企业数字化转型白皮书.pdf

02 03企业数字化转型白皮书前言编者按：2016 年 PTC 发布了智能制造白皮书，对美、德、中的制造业发展战略及智能制造体系进行了详细解读，提出智能制造体系技术框架，对智能制造体系下的未来业务蓝图进行了展望，并给出了实施路径参考。随着企业数字化进程的持续推进，各行各业正在不断拓宽数字技术的应用领域，新一波数字浪潮已经来临。本文将引领读者重新审视颠覆性数字技术给企业带来的前所未有的挑战和机遇，以全新的视野诠释如何利用数字主线打通企业端到端价值链，以数据为驱动，赋能企业研发、制造、营销、运营和服务等核心业务的创新，从而在新的行业竞争格局中脱颖而出。最后，基于 PTC 在国内外数字化转型的成功案例和经验，结合国内企业信息化、数字化现状，为正在转型或即将转型的企业给出了如何以正确的方式开启数字化转型之旅的建议。数字企业（Digital Enterprise）如今，物联网、大数据、云计算、人工智能等一系列新兴的数字化技术正在不断改写行业格局，重构行业价值链，这将驱动企业形成更具全球竞争力的新商业模式，并催生出更多充满活力的独角兽企业。数字企业就是指利用一系列数字技术，打破传统组织体系和部门壁垒，消除信息孤岛，以数据为驱动，构建端到端的、面向用户的应用体验，从而提升产品服务，优化企业运营，使企业在数字化浪潮中脱颖而出。数字主线（Digital Thread）数字主线是指利用数字化技术，覆盖产品全生命周期与全价值链，构建数物融合、贯通产品研发、制造、营销、运营和服务的数字化数据流，为企业各个层面提供实时的数据分析和决策支持。数字主线解决的是在正确的时间、以正确的方式、向正确的人提供正确的信息。数字映射（Digital Twin）数字映射最初由美国国防部高级研究计划局（DARPA）开创，是物理产品或系统的数字化表达1，实时动态地反映物理产品或系统的运行状态，用于进一步的仿真、分析和优化等2。物理产品持续运行，其状态和运行环境不断变化，而产品的数字映射也伴随着数据的流入而不断反映实际产品的变化。信息化与数字化存储和管理，并通过固化的业务流程在各自系统内实现运转3。我们通 常 所 说 的 PDM、CRM、ERP 和MES 等系统就是典型的企业信息化系统，这些系统的共同特点就是为了支撑特定领域的业务应用。随着企业信息化进程的持续推进，企业内部会建立越来越多的信息化系统，随之而来的困扰是形成了越来越多的烟囱式信息孤岛。企业管理人员依然无法实时洞察企业日常运营情况，也无法得到产品研制进度的实时可视化概览；研发人员无法实时获取产品交付后的使用情况，而服务人员无法获取产品配置、设计模型和供应商信息等。因为这些数据分别存储在不同的信息系统中，需要通过人工统计，费时费力，且无法保证数据的 准确性和及时性。新一代数字技术的发展，给企业解决上述问题提供了新的途径。数字化就是将人、机、系统之间的交互和通信，乃至业务过程和商业模式等转变为数字化形式，实现数字和物理信息的融合，打通全寿期、全价值链的数据链路，如产品即服务（Product as a Service），集成式营销或智能制造等4，从而提升企业运营效率，提高产品服务质量，实现业务模式或商业模式的创新。信息化关注企业内部业务流程的优化，从而提升工作和管理效率；而数字化是在信息化的基础上，以用户为中心，以数据为驱动，关注业务模式和商业模式的创新，打破传统的行业边界，从而为企业创造新的价值，是信息化发展的下一个阶段，如图 1 所示。新一轮的技术浪潮，包括物联网（IoT）、增强现实（AR）、大数据、云计算、人工智能（AI）等，正在颠覆着我们传统的行业，掀起一场新的工业革命。于是，近年来数字化转型成为了众多企业关注的焦点，开始考虑加大数字化技术投资，以驱动产品创新和效率提升，开辟新的业务领域。然而，许多组织和管理人员将数字化转型与数字技术投资（如购置新的数字化设备和软件）相混淆，或者误以为将信息系统升级为移动应用或线上营销就万事大吉了。在讨论数字化转型前，我们有必要了解清楚什么是数字化，数字化与信息化的区别。信息化是指将企业各种数据（包括产品数据、财务数据、生产数据等）、人力资源和组织架构等以软件化的方式在各种信息系统中进行图 1信息化和数字化的差异504 05企业数字化转型白皮书如今，数字化技术正在成为产品不可分割的一部分。新的产品内置传感器、处理器和软件，并与互联网相联，同时产品数据和应用程序在产品云中储存并运行，我们称之为“智能互联产品”。