精益数字化，助力轨道交通装备制造企业高质量发展

中图分类号：F425

二十届三中全会指出，高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务，要健全促进实体经济和数字经济深度融合制度。加快推进新型工业化，培育壮大先进制造业集群，推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。国务院国资委也早在 2020 年8 月就下发了《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》，其中对制造企业明确提出，要以智能制造为主攻方向，加快建设推广智能工厂、数字化车间等智能现场，打造制造类企业数字化转型示范。但是仍然有大量制造企业数字化转型推进缓慢，原因有很多，本文认为，轨道交通装备制造企业要实现高质量发展，必须以精益管理为核心，以数字化转型为抓手，走精益数字化发展之路。

结构上，本文第一节对轨道交通制造业面临的要求和困境进行描述，第二节、第三节以从事轨道交通信号装备制造的 A 公司为例，对该公司的精益管理理念和数字化转型方案进行阐述，第四节总结精益数字化对制造企业高质量发展的重要作用。

1 轨道交通装备制造业面临的要求和困境

1.1 面临的要求

我国自提出构筑“八纵八横”高速铁路主通道以来，高铁建设如火如荼。据中国国家铁路集团有限公司 2025 年工作会议公布的数据显示，我国铁路营业里程已达16.2 万公里，其中高铁4.8 万公里，全国铁路高峰日旅客发送量达到2144.8 万人，春运、暑运和假日旅客发送量多次刷新历史记录。随着列车开行密度越来越高，一旦出现行车故障，将迅速造成大面积晚点，甚至是安全事故。因此，当前铁路安全运营对轨道交通装备的源头质量提出了更高的要求。

在铁路新线建设方面，据中国国家铁路集团有限公司官方网站数据显示，每年新线投产数量和高铁投产数量如图 1 所示。可以看出，自 2020 年起，国铁市场已经连续 5 年维持在较低里程数，市场竞争日趋激烈。在生存受到挑战的情况下，成本控制是企业保留获利能力的重要手段，整个产业链都承受着越来越大的成本压力。

图 1 2019 年 -2024 年新建铁路里程

在项目交付方面，随着招投标管理要求越来越高，一切项目承揽均以中标通知书为准。层层传递之下，从建设方明确系统集成方，再到相应制造企业；从设计联络会明确需求，到首站或首列车供货定标，往往给原材料采购和生产预留时间不足一个月，要求制造企业交付响应越来越快速。

1.2 面临的困境

我国铁路装备技术的发展，经历了一个引进、消化、吸收、再创新的过程，国产化系列装备已经在逐步减少，自主化系列装备占据主流，深度自主化系列装备也在加快推出，产品和涉及的物料种类成倍增长。以 A 公司为例，该公司为行业多个集成商提供多种产品的制造服务，随着各种自主化系列装备推向市场的进度加速，该公司管理的产品和涉及的物料种类总和超过 4 万种。如何精细化管理好每一种产品的技术状态和库存，并且储备好相应长周期重点物料，确保所有需求都能及时响应，是企业面临的多品种挑战。

同时，从批量来看，轨道交通装备的生产数量与手机、汽车等行业的产品生产数量存在着指数级的差距，注定不能采用全流程刚性自动化的模式生产。立足行业本身，宏观市场萎缩、集成商与集成商竞争、同一集成商同一产品的不同系列分劈，使得产品生产的开工批量越来越小。以 A 公司为例，该公司 SMT 产线近 70% 的生产工单批次数量小于 200 片，产线频繁切换品种已是常态。如何控制好每一个生产工单的成本，是企业面临的小批量的挑战。

以上，从轨道交通装备制造企业面临的高质量、低成本、快交付的要求，以及多品种小批量的产业困境来看，数字化转型是必由之路。但数字化转型的有效推进必须以管理效能提升为前提，只有通过管理体系的全面革新与数字技术的深度融合，形成 "管理引领技术、技术赋能管理" 的双轮驱动格局，才能真正实现转型目标 [1]。

