制造业解决方案白皮书.doc

制造业解决方案白皮书导读：制造业解决方案白皮书目录一、 前言：数字化转型成就制造业升级 . 2 二、 思科制造业信息化解决方案整体概述 .4s集团车联网解决方案白皮书.pdf.pdf制造业解决方案白皮书目录一、 前言：数字化转型成就制造业升级 . 2 二、 思科制造业信息化解决方案整体概述 . 1 三、 智能数据中心解决方案 . 1 四、 数字化园区网 . 1 五、 智能化车间解决方案 . 1 六、 制造业视频协作解决方案 . 1 七、 成本优化的 SAP ERP 解决方案 . 1 八、 成功案例 . 1 1，某国内领先汽车企业全面应用思科技术 . 1 2，利诚集团超融和IT架构 . 1 3，东风神龙数字化工厂 . 1 4，联想集团全球新总部无线部署 . 1 5，农夫山泉部署统一协作系统 . 1一经济“新常态”迫使中国制造业必须转型伴随着中国经济在过去 30 多年的高速发展，中国制造业也取得了跨 越式发展。制造业不但贡献了中国超过三成的 GDP, 总规模也占全球 大概 20% 左右，名列第一位1。然而随着经济从高速增长步入温和增 长的“新常态”，制造业在今天也面临着新的挑战，从行业宏观角度看 主要有以下三点： 1. 国内经济减速，国际需求萎缩。2015 年中国 GDP 增速为 6.9%，创二十多年以来的新低，而经 济放缓会进一步持续，预计 2018 年的增速会在 6%2，同时以欧 盟为代表的海外市场也没有从上一轮经济危机中完全恢复，这都 造成需求疲软，进而导致企业产能过剩。以汽车行业为例，其产 能利用率，从 2009 年的近 100% 下降至 70%3，其中商用车行 业利用率只有 52%4。2. 外资制造企业回流。美国政府出于保证经济稳定、保证就业的目的，推出了一系列“再 工业化”的政策。同时美国能源、物流、资本等一系列要素价格下 降，也助推更多高端外资制造企业将生产中心迁回美国。3. 低成本的优势逐渐消失。根据波士顿咨询公司全球制造业成本变迁报告的计算：中国 制造成本只比美国低 4%（见图1）。依据经生产力调整后的工资 水平，中国工人的时薪从 2004 年的 4.35 美元涨到 2014 年的 12.47 美元，涨幅达 187%。而且我们没有看到成本上涨趋势在 短期内会改变的迹象。大多数制造企业在经历以上压力的同时，还都面临着各自不同的挑战， 归纳起来，也有三个方面： 1. 研发投入不足，产品同质化，价格竞争激烈。2014 年，中国制造业研发投入强度，即企业研发投入总量与产品 销售收入的比值为 1.1%，而美国的这个数值是4%、日本 3.4%5。较低的投入造成产品同质化，只得靠降价来去库存，较低的利润又 限制了企业研发投入。2.自动化程度不高，产品质量不稳定。与美日等国家相比，大部分国内制造企业在自动化设备上的投资不 足，这也是造成产品质量不稳定的原因之一。据专家估算，我国制 造业每年因质量问题造成的直接损失达 1700 多亿元，因产品质量 问题造成对下游产业影响、市场份额损失、污染治理等带来的间接 损失超过 1 万亿元6。3.收入来源单一，来自服务的收入很少。企业主要依靠销售产品获得收入，缺乏通过增值服务来开辟新业务 的意识。造成企业收入不稳定，毛利率低，客户忠诚度不高。以上挑战对中国制造业的长期影响，我们也可以在由德勤有限 公司与美国竞争力委员会编制的2016 全球制造业竞争力指 数报告中得到印证。根据该报告对全球企业高管的调查，虽 然中国再次被列为 2016 年最具竞争力的制造业国家，但预计 中国五年后将下滑至第二名（见图2）。全球前25名出口经济体的制造业成本指数制造业成本指数，2014年（美国=100） 劳动力125 130 115 109 99 91 97 87 91 83 波 瑞 奥 兰 典 地 利 捷 克 共 和 国 109 101全球 CEO 调查：主要国家的制造业竞争力趋势和未来预测其他电力123天然气140 130 120 110 100 96 90 80 0100 96 111 102 124 123 111 123116111 107中 德 美 日 韩 法 意 荷 比 英 加 俄 墨 台 印 瑞 澳 西 巴 泰 印 国 国 国 本 国 国 大 兰 利 国 拿 罗 西 湾 度 士 大 班 西 国 度 利 时 大 斯 哥 利 牙 尼 亚 西 亚图 1波士顿咨询公司全球制造业成本变迁报告的分析图 2德勤2016全球制造业竞争力指数报告的预测 2017 思科和/或其附属机构。保留所有权利。