《制造业数字化转型路线图》

制造业数字化转型路线图（征求意见稿）中国电子技术标准化研究院2021 年 6 月编写单位（排名不分先后）中国电子技术标准化研究院北京兰光创新科技有限公司震兑工业智能科技有限公司北京云道智造科技有限公司海尔智家股份有限公司腾讯科技（深圳）有限公司上海麦杰科技股份有限公司上海宝信软件股份有限公司北京亚控科技发展有限公司浙江中控技术股份有限公司中国电子信息产业发展研究院中国工业互联网研究院北京科技大学京东科技集团用友网络科技股份有限公司北京东方国信科技股份有限公司中国科学院沈阳自动化研究所中铝信息科技有限公司内容摘要为贯彻落实 关于深化新一代信息技术与制造业融合发展的指导意见，凝聚制造业数字化转型共识，推动制造业生产方式和企业形态根本性变革，提升制造业数字化、网络化、智能化发展水平，中国电子技术标准化研究院联合相关单位共同编写了 制造业数字化转型路线图。研究内容旨在为政、产、学、研、用各方组织开展制造业数字化转型工作提供参考，服务于我国制造业数字化建设和推广，为构建可持续发展的制造业数字化转型生态做出贡献。本报告以“制造业企业如何开展数字化转型”问题为出发点，从数字化转型的概念、维度、原则、实践和标准 5 个方面展开，围绕制造业数字化转型“是什么”、“转什么”、“怎么转”、“转到哪”等方面展开研究。第一章 概念综述。简要介绍了数字化转型的发展背景、对转型的认识，回答制造业数字化转型“是什么”的问题。第二章 转型维度。聚焦企业层面数字化转型，从业务模式、技术范式、组织方式、文化意识四个维度重点分析了转型的具体内容，给出了“业务为基、技术为翼、组织为骨、文化为魂”的制造业数字化转型体系，回答企业转型“转什么”的问题。第三章 转型原则。给出了企业开展数字化转型自始至终需要坚持的五项基本原则，回答企业转型“怎么转”的问题。第四章 进阶实践。给出了企业践行数字化转型的四个类别，并结合转型维度构建了制造业数字化转型的五维能力“海星”象限模型，给出了进阶实践的目标、特征和能力要素。选取典型行业的转型案例，从痛点分析、方法工具和转型成效方面论述了制造业数字化转型四个类别的建设实践。回答企业转型“转到哪”的问题。第五章 标准框架。以“数据驱动、工具转化、流程再造、决策变革、生态重构、持续改进”的制造业数字化转型标准化路线为指引，在已开展标准化工作、标准化需求的基础上，形成了标准框架，提出了引导和规范企业数字化转型的重点标准方向。第六章 侧记。给出了数字化转型发展十大难点。数字化转型没有标准答案，对数字化转型的理解也因人而异，我们欢迎各单位和个人对本报告研究内容提出宝贵意见，希望通过本报告的发布能够使更多的企业、专家了解我们的成果，共同为我国制造业数字化转型发展贡献力量。目 录一、概念综述.11.1 背景趋势.11.1.1 困境驱动.11.1.2 政策引领.21.1.3 行业发展.51.2 转型认识.71.2.1 内涵.71.2.2 过程.81.2.3 挑战.10二、转型维度.122.1 业务模式：从“产品中心”向“客户中心”转变.122.2 技术范式：从“人智驱动”向“数智驱动”转变.142.3 组织方式：从“传统组织”向“柔性组织”转变.162.4 文化意识：从“执行文化”向“人本文化”转变.18三、转型原则.203.1 战略引领：数字化转型不是可选题而是必选题.203.2 顶层挂帅：数字化转型需要坚持“一把手”工程.203.3 标准先行：数字化转型第一要务是实现标准化.213.4 数字思维：比“机器换人”更重要的是“数字换脑”.213.5 持续改进：数字化转型只有进行时没有完成时.21四、进阶实践.214.1 单点应用“数字化投入如何快速给我带来收益？”.244.1.1 实践描述.244.1.2 能力要素.254.1.3 案例说明.264.2 局部优化“我的企业还需要哪些环节数字化改造？”.274.2.1 实践描述.274.2.2 能力要素.284.2.3 案例说明.284.3 体系融合“所有业务都值得数字化手段升级一遍！”