星海探廠系列之——大漠裏的數字化工廠_風聞
星海情报局-星海情报局官方账号-关注“中国制造”的星辰大海07-12 09:45

2010年冬天,東方希望的團隊到烏魯木齊東北幾百公里的準噶爾盆地準東地區考察廠址。從飛機上往下看,這是一個五彩斑斕的地方,因此被稱作“五彩灣”,但是開着越野車走進一看,這是一片標準的荒漠戈壁,嚴重缺水,風沙很大,荒無人煙,偶爾可以看到一些路過的野馬和野驢。
他們在雪地裏架起了勘探用的三腳架,測繪這裏的地形,畫出了東方希望循環經濟產業集羣藍圖濃墨重彩的第一筆。
這裏有國內最大的整裝露天煤田,那些品質優良的煤炭就裸露在外面,開採成本極低,預測煤炭資源儲量3900億噸,佔新疆煤炭總儲量的17.8%,全國儲量的7%。
這些煤炭開採好之後,直接用一條長達32公里的煤炭輸送帶,24小時不停送到火電廠用來發電。由於靠近煤炭產地,這裏電價較低,發出來的電被用來生產電解鋁,這些鋁錠和鋁塊變成高附加值產品,再運往東部銷售。
戈壁裏滿是含有豐富礦物質的石頭和沙子,發現了這一點的東方希望,又在沙漠裏建了多晶硅的工廠,趕上了光伏產業爆發的黃金年代,成為了那些太陽能電池組件巨頭們的上游核心供應商。
如今,當年的戈壁已經規劃建設起了包括“煤谷、硅谷、電谷、鋁谷、化工谷和生物谷”(簡稱:六穀豐登)的循環經濟產業園,成為擁有1萬多名員工,年產值數百億的巨型產業集羣。

東方希望在戈壁灘上建起來的產業園
成立40多年來,東方希望沒有一年虧損過,這依賴於這家公司貫徹到骨子裏的成本控制和效率優勢。在這裏,“數據”被要求做小、做優,優化、再優化,超越國內先進標準、超越國際先進標準……在競爭激烈的電解鋁和多晶硅這些重化工產業當中,人均產出、噸熟料危廢處置量、單日標煤耗、電單耗等一項項“小數據”,構成了東方希望的核心競爭力。
但是在企業規模大到一定程度之後,東方希望遇到了一個新的挑戰:數字化。
過去一週,星海情報局的團隊深入到新疆準東地區的東方希望準東園區實地探廠,深入瞭解東方希望準東園區這個超大型產業集羣園區如何破解數字化轉型難題。

2011年,在五彩灣廣袤的無人區裏,東方希望的團隊開始一磚一瓦地建設起電廠、鋁廠、碳素廠、硅廠……十二年後,這裏已經成為了擁有超過萬名員工的超大型重化工產業鏈暨產業集羣園區。
這些看上去“粗老笨重”的重化工廠,要不斷提升競爭力,核心就在於不停地提升效率,降低成本:**你的東西比別人更好更便宜,在市場上就是有競爭力。**到2016年前後,東方希望內部形成一種共識,要想進一步提升效率降低成本,必須推進工廠的數字化,由此掀起了一波數字化轉型的高潮。
“那時候發現集團大會小會都開始提數字化,對數字化格外重視了。”東方希望集團數字化採購總經理黃興勝(注:東方希望集團前任CIO)回憶道。
在傳統製造業做數字化升級很難,但難在哪裏,很多人是不清楚的。
製造業企業的管理,本質上是流程管理;要給製造業做數字化轉型,首先是將工廠內的生產流程標準化;其次是要通過標準化的流程,將各個部門之間千差萬別的信息串聯起來。
拿安全管理來説,現場的工藝數據對於安全管理的系統來説,有時是並不直觀的。電解鋁生產重要的電流、電壓、真正擺動温度等參數,只能在某些專業專用的電腦上查看。有一些數據還要經過專業人員的人為測量和計算,來最終判斷是否存在安全隱患。一旦現場專業人員不夠,或管理幹部前去開會,甚至出差了,就很有可能無法及時發現或處理異常情況。

