重要路徑和目的。但目前來看,製造業在資料開發利用方面存在以下問題,影響了數字化轉型成效,主要表現為以下幾點:一是部分工業網際網路平臺重視工業資料採集,但缺乏對採集工業資料深度開發利用能力,不僅資料紅利沒有釋放,也因一味過度採集儲存造成了沉重儲存負擔。二是部分企業尚未理解工業大資料和消費大資料區別,過度高估工業大資料潛在價值,缺乏對工業大資料關聯有限性、價值密度稀疏性等認識,尚未找到工業大資料應用盈利突破點。

企業商業模式未能根本創新,轉型效益難發揮

促進企業業態創新、提升商業模式核心競爭力是製造業數字化轉型的根本目的。但目前來看,部分企業注重企業內部管理資訊化建設,但缺乏利用資訊科技推動業務商業模式變革創新認識,資訊科技應用促進企業業態創新的作用沒有發揮出來。例如,部分企業把工業網際網路平臺設計成了企業內部機器線上管理和遠端運維繫統,但由於缺乏利用機器線上管理能力增強促進商業模式創新設計,使得工業網際網路應用在發揮資源整合、促進產業鏈協作、推動商業變革方面的作用沒有發揮做出來。

多數企業重視數字轉型戰術,缺乏戰略層謀劃

數字化轉型是戰略轉型,不是簡單的企業資訊化專案建設,需要從戰略層面進行統籌謀劃和頂層設計。但目前來看,部分企業重視網路、系統、平臺等建設,卻忽視從戰略全域性層面推進業務數字化轉型,缺乏對企業組織結構、執行機制、管理制度等相關配套領域應有調整,數字化轉型僅停留在資訊科技創新應用上。部分企業重視資料採集和匯聚,卻忽視以資料深度挖掘來促進業務戰略變革創新,缺乏從戰略層面用大資料促進業務形態、服務模式、管理模式等變革創新。

推進製造業數字化轉型應堅持的原則

強化供給能力建設

供給能力建設是攸關製造業數字化轉型的關鍵,豐富多樣的數字化產品是保障企業數字化建設順利開展的前提。要發展數字工業裝備,提供介面標準、開放互聯、平臺控制、軟體定義、資料共享的智慧化工業裝備產品。發展工業網路裝置,提供標準統一工業現場匯流排、工業資料閘道器、工業資料採集器、5G專網等產品,支援異構網路整合互聯。要積極培育工業軟體,滿足不同行業領域開展數字化研發設計、模擬模擬、生產控制、產品管理等需求。要大力發展工業感測器,豐富產品譜系,滿足不同精度、可靠性和環境條件要求下工業現場資訊感知需求。

重視推廣普及成本

投入成本是影響製造業數字化轉型程序的重要因素,低成本數字化解決方案有利於更好更快推廣應用。要大力推進工業數字裝置標準化建設,防止和減少企業利用企業標準制造技術產品互聯互通壁壘,進而提高產品供給價格等行為。大力推廣工業軟體,支援和鼓勵發展雲化工業軟體應用,把先進工業技術工藝透過軟體化封裝和複用向行業賦能,降低先進工業技術工藝推廣普及成本。鼓勵數字裝備上雲上平臺,推進數字裝置雲端共享,降低單獨承建運維等費用。

兼顧大小企業應用

製造業數字化轉型需要關注大中小企業不同需求和不同可負擔能力,推進包容普惠發展。要積極創新數字裝備產品和服務,完善產品種類譜系,提供適應不同規模企業的兩化融合產品。鼓勵工業軟體企業創新產品服務,為中小企業提供SaaS型工業軟體服務,滿足廣大中小企業對高階工業軟體應用需求。鼓勵提供即插即用數字裝備產品和服務,降低因需要企業二次改造造成的使用門檻。

持續最佳化使用者體驗

數字化轉型要堅持以人為本的導向思維,杜絕束縛人、“綁架”人等型別的數字化轉型應用,要切實讓企業各方在數字化轉型中獲得減負和激發動能,進而得到更多幸福感、獲得感和體驗感。要加快推進機器換人、程式換人,把人類從簡單重複、枯燥乏味、環境惡劣、充滿安全危險的工作環境中解脫出來。要充分研究工程心理學,最佳化系統、平臺、應用、裝置等人機介面,使機器裝置、系統平臺、軟體程式等設計更好地適合人體自然反應要求,實現人、機、環境三者之間的高度有機融合,促進人高效、安全、健康而舒適地工作和生活。

對策建議

加大工業數字裝備供給創新

一是大力發展數字機床,打造開放統一的數字機床物聯網作業系統平臺,培育和豐富機床作業操作應用軟體,提升機床數字化、網路化、智慧化、精準化作業操控能力。二是大力發展面向各類工業測量感知應用場景的數字儀器儀表,完善裝置外部互聯介面,增強測量資料輸出能力。三是大力發展數字控制器,推廣標準統一的數字控制協議,提升裝置綜合整合控制能力。四是發展工業網路裝置,提供標準統一的工業現場匯流排、工業資料閘道器、工業資料採集器、5G專網等產品,支援異構網路整合互聯,提升工業現場網路接入能力。

