中小企业数字化转型研究——基于A电机公司数字化车间案例

彭红霞

(南京审计大学，江苏 南京 211815)

企业的数字化转型不是简单地从技术层面搭建，而是运用信息技术的思想和手段，优化和根本性改革企业工作流程以及结构[1]。在我国高质量发展和产业升级的时代背景下，传统产业＋信息技术的数字经济发展模式应运而生。在2019年中国国际数字经济博览会上，习近平总书记指出“中国高度重视发展数字经济，正积极推进数字产业化、产业数字化，引导数字经济和实体经济深度融合，推动经济高质量发展”。由此可见，要提高我国传统制造业企业产品质量和市场竞争力，实施数字化经济转型至关重要[2]。

中小企业是我国国民经济的重要组成部分，占全国企业数量的90%以上，同时在稳定经济、促进发展、加强创新、保证就业等方面发挥着不可替代的作用。我国制造业数字化转型的主战场是中小企业数字化转型。

一、中小企业数字化转型现状

(一)数字化基础薄弱

中小企业数字化转型的一大制约因素是软硬件基础薄弱。据统计，中小企业在关键工序数字化装备、设备联网率、生产过程信息系统覆盖占比上分别仅为45%、35%、40%，实施了ERP(企业资源计划)的比例更是只有10%[3]。数字化专用平台的引入需要大量资金，对本已运作不佳的中小企业来说无疑是一大挑战。

中小企业在数字化转型的规划上不够清晰，数字化人力资源体系尚未成形，急缺数字化人才。清华大学全球产业研究院发布的«中国企业数字化转型研究报告2020»披露:39%的企业缺乏清晰的数字化战略，48%的企业没有对组织架构进行调整。据统计，信息与通信技术(information communication technology，ICT)员工在欧盟企业占总员工的比例为2.5%~4%，而在中国企业平均占比仅为1%~1.5%，中小企业更少。我国只有15%的中小企业建立了数字化人才培养体系，在培养数字化转型人才方面严重不足。目前阻碍企业转型的两大因素是缺少数字转型人才和人才培养机制不完善。

在数字化背景下，很多中小企业既没有清晰的数字化转型规划，也缺乏人才支撑，只能被动应对。数字化转型存在投资风险高、回报周期长、技术难度大等特点，而中小企业受利润低、融资难、风险高、人才缺乏等因素制约，所以顾虑重重，在数字化转型上陷入“不敢转”“不能转”“不会转”的窘境[3]。

(二)资金问题突出

企业的数字化升级改造投入成本高，资金需求大，产出周期长且不清晰。而中小企业生存压力大，投入的项目如果没有明确的回报，就不会积极推进。由于成本压力大，大多不倾向于进行设备数字化改造，而更愿意把资金放到回报较快的领域，如对现有供应链以及产品的简单技术升级上[4]。

相比大中型企业，资产规模小、抵押物不足、抗风险能力较弱的中小企业，难以申请到银行的长期贷款，即使能申请到，利率也高得多。我国银行贷款总额中，中小企业贷款额只占25%，获批银行贷款的中小企业仅为12%，近些年尽管国家在政策层面对中小企业金融支持力度加大，但风险高、可抵押价值小的行业特点，仍然阻碍了中小企业的融资。“融资难、融资少、融资贵”是中小企业数字化转型的痛点[5]。

(三)缺乏规范体系指导

在国家层面，目前还缺乏系统性的中小企业数字化转型方针战略，无法一步步引导中小企业转型，而多数制造业中小企业因为自身经营能力不足的原因，对转型也缺乏明确的目标蓝图和改革模式。企业要想提高数字化转型的成功率，就必须依靠统一领导和统一规划，逐步实现数字化转型。在企业层面，中小企业的高管对数字化仍停留在初步了解概念阶段，关于为何开展以及如何开展数字化转型知之甚少。数字化转型并不仅仅是软硬件技术问题，更多涉及企业组织管理、业务流程、企业文化等多方面的管理问题，企业开展数字化转型能否取得成效，很大一部分取决于管理层的行动能力和团队能力。

(四)缺少外部力量支持

数字化转型涉及传统的工业技术和数据技术、信息技术、智能技术合在一起的技术领域，所以多方合作至关重要。企业需要培育自己的力量，但也只能是在部分技术领域。中小企业之间协调融合能力弱，不能激发最大的潜能，转型的速度受到严重限制。行业龙头企业没有发挥带头作用，上下游产业链缺乏协同创新，大中小企业之间融通发展受到阻碍。企业的数字化转型不仅要靠自身的努力，更需要多方主体的帮助和引导，政府的政策扶持对企业数字化转型至关重要。