電解鋁生產
同時,重化工領域,一旦設備停機停產,成本極高。“電解鋁漏爐就要停產把爐子裏的東西全部清出來,再過二三十天大修一次,停產一天3.7噸的鋁就沒有了,一天就是幾萬,停一個月就是上百萬。”
因此,對安全隱患的處理決定也不是隨便就能做的,需要不同層級不同權限的管理人員評估。
一個員工看到數據需要層層上報,但安全管理的數據和其他系統不互通,中間需要大量的重複溝通和處理時間,比如鍋爐可能突然就漏了,但管理層還不知道這個事。
尤其是,工廠的生產流程是串聯的,牽一髮而動全身。比如電解鋁生產過程中,電流電壓超過一定程度,將發生重大事故。因此工廠都設了警戒線,一旦超過警戒線就會自動停下來。但一個環節突然停了,其他環節的人可能還完全摸不清楚狀況,哪出了問題,為什麼突然停機,要停到什麼時候,全是兩眼一抹黑,還要再去人為溝通,其實是相當耗費時間精力的,而且還會造成損失。
在東方希望準東園區,我們看到煤礦把煤採上來,通過24小時不停的運輸皮帶輸送到30幾公里外的電廠,然後燃燒發電;電又需要經過內部的電網輸送給電解鋁廠、工業硅廠、多晶硅廠,硅料生產出來後還要用於切片等下游產業鏈的工廠。**整個過程幾乎是環環相扣的,只要一個環節出了問題,就會極大影響整個產業鏈的運作。**此前外省的一個類似工廠曾經在其中一個環節發生過事故,結果整個產業鏈的停產損失高達數億元。
在企業內部,理論上講,做財務的未必需要知道物料的化驗參數,但卻需要物料的到場率、化驗後的合格率等內容,來判斷是否付款,何時付款。
採購不需要知道倉庫是什麼温度、濕度,但也需要知道庫存情況,從而判斷採購的數量和時間安排。

硅片生產線
**但工業軟件是個需要懂業務才能做好的東西,所以過去幾十年,全球工業軟件的模式都傾向於針對單一工廠和單一的專業領域進行獨立開發。**財務就是財務,採購就是採購,幾乎很難實現真正的信息互通。
東方希望曾經採購過一套大宗物流系統,這個系統主要做的是物料的自動過磅、自動採樣和制樣,基礎軟件的採購是10-20萬,針對採購工廠的情況進行一次優化就是30-40萬,如果繼續優化還要單獨付費。
每有一個工廠投產,公司就要買一次這個系統,第二年優化,第三年繼續優化,集團前前後後加起來花了六千多萬,最後單個工廠的平均成本幾乎超過百萬,但結果依然不理想。
這還只是同一個工廠內部在數字化過程中遇到的信息互通問題。東方希望在準東的產業園橫跨了煤、電、鋁、硅等產業鏈工廠,這些工廠看上去分屬的是不同行業,其實有着千絲萬縷的聯繫。
電廠發電供給下游的高耗能產業,解決了它們的電力成本問題;硅石可以加工成工業硅,進而延伸至多晶硅,而硅的副產品可以用於鋁加工。碳素廠的主要原材料是電石,電石的尾氣可生產陽極炭塊,還能用於生產電解鋁……上游的廢棄物成為下游的原料,大大降低了生產成本,但複雜的產業佈局和彼此交錯的供應鏈體系,也讓數字化的難度上升了N個數量級。
廠與廠之間的信息不互通,廠內部各個部門和管理系統之間也不互通,財務系統是單獨的,物流系統是單獨的,倉儲系統、安全管理系統、物料系統、化驗系統……全部是單獨的,最後形成了一個又一個的信息孤島。

給我們留下極深印象的是,在一個所有人都在追求着“大數據”的時代,這家企業對競爭優勢的定義,卻是把數據做到最小:他們認為,只有單位數據做得越來越“小”,越來越“優”,才能讓企業的競爭力變得越來越強。
這個理念給後來東方希望與釘釘的相遇埋下了伏筆,在集團數字化的過程中,起到了極為重要的作用。
2016年,在迫切的需求之下,東方希望集團前任CIO黃興勝和現任CIO王東開始在集團層面,給東方希望的數字化轉型做頂層設計和整體規劃。在那之前,集團採購過各個領域的軟件,也開發過各個領域的系統,但效果都差強人意。
大家一致認為,這樣分散地做下去,太碎片化了,做一萬個也做不完,做完了也維護不了,所以必須做能夠實現底層信息互通的統一系統平台,不管是生產什麼的,都接入同一個系統,把採購、物流、生產、銷售、人事、財務全部串聯起來。

