中小企业建设数字化工厂，选择集成老路还是整体重构？
本文分享自华为云社区《中小企业建设数字化工厂，选择集成老路还是整体重构？》，作者： 云起MAE 。
中小制造企业建设数字化工厂，需要从中小企业数字化建设应从业务和管理的痛点出发，以经济实用为目标。面临目前市场需求的多样性和不确定性，“多品种小批量个性化定制”的新制造模式成为常态，先建设PLM、ERP、MES等各类系统再集成的传统老路已经不是最优选择。基于统一的数字化平台，重构PLM、ERP、MES、WMS系统，构建柔性化的数字化系统，实现端到端的数据源统一，可以提高协同效率和降低生产成本。
（一）中小企业数字化建设应从业务和管理的痛点出发，以经济实用为目标
随着外部环境的不断变化,生产管理的复杂度及规模性也发生了很大变化,企业必须能够迅速响应市场多样化和不确定的需求，多品种小批量的快速制造提供能够满足顾客需求的产品。这种新的常态化的制造模式，需要企业建设一个相适配的生产数字化系统，我们认为中小制造企业的数字化建设应从业务和管理的痛点出发，以经济实用为目标。
根据华为IDC调研统计分析和一些公开的信息，制造企业数字化建设的出发点是通过数字化的系统或手段，加速企业内部的信息流转效率和准确性，首先服务于改进产品和服务，帮助企业的生产制造业务流程能快速响应客户需求、提升客户体验，实现“高质量、低成本、快交付”，持续支撑市场增长和业务扩张。
在中小制造企业建设数字化系统的落地路径上，我们认为制造企业面临以下4点挑战：
1.客制化VS柔性化：传统信息化架构的软件系统依赖项目客制化交付和市场要求企业构建柔性化的生产数字化系统之间的矛盾：由于不同行业生产工艺流程的差异性，制造企业的数字化系统无法做到通用，传统信息化架构的软件系统初期定制化开发程度高，实施周期长，中小企业很难承担相应的成本，导致生产系统上线失败率很高。市场多样化不确定的需求要求生产制造流程要柔性化、可持续优化演进，而传统信息化架构的软件系统后期升级依赖二次开发，升级周期长、成本高，很难适应制造企业构建柔性化生产系统的诉求。
2.经验决策VS数据决策：市场需求的不确定和快速变化要求企业的经营管理能快速准确决策，过去中小制造企业依赖人的经验相对粗放式的管理流程很难匹配这种新的市场环境要求，企业需要向“数据决策”转型：通过一些数字化的系统或手段及时获取市场和企业内部的真实运营数据来支撑经营管理决策。国内大部分中小制造企业的业务流程尚未做到规范化管理，实现由“经验决策”向“数据决策”的转型，缺乏成熟的数字化系统实践方案参考，来快速补齐数字化管理经验，后期在实践中再适配企业情况进行优化调整。
3.自下向上VS统一规划：国内大部分规上的中小制造企业在过去十几年的信息化/自动化建设阶段，或多或少根据某个业务部门的运营管理需求上了一些信息化系统或者自动化产线，因为由各个业务部门发起没有整体规划，导致上下游业务系统之间数据不通畅、数据重复和标准不一，实现跨部门的全局性的分析需要依赖于人工从各个系统导出后做线下表格统计分析，跨部门协作效率比较低下，难以及时响应目前市场多样性和不确定性的需求，造成生产的产品要么缺货影响交期、要么过多造成库存浪费。中小制造企业的IT能力非常弱，缺乏补齐数字化整体规划能力和关键基础能力的人才和资金，在数字化时代，如果继续“自底向上”建设更多系统，只会产生更多的数据孤岛和业务孤岛，并且后期需要花费更多的成本来集成打通和运维。
4.自制系统VS外购系统：前面讲到由于不同产品制造工艺流程的差异性，制造企业的生产业务数字化系统无法做到通用，企业面临自建业务系统，还是外购系统的选择。对于大型制造企业能够承受自建系统的漫长周期和成本，以及养1个IT团队来支撑后期的运维和升级，前面几年已有不少大型企业选择自建生产数字化系统。对于大部分中小制造企业无力承担自建系统的周期和成本，只能选择外购系统，而目前国内生产管理系统市场现状是软件架构落后、产品化程度低、依赖项目定制化开发交付，后期上线后也无法快速迭代满足日益柔性化的生产流程管理需求。中小企业面临生产管理系统上线失败率高，以及上线后无法持续演进，一旦生产模式或者工艺类型发生大的变化，只能推倒重建，浪费巨大的人力物力成本。中小企业在选择生产数字化系统的建设路径上，除了“自制”或“外购”，需要有更经济的第三条路径选择。
以上4点是我们认为中小制造企业在市场需求多样性和不确定性的新环境下，建设数字化系统面临的挑战。对于中小企业，需要从解决业务和管理的痛点出发，以经济实用为目标，应该专注于业务本身，合理选择建设数字化系统的落地路径，避免单打独斗。
（二）下一代生产数字化系统，基于平台重构业务系统
建设数字化工厂，传统方案就是将PLM、ERP、MES、WMS业务系统组合，并基于数据总线/大数据平台实现系统间数据集成，然后基于SCADA系统/IoT平台打通自动化设备系统，实现生产过程的数据贯通和业务协同。传统的PLM、ERP、MES、WMS等系统，主要还是基于流程和管理的业务驱动模式。各种信息系统互相独立，有多套制造主数据，存在很多数据孤岛，信息传递有断点易出错、效率低下，制造流程也因为跨多个业务系统，造成流程重、适应性差、响应慢。