本文档所含内容为思科公开发布的信息。共25页 第2页制造业解决 方 案 白 皮 书当前中国制造业总体处于从 工业 2.0 向 3.0 发展阶段据联合国工业发展组织发布的工业数据年鉴- 2016 年版显示， 2015 年中国尽管工业增速有所下滑，但仍超过美国，成为世界第一 大制造业国家7。然而，中国制造业的不足也是明显的，突出的一点 就是自动化程度不高。根据美银美林的报告，2014 年中国每万名工 人拥有机器人数量是 35 台，日本和德国分别是 300 和 385台8。优 质高效低耗工艺普及率不足 10%，数控机床、精密设备不足 5%9。此外，我国企业在自动化设备的应用水平上和国际企业也存在差 距。目前多数企业自动化系统（DCS）仍是独立于管理系统及制造 执行系统（MES）的，只是车间级的总线型网络，也没有与企业信 息管理系统连接。而很多国际领先制造厂商早已部署基于工业以太 网的现场总线网络，并且与 MES 及企业 ERP 等管理系统打通。自动化系统应用上的不足是导致中国劳动生产率落后于美日德等的 原因之一。据国家统计局的报告，2015 年我国劳动生产率水平仅为 世界平均水平的 40%，相当于美国劳动生产率的 7.4%10。总体来看，中国制造业处于从工业 2.0（电气化）向工业 3.0（信息 化）发展的阶段，部分企业还处在工业 2.0阶段。按照中国工程院的 评估，我国处在世界制造业第三梯队，与美国（第一梯队）和德日 （第二梯队）还有很大差距。中国制造 2025 深化两化 融合，实现制造强国战略为了加快推进制造业创新发展、提质增效，帮助制造企业走出目前的 经营困境，实现从制造大国向制造强国转变，中国政府在 2015 年 5 月印发了中国制造 2025纲要。纲要强调以加快新一代信息技术 与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，实现四大转 变，即由要素驱动向创新驱动转变；由低成本竞争优势向质量效益竞 争优势转变；由资源消耗大、污染物排放多的粗放制造向绿色制造转 变；由生产型制造向服务型制造转变。争取使中国在 2025 年跨入世 界制造强国的行列。我们从中国制造 2025 描述的宏伟蓝图中可以看到，政府对制造 业寄予厚望，希望依靠制造业的转型升级带动整个国家转换增长方 式，优化产业结构的步伐。下面我们就来讨论制造企业如何落实纲 要，提升自身竞争力。 2017 思科和/或其附属机构。保留所有权利。本文档所含内容为思科公开发布的信息。共25页 第3页制造业解决方 案 白 皮 书数字化转型为企业带来 颠覆性的影响今天，当我们审视制造业面临的机遇与挑战时，要特别留意技术进步 的影响，因为这也是推动历史上几次工业革命的重要因素。在过去二 三十年里，拜高速发展的信息通信技术所赐，中国迅速跨入数字化时 代。互联网、移动通信、云计算、物联网、大数据分析等技术深刻地 改变了消费者的行为模式，进而促使企业运用信息技术构建新的业务 模式、流程、软件和系统，带来更高的收入、更出色的竞争优势以及 更高的效率。实施这种转变的过程被称为数字化转型。数字化转型并 不是预言家口中的未来趋势，已经有很多企业开始这方面的探索和实 践。根据 IDC 预测，截止 2018 年，对于 67% 的全球 2000 强企业 来说，数字化转型将是关键策略，并且截止到 2017 年，超过 50% 的 IT 预算将花费在新技术上11。数字化转型之所以受到各行各业企 业的关注，是因为它能给企业带来三方面的变化：数字化转型全面升级 制造企业数字化制造 (Digital Manufacturing) 是数字化转型 (Digital Transformation) 在制造业的具体实现。全球首屈一指的咨询公司 麦肯锡指出“数字化制造技术将会改变产业链的每个环节：从研 发、供应链、工厂运营到营销、销售和服务。设计师、管理者、员 工、消费者以及工业实物资产之间的数字化链接将释放出巨大的价 值，并彻底刷新制造业的版图”。“在未来十年里，数字化制造技术将会使企业通过“数字线”连接实物 资产，促进数据在产业链上的无缝流动，链接产品生命周期的每个 阶段，从设计、采购、测试、生产到配送、销售点和使用”12。从这 些描述我们可以看出，数字化制造与中国制造 2025 强调的智 能制造，从核心内容到实现路径方面都是基本一致的。数字化是实 现智能制造的前提，数字化转型是实现智能制造的手段，智能制造 是数字化转型的成果。驱动领先企业向智能制造转型的因素主要有三个： 1. 