数字化转型是制造业企业“必修课”｜新京智库

8月24日，西部（重庆）科学城华润微电子重庆园区工人在8英寸功率半导体晶圆生产车间作业。 新华社记者 王全超 摄

数字经济时代，制造业数字化转型备受关注。

在9月20日开幕的“2023世界制造业大会”上，工业和信息化部党组成员、副部长辛国斌表示，制造业高质量发展是经济高质量发展的重中之重，要坚定不移筑牢制造业，推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。

进入21世纪前后，企业掀起一股信息化浪潮，也流行一种认知：搞企业信息化是找死，不搞企业信息化等死。2008年3月，工业和信息化部正式成立并力推工业企业工业化和信息化融合工作（即“两化融合”），彼时也流行一种说法，不搞技改等死，搞了技改找死。

制造业数字化转型不同。被誉为德语区哈佛大学的瑞士圣加伦大学学者Philipp Osterrieder直言，数字化转型是制造业企业在环境不确定性下，让企业焕发新活力的关键行动，更是关乎生存和长远发展的“必修课”。

而且，这已经被越来越多国家提上日程。商务部官网转发韩联社报道，韩国中小企业风险部9月18日发布《新数字制造革新推进2027战略》，计划通过政府、民间、地方三方协作，加快数字化转型，实现制造业创新发展，到2027年培养25000家数字制造革新企业。

面对全球新一轮的制造业数字化转型浪潮，我国制造业数字化转型处于一个什么水平，面临哪些挑战？我们该如何做好数字化转型？新京智库为此采访了企业和学界部分代表、专家。

汽车、电子行业数字化水平较高

我国制造业数字化转型处于什么水平？

中国工程院院士周济把智能制造分为三个阶段（或三个基本范式），即数字化制造、数字化网络化制造和数字化网络化智能化制造。

“因为是典型的离散型制造，机械制造领域的数字化水平目前还不是很高。”华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心主任、教授陈吉红告诉新京智库。有些龙头企业已经处于数字化制造阶段，就是用机器人、数控机床等自动化设备制造保证了产品质量，但是多数企业离数字化制造还有差距，还要补课。

在整个机械制造领域，作为工业母机的机床行业的数字化制造水平也是总体来讲比较落后。“与全国的机械制造相比，机床行业的数字化制造水平处于中下水平。”陈吉红说。

也有一些行业数字化转型做得好的，比如汽车行业。

华南理工大学电子商务系教授王和勇团队通过对国内64家2012年前上市的汽车制造企业（不包含ST股）为样本进行分析发现，汽车制造企业的数字化转型总体情况较好，2018-2020年过半数企业的转型指数得到了提升。

四川省数字经济研究中心研究员王建平通过对我国300余家制造企业的调查发现，目前制造业数字化转型取得一定成效，但总体处于较低发展阶段，具有显著的阶段性特征。从行业看，数字化转型程度高的行业主要集中在汽车制造、电子信息等产品利润率较高的优势和潜力产业，传统制造业受利润下滑影响进展缓慢，电子信息制造行业近三分之二企业已开展数字化转型，而食品加工制造业仅有四分之一企业开展该项工作。

王建平的调研还发现，从企业规模看，大型企业数字化转型程度更高，大型企业中有近一半的企业对核心业务开展数字化转型；中小企业数字化转型由于难以找到性价比较高的解决方案而停滞不前。从企业性质看，国有企业由于资金实力强且国资委国企数字化转型有明确的目标考核要求，已开展数字化转型的企业比例接近70%，而民营企业不到40%。

还有一些行业，必须数字化制造才能实现真正意义上的大规模生产，比如电池行业。

今年9月7日上市的某电池企业招股说明书显示，目前国外主流的锌锰电池生产线的生产速度已经达到每分钟600粒电池，部分锌锰电池生产线的生产速度已经达到每分钟1000粒甚至更快，实现了高速自动化生产。我国的部分电池企业通过直接引进国外设备或引进零部件后进行自主研发设计、加工组装或与机械制造企业合作改进生产设备，生产效率也已达到或接近国外先进水平，目前国内自制的电池生产设备速度基本上已达到每分钟400-600粒。

该电池企业负责人告诉新京智库，其实他们公司已经能达到每分钟800粒电池。

新京智库梳理发现，尽管我国制造业的数字化转型水平整体不太高。但有越来越多的企业走向资本市场的一个重要原因就是筹集资金建设（或进一步提升）智能化生产工厂。

以某家电企业为例，深圳证券交易所于今年5月11日发布的《首次公开发行股票并在创业板上市招股说明书》披露，“该公司小家电产品具有种类多、规格多、数量多的特点，其生产和仓储对工厂内部物料运转效率、现场生产管理有较高的要求。信息化改造升级有助于打造数据驱动的智能、高效、协同的机器互联平台，提高企业生产效率。”

