典型离散行业数字化转型场景资源池建设路径
（7个通用场景+3个行业场景）
（中国电子技术标准化研究院 王程安 王瑞敏）
1 研究背景
新一代信息技术与制造业的融合程度不断加深，制造业数字化转型成为大陆把握新机遇、培育新动能、增强竞争力的战略选择。离散行业作为制造业的重要门类，普遍存在工序离散、多品种小批量和混线生产需求强烈、技术工艺和供应链复杂、生产制造周期长、综合效率低、人力成本高等特点，转型升级需求迫切，是制造业数字化转型的主攻方向。
1.1 离散行业数字化转型的困境大陆离散行业规模大、门类广、主体多，数字化转型是一项长期且复杂的工程。在基础方面，离散制造企业普遍自动化、数字化水平较低，高端软硬件及关键技术对外依赖严重，要素资源保障不足等问题依然严峻。在场景方面，行业领域不同、业务模式差异、工序流程多样催生了丰富的离散场景，企业整体数字化改造难度大、成本高 ；在数据方面，设备种类繁多、接口协议不统一、数据隐私和安全等问题导致数据在不同设备、系统、企业间的互联互通困难 ；在效益方面，大部分中小企业在转型过程中缺乏业务牵引和政策支持，转型场景不明晰、收益低等问题也导致中小企业转型动力不足。
1.2 离散行业数字化转型的必要性中国是全世界离散制造最集中的国家，离散制造业增加值占大陆工业增加值 50% 以上。当前，与欧美德日等发达国家在完成工业化的基础上推进数字化转型相比，大陆需要同时兼顾工业化进程和数字化转型。同时，离散行业发展起步晚，普遍存在基础技术薄弱、核心技术缺乏、产品附加值低、生产成本能耗高、污染严重等问题，高质量发展需求迫切，亟需通过数字化技术赋能传统离散行业改造升级，提升离散行业数字化水平，解决高质量发展过程中的痛点、难点和堵点，支撑离散制造企业提质、降本、增效。
1.3 数字化场景资源池建设的意义近年来，国家及地方持续关注制造业场景建设与试点示范。《“十四五”智能制造发展规划》指出围绕工厂、企业、产业链供应链构建智能制造系统，开展多场景、全链条、多层次应用示范。《江苏省“十四五”制造业高质量发展规划》指出面向装备制造领域，开发面向特定场景的模块化生产单元。场景是数字化技术在制造过程单个或多个环节的应用，中小企业以场景为单元开展“智改数转”易于实施、成效显著。企业可以根据自身情况，优先选择改造成本低、业务需求强的场景进行数字化改造。场景具有泛用性和可复制性，建设场景资源池并整合汇聚技术路线清晰、应用示范性强的场景资源，企业可以“词典式”查询行业典型场景数字化解决方案，对标自身数字化转型成效，指导数字化场景改造，加速场景的复制推广。场景资源池是对接离散行业供需双方的窗口，服务商可以对标优秀数字化场景解决方案，不断提升服务能力，并寻找具有转型需求的潜在客户。企业可以快速挖掘业务需求，并寻找符合自身需求的优质数字化转型服务商。
2 典型离散行业数字化转型场景
离散行业各细分行业之间由于生产模式、工艺流程、产品形态、资源特点等存在差距，且不同企业之间的业务特点和营运管理、面临的发展问题和生存挑战、企业和场景数字化水平各异，因此不同行业和企业在数字化转型过程中的场景存在个性路径和特色模式。本章重点基于当前离散行业急切的数字化需求，梳理了典型数字化场景，研究场景数字化难点和痛点，分析对应场景典型应用案例，旨在解决离散制造企业数字化改造与转型升级过程中无参考、无指引的问题。行业和场景分类参考《智能制造典型场景参考指引 (2021年 )》《中国智能制造发展研究报告：智能工厂》《中国智能制造发展研究报告：系统解决方案》，以及 GB/T 39116—2020《智能制造能力成熟度模型》的 20 个能力子域。面向装备制造、电子信息、消费品 3 个离散制造重点行业，围绕通用场景和行业场景 2 个场景分类，整理形成了 20 个数字化转型典型场景，如图 1 所示。
图1 离散行业数字化转型典型场景
2.1 通用场景
通用场景是指满足不同行业数字化转型共性需求的场景，具备在同行业内及不同行业间的推广价值。通用场景部分整理了装备制造、电子信息和消费品 3 个行业存在共性需求和相似解决方案的数字化典型场景，包括智能排产与调度、人机协同作业、质量智能检测、全过程质量追溯、全流程精益生产管理、能耗数据采集与监测、环境智能监测与调节 7个场景，场景内容见表 1。表1 离散行业数字化转型通用场景内容
2.2 行业场景
2.2.1 装备制造行业场景装备制造包括通用装备制造、专用装备制造、汽车制造、铁路、船舶、电气机械、航空航天等行业门类，以离散制造为主。装备制造行业数字化转型要聚焦知识工程、AR/VR、数字孪生、可重构生产、人工智能等新技术和产品远程运维、数据驱动服务、柔性敏捷生产等典型场景，打造高效柔性、敏捷响应、人机协同和动态调度能力，不断优化装备产品性能和服务水平。基于此，整理出数字化设计与仿真、柔性加工装配、设备运行监测与故障诊断、设备全生命周期管理 4 个典型场景，详细场景内容见表 2。表2 装备制造行业数字化转型典型场景内容