海量产品数据以及大数据分析技术让产品的功能和效能都大大提升，而且能提供跨界乃至超越传统产品的新功能，它们带来的机遇将帮助企业实现指数级增长67。智能互联产品必将重新定义产品运营服务模式，使得“产品即服务”成为可能，这也必将成为企业在未来竞争中脱颖而出的关键。智能互联产品不但会影响企业的竞争，更会扩展整个行业产品体系的边界。未来竞争的焦点将会从独立的产品，到包含相关产品的系统，再到连接各个子系统的整个产品生态体系。如图 2 所示，一家风机制造商未来将不止提供风机产品，还会提供智慧风场规划、建设和运营服务，可能要面临来自从风机设备到风场运营领域内的竞争。这些风机制造商必须打破传统模式，联合上下游供应链，构建强大的产品生态，提供卓越的产品性能和一体化的运营服务体系，形成新的商业和服务模式，才能在新的竞争中立于不败之地。这些截然不同的产品将颠覆现有的企业价值链，促使企业重新思考：随着行业边界的极大拓展，公司如何取得竞争优势？如何利用海量数据创造新价值？如何整合供应链，构建新的产品生态？企业内部研制和运营模式如何转型以支撑这种新的产品生态？答案就是数字化转型。数字化转型是将数字化技术应用于产品和企业运营中，以用户为中心，以数据为驱动，构建贯通全寿期、全价值链的产品数据链路，实现产品与业务的深度融合，以提升用户体验，提高企业运营效率，帮助企业实现业务模式和商业模式的创新，开拓新的市场机遇。数字化转型是企业从传统信息化模式向数字化模式转变的过程，这是一个持续迭代、自我颠覆的过程。它远不是拥抱并应用数字化技术那么简单，而是用数字化技术赋能整个企业，需要企业战略乃至企业组织、文化的转型，给企业重新注入数字化基因。据 2016 年哈佛商学院研究表明，选择进行数字化转型的企业在 3年内得到了 55%的平均毛利润提升，相比之下其他企业毛利润同期降低了37%。数字化转型企业的领头羊，也曾是收入处于落后水平的企业，企业数字化转型势在必行图 2数字化产品发展趋势 图 3数字化转型的内涵2 如前所述，数字化技术为产品带来了颠覆性的变革，新的“智能互联产品”在为消费者带来前所未有的体验的同时，也成为企业实现差异化竞争，拓展新商机的利器。产品的数字化程度不断提高，使得企业或产品运营方可以收集海量的产品运营数据。基于这些数据，不仅可以提供创新的产品功能和用户体验，也将促进企业转变产品运营和服务模式，赢得差异化优势。产品数字化主要表现为：利用数字技术打造全新的用户体验；支持产品和服务的个性化定制；产品即服务：产品运营和服务模式的转变，企业由“销售产品”转变为“销售服务”。GE（通用电气）航空发动机是产品数字化的典型代表，其早期的发动机仅收集 30 个参数，且每次起降仅收集一次，数据量不足 1KB；而新一代发动机安装了上千个传感器，实时采集飞机的各种参数，每次起降的数据量超过 500G，全面实现了航空发动机的数字化。基于这些海量数据，以及 GE 在发动机领域的知识积累和强大的专家团队，利用物联网、云平台、大数据分析等技术为每台发动机构建了一个实时动态的数字映射模型（Digital Twin），实现了发动机全寿期虚实数据的融合，从而为航空公司提供运企业数字化转型方向在三年内收入增长 16%。而那些世界顶级的公司，收入也仅仅增长了11%8。根据IDC FutureScape：2019 年全球数字化转型预测，到2020 年，至少有 55%的企业将是数字化坚定实践者9，他们将通过新的商业模式和数字化产品与服务来改变市场，重塑企业竞争力。在这种新的市场竞争格局下，企业要不颠覆自己，要不就被别人颠覆，企业数字化转型已经势在必行。企业管理层需要制定数字化战略，充分利用数字化技术加速企业转型，获得增长新动能。图 4企业数字化转型三大方向虽然由于不同的行业和业务领域，工业企业所关注的转型方向和重点会有所差异，但企业数字化基本围绕产品数字化、运营数字化和员工数字化展开的。通过产品数字化，推动产品创新和服务差异化；通过运营数字化，实现企业运营效率的提升；通过员工数字化，提高员工生产力和产品质量。产品数字化（Product Digitalization）06 07企业数字化转型白皮书维管理、能力保证、运营优化等整套解决方案，实现了从“销售产品”向“产品即服务”的转型。利用这些技术，GE 可提前预测发动机故障，并做出预防性维修，避免因为发动机故障造成航班延误、成本增加，甚至是更大的安全事故。以意大利航空（Alitalia）为例，GE 成功助其一年节省了 1.5%，相当于 1500 万美元的燃油成本10。