破局：中小制造企业“积木式”数字化转型之路

前言 全球制造业处于转型关口 当今全球制造业正处于前所未有的转型关口。世界经济论坛在多份报告中指出，制造业正经历一场“双重重构”：一方面，技术革命带来生产方式、供应链和产业组织方式的重塑；另一方面，全球价值链在地缘政治、绿色转型和市场格局的叠加影响下，也在加速重组。对中国而言，这既是挑战，也是历史性机遇。 过去四十年，中国制造业依靠规模化生产与链群融合优势，实现了从“世界工厂”到“制造大国”的跨越。如今，随着产业复杂度的提高，中国正逐步向全球价值链的高端攀升：高端装备、智能终端、新能源、船舶海工等复杂产品不断突破，出口商品的技术含量和附加值显著提升。可以说，中国制造正在进入“从规模领先到质量领先”的新阶段。 这一转型并非孤立发生，而源于多重趋势的合力。首先，全球经济正处于新旧动能转换的关键时期，新一轮科技革命推动生产方式深度变革，人工智能、绿色低碳等浪潮交织。其次，中国政策正持续发力，从“新型工业化”到“专精特新”，从“智能制造工程”到“智能工厂梯度培育”，顶层设计为产业升级提供了方向。再次，企业自身也在积极行动，龙头企业率先探索数字化工厂和全球化布局，为中小企业树立了标杆。 我国中小制造企业转型之困 我们不能忽视中小企业的特殊地位。数据显示，中小企业贡献了中国制造业 70% 以上的创新成果和 80% 以上的就业，是产业链韧性和创新活力的重要支撑。没有中小企业的积极参与，就不可能有中国制造业的系统性升级和世界级跃升。换言之，世界级制造不仅是大企业需要回应的命题，更是数以百万计中小企业必须回答的时代考卷。 但现实是，中小企业的转型远比大企业更为艰难。它们面临资金有限、技术储备不足、人才短缺、数字化认知和准备度不高等共性困境。同时，市场竞争环境瞬息万变，客户需求不断迭代，留给中小企业的调整空间更小、周期更短。在这种背景下，中小企业既需要构建系统化、完整性的新型制造系统，又必须在有限的资源条件下，找到灵活而可持续的转型路径。 所谓新型制造系统，不再是简单的产线自动化或信息化拼接，而是以“数字”为核心驱动要素，以“制造技术 + 数字技术”的融合创新为基本路径。它贯穿设计、工艺、生产、供应链、服务的全价值链，实现从生产模式到价值创造方式的范式转变。这种转变的本质，是从“资源驱动”走向“数据驱动”，从“局部改良”走向“系统优化”，从“跟随学习”走向“引领创新”。 破局之道——“积木式”数字化转型 路径选择至关重要。传统的集中式、一次性投入模式，并不适合中小企业。世界经济论坛的研究表明，中小企业数字化转型若采取“轻量化、模块化、渐进式”的方式，更容易获得成功。这意味着，中小企业需要一种“先诊断、后切入、小步快跑、持续迭代”的方法论，以在资源可控的前提下逐步构建数字化能力。 基于此，西门子（中国）有限公司联合机械工业信息研究院，结合自身数十年的转型经验和对中小企业的长期研究，提出了一个面向中小企业的数字化转型框架——立足价值流分析的“积木式”转型路径。价值流分析不仅是一种精益管理工具，更是一种“看见全局、识别痛点、明确优先级”的共同语言。通过它，中小企业能够清晰理解自身业务中哪些环节真正创造价值，哪些环节成为瓶颈，进而在关键痛点处优先引入“小、轻、快、准”的模块化数字化方案。模块之间犹如积木，可以先局部搭建，再逐步连接，最终形成一个系统性的新型制造体系。 这种方法的核心价值在于：它避免了“一刀切”的大投入，也克服了“零散化”的盲目尝试；它强调根据企业发展阶段、市场环境和竞争压力，因地制宜地设计转型路径；它既帮助企业解决当下的生产效率与成本压力，又为未来的全球价值链升级预留空间。 我们相信，在全球制造业深度调整的大背景下，中小企业只有抓住这个窗口期，才能在新一轮全球竞争中找到自己的位置。中国制造能否实现真正意义上的世界级跃升，取决于是否有一大批中小企业能够跨越“数字化门槛”，进入系统化转型的快车道。 