.314.3.1 实践描述.314.3.2 能力要素.324.3.3 案例说明.334.4 生态重构“我未来将是一家什么样的企业？”.354.4.1 实践描述.354.4.2 能力要素.364.4.3 案例说明.37五、标准框架.395.1 已开展的标准化工作.395.2 标准化需求.395.3 标准框架.405.4 重点研制标准.42六、侧记.44参考文献.46制造业数字化转型路线图1一、概念综述1.1 背景趋势1.1.1 困境驱动伴随着以机械化为特征的第一次工业革命，电气化为特征的第二次工业革命和自动化为特征的第三次工业革命演进，全球制造业先后进行了四次大规模迁移，形成了以西欧、东欧、北美、日本及亚洲东部沿海为核心的五大工业区。当前，新一代信息技术加速创新、快速迭代、群体突破，第四次工业革命席卷而来，主要工业区日益受到能源、劳动力、产业结构等因素限制，纷纷遇到发展困境，总结起来可以概括为“四个不可逆”。一是不可逆的人口老龄化一是不可逆的人口老龄化。人口老龄化是经济社会发展进步的必然产物，是不可逆转的客观发展趋势，目前，世界主要工业区都出现了人口增长率下降，老龄化严重。日本 65 岁以上非劳动力人口比例高达 28.4%，已经进入超高龄社会；德国达到是 20.4%，位居欧洲第一。中国预计“十四五”期间将达到 14%，进入深度人口老龄化社会。老龄化将加剧适龄劳动者短缺，带来许多新的生存发展问题。二是不可逆的经济全球化二是不可逆的经济全球化。一段时间以来，西方一些国家出现了逆全球化思潮，形形色色的保护主义声音不绝于耳，各种排外的主张甚嚣尘上。在全球疫情蔓延的背景下，一些国家为了转移国内矛盾，逆全球化的言行愈演愈烈。纵观国际经贸发展史，深刻验证了“相通则共进，相闭则各退”的历史规律，经济全球化是不可逆转的历史大势，为世界经济发展提供了强劲动力。三是不可逆的三是不可逆的 GDP 增速低迷增速低迷。近年来发达国家 GDP 增长平均下降到了 1%，发展中国家降放慢到 2.1%，一些国家甚至是负增长。经济下行是主要工业国家都面临的问题，这种经济下行压力是“新常制造业数字化转型路线图2态”，是在较长时间内很常见的形势，短期很难看到大幅度改善的迹象。四是不可逆的制造业产能过剩。四是不可逆的制造业产能过剩。自 2009 年金融危机以后，产能与实际生产的差距一直很大，除了个别产品造得很慢造不出来，90%以上的产品是过剩的。这就意味着很多企业产品卖不出去，生产设备不能满负荷生产，市场竞争越来越激烈，制造业的利润越来越低，全球制造企业的生存与发展都面临着极大的压力。全球各主要经济体都在寻找如何摆脱这些发展困境的方法，美国、英国、德国、日本和中国等主要工业国家，都陆续推出一系列国家战略，虽然时间不同、侧重不同，但都不约而同地把目光聚焦到数字化转型领域，有意支持和引导各类市场主体探索数字化转型的新模式、新业态，鼓励开展技术创新和产业应用，为经济发展注入“强针剂”，加快形成经济发展新的增长点。1.1.2 政策引领国际看国际看，各主要经济体纷纷出台数字化战略各主要经济体纷纷出台数字化战略，期望利用数字化转期望利用数字化转型增强传统产业竞争力。型增强传统产业竞争力。德国积极践行“工业 4.0”出台未来一揽子计划，投资科学、研究和未来技术，同时借助德国人工智能战略提升德国和欧洲人工智能技术的竞争力；美国发布关键与新兴技术国家战略，在通信及网络技术、数据科学及存储、区块链技术、人机交互等领域构建技术同盟，保持世界领导者地位；欧盟委员会提出了“2030 数字罗盘”（Digital Compass）计划，为未来十年欧洲成功实现数字化转型指明了方向；英国发布国家数字战略旨在进一步推动数据在政府、企业、社会中的使用，并通过数据的使用推动创新，提高生产力，创造新的创业和就业机会；法国发布使法国成为突破性技术主导的经济体报告，遴选出法国有领先潜力且需要国家集中战制造业数字化转型路线图3略支持的市场，并开发与数字化解决方案相适应的技术和服务；日本发布 科学与技术基本计划第六版，适应新形势并推进数字化转型，构建富有韧性的经济结构，在世界范围内率先实现超智能社会 5.0；韩国政府提出了 基于数字的产业创新发展战略，以“数字+制造业”为核心，提高韩国优势制造业中产业数据利用率，增强韩国制造业的竞争力。