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传统制造业如何进行数字化转型?

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课程简介

尹正:施耐德电气全球执行副总裁、中国区总裁

施耐德电气:传统制造业如何进行数字化转型

当下,中国经济正经历由传统经济向数字经济转型的关键时期。数字化转型已成为传统制造业必须付诸行动的必选题,也是提高生产效率和产品品质的重要途径。施耐德电气,作为一家在工业自动化与能源管理领域有着深厚经验的企业,对于数字化转型领域的布局由来已久,以“数字化领导者”为目标的战略转型已经小有成效。那么,在企业数字化转型上,施耐德电气有怎样深入的思考?又是如何助力企业实施转型的?

本次课程,我们邀请到了施耐德电气全球执行副总裁、中国区总裁尹正。他将分享数字化转型的4大趋势、3大挑战、相关举措及一些典型案例,为企业数字化转型提供一些借鉴和思考。

施耐德180多年的悠久历史,也是从钢铁制造企业转型到电力行业的漫长过程。施耐德明确的两个转型方向是:能源管理和自动化。

这也是第三次工业革命的主旨:通过数字化赋能能源领域,提升能源效率。

施耐德作为成功转型的传统制造业企业,有两大荣誉。

一是在IT领域咨询公司Gartner每年评比的全球前50名供应链企业中,施耐德从2015年的第34名,上升至2020年的第4名。并且值得一提的是,施耐德是这50名企业中,唯一的一家制造业企业。

二是被达沃斯和麦肯锡评比为“灯塔”工厂——全球工厂级的制造业企业,将能够把IT与OT(operational technology 运营技术)结合起来,带来效益的企业,被称之为“灯塔”工厂。

全球“灯塔”工厂50-60家,其中就有施耐德的两家工厂,同时施耐德还有两家成长中的灯塔“”工厂。 “灯塔”工厂的关键评价因素是:

那么如何实现真正的IoT呢?

IoT的三个层面:

那么IoT真正的难点,在于IT和OT的结合,因为不同工业的实际需求不一样,不同的工艺段,需求也不一样。

数字化转型四个维度的融合

未来的两大变革:能源管理与数字化。

地球上的能源是有限的,而我们对于能源的需求却日益增加,那么唯一的解决办法,只能是提升能源的使用效率,同时满足环保的要求。同时在数字化时代,每天产生大量的数据,需要我们有工具,有方法将数据合理有效地利用起来。

这不仅是企业数字化转型的背景,其实也是企业实现自身降本增效,持续发展的必然选择。

在疫情之下,数字化转型的价值也逐渐凸显:

数字化转型维度一:能源管理与自动化的结合

传统能源,例如大型发电厂,是集中的,而传统能源是分散的,比如风力发电厂,太阳能光伏发电,又将这些分散的能源集中存储起来,满足需求侧和供给侧的平衡。

数据中心的概念是集中的,而随着智能手机等个人终端的发展,算力又是分散的。

传统能源与自动化都经历了从分散,到集中,再到分布的过程,二者的结合就变得十分重要。

举一个医疗行业的案例,重症病房和手术室的监控系统,必须是高度自动化的,而且电力的供给必须是持续的、安全的,才能保障患者的生命健康安全。

数字化转型维度二:IT和OT的融合

完整的云边结合能力,需要有物理层的边缘感知、自动化、可视化且可拓展的数据收集能力、数据分析与应用能力,也就能够赋能到线下服务。

这也是一个O2O的概念——用数字化来赋能线下业务。

数字化转型维度三:全生命周期的融合

在设备、工厂的工艺设计、制造、使用、运营、维护的全生命周期中,各个阶段的团队各自独立,导致生命周期不连贯,无法形成闭环。

数字孪生的概念,就是从设计阶段开始进行数据建档,在全生命周期的各个环节进行数据同步,就能够随时追溯设备生命周期中各个环节的状态,从根本提升制造业的效率。

数字化转型维度四:从分散式管理到集成化的企业管理

当企业规模变大,企业需要数据化的集成管理。不光是企业各个单元需要集成管理,对于大型的生产制造工艺,也需要对各个环节的速度,效率进行精细化管理,避免资源的浪费。

数字化集成管理的优势,就在于:通过单一的数据源,实现数据资产的优化;通过统一的运营中心,实现运营效率的优化。

数字化转型的三个挑战

挑战一、管理的挑战

1、企业文化

首先对于企业数字化转型,是全员的动作,对于制造业来说,一线蓝领的转型尤为重要。这就需要企业整体文化观念的转变,首先从观念上转型,才能完成实际动作。

2、组织架构

当大家有转型的意愿之后,组织架构要给大家转型、融合、试错的空间。比如从KPI的制定,就应该更加有包容性。

3、系统流程

系统流程是企业文化和组织架构的映射,表象的系统流程,实际是形成了一个个“千岛湖”,甚至是“堰塞湖”,不能实现真正的流通,反而降低企业效率。

挑战二、能力的挑战

1、人的能力

企业的组织和文化转变,就需要人的跨界,去学习不同领域的知识,实现从单一能力,到复合能力的变化。

2、人的技术

首先我们要了解技术,有基础通讯技术能力,首先我们要了解数字化转型过程中,问题出在哪里,才能去寻求帮助。

现在对于企业来说,一个问题是数据太多,如何运用好数据,就需要提高人的数据处理能力。

3、流程整合能力

当拥有了通讯技术能力与数据处理能力,那么如何用数字化来赋能每个业务流程,就需要全套的流程整合能力。

挑战三、效益的挑战

真正成功的企业数字化转型,是提升企业效益标。而且经济效益的不确定,也会让大家对数字化转型充满怀疑和疑惑。所以,企业的数字化转型一定要以效益为目标,有了效益,也就有了说服力。

经济效益和社会效益的平衡也很重要。社会效益的提升,是企业可持续发展,持续提升经济效益的前提。反过来看,如果企业提升了社会效益,同时企业也在提升自身的经济效益。 数字化转型的两大举措

所以企业的两个转型举措,就是管理的变革,和能力的提升,来最终实现数字化转型带来的效益提升。

管理的变革需要首先用文化引流,再以组织架构做保障,最后完成系统流程的重塑。

能力的提升,要先做能力需求模型的规划,再根据能力需求来实现企业员工的能力提升,和新人才的引进实现技术的创新与应用。

数字化转型的典型案例分析

前三个是低能耗,规模小的离散行业、轻工行业案例。

案例一、施耐德武汉工厂

精益管理和精益生产。精益生产是要求企业在不同的地方通过不断挑战自己来提高效率。那么如何实现?一个是靠施耐德SPS精益评价体系,另一个是靠员工不断在新领域的学习力。

施耐德的SPS精益评价体系,要求每个企业降低5%的能耗。如何完成这样的战略目标?首先建立试点,将核心工艺与辅助工艺流程研究透,并通过数据分析来实现能耗的降低。以试点作为榜样,让大家有意愿参与转型,并且通过手把手地传授,快速推进整体的目标实现。

在这过程中,也需要管理能力的升级:从简单的员工规模管理,到员工效率的管理。并且要满足80%以上的员工参与率,最好是全员转型。

全员的转型才是真正的企业数字化转型。并且我们要培养自己的员工的转型能力,而不能总依赖外力。

案例二、汉威科技集团股份有限公司

汉威找到施耐德寻求帮助:汉威短时间、快速的增长,超越了其原有管理方式的极限。内部效率降低,对外,也难以按时完成客户交付。汉威认为,也许通过购买自动化设备,可以提高整体效率。

施耐德的给出的解决方式是:先医后药,先软后硬,小步快跑,效益第一。

不能盲目地上设备,我们先来诊断问题出在哪里。经过施耐德的分析判断,其实汉威的问题出在管理上,企业处在“管理黑箱”中,所以首先要解决的是管理问题。

那么对于是否采购自动化设备的问题,需要明确,前提是数据的打通。当信息没有打通时,上新设备只会加剧信息不流通,不匹配的问题。在实际中就有许多生产设备信息不流通的企业案例,信息不同步,工艺流程错配,造成大量现代化设备的开工率低,带来巨大的资源浪费。

数字化转型是一个循序渐进的过程,在自动化设备上新之前,还有许多准备工作。在当今的经济高速发展的时代,我们已经不能够像100多年前的福特一样,将生产线停工两年来进行改造和重新应用。

那么施耐德如何帮助汉威的转型呢?

