原创｜离散装备制造行业供应链数字化转型路径研究_新浪财经

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读而思

离散制造业普遍在生产制造环节具有生产组织灵活多变、人工参与度高的特点，尤其是对于复杂装备制造相关行业，更是呈现产品结构复杂、定制化程度高、多品种小批量等特点。通过分析现阶段存在的难点，探索企业基于新型能力识别的方法和路径，实现数据驱动的企业全价值链的数字化运营管控，助力“打造数字化管控能力，构建智慧型企业”战略落地，助力企业降低销售运营成本，提升生产效率和产品合格率，最终取得显著的经济效益。

陈磊汉威广园(广州)智能装备有限公司资深架构师

王宇航天云网数据研究院（广东）有限公司总经理

戎彬国家工业信息安全发展研究中心研究专员

陈芳上海人工智能实验室研究专员

当前，中国钢铁行业正经历着前所未有的市场变革与行业结构调整，进入减量发展阶段，钢铁行业的下行具有多重周期波动共振的特性，产业逻辑基础发生较大变化。此次行业变革持续时间长，波动幅度强，影响深度大，钢铁行业正进入一场关乎生死存亡的洗牌阶段。作为深耕钢铁行业的轧机装备制造业，需要多措并举提高创新能力和技术实力，加快新旧动能转换，发展新质生产力，以保持经济发展领先优势。

装备制造企业基于秉承自主创新攻坚装备的生产工艺关键技术，通过面向离散装备制造行业供应链数字化转型项目，构建符合企业发展的创新管理模式，可有效助力企业从装备制造商向行业服务商的战略转型，抓住市场机遇，实现飞跃发展。

离散装备制造行业供应链数字化转型的意义

转变生产方式

实现离散制造业的数字化转型，是时代发展的必然需求，可以推动生产方式的转变，推动生产供给模式的创新与优化，同时柔性化生产制造，强化大规模个性化定制供给能力。实现数字化转型还可以创新产业链合作模式，实现产业链网络化协同化生产，真正促进产业资源共享、协同、整合能力。对企业生产方式进行重塑，实现数字化、智能化生产，提高企业对人员、物资、资金、技术等内部资源的管控能力。

优化资源配置

实现离散制造业的数字化转型可以强化信息流配置资源能力，优化资源配置，提高资源利用率。对产业资源进行合理配置，充分发挥信息流的引领作用，促进技术流、资金流、人才流、物质流的发展，实现现代化的产业链建设，全面打造产业新生态，以便对产业进行优化整合、共享和协同发展，同时能够对数据的功能作用进行深度挖掘，如强化供应对接、重塑价值流向、降低试错成本等，强化精准供应能力。

实现绿色发展

助力实现碳达峰、碳中和目标的实现，促进制造企业实施精细化管理和精益生产模式，减少资源消耗和成本浪费，有效控制碳排放。同时，能够实现产业的开发性发展，实现协同性、共享型发展，对基础设施、原料、物资等进行高效共享，提升各类资源利用率，实现智能化、绿色节能生产。

在企业层面，面向离散装备制造行业供应链数字化转型项目通过ERP系统（企业资源计划系统）、PLM系统（产品生命周期管理系统）、SCM（供应链管理系统）、MES（生产执行系统）、QMS（质量管理体系）、PHM（设备数字孪生运维系统）等信息化系统建设，开展系统集成和数据互联互通，进行关键生产设备数字化改造、上云用云、智能管控，将隐性数据显性化，实现设备全生命周期协同、健康管理与效能提升，将一系列赋能化技术机制运用到供应链数字化转型中，为企业智能化生产打下坚实的基础，带动整个行业的数字化、智能化水平跃升。

