A0级以上新能源汽车市占率60%，全球齿轮制造大厂的数字化实践

 　　齿轮，作为高精度产品，自古以来一直在人类的工业、技术和生产历程中扮演着关键角色，象征着工匠精神、创新和技术发展。在工业领域，齿轮的地位类似于计算中的芯片。它们广泛应用于汽车、制造设备中，具有高精度和复杂工艺的特点。

　　以对转速有着极致要求的新能源汽车为例，齿轮对其而言既是安全件又是精密件，既要保证安全又要确保高速低噪。因此，新能源汽车对齿轮的精度和强度要求都特别高，长期以来，我国能够规模化生产精锻齿轮的企业几乎是凤毛麟角。

　　本期《行知数字中国》将走进我国杰出的齿轮制造企业之一——浙江双环传动机械股份有限公司（以下简称“双环传动”）。双环传动专注齿轮生产已经有 40 年，目前其产生的齿轮占中国 A0 级以上新能源汽车的 60%，也就是说，路上跑的每十辆新能源汽车里，大概有六辆用上了它家的齿轮。

　　这一亮眼成绩的背后，数字化转型功不可没。“我们所理解的数字化是可以让制造更简单、让企业管理更高效。”双环传动董事、副总经理李水土在接受 InfoQ 采访时表示，优秀的企业，产品是捅上天，文化是扎下根，中间的管理应确保顺畅高效。

　　他指出，双环传动在过去十年中经历了显著的变化，原来主要给世界 500 强做配套（代工），现在可以做自己的品牌和产品，以制造养技术、养研发，实现研发和制造两翼齐飞。某种程度上看，双环传动的数字化过程可以视为一场命运之齿轮的关键转动，不仅塑造着双环传动自身的未来，也让我们看到了未来制造业的方向。

　　每个齿轮都有“身份证”

　　在早期，双环传动曾面临产品质量控制的挑战。比如产品在市场上出现了客户的抱怨和投诉，内部却难以追溯到投诉的原因，因为当时信息化条件尚未成熟，无法确定产品制造的具体时间、尺寸、机床、以及产品特性等详细信息。而这种情况经常导致市场问题不能够及时解决，客户的需求无法得到满足。

　　大约十年前，双环传动开始思考如何更好地为客户提供服务，并借助信息化解决制造问题。同时，他们采用了丰田精益生产管理模式（TPS）管理系统，包括成品条码系统和车间工票系统，将管理信息化与制造精益化相结合。

　　具体而言，双环传动通过数字化技术将线下生产行为从线下“迁移”到线上进行模拟，每个产品都有独特的“身份证”（二维码），包含了原材料、材料经销商、加工参数，以及齿轮产品本身的尺寸、噪音表现等详细的制造信息。

　　“因为每个齿轮的二维码都是不一样的，当它们进入到市场，我们就可以实时掌握、了解和追溯这些信息，回来随时随时随地的可以去了解这些信息。”李水土强调，这使双环传动实现了整个产品制造过程的追溯和管理。

　　此外，双环传动还面临另一大挑战，即信息孤岛。齿轮制造本身的工艺要求，以及汽车产业链的复杂性，使得产品从生产到推向市场的全生命周期过程中，信息共享的难度非常之大。无论是内部不同车间之间，还是与供应商、客户之间，很多信息都是孤立的。“比如，在整个客户市场，我们还有多少产品留存，车间里的生产进度如何，很多细节往往搞不清楚。”

　　而通过数字化平台的构建，所有信息都可以在线上呈现，很好地解决了双环传动面对市场和供应商时的被动局面。对于客户而言，可以清楚地知道所需的齿轮在哪里生产、生产到什么状态、什么时候可以抵达汽车生产车间等等；而对于供应商而言，他们同样可以掌握双环传动的产品生产进度，进而预测和安排原材料的供应。

　　“需要综合的平台，才可以把信息聚合起来，打通各环节的工作，否则信息是断的、效率也低下。”李水土指出。

　　没有精益的数字化如“空中楼阁”

　　信息化 + 精益化 + 自动化，是双环传动的数字化转型“铁三角”。

　　谈到精益生产和数字化结合的逻辑，李水土进一步阐述道，精益生产是双环传动一切制造活动的基础，精益可以让线下生产作业更有序、更规范，以减少浪费，提高效率。而数字化把规范过的作业，通过万物互联的技术迁移到线上，继而收集数据、分析数据，实现对整个生产运营过程的有效管理。

　　他强调，数字化本身只是一个工具，它不能解决如何制造产品和组织生产的问题，这是精益制造的任务。但数字化能让企业更好地利用数据。

　　过去，企业的决策结果往往是滞后的，精益管理的相关动作及其反馈时效性不足，这在很大程度上限制了其价值发挥。而通过数字化工具，制造企业可以实时了解其生产过程中的各种数据，比如生产成本、生产效率、产品质量。借此，再通过精益化手段对成本进行控制、对生产效率和质量进行提升，可以使得整个生产过程处于一个可管理和可控制的状态，而不再需要依赖事后的监测和反馈。