本报告的目标，正是为中小企业提供一套方法论：从理解大势，到认知挑战；从发现问题，到设计方案；从“积木式”搭建，到系统化升级。我们希望，本报告能成为中小企业穿越不确定性的灯塔，成为推动中国制造走向世界级制造的实践指南。 在本报告的编写过程中，我们得到了多方面的支持与帮助，在此表示衷心的感谢 ! 首先，我们要感谢本报告核心编写团队的所有人员，机械工业信息研究院的陈琛、朱辉杰、赵娟、黄伟东、袁雪峥、韩军、周彦锟等各位产业专家，以及西门子数字化工业集团的顾欣、舒悦、王熙等数字化转型专家，大家协力完成了报告的主线策划、信息分析和内容编制工作。其次，衷心感谢西门子数字化工业集团的冯晨、叶岚、梁建平、雷扬、高琦、陆晨等数字化转型顾问，在知识体系、项目经验等方面提供的无私帮助和专业指导。 最后，向所有关心和支持本报告编写工作的朋友们表示诚挚的谢意！ 目 录CONTENTS 前 言 构建新型制造系统，迈向世界级制造……………………………1 1中国制造进入价值创造新阶段……/……22世界级制造的 “四化” 特征……/……43新阶段：中小制造企业需要构建新型制造系统…/……4 02聚焦业务场景，优选 AI 联合方案… ………………………………7 1中小制造企业数字化转型七大业务痛点和场景……/……82数字化转型解决方案组合……/……21 价值流分析，驱动企业持续进化的“飞轮”……………………23 1价值流分析：看清企业生产运营的 “价值河流”……/……242中小制造企业的应用图景：把 “看见” 和 “迭代”变成企业的能力…/……273案例：找到瓶颈，就能撬动利润杠杆…/……31 搭建积木，构筑企业数字化转型的完整体系………………35 1数字化转型三大特征：长期性、系统性和持续迭代……/……362搭建积木：数字化转型 “四步走”……/……363某汽车零部件企业数字化转型案例……/……41 强化数智能力，走向数字化创新……………………………………44 1第一层能力：“数据炼金”，形成数据底座……/……452第二层能力：“积木搭船”，保持可扩展性…/……453第三层能力：“掌舵远航”，人才与组织顺势调整……/……46 结语 第一篇01 构建新型制造系统，迈向世界级制造 中 国 制 造 业 发 展 正 置 身 一 个 前 所 未 有 的“ 临 界 期”， 众 多 行 业 出 现 流程再造和系统重构，中国的龙头企业开始在价值链网络中占据主导地位。未来十年是变革的关键窗口期，对中小制造企业来说，既提供了跃升的机会，也存在落后的风险。为在未来实现领先，走向专精特新发展，企业需要改变认知、抓住机会、调整战略，更需要在微观上持续投入，打造新型制造系统，在数字驱动下形成精益、强健和灵活的业务能力，创造出独特价值。 1 中国制造进入价值创造新阶段 中国制造业正在进入一个以质量和复杂度为核心的新阶段。它不再仅依赖规模扩张，而是通过创新深化和产业升级，展现出更高的技术复杂性与更快的迭代节奏。在全球价值链分工中，中国开始承担制造复杂产品和系统集成的任务，产业链与区域集群的耦合使外部效应被充分释放。整体而言，这一转型意味着中国制造正在由“成本驱动”迈向“创新驱动”，并在全球产业体系中逐渐扮演规则塑造者的角色。 1.1 产业攀峰：制造更复杂的产品 中国制造的产品正变得更加复杂精密且质量更好。根据经济复杂性观察站（OEC）的数据显示， 在 过 去 20 年， 中 国 经 济 的 复 杂 度 指 数 由 全 球 46 名 上 升 到 18 名； 重 工 业 生 产 的 高 技 术、高附加值产品所占比重持续上升；2024 年高技术制造业增加值占规模以上工业增加值的比重为16.3%。 中 国 在 新 能 源 汽 车、 先 进 电 池、5G、 商 用 无 人 机、 先 进 制 造 等 领 域 技 术 领 先。 复 杂 度的微观基础是无数企业的通力协作，目前国内形成了专精特新中小企业 14.1 万家，专精特新“小巨人”企业 1.46 万家，这些企业是全球价值链高端的关键组成，善于制造中高技术产品，正在成为细分领域高端制造的参与者和主导者。 （ 注： 该 平 台 由 麻 省 理 工 学 院 媒 体 实 验 室 César A. Hidalgo 和 哈 佛 大 学 肯 尼 迪 政 府 学 院 的Ricardo Hausmann 共同开发。） 1.2创新深化：数字化与服务化驱动变革 进入新阶段，最显著的特征是新产品、新技术、新模式和新业态层出不穷，一些企业正在成为新的生活方式和制造方式的定义者。在生活领域，很多企业通过产品和模式的创新引领品类进化，中国在全球扫地机器人领域占据了 50% 以上的市场份额，并开始向草坪维护、泳池清洁、建 筑 外 墙 清 洁 等 新 的 领 域 拓 展。 在 生 产 领 域， 中 国 灯 塔 工 厂 数 量 全 球 第 一， 占 比 超 过 40%。 企业加速应用工业互联网、人工智能等技术，实现生产过程的智能化和柔性化。一些行业出现了模式和业态的变化，例如在纺织行业，一些平台型企业基于数据驱动，通过供应链资源集成实现小单快返，促进成千上万企业的协同，快速满足上亿消费者的个性需求。 1.3链群融合：产业链供应链的协同与集群化 在迈向高质量发展的过程中，中国正着力打造更强大的产业链供应链体系和世界级产业集群。通过数字化的连接不断提升“链”的韧性和“群”的力量，最终成为制造业构建世界级竞争力的重要支撑。不同的产业链和集群相互交织、嵌套、融合，新能源汽车、电子通讯、工业机器人、人工智能、数控机床、智能家居、集成电路等赛道正在发生深度融合，形成相互叠加的产业生态效应，每个行业的进步也会强化其他行业的竞争优势。 1.4疾速奔跑：“专精特新”需要越来越快的移动速度 市场需求变化日益频繁和多样化，促使制造业从过去冗长滞后的供给响应模式，转向高敏捷、高响应的新模式。无论是在工厂内部还是产业链上下游，信息流通的速度和广度前所未有，为快速响应创造了技术基础。中国新能源汽车平均 1.3 年进行一次车型更新，较传统车企快了 3 倍。在消费电子、小家电领域，中国企业更新时间是 6~12 个月，显著快于国际竞争对手。机工智库对 机 械、 电 子 和 家 电 等 领 域 专 精 特 新 企 业 的 调 研 发 现， 中 小 制 造 商 的 交 付 速 度 从 4~6 周 缩 短 到2~3 周以内。在小单快返模式下，玩具、服装等行业往往需要在 14 天内完成从新产品设计到量产再到交付的全过程。 2 世界级制造的“四化”特征 中国制造加速迈进高质量发展的新阶段，中小制造企业也要和大企业一样加快迈向世界级制造。世界级制造不只是成本和良率的领先，更是面向全球市场的组织能力、面向高端场景的产品与工艺、以数据为内核的端到端运营以及以净零为约束的价值链协同。世界级制造具有“四化”特征。 3新阶段：中小制造企业需要构建新型制造系统 3.1新型制造系统的理念和架构 进入新阶段，中小制造企业要在全球竞争中保持活力，就必须打造以数据为核心的新型制造系 统（Next-Generation Manufacturing System for SMEs，NGMS-SME）。 这 一 系 统 不 仅 仅是对现有工艺流程的数字化改造，更强调通过平台化方式沉淀和复用能力模块，以支撑企业快速应对市场和客户的变化。 很多中小制造企业未能做到与时俱进，问题的根源不在于员工或设备，而是在于我们缺少一个现代化的“作战指挥系统”。 新型制造系统具有几个显著特征： •轻 量 化 与 模 块 化： 中 小 制 造 企 业 可 以 从 关 键 痛 点 环 节 切 入， 逐 步 积 累 数 字 能 力， 而 非 一次性投入巨资建设庞大的集中式平台。这种“小步快跑、快速迭代”的路径更契合中小制造企业资源有限但灵活度高的特点。 •开放与协同：系统强调嵌入产业链数字生态。通过平台化手段融入链主企业和行业生态，中 小 制 造 企 业 能 够 弥 补 自 身 在 资