GE 正是通过这些技术与产品的深度融合，企业的业务模式由单一的产品销售商向智能产品、智能分析、智能决策三位一体的“产品即服务”供应商转型，重构了发动机行业价值链。运营数字化（Process Digitalization）数字技术给企业自身的发展和创新也带来了新的机遇。企业可以利用数字化技术，打破传统的组织壁垒和信息孤岛，实现全价值链、全寿期范围内的数据可视、洞察和追溯，从而改善现状并推动建立新的业务及运营模式，助企业实现提质、降本、增效等价值。运营数字化主要体现为：以 数 据驱动，实现业务与运营的融合；精 益 的数字化运营模式；敏 捷 柔性的数字化组织体系。宝马集团提出了智能创新计划，正在推动一系列新技术在集团内部的全面应用，包括智能数据分析、智能物流、创新自动化和辅助系统以及增材制造等，以挖掘数字化创新潜能，实现生产运营数字化。数字化和创新技术正在影响整个宝马集团的生产价值链，从冲压车间到车身车间到油漆车间，从装配到物流，每个生产阶段都受益于数字流程的应用。这项计划为整个 BMW集团生产系统开辟了新的机会，通过数字主线整合了研制过程中各类数据，重塑了产品价值链，不仅提高生产流程的灵活性和产品质量，也实现了客户的个性化定制期望11。员工数字化（People Digitalization）随着企业迈入数字化时代，数字技术在创新产品和运营模式的同时，也在改变员工的工作方式。由于企业引入了先进的新技术，产品和操作的复杂性正在持续增加，使员工的技能差距不断扩大，如用户个性化定制带来的灵活的产品配置，智能互联产品将引入大量的软件和电子器件等。然而，传统制造企业的基础设施仍然由孤立的业务系统和设备组成，员工为完成一项工作，往往需要访问多个系统和设备，其接收的信息往往是过时或不准确的，这就对员工提出了更高的技能要求。这种现象在生产制造和维修服务环节尤为明显。德勤分析报告指出，技能缺口可能会导致 240 万个制造业就业岗位空缺，使未来 10 年制造业GDP面临2.5万亿美元的风险12。图 5运营数字化发展趋势图 6员工数字化用户界面流程优化培训指导员工数字化是指企业利用诸如增强现实、大数据、工业 APP 等新技术来提升员工技能水平，简化工作界面，提高员工效率。员工数字化是缩小员工技能差距，激励员工创新能力的有效途径，是企业数字化转型的重要一环，将直接决定产品数字化和运营数字化的成败。对制造企业来说，员工数字化主要体现在以下几个方面：用户界面：基于工作情境，聚合来自不同的系统、设备和人员的相关数据，整合业务过程，以工业 APP 形式简化用户界面，提高员工的生产效率。培训指导：利用数据分析或增强现实等颠覆性技术，通过 AR 眼镜实现产品培训、操作指导、远程专家指导等，解放员工双手，进一步提高工作效率。流程优化：采用工业数据分析技术，以数据驱动决策，实现决策过程的自动化和智能化，推动流程创新和业务转型。图 7企业数字化转型趋势何为数字主线与数字映射？7 由 GE 和宝马的案例可知，产品数字化和运营数字化只是基于企业自身的战略目标而采取不同的数字化转型策略而已。两者相辅相成，殊途同归，最终都将推动企业实现数字化转型。一方面，智能互联产品需要全新的设计、营销、制造和售后服务流程，同时新的运营环节，例如数据分析和安全服务等将会诞生，这将重塑现有的价值链，进而促进企业运营效率的大规模提升。另一方面，新的业务模式和运营模式，将整合企业所有资源及数据，提高产品研发和企业运营效率，从而为用户提供更加优质、高效的产品和服务体验。而人既是产品的体验者，又是运营的执行者，人员数字化将融入到产品数字化和运营数字化的各个环节中，是驱动企业数字化转型的关键因素。数字主线（Digital Thread）是指利用数字化技术，覆盖产品全生命周期与全价值链，构建数物融合、贯通产品研发、制造、营销、运营和服务等各环节的数字化数据流，为企业各个层面提供实时的数据分析和决策支持。数字主线的目标是在正确的时间、以正确的方式、向正确的人提供正确的信息。通过数字主线，可以快速往前或往后追溯到产品各阶段数据。产品工程师可以实时在线获取产品运行状态及故障数据，从而在设计环境中进行仿真分析，实现产品快速迭代和质量问题闭环；服务工程师可在服务现场快速追溯产品结构、设计模型、生产记录以及供应商信息等。