数字化转型的积极效用是全方位的

制造业数字化转型的第一个成效就是提升产品品质，那是如何提升的呢？

一些传统制造业，由于以往多是依赖老技工的个人经验，从而导致不同批次间的产品存在差异，这将影响消费者（或下游用户）的使用体验。数字化生产系统通过对各生产环节的关键指标进行数据采集和分析，生成数字化指标，并根据中间物料状态和最终产品形态不断优化指标，可使生产过程的可控性以及产品的稳定性和品质得到较大提升。

而在科技不断发展的当下，制造业企业甚至可以通过大样本数据分析，建立最优材料配比、孔距、间距等参数，还能优化产品研发，推出更适合消费者（或下游用户）使用的产品。

以服装制造为例，苏州大学相城机器人与智能装备研究院副院长瞿卫新对新京智库表示，消费者可以通过AR技术，先在虚拟现实中试穿颜色、大小，以及布料，消费者试穿合适后通过VR增强现实，看到试穿的效果。确定没有问题，这些试穿的数据马上就发到工厂。

专业的说法就是，制造业企业通过打通产销系统，系统化打造订单排产系统(APS)、品质控制系统(QMS)、仓储系统(WMS)、生产管理系统(MES)等经营计划生产管理体系，不断提升产品品质和生产效率。

换句话说，制造业企业数字化转型是通过一套新技术从设计、制造到品控整个全流程环节，排除因为一些不确定性因素所带来的差错，从而降低不合格率。

陈吉红举例介绍，以手机、电脑等电子产品等都需使用到的电路板为例，华中数控的生产线已经将电路板生产制程不良率从2021年的1‰降低到了到2023年的0.45‰。也就是原来的不良率是每生产1000片就有1片不合格，现在生产2000片才可能有1片不合格。

陈吉红解释，这是因为采用了全新的高精度SMT（表面组装技术）生产线，全半自动插件线以及引入选择焊接工艺，保障了工艺参数的正确执行，并且为多个工序后面配备了自动光学检测设备对制程中的半成品进行检测，可将不良件在发生时即被当前工序拦截，MES（生产信息化管理系统）系统通过二维码采集可对产品制程进行跟踪和管控，防止不良件进入后续工序，从而起到了双重保障作用。完成电子装联的电路板经参数指标检测合格后，用三防生产线给测试通过的电路板做三防漆涂敷保护，最后进行整机功能测试和老化测试，测试无问题的整机产品就可以打包入库准备发货。

毫无疑问，制造业数字化转型的积极效用不仅仅局限于品质提升，它还是全方位的。

华南理工大学电子商务系教授王和勇表示，数字化转型可以帮助企业降本增效、提升产品质量、实现服务个性化、提高市场响应速度，还可以助力绿色生产，促进制造企业的高质量发展。

王和勇团队对汽车行业64家上市公司的调研发现，数字化转型对企业绩效起到了显著的正向作用，数字化转型指数每增加1%，企业的资产回报率将提高1.62%。同时，数字化转型会显著降低企业的管理费用率和销售费用率，数字化转型指数每增加1%，企业的管理费用率和销售费用率将分别降低0.05%和0.14%。

现实中，还有一种逆向的关系存在。曾经在某头部扫地机器人公司担任副总裁，并主导了该公司工厂智能化改造的瞿卫新表示，不是因为有了智能制造才有很好的产品提升，而是因为消费者有了更高的生活品质追求，才推动了智能制造工厂的推广。比如一些新的智能家电产品，即推动了智能化工厂的涌现，并在市场中抢得先机。

“任何一家企业做智能制造改进，都依赖于QCD（即质量、成本和交货期）。”瞿卫新说。只有产品质量更好、成本下降得更低和交货期更快，才能有很好的现金流来支撑企业去做好技改工作，支撑企业做好数字化转型。

数字化转型挑战仍较大

尽管我国制造业数字化转型在有些行业取得了较好的成绩，完成了（或一定程度上完成了）数字化转型的制造业企业也尝到了数字化转型的甜头，但不可否认的是，我国制造业数字化转型依然面临着不小的挑战。

以2015年12月即确定为我国“制造业转型升级综合改革试点城市”的佛山为例，广东轻工职业技术学院副教授肖威、张艳婷撰文表示，佛山中小型民营企业占比高、传统制造业为主的经济特征，导致企业管理层对制造业数字化转型升级的认识不到位，缺乏方法论支撑。肖威、张艳婷发表的论文是2020年教育部人文社科一般项目(20YJA630029)、2021年佛山市哲学社科规划项目(2021-GJ055)研究成果。

肖威等人的文章还介绍，在很多佛山的中小企业家眼里，将数字化等同于技术革新，集中在生产端如何引入先进信息系统，认为增加自动化、数控机床或机器人使用就是数字化，比较少从经营理念、战略、组织、运营等全局进行谋划。普遍缺乏清晰的战略目标与实践路径，缺乏强有力的制度设计、组织架构调整和职能功能匹配等措施。