　　“无论是供应商、客户、生产车间、质量部门，都可以在同一个平台上进行协作，这可以大大提高管理效率和效果。比如，对管理者来说，只要在办公室里就可以随时打开某个车间，查看它的生产状态、实时的生产进度、质量情况、设备状态等等，进而做出进一步的决策。”

　　换句话说，精益化是方法论，而数字化可以把这个方法论固化沉淀下来，变成标准的、可复制的。“让工厂从无序到有序、从有序到高效的转变需要精益化和数字化的互相促进。”李水土感慨道，“没有精益的数字化是空的，就如空中楼阁。”

　　融合 40 年制造和 20 年精益管理经验做一个系统

　　承载双环传动精益经验的数字化平台，是其自主研发的数字化制造运营管理平台——D-MOM。基于精益、自动化和信息化原则构建，D-MOM 是一个公有的平台，各部门在上面能够高效协同工作，实现去中心化管理并共享数据。

　　这一平台的独特之处在于它融合了双环传动 40 年的制造经验和 20 年的精益管理经验，满足了离散制造管控的需求。“大约在 10 年前，我们尝试联系了多家软件公司，却发现它们难以将我们拥有的多年制造经验和精益管理经验融入到一个平台之中。”李水土回忆说，数字化转型一直是两层皮，搞系统的人不懂业务，搞业务的人不懂系统。

　　因此，面对这一情况，双环传动决定采取主动的方式，召集 IT 人才，将企业的运营经验沉淀下来并写成一套平台。“一旦这个平台建立起来，我们可以将这些宝贵的经验传授给其他离散制造领域的企业，为整个产业做出贡献。当时，这就是我们的愿景和行动计划。”

　　通过自主研发 D-MOM 数字化制造运营管理平台，双环传动实现了企业制造数字化技术和数据分析应用技术的自主可控，填补了国内参数级 MES 领域的空白。这一平台不仅涵盖了生产、工艺、质量、能源、设备、仓储、绩效、刀具等十多个子系统，还实现了作业标准化、流程协同化、过程可视化和追溯全程化。

　　D-MOM 平台采用微服务架构，可实现集团化部署，基于精益原则的构建，实现了信息技术（IT）、运营技术（OT）和企业技术（ET）的深度融合，以及与其他企业相关系统的互联互通。此外，该系统还与 PLM、ERP、CRM、SRM、OA 等系统高度融合，同时对接大数据平台，从而实现了数据应用、企业智能管理与决策。

　　虽然 D-MOM 是自主研发而来，但也吸收了来自多个合作伙伴的先进管理经验和技术。李水土表示，在工业互联网和数字化进程里，不是单一企业可以独自完成所有工作的。比如在大数据分析上，双环获得了中科院在技术上的支持，在工业互联网建设上得到了浙大计算机研究院的协助，企业精益管理上则有哈博特的建议。

　　做一个全世界最好的齿轮制造工厂

　　去年 11 月，双环传动位于浙江台州的新能源汽车零部件工厂，被浙江省评为“未来工厂”。可以说，这是其数字化与精益化融合成果的“集大成者”。

　　据介绍，该“未来工厂”项目以双环传动本部六分公司为建设点，占地面积 24000 平方米，总投资高达 4.2 亿元。未来工厂项目的年产能达 150 万套新能源汽车齿轮，年销售额 9.6 亿元，人均年产值超 150 万元。

　　“当时建厂时，我们的出发点就是要做一个全世界最好的齿轮制造工厂。而衡量‘最好’的关键标准之一，就是生产出能够满足市场精度需求的产品。”李水土指出。

　　如今，在这个工厂里，平均每 20 秒就会有一个齿轮产品被生产出来，整个生产过程都实时在线上记录和呈现，实现了可管可控。并且加工精度最高达到了 2μm（1μm 相当于头发丝直径的 1/60），适用转速最高达 19000rpm（燃油车转速平均 3000rpm-6000rpm），突破国际短板。

　　李水土介绍道，未来工厂从投入到量产大概用了近一年时间，项目采用“1+5”的新模式，即一个企业智能大脑 + 数字化设计、智能化生产、安全化管控、数字化管理、绿色制造五大平台。技术层面以 5G、边缘计算、工业物联网、数字孪生、大数据与人工智能等新一代信息技术为支撑，达到 IT、ET、OT 的高度融合。

　　“背后的这套逻辑和思路在工厂筹建之初的论证阶段，就已经有了基本雏形，但是在工厂建完之后，我们还会回头进行复盘，重新审视哪些地方还可以进一步完善，并形成文档，让后来的员工也可以通过文档进行学习。”