08 09企业数字化转型白皮书区别于传统的企业服务总线（ESB，Enterprise Services Bus），数字主线面向企业业务应用，解决的是“在正确的时间，将正确的信息传递给正确的人或系统”，突出体现以下两点：数物融合：汇聚来自物理世界中的产品、设备和人等信息及数字世界中的各种产品数据，并通过信息模型实现数物融合；业务融合：面向前端业务应用，重新编排业务流程，快速构建跨部门、跨系统的端到端业务应用。作为实际产品的数字化身，企业可以通过数字映射掌握千里之外的产品状态和环境条件。数字映射还能提供新的产品洞察，帮助企业更好地设计、制造、运行和维护产品。区别于产品数字样机，数字映射的特点是实时、动态和双向，结合数据分析技术，可以提供实时预警、预测性维护和动态优化等能力。数字映射主要应用于：实时动态地反映物理产品或系统的运行状态。实时动态地仿真、分析、优图 8产品数字主线13数字映射（Digital Twin）是物理产品或系统的数字化表达1，实时动态地反映物理产品或系统的运行状态，用于进一步的仿真、分析和优化等2。物理产品持续运行，其状态和运行环境不断变化，而产品的数字映射也伴随着数据的流入而不断反映实际产品的变化。这个概念最先由美国国防部高级研究计划局（DARPA）于 2011 年提出，用于航空航天飞行器的健康维护与保障。DARPA 首先建立了真实飞机的数字模型，通过传感器实时获取飞机真实状态数据，同步并驱动数字模型进行相应的仿真分析。每次飞行后，根据现有情况和历史载荷，实时分析评估是否需要维修，能否承受下次的任务载荷等。图 9产品数字映射化、监控和维护。洞悉产品质量问题，优化改善产品设计和制造。既然数字映射能给企业带来这么大的价值，那么应该如何构建和应用数字映射呢？首先，数据是构建产品数字映射的前提和基础，包括来自物理产品的运行状态和各种参数，以及来自数字产品的数字模型、设计参数和工艺参数等。这些数据可能分布在物理产品、产品云、企业内部系统（如 PDM、ERP、MES 等），以及外部供应商和物流等。企业在前期规划产品的时候就需要充分考虑未来数字映射对产品数据的需求，以便设计相应的传感器、数据传输协议和技术架构等；同时，需要有异构设备和异构系统的连接能力，以便能够采集产品全寿期各阶段的虚实数据。其次，需要建立产品数据模型，将这些杂乱无章、异构异质的数据进行聚合。物模型（Thing Model）就是以业务应用为导向，利用信息模型聚合各种相关的产品数据，如产品设计零部件信息，以及该产品在实际工况下的受力、震动、温度等参数。最后，基于物模型建立各种仿真分析和预测模型。区别于传统的仿真分析，数字映射最大的优势在于实时、动态、双向的数据驱动。物模型解决了实时数据采集和聚合的问题，利用机器学习和数据分析技术，就可以为产品建立各种仿真分析和预测模型。通过物模型的实时运行数据来驱动这些分析预测模型，并将分析结果与产品三维或数字化模型相结合，以直观、可视化的形式展示给最终用户。数字映射可应用于产品全寿期各个阶段，如在研发阶段可用于实时数据驱动的产品仿真和质量分析，在服务运营阶段可用于产品健康诊断和预测性维护等。随着数字映射技术应用的持续深入，其也应用于工厂中的产线或车间，构建工厂数字映射。通过工厂数字化模型，在赛博空间中对工厂布局、生产节拍、物料配送等进行仿真和模拟，以指导前期工厂规划。待工厂投入运营后，实时采集设备、产线等数据和参数，并动态映射到工厂数字模型中，实现生产过程实时可视化监控、故障/安全预警等，结合大数据和机器学习技术可进行质量缺陷分析、产线瓶颈预测、优化运行绩效等。数字主线贯穿了整个产品生命周期，实现从市场营销、到产品设计、生产和运维的无缝集成，解决了全过程数据流转和追溯问题，是数据驱动业务的基础；而数字映射则是立足于特定应用，融合数字主线上的数据模型，结合数据分析模型，将实时参数或分析结果反映到产品数字模型中，为用户提供特定的功能，包括实时监控、仿真验证、预测分析等。图 10产品数字映射应用1410 10 11企业数字化转型白皮书基于行业最佳实践，PTC 提出了以数字主线为核心，以数据为驱动，实现产品全寿期、全价值链业务深度融合的制造业数字化转型体系。该转型体系将帮助企业制定系统性的、全面的数字化转型战略，以产品数字化和运营数字化为驱动力，以数字技术为推手，全面推进产品和业务模式的创新。差异化竞争优势，从而在日趋激烈的竞争中脱颖而出。再次，构建横跨全寿期、全价值链的产品数字主线，实现以数据驱动的业务创新对企业来说，实现产品数据的数字化只是企业开启数字化转型之旅的第一步，更为重要的是实现企业业务的数字化。