2 精益管理

精益管理是一种以客户价值为导向，通过持续优化全流程、消除一切非增值活动来实现效益最大化的管理哲学，核心是用最少资源创造最大价值。精益管理源自丰田生产系统的精益管理模式，现已成为全球企业普遍采纳的战略性管理方法论，其应用领域已突破制造业边界 [2]。精益管理“小投入大回报”的特性，尤其适合资源有限的中小型制造企业实现管理能力的阶梯式跃升，更是中小型制造企业数字化转型过程中的破局之策 [3]。A 公司在深入实施精益管理战略的过程中，提炼的“作业节拍化、组织柔性化、物流准时化、局部自动化、异常透明化、改善常态化”的理念值得借鉴。

2.1 作业节拍化

作业节拍化实际是精益管理思想中的“流线化生产”，是指在作业流程方面，将工序拆分为工步，促使生产模式从一名员工

从头干到尾转变为多名员工协同生产的过程。但是在小批量、多品种、多工序的制造场景下，“单元式生产”随处可见。单元式

生产，有管理灵活性高的优势，但也有其局限性：劳动分工少、技能要求高、品质控制难、生产效率低等等。因此，要挖掘企业

生产过程中批量相对大、工步相对固定的作业场景，实施基于节拍的流线化生产，其目的在于，一是降低作业难度，有利于新员

工快速上手、新产品快速量产；二是减少工具或物料频繁切换带来的动作浪费，提高生产效率，更为后续局部自动化打下基础；

三是促使生产异常实时呈现，倒逼企业优化生产管理协同；四是做实首检、互检，杜绝个性化差异，提高产品质量。2.2 组织柔性化

企业安排生产活动，是基于确认的客户需求或者基于销售预测，对于需求的确认是安排生产计划、执行的源头。根据不同的业务场景，可以将生产模式大体分为：按订单设计（ETO）、按订单生产（MTO）、按订单组装（ATO）、按库存生产（MTS）等四大类。如图 2 所示，不同的需求类型下响应客户的需求所需的时间是不同的，从快速响应客户需求的角度来看，MTS 的模式无疑响应客户速度最快，但 MTS 模式的基础是对客户需求精准的把握 [4]，适用于标准化程度非常高的产品，而对于个性化产品，要做到这一点是非常难的。

对于个性化产品，很多企业的做法是等订单确定之后再启动生产，也就是按单生产模式（MTO），但是会拉长交付周期，甚至不能满足客户最低要求。另一种做法，则是将个性化产品均按市场预测做一定比例的库存储备，一是放大了成品库存，不利于资产周转；二是客户需求确定后，预投产品要做改制调整，造成了物料和人工的浪费。

接单

图2 需求响应时间和生产模式

柔性化生产组织，就是要深入研究每一种产品的特点，将生产模式往MTS 和ATO 方向转变。是挖掘个性化定制产品的共同模块，将小批量紧急生产转变成大批量提前生产，既有利于企业灵活策划产能，削峰填谷，又能提高交付的快速响应能力。以设备综合效率（OEE）指标为例：

OEE= 实际开动时间 / 负荷时间

其中负荷时间为开动时间、故障停机时间、设备调整初始化时间等之和。若产线初始化时间（或切线时间）为 30 分钟，实际生产时间为 120 分钟，则 OEE=80% ；若产品生产效率为每分钟 2 个，则生产批量为 240 个。当生产批量不足 240 个，且产线初始化时间无法缩短时，OEE 就会小于 80%。因此，企业要分析单一产品的开工频率和开工批次数量，若频率过高、批量过小，则要合并生产，提高生产效率。

二是严格管控个性化部分预投，针对个性化部分策划紧急生产预案，确保个性化部分能够即时产出，且产出即组装或发货，消灭个性化呆滞库存，杜绝改制浪费。例如，轨道交通信号设备常用的丝印补空，经常需要跟随系统配置调整，由于外部采购周期长，因此各种丝印补空均需储备库存，形成了大量呆滞库存。A 公司研究该物料特点以后，决定补全自身激光油墨印刷能力，批量采购空白补空板，需求明确后立即印刷个性化内容并装配到产品上。既解决了丝印补空品种多、库存呆滞的问题，也解决了个性化采购周期长的问题，同时，批量采购空白补空板较少量采购个性化丝印补空，也降低了采购成。