企业推进数字化转型的需求分析

内外部环境

在全球经济一体化竞争体制下，国内钢铁行业的高端高速线材轧机装备市场长期受制于美国摩根工程公司、西马克工程（中国）有限公司等国外技术。在此困境下，哈尔滨哈飞工业有限责任公司、汉威广园（广州）机械设备有限公司等公司的技术团队率先突破模块化减定径机技术壁垒，从集中传动向单机传动转变，打破了国外对线材定径机核心技术的长期垄断，实现国产化应用。装备制造企业转型升级和高质量发展需要精细的业务管理、高效的生产方式、全面的信息掌控、科学的辅助决策支撑。两化融合发展需紧紧围绕发展战略，充分利用工业互联网、大数据、物联网和人工智能等新一代信息技术，大力推动企业生产管理的精益化、智能化，驱动生产运营模式和企业治理方式创新，不断提高企业竞争力，以高质量发展应对复杂的、多变的内外部环境。

企业转型发展

现阶段，国内下游钢铁轧机装备企业所需的设备种类多，定制化非标准件多，供货所需时间紧。运用传统生产计划排程，具有生产周期长，产品使用情况追踪不到位，售后服务水平良莠不齐等问题，无法满足客户对设备预测性维护服务的需求和轧机装备使用企业的生产需求。企业要获得更好的发展机会，就必然要顺应时代环境，利用新工具、新技术来实现与社会要素的链接，而数字化转型将打通各层级的壁障，增加信息的可见性，形成一个以数字化为核心的供应链网络。基于此形势下，钢铁行业棒线材装备制造企业都在积极谋求数字化转型升级。

离散装备制造企业新型能力识别的方法和路径

离散装备制造企业新型能力识别方法

高端轧机装备制造企业通过实施面向离散装备制造行业供应链数字化解决方案项目，创建精益化数字工厂，并根据订单信息自动生成排产计划，展示实时生产进度，打破订单交付、生产管理和库存管理的制约点，降低生产及管理成本。同时，通过产品的生命周期管理，实时掌控棒线材设备数字孪生运维系统的设备运行状态及故障信息，有效提升管理创新和技术创新能力（如图1）。

通过数据采集以及价值分析，实现信息系统的集成与完善，匹配组织、流程、管理的再优化，以数据驱动企业全价值链的数字化运营管控，助力“打造数字化管控能力，构建智慧型企业”战略落地。

离散装备制造企业新型能力识别路径

为打造装备制造行业数字化管控的新型能力体系，实现两化融合战略目标，在企业内部两化融合领导小组并下设办事协调机构，确定“打造数字化管控能力，构建智慧型企业”发展战略，战略涵盖业务流程优化、组织结构变革、技术实现等方面，为企业智能化生产、数字化转型指明方向。

业务流程优化。以优化业务流程为导向对业务进行纵向整合，为适应企业管理变革，对业务流程进行迭代梳理和线上再造。实现产品设计、研发、生产、运行、销售、维保等全生命周期的智能管理。同时，以财务价值链为核心，实现企业财务管理对生产制造管理、工程建设管理、生产经营管理、人力资源管理、物资设备管理等业务板块的横向协同，全面提升企业预算管理和成本管控能力，强化企业资金流价值创造效用。

组织结构变革。根据战略规划和信息化发展规划，打造企业数字化管控能力。围绕企业经营管理业务，在原有组织结构上进行流程优化，成立数字化转型推进组，同步筹建冶金长材装备制造与运维工程技术研究中心平台，建立完善的组织保障体系，形成从领导到员工的公司上下“一盘棋”。同时，成立数字化技术中心、市场营销部、工程部、生产部、工艺技术部、运营保障部等业务集中管理组织机构，更好地发挥数据价值，实现向智能企业转型升级的目标。

技术创新模式。从智慧研发、智能生产、供应链协同、智慧服务的生产全流程，旨在打造精益化、透明化的数字化工厂，协助企业实现透明科学的产品全生命周期管理。数字化管控能力建设的主要内容（如表1）。