　　李水土总结了双环传动未来工厂项目在实施过程中的四大策略牵引：

　　以精益驱动、实现卓越运营。运用精益思想，采用数字化手段，分析现状、确立目标、制定改善、确认效果、固化标准，构建结构化、可持续改进的闭环管理。

　　全面实现自动化。尤其在生产上突破现有效率瓶颈。基于工艺流程的自动化单元建设，并与物流系统对接，实现物料、工装夹具、刀具等自动更换。

　　数据流通流程管理引擎。以全业务流程优化为目标的全面信息化建设，业务主导数据流程，数据反推业务进步。

　　横向拉通，纵向协同，全面连全通。内部各生产单元之间实现全局资源分配、产品的全生产周期管理。面向供应商，实时数据共享，实现外协能力、工厂计划、资源的实时协同，以实现准时交付。

　　“一把手工程”是从董事长到部门长所有一号位的责任

　　在十多年的数字化转型探索历程里，双环传动无可避免面临过一系列挑战和经验教训。其中，李水土认为有两大挑战是最棘手的。

　　首先是确保数字化策略与企业战略的一致。数字化领域近些年涌现了许多新概念、新思路和领先的技术。然而，在缺乏深入理解的情况下，业务团队可能不熟悉数字化领域的具体技术和应用场景，因此可能盲目追求听起来很好的名词。

　　比如双环传动曾经推进一个 APS 项目（自动排程系统），被“自动排程”这个概念吸引后就匆忙上项目，上完后却发现这个概念与自家的业务场景融合效果不好，反而增加了工作量，导致项目失败。

　　李水土坦言，这样的案例并不罕见，数字化转型的成功与否在很大程度上依赖于业务的融合。如果业务无法与数字化概念相融合，就会导致失败。

　　第二，人才匹配也是关键因素。传统制造型企业中缺乏数字化人才，这些人才需要同时了解制造、业务和数字化流程。因此，招聘和培养这些人才是另一大挑战。

　　这些年，双环传动主要通过培训、轮岗和扩招人才等举措应对数字化人才短缺的难题。目前，双环传动已经有专门负责推动数字化建设的人才，包括软件开发人员、产品经理以及执行各种数字化项目的团队成员，一共有 60 多人。

　　但对于公司老员工而言，转型和变革往往会触及到部分利益，这可能导致他们不愿意接受改变。“40 年经验，是好事情也是坏事情，这使得数字和业务的融合是个挑战。有时候要打破固有的习惯和观念。”

　　比如，在中国制造型企业中，许多部门长可能已经年过四十。这些人面临数字化有可能会感到担忧和不安，但如果他们不愿改变，整个部门的数字化转型也将受到阻碍。

　　李水土强调，“但数字化是大势所趋，一定要转变他们的观念，让大家意识到不做数字化就没有效率，同时要相应地制定一些新的‘规则’，让更多人接受和拥抱数字化。”

　　在他看来，要解决以上问题，关键在于把数字化转型视为“一把手工程”，但值得一提的是，“一把手工程”不仅仅是董事长或总经理的责任，而需要从董事长到每个业务部门的一号位部门长等更多一把手角色的广泛参与。

　　总结而言，一方面，从公司的集团层面来看要明确数字化战略，明确在几年内要达到什么目标，这需要有清晰的认知，以及对资源投入的决策；另一方面，还需要中层部门领导对部门的传统业务进行梳理，使其更加规范、合乎逻辑，并通过数字化手段将部门内积累的丰富经验转化为可见、可触摸的知识，然后将这一知识沉淀到系统中，从而实现数字化转型。

　　写在最后：数字化是传统制造业的再生力量

　　数字化不是颠覆的力量，而是一种再生的力量，能实现传统产业的再生，使传统的制造业不断提升创造价值的能力。

　　在近三年时间里，双环传动公司每年用于数字化转型的硬件和软件以及人才投入大致在 3000 万元左右。

　　李水土直言，数字化的投入和回报是一个从隐性到显性的过程，一开始肯定是投入大于回报，要实现质的飞跃，通常需要三到五年的时间。因此在前期，内部可能只是逐步解决一些具体的问题，点对点地改进，虽然没有整体效益的明显改变，但也有立竿见影的效果，比如设备的效率会立即提高，或者质量管理得到改善，稳定性和平均质量水平都有所提高。

　　整体来看，双环传动未来工厂在过去三年里的整体综合降本累计 5500 万元，在设备利用率、产品研制周期和产品生产效率、能源利用率等指标上获得 20%～30% 的提升。

　　“看了我们工厂以后，很多人都会有很多的想法，其实制造可以用换种眼光去看，工厂可以想象成另外一种工厂去做。制造还是很有前途的，数字化是传统制造业的再生力量。”李水土感慨道，很多企业家常说企业很难办、很操心，苦恼怎么样才能让制造更简单一点，让制造更高效，对双环传动来说，唯一的答案就是数字化转型。