現場的監控和控制中心
**但當時市面上的軟件公司全是做單系統的,根本沒有人做平台化。**某知名大學一個專門做信息化的教授聽過他們的想法之後連連搖頭説不可能,因為生產是差異化的,每個車間的特點都不一樣,生產流程不一樣,工藝不一樣,什麼都不一樣,怎麼能統一到一個系統裏?
但黃興勝卻覺得一定可以,因為在他看來,如果找不到共性的東西,那就一定是數據和流程還做得不夠小,分解得不夠細。他始終認為,世界的物質到最後是分子、原子,最終最小的,一定是相同的。這個相同的東西,就是最小的基礎單元。
數字化平台的構建,就是用這些基礎單元,根據不同部門和工廠的需求,組合成最終想要的東西。
幫他們清晰化這個構想,並最終實現了這個平台化系統構建的,是釘釘。
釘釘的理念,和東方希望的想法與需求,幾乎是不謀而合的。將問題不斷向下分解,從差異中找共性,再通過基礎單元,配置出最終想要的東西,就是阿里當初一直在提的“中台”。
釘釘方面在聽了東方希望的想法之後很感興趣,好幾個專家覺得可以做成,於是他們就天天往工廠跑。雙方溝通中談的最多的是一定要用開放接口,開放平台。在釘釘的幫助下,東方希望開始構建一個統一的工業互聯網平台,做了很多可配置的東西。

園區定時進行無人機巡檢
但推行的過程也遇到了很多阻力:集團不是第一天做數字化,但過去做出來的成果依然有限,猛一下説要做全面數字化的統一大平台,很多人是沒有信任感的,不願意用。
破局的,正是上文那個前前後後花掉了六千多萬,卻還沒有解決問題的領域:智能物料系統。
這是東方希望和釘釘合作開發專有釘釘後,第一個獲得了集團內部員工大規模認可的成功案例。
在東方希望新疆準東園區發電廠外的園區大門口,我們看到一輛一輛滿載原材料的重型卡車開過來,自動在地磅上稱重過磅,抬杆抬起,卡車開進園區。實際上這個過程已經完成了好幾個動作,攝像頭會自動對司機進行人臉識別,對車牌進行拍照上傳比對,看看人、車、貨是否能對上,同時系統已經對司機進行了自動排隊,這時候假設前面還有很多卡車在排隊,司機就可以先去休息或者吃飯,等回來之後還能按照排隊順序自動裝卸貨物。
“過去這個門口至少需要幾十個人,現在只需要4個人就可以了,還是三班倒的。”黃興勝説道。
**這套系統從開發、實施到部署上線,包括所有的攝像頭和採集設備,全集團做下來也就不到一千萬的成本,效果卻極好。**在被問及降本增效上怎麼樣量化這套系統的貢獻時,黃興勝説:“這個賬算起來已經沒有意義了,因為它不是節省十萬一百萬的,它是上千萬上億的價值。”
2022年,釘釘和東方希望一起搭建起來的這套系統拿了工信部的最佳案例獎,成為了工業互聯網創新領航項目。正是在推行這個項目的過程中,集團的數字化程度突飛猛進,釘釘作為底層的平台,和東方希望一起構建了東方希望的專有釘釘,名字叫“東東”。對生產進行管理的則是“曦望雲生產運營管理系統”。
拿熱電廠來説,電廠的DCS系統數據以前只能在中控室查看,現在傳感器數據乃至DCS的畫面全都1:1高保真地複製到了手機釘釘裏,所有相關人員都可以通過釘釘遠程查看電廠的實時工況,問題處理的半徑從中控室延伸到了幾乎所有地方,一旦出現異常情況,即使相關專業人員在出差的路上也能實時給出反應。
對安全隱患的處理,也在釘釘的幫助下,變得高效了很多。原來一個爐子可能要燒透了才有人知道,現在傳感器數據傳輸到平台,系統會自動建模,並計算可能出現的安全隱患,還會對問題進行分級,直接將報警或待處理問題推送到對應管理人員的手機釘釘裏,再也不用層層上報等待回覆。最高等級的報警甚至會被直接推送到董事長的手機端。
**移動化,是東方希望和釘釘合作後的另一大突破。**不只是電廠,過去很多工廠內的數字化操作,都只能在專業電腦和客户端、專業的工業軟件上才能查看、操作。但業務被全面搬上“東東”後,這個問題幾乎被徹底地解決了。
同時,按照集團要求,系統還構建了模型,把大部分生產環節都進行了“色塊化”,也就是通過綠色、橙色、紅色對應不同的狀態,進而對應不同的處理方式和等級,從以前的人找問題,進化到了問題通過科學的系統去找人。