智慧研发。信息系统整体架构采用混合云架构：设计、研发、财务相关的核心数据存储服务和应用系统模块部署在边缘云中，保证数据安全。生产运营、质量追溯、设备数字孪生运维系统以SaaS化服务应用的方式部署在公共的工业互联网平台上以提高服务能力。边缘与云端之间通过标准化数据服务接口实现数据和事务互联。现场－边缘－云端部署的各类设备、应用服务的架构设计既实现纵向上同构设计易扩展、横向上平台支持快部署易运维、安全方面分层防护更可靠。通过建设PLM系统，对研发过程中的产品数据进行管理，集成相关产品信息和应用流程，确保产品研发质量，减少产品变更次数，缩短产品开发周期。

智能生产。依托精益生产活动，实现生产标准化。通过设备上云和数据采集分析，实时采集工业设备运行状态，识别设备综合效率（OEE）、设备可用性、设备综合生产力等能力，同步传输至MES用于生产安排，以实现生产过程透明化，提高生产效率和品质。

供应链协同。通过供应链管理系统及SCM（供应链协同系统），实现各个环节之间的业务协同，供需精准对接，包括订单处理、库存管理、生产计划等，提高整体运作效率。

智慧服务。通过建设基于人工智能物联网（AIoT）的棒线材设备数字孪生运维系统，实现“产线级”“区域级”“设备级”“部件级”和“零件级”的数字孪生可视化平台，可对各类设备的风险进行预警，支持开展预测性维护活动，提高生产设备综合运行效率。同时，该系统还可支持维修需求在线发布和智能派单，增强装备售后服务能力，提升生产设备综合效率，降低维护成本。

信息化互联技术实现。信息系统的数据交换，需要解决各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等与子系统、组织管理和人员配备相关的一切面向集成的问题。系统集成重点解决不同子系统间的接口和协议的“标准化”，确保能达到“互联互通互操作”的目标。基于BI的数据集成展现分析平台，提供数据接口、网络接口、系统和应用软件接口，使所有参与集成的子系统与集成系统网络直接互联，分阶段、分模块完成各信息系统的数据联通。

构建数字孪生工厂。以现有物理工厂为基础，构建数字孪生模型，获取物理工厂的生产过程数据（包括生产设备数据、测量仪器数据、生产人员数据、生产物流数据等），与虚拟模型之间实现双向传递和数据交互，支撑实现物理工厂和虚拟模型之间匹配和映射。虚拟模型对其镜像的物理对象进行数字化、可视化、模型化和逻辑化的模拟，结果可以实时展示给生产控制人员和经营管理人员，支撑辅助决策，助力企业提质增效。

实施效果和主要作用

实施效果

通过企业数字化管控能力建设，实现企业级“研产供销服”主价值链各环节的业务系统平台及内部经营管理的辅价值链支撑平台的进一步完善，构建企业级的运营管控平台，以数据驱动预算管理、研发设计管理、生产制造管理、营销服务管理、供应链管理、企业内部经营管理能力的全面提升。通过持续打造离散装备制造数字化管控能力，结合企业年度综合计划（如表2），重点从以下目标衡量方法的成效。

项目实施后全面提升了企业运营管理的精细化、数字化管理能力，严格按照各项量化目标高质量完成任务（如表3），通过数据的持续流动和价值开发利用，全面提升企业核心竞争力，支撑企业数字化、智能化转型。

2021—2023年，通过打造离散装备制造数字化管控能力助力企业数字化转型项目，有效降低企业销售运营成本，提高了生产效率和产品合格率，取得了显著的经济效益。

通过建立以两化融合管理体系为基础，以竞争力对标为核心的改进目标，推动公司理顺管理，压实责任，夯实筑牢管理基础，实现高质量、高效率、高效益、可持续发展（三高一可），成为“全球领先的冶金设备智能服务企业”战略目标提供强有力的管理支撑和保障。

实现轧机装备的精益化生产能力。企业为获取生产优势，需打造轧机装备的精益化生产能力。在生产管理方面，采用信息化系统与企业生产设备对接，MES系统与ERP系统无缝集成，自动同步ERP系统的排产计划及工单信息，实现信息同步。同时，MES中的生产过程及生产成本数据自动回到ERP系统相应模块中，通过MES系统的采集终端实现可视化管理，形成生产计划到产品入库全流程闭环管理。