加速研发。复杂工业品的设计需要企业内部分布在全球的多个研发团 队，工厂和供应商的紧密合作。虚拟现实、云计算、协作等技 术可以实现协同研发，降低沟通成本，这将大大缩短新产品上 市时间。2. 卓越运营。物联网、大数据分析技术使管理者清晰地了解原材料、部件和 成品在整个价值网络中的流动状态，这有助于合理安排工厂运 营和产品发货，从而降低成本、提高效率，还可以提升设备利 用率和产品质量，同时降低能耗。3. 业务创新。互联网和物联网等新技术的使用还可以给客户带来更好的体 验，客户也愿意为更好的体验支付费用。这既可以成为增强客 户忠诚度的利器，也可以成为企业新收入的来源。1. 转变流程和业务模式。随着越来越多的设备实现互联，企业可以连接到其价值链的各个 端点，并从中收集数据。这为转变业务方式和彻底颠覆现有流程 和业务模式创造了机会，有助于实现更精益的运营，并提高应对 市场变化的灵活性。2. 提高员工的效率和创新能力。员工紧密协作可以提升工作效率，还可以催生创新想法。数字化 企业可以为员工提供协作工具，既增加工作的便利度，又加快创 新速度，还能够吸引并留住人才。3. 提供更好的客户体验 数字化企业在改进产品和服务，以及预测未来购买趋势方面更有 洞察力，因此其客户可以在不同渠道中无缝地体验到一致、及 时、准确的服务。数字化企业自然会赢得越来越高的客户忠诚 度。 2017 思科和/或其附属机构。保留所有权利。本文档所含内容为思科公开发布的信息。共25页 第4页制造业解决 方 案 白 皮 书智能制造需要坚实的 IT 基础架构从前面的介绍我们可以看出，实现智能制造需要将广泛应用于 制造业的自动化技术和信息技术深度融合。这就对企业的信息 技术架构提出了较高的要求，具体说来有三方面的要求： 1. 互联互通。制造企业与一般工商企业相比，其特殊性体现在，传统上生产车间 里的传感器、数控机床、PLC 等设备是在封闭的工业自动化网络中 运行的，完全不能与运行计算机、服务器的IP网络相连。而要融合 自动化技术与信息技术，首先就要求运行在以太网中的IT设备能够 和这些自动化设备互联，能够读取自动化设备产生的数据。这是分 析生产数据，进而实现智能制造的基础。2. 灵活简单。一般制造企业的IT网络人员有限，但工作内容多样，责任重大。比 如确保在全球部署的研发、运营和生产部门间的协作正常；新工厂 按时投产；与供应链上下游的可靠协同等等，都要求IT能够快速响 应。要能做到这一点，IT 架构必须要简单可靠，易于扩展，易于管 理。3. 安全可靠。对于制造企业来说，一个安全的信息系统对保护关键技术、新产品 信息尤为重要，甚至会直接影响企业的成败。而且随着越来越多生 产设备连入开放网络，越发要求企业要有一套整体方法来提升 IT 系统的安全性，从而保护整个生产价值链的安全。图3是一个支持企业智能制造要求的IT基础架构，它包含了三 个重要组成部分： 1. 软件定义的互联工厂基础架构。这是一个全面、安全、端到端的基础架构。它建立在一个统一管理 自动化设备和IT设备的，且能支持企业移动应用、协作和商业智能 分析等业务需要的网络之上。这个网络既要支持企业内部不同部 门，也要连接供应商，分销商，零售商的业务系统。对企业来说， 这个网络不仅意味着更小的建设维护成本、安全的访问，还是支撑 所有智能制造应用的基础。因为只有有了这个基础，千千万万的产 品、生产设备、生产过程等才能成为管理人员可见的对象，才有被 进一步优化的可能。2. 数据处理（计算）。从基础架构中收集的海量数据需要经过处理，才能成为指导业务的 洞察。无论数据来自数据中心、云（公有云、私有云或混合云）还 是联网的机器设备，首先都要保证可以在最需要的地点对它们进行 处理。这个“地点”可能是处在网络边缘的交换机，可能是工厂或企 业的数据中心，也可能是跨越防火墙的供应链伙伴系统。其次，还 要不断争取用更低的成本实现更高效的计算。比如工厂虚拟化技术 不仅显著减少了 PC、工作站、服务器、存储等的数量，还可以提 升应用处理速度，降低管理负担。数据虚拟化技术使上层应用可以 统一访问异构数据，是智能制造分析应用的基础。3. 应用。两类应用对实现智能制造非常重要。第一类是协同，包括企业部门 间的协同和供应链伙伴企业间的协同。大家互相交换数据，根据对 方的状态和反馈及时做出业务安排。第二类是大数据分析，包括对 实时产生的结构化和非结构化数据的分析，可以产生业务洞察，这 些洞察可以指导企业优化生产，提高质量，减少停工带来的损失 等。大数据分析 Anal