从行业角度来说，不同行业所面临的问题有所不同。

陈吉红介绍，以机械制造领域为例，这个领域本身市场规模有限，效益也不太高，即便是国外最好的机床公司毛利率也就只有40%，而且机床产品是个多品种小批量、个性化定制要求比较高的行业，所以想要实现数字化制造，投入就会非常高。现实是，很多企业往往拿不出这笔资金。“投入不足是机械制造领域最难啃的一块骨头，这是（数字化转型水平低的）主要原因。”

瞿卫新对此深以为然，比如纺织服装业。传统行业要从传统制造走向智能制造的过程会非常缓慢。因为他们用来做智改数转的资金不足，因此往往会使得服装公司陷入入不敷出的尴尬境地。

更别说在服装国际贸易萎缩、订单量下降、成本上升的当下，“这些企业拿什么来推动智改数转”，瞿卫新说。

今年2月中旬上市的某服装公司在其招股说明书中列举了10个经营风险，如原材料价格波动引致的风险、存货余额较高的风险、海运费上涨的风险、产业转移的风险等。

工信部赛迪研究院融媒中心总经理史晨撰文表示，制造业数字化转型主要面临三大挑战，即消费端、生产端和产业链。以生产端为例，最先遇到的挑战是需要将企业的整体业务从物理空间映射到数字空间，即构造所谓的“数字孪生”，在此基础上才能实现数据的采集、实时的控制、资源的统筹以及智能化调度。但是从To C扩张到To B的技术厂商却未必能完成这一挑战。

浙江普华天勤股权投资管理有限公司（亦称“普华资本”）的项梦婧撰文认为，制造业数字化转型面临四大挑战，即关键核心技术缺失、复合型人才缺乏、融合程度不高和系统化的工业互联网平台缺乏。

以关键核心技术缺失为例，项梦婧认为，由于对核心技术掌握并不深入，在运用新一代数字技术为实体经济发展赋能时，一些产业产品的关键技术无法破解，如何深层次利用数字技术获取价值创造仍在摸索阶段。而且在核心技术外部依赖的情况下，即使利用数字技术也难以将产业的潜在高附加值激发出来，主要受益方依然为技术来源国。这导致我国先进制造业与数字经济融合的叠加效应和乘数效应没有得到充分发挥。

数字化的目的最终是服务于消费者

那如何提升我国制造业的数字化水平？

“不能够操之过急”，陈吉红说。制造业的三个阶段（或基本范式），也不是说走完了初级阶段才能走中级阶段，然后才能走高级阶段。“这三步可以同步走”。

陈吉红解释，因为数字化更强调数控、无人化、自动化，硬件的投入特别大。但不是智能制造，就是大量上机器人，也不等于自动化、无人化。自动化、无人化的工厂适合于大批量的生产作业。一个工厂既要保证自动化，又能满足个性化的柔性生产，上一套复杂的系统，投入成本是很大的，这的确需要权衡考量。

“比如加工飞机结构件，梁、框可能需要使用到的机床都不太一样，不要期望一台机床可以做完所有制造的活儿。”陈吉红说。因此不同企业要结合自己的产品特点，有节制地投入。自动化设备包括机器人，但并不是说有了机器人就一定多好，有时候用机器人还不如用工人来完成。

“数字化转型，特别是自动化、无人化，不要盲目追求，要结合企业的特点来推进。”陈吉红呼吁。

但网络化是大企业小企业都可以去做的事，现在的IT技术发展已经让网络化的投入成本大大降低。陈吉红表示，把车间里原来看不到的看到，原来没有关联起来的关联起来，不管是提高生产管理水平，还是提高质量水平，“实际上大家是可以做到的”。

“把新一代信息技术融入生产制造，虽说不是所有企业都需要一步到位。”陈吉红说，但实现企业的信息化、数字网络化却是所有企业需要去做的工作。

瞿卫新则认为，制造业企业智改数转的目的之一是要实现产品设计的数字化和产品的智能化应用，尤其是一些智能家电、智能家居企业。因此，用户画像特别重要，比如生产一台智能扫地机，年轻人和老人，家庭收入的高低等相关信息都可能影响着这款扫地机要开发出什么功能。那么，企业的数字化转型就需要具备这样的能力，才能不断实现产品的升级迭代，抢占市场先机和高地。可以说，“从一台产品的出生到坟墓，整个闭环管理，都需要通过数字化‘管’起来”。

“产品整个全生命周期的管理都可以通过企业数字化、网络化以及智能化体现出来。”瞿卫新说。归根结底，数字化转型就是要不断满足用户需求，超越用户想象。

在9月5日召开的第三届制造业数字化转型高峰论坛上，中国工程院院士谭建荣表示，要加快数字化转型，必须在“智能制造+创新设计”“智能制造+工艺提升”“智能制造+强化质量”“智能制造+延伸服务”“智能制造+拓展市场”五个方面下工夫，以数字技术赋能制造业高质量发展。

谭建荣进一步解释说，因为我国制造业当下面临着的是一个“市场说变就变、利润说降就降、成本说高就高、人才说跑就跑等问题”的尴尬境地。

新京报记者 肖隆平

编辑 查志远

校对 赵琳

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