过去在大规模批量生产的制造模式下也许问题还不明显，前面讲到面临目前市场需求的多样性和不确定性，“多品种小批量个性化定制”的新制造模式成为常态，在目前这种新制造模式下就会有较大的问题。以C2M场景为例，如果用户在下单及提出定制化需求后，在这之后取消订单、修改订单、追加订单，或者修改了产品的属性。这些改变除了在产品数量有变化之外，还会涉及BOM、工艺、设备的变化，然后引起采购需求、生产主计划、生产计划、库存、成本、工序等一系列的变化。这些变化会首先从PLM系统引发跟ERP、MES、WMS等系统交互，然后再是各系统的交互和协同，整个协同链路长，甚至存在链路有断点、信息孤岛和数据不一致的问题。任何一个系统环节出现异常或者变化，都会造成整个业务链路的相互影响，而这些系统往往来自不同的厂家，异常定位和变化调整的代价高和周期长，很难适应生产柔性化的诉求。
以上是业务视角看到的问题，我们再从技术角度看：传统工厂信息化架构，业务部门“自下向上”先各自建设再集成打通的模式，会造成业务系统之间数据标准不一、数据流动共享难，生产模式或工艺类型一旦发生大的变化，传统信息化架构的软件系统只能破坏式重构，无法做到柔性化。
目前“多品种小批量个性化定制”的新制造模式，要求企业构建“可扩展、可持续重构、柔性化”的生产数字化系统。我们认为下一代的生产数字化系统应该构筑在一个“数据标准统一、天然互通、关键能力共享”的数据平台和应用平台底座之上，通过平台来代替过去依赖人来实现统一规划，这点对缺乏相关人才的中小企业尤其重要。基于统一的数据平台底座构建业务应用，能够实现应用之间的数据天然实时共享和高效流动，基于平台提供的“低门槛、自助式”的应用开发与迭代能力，补齐中小企业缺乏的数字化关键基础能力和IT技术人才缺口，让企业的业务人员也能够实时响应市场不确定性的需求和企业自身运营管理流程持续精益化改进的诉求，对业务应用功能进行敏捷迭代和持续演进。
目前云计算、模型驱动应用“低代码/零代码”开发等新技术已经趋于成熟，我们认为在技术层面也已经具备了条件来构建有这种数字化关键基础能力的平台底座，在平台底座之上持续重构和生长数据标准和服务标准统一的业务应用，可以帮助中小企业以最经济实用的手段实现构建企业专属的柔性生产数字化系统。
在统一的数据平台和应用平台底座之上，解构和重构PLM、ERP、MES、WMS等系统，可以实现企业全业务流程的数据源统一、过程数据实时在线可视可控可溯、数据驱动决策运营，进而提高业务协同效率、降低生产管理成本、提高产品质量、提升客户满意度。
（三）中小制造企业建设数字化工厂，华为云提供一个更优方案选择
华为自己就是一个“多工厂、多产品工艺类型、多生产模式”的大型制造企业，华为在过去几年构建了满足多个业务线多种生产模式的智能制造系统，华为云根据对华为智能制造系统的实践和国外成熟生产管理软件的学习，进行相应的产品化抽象封装，打造了一套专门面向中小型企业生产制造场景的数字工厂aPaaS平台。平台提供快速开发和交付生产数字化系统的能力，并考虑到不同行业不同工艺流程的差异化需求，选择将应用的最后一公里交给企业开发者或生态伙伴，支撑成长型中小企业或生态伙伴能够基于统一的制造数字化平台底座，快速补齐数字化升级的关键基础能力，实现自主构建与持续演进敏捷柔性化的生产数字化系统。
华为云数字工厂平台的核心能力，可以概括为“1个底座+1个内核+9类模型”：
1个底座：为使用数字工厂的每个企业客户提供1个IT/OT统一信息架构的制造数据平台底座，同时支持业务、设备和图文档等多种模态数据采集、存储、管理和融合分析，实现制造全过程的数据源与数据标准的统一。基于统一的制造数据底座，能加速企业研产供销服各业务域的信息数据流动，驱动业务流程的自动化和智能化，提升业务协同效率。
1个内核：平台将构建生产制造场景业务应用的核心技术要素（比如信息字段、业务逻辑流程、数据图表等）解构为各种应用“元数据“，打造了一个元数据模型驱动引擎内核，它能够实现基于统一的应用元数据标准对应用功能进行动态建模，以及动态实例化运行。
9类模型：基于对华为智能制造实践的抽象封装，打造了9类工厂应用模型配置器，支持企业开发者或者行业伙伴通过图形化配置的方式，就能快速生成与调整面向不同细分行业的生产管理系统，经过实践证明业务应用的搭建周期由原本的按月到按周迭代，整体上线周期能够加速3倍以上。9类应用模型配置器支持在行业/企业和组织站点3个层级进行扩展与调整，来灵活满足不同行业不同企业不同工艺流程对生产管理系统的个性化需求，大大降低中小制造企业建设生产数字化系统的实施和运维成本。
在平台的核心能力之上，华为云数字工厂平台面向多个重点行业联合多家优质生态伙伴，把生态伙伴丰富的行业数字化服务经验转换为制造数字化应用，为企业客户提供开箱即用的应用方案模板，让企业基于行业最佳实践，快速补齐和完善数字化管理经验，在后期的使用中，基于平台生长和重构应用系统的能力，可以适配企业个性化需求，持续演进升级。
华为云数字工厂平台专为生产制造数字化场景设计，提供先进的“开放式、普惠型”数字化工厂平台底座，帮助中小企业快速补齐数字化转型升级的关键基础能力，实现”统一规划、逐步重构、持续演进” 业务数字化系统，后期无需重复投资建设，将中小企业建设数字化工厂的起步成本降低到几十万级别，加速中小制造企业数字化转型升级。