首先将信息打通。简单地增加一个扫描枪来提取数据,将纸质表单变成电子的数据展示屏。在信息打通、数据同步的同时,也提升了组织管理效率。同时也做工艺路线的精益:长线改短线,短线改U型线等。

这样简单的改变,提升了工厂的效率,将产能提升了22%,人均产值提升14%,订单的及时响应率提升至了80%。半年实现了投资回报。

案例三、杭州新美

杭州新美是一个电力设备制造企业,5年业务提升了3倍。而企业管理的提升,往往滞后于业务的增长。

对于杭州新美,施耐德首先帮助改进了一条生产线,让企业看到了数字化转型带来的效益提升。那么接下来引导其制定顶层的企业数字化转型规划,从企业文化、组织架构、人才模型等方面,统筹兼顾地实现转型。同时在规划中还要将供应链和精准营销规划进来,因为如果不提升上游的供应链,和下游的营销,只实现中间的生产的效率提升,是没有太大实际意义的。

杭州新美经营生产的转型,显著提高生产效率,降低了50%以上的交货期、降低了50%以上库存,同时大幅节省产线面积。一年内实现了投资回报。

后三个是连续工艺,体量大的重工行业案例。

案例四、中国宝武钢铁集团(IT和OT的融合)

行(hang)车,是人们对吊车、航车、天车等起重机的俗称,与我们所称的起重机基本一样。在炼钢工厂的热轧车间,行车作业的工作强度极大,稍不留神很容易出安全事故,所以对于这样的企业来说,安全第一。就需要用机器代替人工,排除人为因素干扰,提高生产作业安全。

同时,需要抓取的钢板位置全部需要人来记忆,准确度只能达到30%,所以第二大需求便是提升行车作业的准确度。

更重要的是,在大型热轧车间中,准确记忆钢板位置的前提下,还要能够合理安排行车路线,钢板的进出顺序。

在安全、准确、有序行车作业的前提下,更要能提升效率。

施耐德帮助宝钢设计了能够物体识别、计算最佳路线的实施行车作业系统,实现了中国第一个无人行车车间。节省20人的人工,将准确率30%提升至90%,提高生产效率与经济效益。

案例五、甘肃祁连山水泥集团股份有限公司(全生命周期的融合)

水泥行业对于数字化转型有如下迫切需求点。一,环保。水泥行业为符合环保要求,有半年是停工的。二,效益。水泥是一个高耗能行业,用电成本巨大。三是管理。企业中全部都是老员工,工艺环节成为了老师傅们的隐性知识,难以传承,同时也缺少年轻员工进行传承。

施耐德结合老师傅们的经验,用IT技术和建模能力,打造能耗最低,效率最高的数字化的工艺模型。不仅提高生产过程的准确率,而且可以对工艺模型进行迭代,甚至在工艺过程中做实时的提升。

将隐性的员工经验知识,变为数字化的模型,可以很好地传承下去。 全生命周期的数字化,也让数字孪生的概念真正赋能数字化转型。一年半内宝钢实现了投资回报。

案例六、湖北三宁化工股份有限公司

在三宁化工建立新厂房的时候,施耐德便帮助从头做数字化交付,建立数字化闭环。

其次是对操作员的仿真培训。在前期,通过OTS为员工做沉浸式模拟工厂作业培训。在厂房建立之后,通过增强虚拟现实,给员工即时提供大量历史数据,快速了解设备信息;提示操作步骤,做防呆;机器人陪同作业,为操作员进行能力背书。

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