現場工人展示移動端的報警提示界面
以往安全問題的現場處理,是開紙質的作業票。作業票上,會羅列安全措施選項,相關安全管理員會在處理問題時手動勾選對應措施是否做到位了,十分依賴安全員的責任心,且工作量巨大,效率低下,易出錯,而且事後的存儲壓力也很大,出了問題也難以追溯。
上線了電子作業票系統之後,通過強制拍照、強制上傳視頻等功能,保證人員確實到場,且能自動存檔生成電子檔案,數據可追溯,將安全管理進一步規範和高效化。
通過和釘釘的合作,東方希望目前已經實現了從採購到物流,到生產,到銷售,到人事,到財務,一個平台全部打通。
一般公司發工資都要等到第二個月的10號甚至15號,很多時候就是因為算不過來,甚至有可能算錯,還要複核,就更算不過來,必須要等。
以前東方希望每個子公司都要配兼職工資結算員,彙總到總部後還要一個一個審核,現在整個集團就只有兩個人負責工資結算,這兩個人也基本是點個按鈕,兩分鐘就把數據算出來了。

如今,東方希望連接了10萬個生產現場設備,實現對7000個重點指標的實時監控,可以隨時隨地看到各個工廠的運行狀態。設備、組織、人的關係由原來的流程驅動關係轉變為了數據驅動關係。
這是重化工領域傳統製造業進行數字化升級的一個成功案例,許多經驗是極其寶貴,而且有普適性意義的。
其一,是數字化應該以企業目標為導向,而不是以技術和軟件為導向。
所有的數字化歸根結底是要給企業能應用,最後對企業的降本、提質、增效,安全風險控制起到助力的作用,不能本末倒置,讓人去適應軟件,而是應該讓軟件來適應業務,把數字化也當成一個降本增效的手段,而不要推着推着就變成了為數字化而數字化。
第二,是在數字化的過程中,學會做“小數據”,從差異中找共性,將細節管理做透徹,將數據和流程分解到最基礎的單元。
東方希望在準東的循環經濟產業園涉及多個行業,上下游有數十萬家企業,目前東方希望和這些企業之間的交易已經全部實現了數字化。這套系統由東方希望作為產業鏈的“鏈主”去推進,包含了自建的系統和外購的系統。
能夠有這麼高的適配性,釘釘的“中台思維”在起作用。比如,不管是離散型還是流程型的業務,所有行業底層的數據採集其實都是一樣的。不同的上層應用,區別只在於如何對數據進行分析和取用。
**釘釘作為一個數字底座,起到的作用是將所有數據接入到系統中來,而進一步如何使用這些數據,就是在底座上插拔零件的過程。**比如安全管理就完全可以實現配置化,讓系統可以適應電解鋁的生產,也可以去適應硅業的生產。
哈佛商學院的管理學泰斗邁克爾·波特教授在其經典的《競爭優勢》一書當中指出,如果共享某項價值活動設計的成本佔總運營成本或者資產的比例較高,且共享活動降低了執行活動的總成本,那麼共享這項價值活動就能產生巨大的成本優勢。
東方希望和釘釘的數字化合作案例讓我們看到這樣一個鮮活案例,那就是這種具有複雜產業鏈關聯的企業,利用數字中台思維來走數字化的路徑,有巨大的潛力。在這樣一個全球化競爭日趨激烈的時代,只有精益再精益,才是永續經營之道。