数字主线就是在产品全寿期各阶段数字化的基础上，通过数字化技术，打通企业传统 IT系统烟囱式的信息孤岛，实现全寿期各阶段业务和数据的深度融合，实现以数据驱动业务的创新模式。最后，以数字映射为核心，面向不同业务领域构建端到端工业APP利用数字主线解决全寿期、跨系统的数据聚合，企业就可以通过构建面向不同应用的数字映射，以全新的方式（包括 AR/VR、工业APP 等）来消费数据，以数据驱动业务创新，实现业务洞察和全过程透明化。这些应用将基于角色，具有敏捷易用的特点。基于上述数字化转型体系，PTC 结合在制造业深耕三十年的积累，以及国内外领先客户的成功实践经验，为正在准备或经历数字化转型的制造企业提供一条行之有效企业数字化转型体系图 11PTC 数字化转型体系11 首先，明确的自上而下的数字化转型战略。数字化转型涉及到企业的发展战略、企业文化、组织体系、商业模式等等，因此没有高层领导的深度参与，没有明确的自上而下的转型战略，数字化转型将举步维艰。转型战略犹如灯塔，为企业数字化转型指引方向，而创新的企业组织和文化则为企业数字化转型保驾护航。在新的转型战略下，企业需要打破传统的组织壁垒，根据新的业务模式和商业模式构建敏捷创新的组织体系，实现跨部门的创新协作形式，比如设立数据管理部门和首席 数 据 官（Chief Data Officer，CDO），以便统一采集、管理和分析来自各个部门和领域的数据，充分发挥数据的潜在价值，实现企业运营和产品业务的洞察；同时在这种新的环境下，企业需要有新的文化来激励员工向数字化转型，促进跨部门、跨领域的深度协作和融合。其次，以产品数字化或运营数字化为目标，驱动商业模式或业务模式的转型企业在制定数字化转型战略时，需认清行业发展趋势和竞争态势，结合企业自身定位和战略发展目标，制定以客户为中心的产品数字化，或者以精益（即提质、降本、增效）为中心的运营数字化作为企业数字化转型目标，并以此为基础进行业务整合和组织重构，打通产品数字链或企业运营数字链，实现商业模式或业务模式的转型，通过提供个性化产品和个性化服务使企业获得userid:139428,docid:137617,date:2023-08-31,的转型之道。在新的数字化转型体系架构中，按照 Gartner PACE Layered15分层架构，将企业系统划分为三层，即：System of Record(SoR)像 PDM、ERP、CRM、MES等这类系统，在特定的业务领域满足相应的业务需求，作为产品或业务数据源，忠实地记录和管理产品设计、制造或服务过程中的相关数据，以及更改记录等，我们称之为System of Record。在企业数字化转型架构中，SoR 分为三类，即企业内部业务系统、上下游供应链相关系统，以及产品云。未来这些系统将作为产品数据源下沉到企业后台，除重度应用用户（如产品设计师）外，其他用户将不再直接访问这类系统。System of Differentiation(SoD)SoD 是企业形成差异化，体现竞争优势的核心所在。在数字化转型架构中，SoD 不再依赖于传统的IT 系统，基于新的工业创新平台聚合和治理跨域数据，将数据抽象封装成服务，实现数据和业务的高度融合，以敏捷响应前端应用和业务创新快速变化的需求。SoD 主要解决：来自于异构系统和异构设备的各类数据的聚合，并通过大数据中心或数据湖实现海量数据的存储、管理和访问；立足于业务应用，构建全量数据模型，并基于业务逻辑建立数据模型之间的关联，形成产品数字主线；实现数据开发和业务应用开发解耦，通过业务流程编排，为前端应用提供实时高效的数据服务。System of Innovation(SoI)SoI 面向企业前端业务应用，快速响应业务创新，支撑综合应用的敏捷开发。在新的数字化浪潮下，工业大数据呈爆发式增长，在新技术的支撑下数据消费形式也将精彩纷呈，包括：数字映射：采集产品实时数据，映射到产品数字化模型中，用于产品实时监控、仿真分析和预测性维护等。工业数据分析：基于全量数据模型，建立相应的数据分析模型，面向不同业务领域提供相应的数据分析能力，如产品能效分析、预测性维护等，提高数据透明度和实时业务洞察。AR/VR：AR/VR 技 术 在 工业领域的应用，将实现物理产品与数字数据的完美结合，提供直观、交互式的用户体验，大大提高员工的工作效率。工业 APP：工业 APP 是工业互联网平台16的必然产物，通过移动终端和桌面应用等多种载体，使得企业员工可以随时随地访问企业数据。