2.2.2 电子信息行业场景电子信息包括电子元器件、集成电路、计算机、信息通信设备、消费电子等行业门类，以离散制造为主，且细分行业产品和生产特点差异较大。电子信息行业数字化转型要聚焦人机高效协作、在线精密检测、人工智能等新技术和产品质量优化、工艺动态优化等典型场景，打造高效配送、资源协同和柔性生产能力，不断提升产品质量、性能和稳定性。基于此，本文整理出可重构柔性生产、数字化工艺设计与可制造性分析、工艺动态优化、供应链弹性管控 4 个典型场景，详细场景内容见表 3。表3 电子信息行业数字化转型典型场景内容
2.2.3 消费品行业场景消费品包括食品饮料、 生物医药、 家电服装、家居日化等行业门类，涵盖离散制造和流程制造，以客户为中心组织生产是行业主要特点。消费品行业数字化转型要聚焦人工智能、区块链、数字孪生等新技术和大规模个性化定制、销售驱动业务优化等典型场景，打造以用户需求为中心的制造体系，提升全生命周期质量管控、需求敏捷感知和产销用协同能力。基于此，本文整理出个性化定制与敏捷生产、生产计划动态优化和销售计划动态优化、物流监测与优化等 5 个典型场景，详细场景内容见表 4。表 4 消费品行业数字化转型典型场景内容
3 典型场景资源池建设路径建议
离散行业生产流程长、环节多、场景散，数字化转型对象多、难度大、周期长，需要以细粒度的场景为单位和台阶做深、做细、做实一个个场景的数字化转型，实现“由点及线”“由线到面”“由面成网”之势，带动全行业数字化转型。数字化转型场景资源池是一个平台库，同时也是一个生态体系，包含大量离散行业数字化转型场景资源的同时，也涵盖场景的整理、筛选、评估以及资源池运营和对外服务等内容。亟需打通场景资源池建设与应用全流程，结合数字化场景的来源与作用，围绕“选”“建”“用”3 个方面开展资源池建设与应用工作，高效支撑场景汇聚和对外服务，助力离散制造业各行业、全环节、细场景的高质量数字化转型。离散行业数字化转型场景资源池建设路线如图 2 所示。
图 2 离散行业数字化转型场景资源池建设路线
3.1“选”数字化场景 数字化场景来源于企业实践，包括制造企业自身的场景数字化建设实践，以及数字化转型服务商对企业的场景数字化改造实践。企业的实践效果通过测试验证及评估评价，最终形成量化的成果形式。“选”场景首先需要明确场景的来源，可以把评估实践、试点示范、智能工厂及车间、典型案例中的场景作为数字化场景的来源。其次是场景筛选和分类分级，为下一步场景资源池的建设打好基础，按照装备制造、电子信息、消费品等行业先对场景进行行业分类，之后按照研发设计、生产制造、运营管理等环节进行环节分类，最后按照具体场景进行场景的分类筛选，最终得到场景“单元”。
3.2“建”数字化场景 资源池的建设是平台的建设，也是生态体系的建设，资源池是基础，生态服务是关键。“建”资源池首先要对筛选分类得到的场景“单元”进行评估评价，确定场景的价值，为场景的推广应用作支撑，需要建立相应的评估标准、评估体系、评估方法和流程，如通过专家评审、测试验证以及《智能制造能力成熟度模型》等标准评估认证方法，对数字化场景进行先进性、应用前景、技术成熟度、可推广性、风险性、价值收益等全方面的能力评估，明确场景的价值。对通过评估的数字化场景按照行业、环节、具体场景、等级进行归类，然后纳入场景资源池，对未通过评估的低价值场景或错误场景，则可纳入如典型误区库等其他资源池。
3.3“用”数字化场景 数字化场景资源池建设的关键是对外服务，以示范、参考、指导等方式助力企业数字化场景建设。可以通过平台的方式公开发布优秀场景案例、场景提供方名录、技术逻辑方案等信息，为转型企业和服务商打造精准高效的资源获取和服务对接平台。有转型需求的企业可以通过信息发现、场景对比分析，“诊”自身场景数字化现状，快速锚准具体转型场景，明确转型方案和目标，同时“选”优秀场景案例指导自身场景数字化建设。服务商可以通过场景对标分析，“诊”自身数字化场景方案的成熟度和能力，“选”与自身同方向的优秀场景指导方案优化，持续提升服务能力。企业和服务商的成功实践通过“验”之后，将不断转化为资源池的场景来源，形成“选”“建”“用”的良性闭环，不断丰富资源池场景。
4 结语
面对离散行业数字化转型的困境，以场景为抓手开展“破局”工作，建设离散行业数字化转型典型场景资源池，持续丰富数字化场景应用案例资源，完善资源池生态体系，提升资源池供需对接服务供给能力，是推动离散行业数字化转型的新思路和新手段。本文聚焦装备制造、电子信息、消费品 3 个典型离散行业，梳理分析各行业数字化转型场景特点和应用案例，提出基于典型场景的资源池建设思路和方法，期望通过场景资源池为数字化转型供需双方供需对接桥梁，以场景示范和技术方案指导的方式引导企业开展数字化改造，有助于行业、产业、区域数字化整体水平提升，有助于离散行业数字化转型升级。（转载自新工业化网）