表 1：世界各主要经济体数字化战略布局国家和地区国家和地区政策政策目标目标北美美国关键与新兴技术国家战略（2020 年 10 月）美国要成为关键和新兴技术的世界领导者，并构建技术同盟，实现技术风险管理。其中包括通信及网络技术、数据科学及存储、区块链技术、人机交互等。加拿大重启、复苏和重新构想加拿大人的繁荣：构建数字化、可持续和创新性经济 的 宏 伟 增 长 计 划（2020 年 12 月）创造包容性增长轨道，投资数字和物理的战略性基础设施，成为数字和数据驱动的经济。欧洲欧盟“2030数 字 罗 盘”（Digital Compass）计划（2021 年 3 月）一是拥有大量能熟练使用数字技术的公民和高度专业的数字人才队伍。二是构建安全、高性能和可持续的数字基础设施。到2030 年，生产出欧洲第一台量子计算机等。三是致力于企业数字化转型。到 2030 年，四分之三的欧盟企业应使用云计算服务、大数据和人工智能。四是大力推进公共服务的数字化。到 2030 年，所有关键公共服务都应提供在线服务；所有公民都将能访问自己的电子医疗记录。英国国家数据战略（2020年 9 月）推动数据在政府、企业、社会中的使用，并通过数据的使用推动创新，提高生产力，创造新的创业和就业机会，改善公共服务。德国 未 来 一 揽 子 计 划（2020 年 6 月）投资科学、研究和未来技术：至 2025 年，增加对人工智能的投入从原计划的 30 亿欧元到 50 亿欧元。借助德国人工智能战略为欧洲人工智能网络和“人工智能欧洲制造”的竞争力奠定基础。法国使法国成为突破性技术主导的经济体（2020年 2 月）遴选出法国有领先潜力且需要国家集中战略支持的市场，包括数字医疗、发展健康数据基础设施与服务；利用健康数据提供诊断预测、预防、个性化随访等数字化解决方案与服务；开发与数字化解决方案相适应的新型保健设备和医疗设备。俄罗斯关于 2030 年前俄罗斯联邦国家发展目标的法令（2020 年 7 月）数字化转型部分设立了 4 项指标：1.经济和社会领域关键部门达到“数字化成熟”，包括卫生、教育以及国家管理；2.在具有社会重要意义的大众服务中，能够以电子形式提供的服务占比提高到 95%；3.宽带接入互联网的家庭比例提高到 97%；4.信息技术领域的国内解决方案投资增加到2019年的4倍。东亚日本科学与技术基本计划第六版（2021 年 3 月）适应新形势并推进数字化转型，构建富有韧性的经济结构，在世界范围内率先实现超智能社会 5.0。制造业数字化转型路线图4新加坡数字服务计划及标准（DSS）（2020 年）全球范围内率先实现全城市的数字孪生建设。韩国基于数字的产业创新发展战略（2020 年 8月）通过制定“数字+制造业”创新发展战略，将重点放在韩国的优势产业制造业上，提高制造业中产业数据（产品开发、生产、流通、消费等产业活动全过程中产生的数据）的利用率，以增强韩国主力产业的竞争力。南美洲阿根廷国家科技创新 2030 战略规划（2020 年 11 月）科学技术交叉融合方面，加大对跨领域交叉学科的支持，增加和创造跨领域技术的发展和效益。国内看国内看，我国政府高度重视数字经济与实体经济融合我国政府高度重视数字经济与实体经济融合，产学研用产学研用基本形成数字化转型共识基本形成数字化转型共识。习近平总书记极具前瞻性、创造性地作出了建设“数字福建”的战略决策，提出了“数字化、网络化、可视化、智慧化”的数字福建建设目标，开创了中国数字化转型的应用实践。2015 年，习近平总书记在第二次互联网大会开幕式上首次提出要推进“数字中国”建设，2017 年