未来工业 APP 应基于 SoD数据服务和应用使能平台进行敏捷开发，快速实现业务创新。图 12PTC 数字化转型业务架构12 12 12 13企业数字化转型白皮书数字化研发趋势和挑战作为制造业企业核心竞争力的源泉，微笑曲线最高附加值的一环，研发一直是数字化转型体系架构中一个重要环节。传统的研发制造模式是正向从需求调研、竞品分析、市场调研等方面获取产品规划和设计输入，然后再从概念设计到详细设计，并将详细设计方案转变成可制造的工艺流程和生产流程，最后完成产品的制造过程并对外销售。从过去产品全生命周期管理的角度来看这不无合理之处，并且这种串行的研发制造流程也是目前制造企业的主流模式。但随着物联网、工业大数据、增材制造、增强现实等新兴技术不断的涌现并逐步走向成熟应用，这种流程就显得有些僵化和缺乏灵活性，无法对技术的更新换代和客户需求做出快速响应，而且也很难适应企业未来智能制造体系建设与发展的需求。同时，产品复杂度的增加、市场需求变化的加快、开放的竞争带来产品同质化的提升也对产品研发提出了前所未有的挑战。企业寄希望于实现产品和服务的差异化来应对这些挑战，最大化企业利润，提高运营效率，领先于市场推出新产品获得更高溢价，实现产品或业务模式的创新。优秀的企业一直不断通过扩大信息化与数字化的投入提高产品全生命周期各个环节的效率及管理水 平。PLM、ERP、SCM 等 各 种业务系统被引入企业流程中来，结合 PLC、SCADA、MOM 等 保 证企业在产品研发、生产及销售服务的各个环节不会出现短板。但令企业管理者沮丧的是，传统的信息化路径往往并没有达到期望，不仅形成了大量的信息孤岛，导致流程卡滞，甚至出现了“1+1 小于 2”的情况。所以企业要想进行数字化转型，首先必须要从产品创新根源上做起，将串行研发流程转变为根据用户需求持续改进的闭环智能研发流程，真正实现以用户为中心的数字化研发模式，感知用户需求并灵活做出调整，同时融入相关新兴使能技术，来解决离散的企业问题17。以用户为中心，支持个性化定制，用户全程参与产品研制，实时洞悉研制进度；通过数字主线，实现产品各阶段、各环节的融会贯通，快速实现跨阶段信息实时追溯和问题闭环；以数据为驱动，实现产品数据和业务数据的深度融合，构建端到端的业务应用，实现业务模式的创新；提供创新的产品和服务，提升用户体验，实现商业模式的创新。数字化研发转型框架智能互联产品正越来越多的出现在消费以及工业市场的每个角一、数字化研发转型图 14数字化研发转型框架图 13以用户为中心的数字化研制模式落，成为大势所趋。这种趋势正在打破传统的行业边界，驱动企业构建更加复杂的产品及产品生态。更多新的角色出现在产品研发团队中，如 IoT 解决方案架构师、创新经理等。PTC 提供数字化研发转型解决方案帮助企业开发智能互联的产品以在竞争市场中差异化其产品及服务，提高客户满意度、赢得新的市场及客户并提高盈利。同时支持企业应对智能互联产品本身的复杂性对企业研发协同带来的挑战，借助数字主线以及数字映射技术，让企业更清晰的管理产品复杂性，以真实的产品数据驱动以客户需求为中心的产品研发，快速的将产品投入市场，并带动或融入互联产品 生 态。Michael Porter 与 Jim Heppelmann 认为，智能互联产品要求我们从根本上重新审视设计。在最基础的层级，产品开发从主要的机械工程转向真正的跨学科系统工程6。数字化研发转型意味着寻求新的突破性的方式打通企业研发瓶颈。PTC 通过提供 CAD、PLM、ALM，由 IoT、AR 构成的数字主线与数字映射技术，通过纵向及横向的集成，实现企业 IT 与 OT 的融合，打通产品全生命周期信息孤岛，并结合数字映射实现数字与物理世界融合。不仅在数字化研发转型中帮助流程优化，实现多学科、多部门协同，还将数字化研发与数字化营销、制造、服务、运营形成统一的整体，避免再次出现信息孤岛。互联解决方案支撑研发过程中的协作，包括可以追踪设计需求的变更等研发过程中的工程变更，互联的规划及评估工程变更可以避免大量的返工成本及其他不必要的后续开支，并通过配置管理提高产品研发及生命周期的灵活性。智能互联产品提供了产品与周边设备、环境交互的可能，比如在产品生产、质检及质量控制过程中，将产品与加工设备、质检设备如智能试验台等互联，导入相关作业规范，实现基于规范及实际产品性能及加工过程的闭环产品质量控制。