二、A电机公司数字化车间转型

A电机有限公司成立于2018年，租赁面积16200平方米，现有员工140人，是个典型的中小型制造业。目前拥有19条转子线和18条装配线，其中15条转子线和14条装配线是自动化、智能生产线。企业在未来如达到自动化、无人化生产，可实现总体生产效率提高172.6%，生产运营成本降低50.1%，产品不良品率降低90.7%，单位产值综合能耗降低50.8%，产品研制周期缩短31.5%。这一切的成绩得益于公司管理层的战略调整，大力推进现代信息化管理，基于企业实际出发，采取一系列的措施进行企业数字化的转型。A公司的数字化转型主要包括以下方面:

(一)车间设计数字化

1.车间总体设计数字化模型建设

工厂车间设计采用三维数字化建模，有原材料库、转子生产区、装配生产区、办公区、员工休息区、巡检区等区域设置。企业从三个方面完成布局策划:①标准作业:根据工艺不同分为转子与装配产线，减少作业中的浪费。②物流顺畅:原材料上料区布置在工厂东侧，成品下料布置在工厂西侧，先进先出，材料到成品，最短距离利用率最大化。③信息流畅:根据员工信息互通性，在工厂中间设立了员工办公区，巡检、机修、生产班组都在现场办公区集中，第一时间完成现场信息互通，减少因信息不流畅导致的生产停滞。通过数字化建模有效编排设备与工作区域的整合，使制程是直线流动，生产一贯化，物料运输利用率达到最大化。

2.车间工艺流程数字化模型建设

座椅电机的生产制造工序由压换向器、绕线、点焊、动平衡、精车、转子性能检测、压盖帽、机壳压轴承、充磁、转子组入、前盖铆接、电机性能测试、跳动检测、霍尔检测、听音检测等工序组成，其生产工艺流程在前期开发阶段，均使用三维模型仿真，确保在仿真阶段从各方面满足工艺要求。

此外，车间流程数字化仿真可以为企业未来的产品设计提供有力的设计依据，从每站的模拟测算出产线平衡，从而克服工艺流程过程中的瓶颈工序。并且通过每站细节仿真控制，产品的质量和创新得到极大改进和提升，能更好地满足客户对研发周期、品质和可行性的要求。

3.工艺流程数字化模型仿真

座椅电机的生产制造关键工序为绕线、焊接、铆接、测试等工序，在工艺开发初期，通过三维模型仿真，模拟工艺流程过程，充分在仿真过程中识别风险。工艺流程确认之前，通过三维仿真软件Solid-Works进行工艺仿真，从每道工艺生产过程和加工方式，到产品整体生产工艺，从大框架到细节方面，处处做到提前化与数字化。

(二)生产过程装备数字化

1.生产过程数据自动采集和分析系统

采用RFID(射频识别)技术将产品过程中的数据绑定于RFID，并通过流水线的方式将所有设备过程的数据存储于RFID，当流水线通过贴标工序时，再将RFID内的数据与条码做绑定，将所有生产数据与条码绑定，最终在MES系统(制造执行系统)内对产品数据进行识别，存在不合格数据的产品将在下线打包系统和不良品分类进行拦截，对产品过程数据进行管控从而保证客户端产品质量。

生产过程中，设备通过以太网的方式与数据库实时传输数据，将生产过程中产品参数传输到数据平台，通过以太网交换机把数据传递给数据平台，并通过工控机定制数据采集软件以及分析软件，来完整地监控产品生产过程中的状态。企业充分发挥互联网对工业数据的集聚作用，通过互联网进行数据分析，提高产品的生产效率，提高企业的决策和制造水平，形成连续生产、联网管理、集中管控、资源共享的现代化智能制造和精细管理模式。

2.生产、质量参数自动上传及可视化管理系统

企业主要采用PiWeb质量数据平台和QMS系统管理对生产和质量参数自动上传。PiWeb系统主要用于质量大数据的管理与分析，采集设备测量及工艺过程数据，以多种图形化报表实时展示产品及供应链数据，可在PC端、移动端等查看。软件模块主要有Auto Importer、PiWeb Serve、Planner、Designer、Monitor。其中Planner管理数据库，Monitor进行可视化控制。

3.工艺质量参数在线测量系统

企业搭建了ITMS(inspection task management system)测量任务管理系统，主要负责质量检测，是产品全生命周期数字化管理的关键环节，也是智慧质量整体解决方案的重要组成部分。