大力發展和推廣工業軟體

一是發展各行業工業軟體,重點推進輔助設計、模擬模擬、生產控制等領域國產工業軟體突破發展,逐步補齊各領域各環節國產工業軟體空白。二是創新工業軟體培育模式,支援製造業各領域龍頭企業聯合投資成立行業工業軟體開發股份公司,依託各自技術工藝優勢,聯合推進行業工業軟體技術研發、試點應用、工程化迭代升級等。三是推進產學研聯合攻關,鼓勵和支援行業工業軟體開發公司以打造利益共同體模式,積極吸納和整合高等院校、科研院所行業專家,貢獻技術工藝、演算法模型、專業資料,助力行業工業軟體技術持續進步。四是大力發展PaaS型工業網際網路平臺,透過遮蔽底層硬體差異化為各領域工業軟體開發提供統一的底層技術支撐平臺,降低工業軟體開發難度,支撐SaaS型工業軟體開發和服務。五是加大政策扶持力度,開展工業企業認定,對認定工業軟體企業實施特殊的財政、金融和稅收政策支援企業發展。

加大供給端標準推廣力度

一是加快推進工業網路協議、數字工業裝備外聯介面、工業控制器協議、工業儀器儀表資料、工業軟體資料開放共享等國家統一標準制定,助力互聯互通和資訊共享。二是對於涉及裝置互聯互通的相關標準,逐步強制企業標準退出市場,推廣國家強制統一標準。三是借鑑和吸收計算機網際網路領域技術標準制定經驗,同時兼顧技術發展趨勢和應用需求,制定滿足未來發展需求標準。四是主動對接國際主流標準,積極相容已有優勢標準,最大程度整合已用裝備產品。

加快傳統工業裝置數字化改造

一是加快推進工業網路建設,深化5G、工業WiFi等技術在工業現場應用,最佳化工業網路佈局,增強工業網路閘道器能力,最大程度實現不同協議裝置網路接入。二是加快推進機床改造力度,面向資料採集和反饋控制等需求,深化工業感測器、伺服電機、數字控制器、數字儀器儀表等在傳統機床升級改造中的應用,提升機床數字化、網路化、智慧化管控能力。三是在傳統裝置改造設計過程中,對新增裝置,積極推廣應用標準統一、開放互聯、平臺支撐、智慧應用的工業數字裝備。

推進企業資料匯聚和共享流通

一是建立企業資料發展統籌規劃和頂層設計機制,加快企業大資料中心建設,推進企業基礎資訊庫、業務資訊庫、主題資訊庫等建設。二是建立企業資料匯聚機制,推進資訊系統整合互聯和資料共享交換,推進研發設計、生產製造、倉儲物流、市場營銷等環節資料實時匯聚。三是做大做強企業資料中心中臺,推進資料和業務、資料和系統分離,增強資料共享交換、流通交易、開放開發等業務統一技術服務支撐能力,促進資料開發利用。

積極推進智慧工業業態創新

一是大力推進智慧工廠、無人工廠、燈塔工廠等建設,推進機器、軟體、感測器等換人,深化研發設計、生產製造、物流倉儲、市場營銷等環節系統平臺應用,推進裝置、系統、平臺、軟體互聯互通,推進數字化、網路化和智慧化生產經營。二是推進工業網際網路平臺建設,鼓勵和支援行業龍頭企業牽頭行業工業網際網路平臺建設,創新產品服務業態和產業鏈合作業態,推動產業鏈、創新鏈、供應鏈、價值鏈融合發展,帶動中小企業融通發展。三是推進“5G+工業網際網路”應用,支援重點行業5G專網建設,探索“5G+工業網際網路”推進路徑和模式。四是深化工業大資料探勘利用,推動大資料和製造業融合創新,推進產品服務、產業合作、內部管控等模式創新。

強化工業網路資訊保安保障

一是加強工業網路安全保障,增強技術保障能力,健全網路接入、訪問控制、入侵檢測、安全審計等安全管理機制。二是加強工業資料安全保障,建立企業資料治理機制,推進資料分級分類,強化資料開發利用合規,增強技術安全保障能力,加強資訊系統技術運維、服務外包、升級改造等環節安全管理。三是加強工業數字裝備安全管控,加強裝置安全測評,完善裝置物理安全、網路安全和資料安全保障機制。

從供給側和需求側聯合發力,加快推進製造業數字化轉型,打造高階、精細、柔性、綠色製造生產模式,是推進製造業高質量發展的必經之路,是助力碳達峰碳中和的重要舉措,更是推進製造強國和網路強國建設共同需求。