同时，通过数字映射，产品实际运行数据可以驱动以需求为导向的创新，工程团队可以看到准确的、实时的产品使用及性能数据，为产品改性及下一代产品研发提供数据支撑，实现连续的产品创新迭代。二、数字化制造转型数字化制造趋势和挑战新技术浪潮正在席卷整个制造业，传统制造企业纷纷提出了制造转型升级战略，以应对新一轮的挑战和冲击。对制造企业来说，归根结底在于如何利用这些新技术以达到“提质降本增效”的目的，包括：如何提升生产运营效率：如通过生产运营过程的实时透明化，提高快速响应能力和运营效率；通过大数据分析和预测，解决生产瓶颈和产能平衡问题，降低产线设备非计划停机率，从而提高生产效率；如何降低生产成本：通过实时产能分析，统筹规划物料和库存，优化企业能耗管理，有效降低生产成本；如何提高产品质量：通过产品质量问题相关性分析，快速追溯问题根因，优化产品设计和工艺，提升产品质量；如何提升员工生产率：通过AR、智能穿戴设备等新技术手段，为员工提供智能化装配和操作指导，解放员工双手，大幅提高生产率；同时，新技术浪潮也为制造业带来了新的机遇。面对这一机遇，传统企业开始从战略上思考如何利用新技术对商业模式和运营体系进行重构，从而为客户带来全新的产品体验，为客户创造新的价值，实现差异化竞争优势。在这一过程中，数据将起着决定性作用。随着商业模式和运营模式的转变，企业数据将呈爆发式增长，除了企业内部各业务环节（如研发、生产制造等）数据之外，还有大量的产品运营数据、用户行为数据、供应链数据以及电商和社交网络数据等。这些数14 15企业数字化转型白皮书据的积累，将帮助企业持续优化产品与服务，从而在这一轮新技术浪潮中保持领先优势。随着大数据和人工智能技术的成熟，企业业务将由原先的流程驱动逐步转向数据驱动，实现业务决策和生产运营的智能化。数字化制造转型框架传统制造企业要实现数字化制造转型升级，需要贯通横向集成和纵向集成，实现“人、机、料、法、环”五大制造要素的有机融合，才能洞悉生产制造各个环节中的数据信息，实现生产制造过程的透明化、智能化，最终缩短产品交期、降低制造成本、提升产品质量和生产运营效率。横向集成即从客户需求到产品交付运营，覆盖产品全生命周期横向价值链的端到端业务集成，涉及到用户、研发、供应链、生产制造、市场营销、服务运营等多个业务领域的贯通。不同业务领域往往存在着不同的业务系统，如 PLM、SCM、ERP、CRM、MES 等，这些业务系统承载着各专业领域特定需求的信息化解决方案，其技术架构、数据结构、服务接口等都可能千差万别。而纵向集成则是解决企业内部从生产计划、生产执行、到生产设备之间的数据流转和传递问题，它更多地体现为 IT 和 OT 的融合，是数字化工厂的核心和基础。打通纵向集成，将贯通隐藏在生产过程各个环节的数据和信息，有效提升工厂的透明度和生产运营效率。企业在实现数字化制造过程中，既需要通过纵向集成实现 IT/OT 的融合以实现企业内部生产运营的数字化，同时也需要通过横向集成，以实现生产制造与研发、服务、供应链等价值链端到端集成，提升企业运营和决策效率，最终实现以数据驱动的新型业务模式。而企业现有的信息系统，无论是 PLM、ERP 或者 MES，都无法承载这些集成，工业互联网平台应运而生。PTC 和罗克韦尔自动化于 2018年建立了战略合作，基于 PTC 的ThingWorx 工业互联网平台，结合罗克韦尔的工业自动化平台，为企业带来无与伦比的数字化工厂解决方案，帮助客户提高生产力和运营效率，降低运营风险并改善系统互操作性。正如 PTC 总裁兼首席执行官Jim Heppelmann 所言：“这一战略联盟将为行业提供最广泛的一流技术集成套件，由物联网和增强现实领域的领导者 PTC 以及工业自动化和信息领域的领导者罗克韦尔自动化提供支持。作为两家世界级企业，我们了解客户业务，并提供全面、创新和集成解决方案，从而为我们共同的客户创造价值。借助罗克韦尔自动化行业领先的工业控制和软图 15传统制造企业转型升级策略图 16数字化制造转型框架件技术、强大的品牌和领域专业知识，以及 PTC 屡获殊荣的技术，工业企业可以充分领略工业互联网的广阔发展前景。”18PTC 联合罗克韦尔和微软为制造企业提供了一套完整的数字化制造解决方案，该方案主要包含了两个部分，即：数 据 聚 合 平 台：利 用Kepware 的异构设备连接能力，以及 ThingWorx的异构系统连接能力，打通纵向集成和横向集成，并利用独特的物模型技术，实现纵向生产过程中的数据与横向产品全寿期、全价值链数据的深度融合，为前端的业务创新提供数据支持。