系统以测量策划、测量执行、结果判定、质量报表等环节为主，具有以下功能:设计、生产、检验数据互通，检测任务标准化，检测过程可视化，检测任务结果的及时通知及检测任务报告的发布和统一管理。系统提升了任务流转效率，简化了管理难度，减少了人工错误率；同时也减少了人为工作导致的碰撞及误测风险，提高了效率。

4.关键设备数据化

工厂所有设备将以太网接口为连接方式，设备数据实时上传至MES系统，MES系统将数据进行整合。并且关键设备与系统、设备与设备之间都保持着互联互通，通过系统将设备数据转化率利用最大化，将人员、产品、设备、物料等在系统内完成整合与集成。

三、加快推进中小企业数字化转型的建议

(一)加强数字化转型顶层设计

企业的数字化转型是“一把手工程”，需要企业主要负责人的亲自参与，涉及战略层面的变革，不只是人工智能、互联网等战术应用层面上。企业数字化转型的发展战略需要高层根据用户需求、企业发展方向及行业特点来制定[6]。数字化转型要改进并完善企业原有的数字化制造模式，管理层要依据GB/T 39116—2020«智能制造能力成熟度模型»和«中小企业工业4.0实施指南»对企业现状进行有效分析，逐步实现企业数字化转型从局部到全面的全方位改革，提升管理流程，达到可持续化的数字化转型目标[6]。企业要结合自身实际情况、行业特点，用全新的数字化思维进行数字化转型总体设计，然后量力而行，分步实施。

(二)关键环节起始，构建中小企业工业互联网和打造智能工厂

对数字化能力较弱、数字化转型资金投入不多的中小企业，可以从关键环节入手:选取企业人工参与量大、重复操作、相对独立的环节，管理者在各部门职能范围内实现岗位调整与业务匹配高效运转，实现组织优化重组、要素合理配置，促进管理指标数据化，实现规范化管理。经过一次关键业务数字化转型的成功，再考虑企业全面数字化转型。企业必须基于现状出发，循序渐进地补短板、强弱项，从生产线、车间到工厂，由局部到整体实现数字化[7]。

(三)政企结合，培训企业数字化主导型人才

人才是企业数字化转型成功的保障，数字化人才的培养是重中之重。公司内部员工的个人实践是数字化转型的主要驱动力，员工在处理具体问题时考虑尝试或已经熟练运用数字化手段优化组织、技术、业务等环节，解决实际问题。数字化转型期企业文化的建设同样重要，要提高这一环节相关人员的数字化基本认知，以及对数字化工具和设备的使用能力，逐步养成使用数字化方法的工作习惯，实现数字化转型。

中小企业基础弱，数字化人才的培养需要政府支持。不同企业对人才的需求不同，政府要根据各地行业具体情况精准施策、分类培养出符合企业需求的专业人才。政府要引导教育科研机构以及各行业协会发挥好协调作用，推进校企合作，从政策上完善专业技术人才培养体系，推动校企合作培养技能人才机制的建立。政府从政策上鼓励智能制造中小企业开展师资培育、教学实训等校企合作项目，并给予相应补助；鼓励智能制造企业与人力资源服务机构开展深度合作，加强智能制造专业技术人才培育；同时优化措施引进智能制造人才，以支撑数字化转型和数字经济发展。

(四)完善数字转型公共服务体系，优化智能制造发展环境

政府应加大对企业数字化转型的扶持力度，通过加快公共服务体系的发展，为企业数字化创造宽松良好的外部环境。一是加强建设信息化公共服务体系，扶持一批智能制造技术研发、产品检测、工业互联网技术、大数据以及云制造等产业服务平台，为企业提供工业“云平台”。二是制定评估制造业数字化转型的操作方法，这就需要培育一批智能制造系统集成服务商队伍，定制结合企业及行业发展特点的数字指标，以进行科学的评估。三是构建多元化的中小企业数字化转型金融体系，从顶层设计到相关配套政策，需要政府部门完善并细化，优先扶持高成长性中小企业进行数字化转型。四是完善政策支持体系。制定并完善相关政策法规，做好政府服务，提供良好的政策环境去支持中小企业数字化发展。

四、总结

中小企业对社会贡献巨大，在当前数字化背景下，中小企业能否转型成功，直接影响到就业与社会稳定，关系到各行业的科技创新，对我国经济社会结构调整影响巨大。由传统发展模式向数字经济转型，对实力不够强大的中小企业是一个艰苦而必经的过程。中小企业如何顺应当前数字化潮流，充分挖掘产品生命周期各环节中数字化转型的机会以重塑价值链，是其在未来一段时间内所面临的课题。