打造轧机装备高效研发能力。通过引入PLM系统对产品的设计、更改及存储管理，建立企业级PLM系统设计数据的统一管理，实现营销部、技术部、工艺部、品管部的协同研发。另外，采用现代化的研发管理理念，统一电子化数据管理、流程管理，提高研发效率和产品质量，打造适合市场需求的研发数据管理系统。

强化产供销财一体化管控能力。运用信息化管理技术，实现物料采购、仓库库存、生产计划、质量管理等生产流程的信息集成，实现产供销财流程规范化的管控，打造企业级产供销财一体化管控能力。

构建数据集成与数据挖掘能力。数字化转型与智能化升级的要素包括众多数据的汇聚利用，因而结构化、完整、准确、可靠、实时的数据汇聚利用是转型升级的前提。企业工业设备、传感器等协议类型多样且数字化、智能化程度较低，致使数据采集不完备、不准确。

在企业层面，通过信息化系统建设、数据集成与价值挖掘，实现数据规划、采集、预处理、存储、分析挖掘、可视化等产品全生命周期内数据流转的自动化，完成信息共享、系统整合和业务协同，依托柔性化的生产流程，支持开展定制化产品设计。从复杂的数据集中挖掘价值信息，从而促进企业的产品创新，加速搭建智能工厂等现代化生产体系，拓展新型商业模式。

主要作用

推动对企业经营管理决策。通过统筹规划和顶层设计机制，构建企业基础信息库、业务信息库、主题信息库等基础设施，完善企业数据汇聚机制，实现信息系统整合互联。同时，动态汇聚研发设计、生产制造、技术服务、市场营销等生产数据，实现企业信息的互联互通，使企业经营更加灵活、高效。

引领对棒线材装备制造产业。目前，钢铁冶金棒线材装备制造企业都在积极谋求数字化转型升级，面向棒线材装备制造行业的生产设备全生命周期数字化管理项目为传统设备生产厂商提供了有效的转型方式，项目的成功实施有效助力企业从装备制造商向行业服务商成功转型，在离散型装备制造业起到了引领作用和示范效应。

带动对棒线材装备制造产业上下游。有效提升棒线材设备制造产业产能、产品质量和交付能力，以及企业的管理创新和技术创新能力，降低企业的生产成本、管理成本。通过棒线材设备数字孪生运维系统，联通设备制造商与设备使用方，实现制造企业与外部用户需求、创新资源、生产能力的全面对接，推动设计、制造、供应和服务环节的协同，形成生态合作模式。

同时，生产线装备及其零部件健康状况可通过数字孪生运维系统的3D可视化仿真方式实时可见，便于识别设备缺陷，监控和掌握设备状况，支撑设备预测性维护策略实施，提高生产线运行效率，辅助管理决策。还可解决数字资源分散，设备故障预警能力不足等问题。

影响与带动装备制造行业。离散型制造业尤其是棒线材装备生产制造业，具有产品种类多、定制化非标准型产品占比大、订单类型和数量变动频繁等特点，本项目的有效实施，克服了企业订单交付、生产管理和库存管理等行业难题。这些信息化系统可复用至同类企业使用，且技术创新、管理创新模式亦可应用于装备制造行业。

通过精益化、信息化、智能化、数据上云技术应用的实现，将产品设计、生产、运行和服务数据进行全面集成与优化，可实现企业的经营指标的提升，项目实施后，产品供货周期缩短28%，生产效率提升15%，预计企业年营业额提升25%以上。

在数字化赋能企业高质量发展背景下，智能制造是我国制造业创新发展的主要抓手，是我国制造业转型升级的主要路径，是加快建设制造强国的主攻方向，制造企业也在积极探索符合行业特色、满足企业需求的智造升级之路。面向离散装备制造行业的数字化转型解决方案赋能案例，洞察高端装备制造行业企业在转型之路上的共性需求、挑战和具体实践，为离散制造业的智造之路提供可借鉴经验。