应用体验平台：面向前端业务和用户，基于数字主线，快速构建基于角色的 APP 应用。这些应用将打破传统的业务壁垒和组织壁垒，不再受限于企业现有的业务系统和组织架构，支持跨系统、跨业务流程编排，通过移动终端和 AR 眼镜等新技术手段为终端用户提供全新的用户体验，大幅提升数据的实时性和可视化。PTC 立足于制造企业的业务现状及挑战，以产品差异化，提升企业生产率和运营效率为目标，以打造实时互联的数字化工厂为主线，为制造企业制定了数字化制造转型框架，定义了四大典型应用场景，包括：数字化资产管理：对资产健康状态和性能进行实时监控，以及诊断性、预测性和规定性分析，以最大限度地提高资产利用率。数字化员工效率：为员工提供可操作、增强的智能指导，以提高工作效率和产品质量，避免安全与合规风险。数字化生产执行：将敏捷的流程编排和动态调度能力引入车间，以降低库存成本、提高产品质量并加快上市周期。数字化生产运营：提供从企业级到车间级的实时生产绩效管理和运营管控，以降低制造成本、提高生产运营的灵活性和敏捷性。PTC 结合最佳实践，为企业制定了“大处着眼，小处着手，快速推广”的数字化制造转型策略，并结合企业实际业务，为企业量身定制数字化制造转型方案。在实施应用过程中，首先从基础入手，打造试点应用；再将成功经验和解决方案快速推广应用到全企业范围；最后基于企业业务进行持续创新和优化。为加速推进企业数字化转型，PTC 提供了一系列通用的、可灵活配置的数字化制造套件，使企业在2-4 周内就可以快速部署数字化制造的基础能力，如设备资产监控和管理，智能操作指导等。数字化营销趋势和挑战随着整个市场不断加大在产品创新上的投入，新产品上市周期缩短，给企业的营销也带来了巨大的挑战。传统的产品营销展示方式除了最直观的将真实的产品呈现给客户以外，还会使用印刷品、视频等作为替代或辅助。但是由于产品尺寸、复杂度、客户期望等因素，传统的手段往往无法准确传递所有相关产品信息。而且，随着对定制化、个性化产品需求的增加，客户需要在更早期参与产品概念设计及研发过程。全球化和信息爆炸使企业采购、业务人员得到更多的资讯及购买选项。在数字时代，买方逐渐主导了营销的过程。每一个消费者的反馈和声音都有机会在互联网快速传播，这些对品牌的影响甚至远超过以往通过广告等传统方式由企业在主导品牌认知。当然，信息获取的便捷性也会出现负面影响，采购人员及用户需要消化大量的无差异化的产品及冗余甚至虚假的信息，尤其无法清晰了解自身需求及产品契合度的情况下，不得不采用更加谨慎的采购流程，但这不仅无法完全避免不合理的购买决定，还严重影响项目进度及投资回报。企业寄希望于数字化营销的转型，改进营销的流程及保证营销相关人员的能力的提高，同时新技术三、数字化营销转型16 17企业数字化转型白皮书也会帮助客户提高采购流程中的参与度，使其更清晰的了解自身需求与产品的契合，或寻找合适的定制化产品及方案，做出最佳的购买决策。使用物联网技术及增强现实技术构建的数字主线及营销态数字化映射，将市场洞察与产品研发紧密相连，打通客户需求与新产品设计、制造的断层，让客户在需求早期与产品研发互动，得到按需定制的个性化产品。研发人员研发过程中与营销团队紧密沟通，结合产品未来的营销渠道及营销方式，将新产品工程数据转换为强大的视觉体验。同时通过智能互联产品的远程连接，让用户及制造商或服务商清晰的了解产品的使用状态，洞察其使用的频率、峰值、使用缺口、能耗、耗材等关键信息，实现精准营销。最终通过数字化营销转型将以往的一次性的、随机的采购行为，转变为持续的、闭环的过程，实现稳定、可预测的营收，并提高用户的满意度，实现更高的投资回报率。数字化营销转型框架PTC 从产品、流程、营销人员的角度提出企业数字化营销转型框架。在产品从研发到服务的全生命周期中打通与营销团队的壁垒，在快速变化的市场需求、营销渠道及方式、产品迭代中，增强品牌的辨识度、活力及影响力；通过智能互联产品研发及改造，反馈产品真实的使用情况及性能状态，及早了解客户应用缺口，洞察客户需求及未来使用趋势，帮助营销双方落实更科学的采购方案，提高营销及采购效率，同时提高客户的满意度；通过产品数物融合，将始于研发的产品数字化模型数据在产品全生命周期中不断完善并保持数字映射关系，在营销阶段将数字产品附加在物理产品的营销方案中，发挥数字化的作用及优势，提高营销人员的工作效率，并在产品未发布使加快新产品培训效率，缩短营销人员学习曲线。增强现实技术在营销流程中被认为是企业应优先考虑使用的技术。借