2.3 物流准时化

物流准时程度是衡量一个制造企业生产管理水平的重要标志。一般的制造企业都是按工单领料或者配送物料，甚至有些制造企业经常出现工单要开工了，物料却由于前期管理不善，突发短缺。而物流准时化，必须是建立在按需配送的基础上的，一个工单往往涉及多个工序，如果能够管到每个工序都能按产线需求准时配送物料，其难度较按工单配送增大了数倍，证明其生产管理水准已经跨越式领先按工单配送的管理层级了。

实施物流准时化，最直观的好处在于，能够减少产线物料的堆积，有利于产线现场 6S 管理和降低在产存货；二是物料在产线快速周转，能够最大限度的减少物料遭受温湿度、静电、磕碰以及丢失的伤害和风险，提高产品质量；三是有利于统筹有限的物料优先使用到紧急的工单上，避免紧缺物料被不急需的工单占用，提高物料的周转率。

要实施物流准时化，有三个难点，一是物料能够在需求之前入库；二是物料能够在需求之时能够及时出库；三是要有强大的预制配送能力。A 公司主要从事的电子产品加工制造业务，不仅在产品维度小批量、多品种；在物料维度的品种数量更是成百倍增长，且每种物料都有不同的采购周期，部分进口物料在 80 周以上。其实施物流准时化的举措如下：

1）生产管理部门每年与营销部门预测各产品的年度需求，并通过规则合理储备长周期物料；每月定期与营销部门沟通客户需求，制定生产月计划集结短周期物料；每周平衡交付需求、物料齐套、车间产能等情况，做实做细周计划；将日计划权限下放给生产车间主动安排生产及拉动物流配套，通过月计划、周计划、日计划的渐进式精细管理，使得物料齐套、工单完成时间与营销需求高度契合。

2）对于物料出库，A 公司引进了智能料仓、智能立库等设备，如图 3 所示。通过 MES 系统对智能仓储系统下达出库指令，完成自动出库。据统计，该库位日均出库批次为 库管员为 6 人，时常加班还不能满足产线物料紧急出库需求，迫使计划员提前数日通知物料出库 造成物料堆积； 智能立库建成后，出入库操作员变为 2 人，所有出库任务均当天完成，出库效率提升了 80%，附带先进先出、帐 ＼ 卡 ＼ 物一致、堆放规范等管理均较建成之前有了质的提升。

图 3 智能料仓和智能立库

3）对于物料成型和配送，A 公司定制了 11 台自动 ＼ 半自动成型设备，系统的解决了各类径向、轴向、直切物料的折弯、抬高等成型问题，提高了预制成型的效率和一致性。

图4 自动成型

2.4 局部自动化

自动化设备对生产加工效率和质量提升的效果是最显著的。从生产的完成程度来看，自动化可以分为全自动化和局部自动化，全自动化是指机械设备启动后，完全不需人工操作、控制，即可自行完成生产各个环节及生产过程的工作状态，也称刚性自动化；而局部自动化是指仅自动完成产品一道工序或一个工步，工序间衔接或者部分工步需要人工参与的自动化，也称人机协作的柔性自动化。局部自动化还可以进一步细分为自动和半自动。全自动化生产效率高，但投入大，通常产线切换也相对较麻烦，适合单一品种大批量的生产模式；局部自动化需要人工参与，容易在多品种小批量的生产模式中找到应用场景。

以 A 公司线束加工为例，其单股线线径品类少、端子通常都是航插插针、管状预绝缘端子、OTJ 端子等，可以采用全自动设备完成单股线定长、剥皮、穿套管、送料、压接等一系列动作。但护套线线径、芯数、屏蔽层处理方式、芯线处理方式、插头种类等组合繁杂，宜将放线、剥皮、打散、压接等工步均单独采用设备实现，如图5 所示，人工灵活衔接，最大化发挥设备效能。

图5 护套线加工设备

因此，在产线建设过程中，应重视引入、使用自动化设备，但不能盲目追求全自动化。2.5 异常透明化

异常透明化是为生产线顺畅生产保驾护航的重要手段，通过实时收集生产线的设备、物料、作业指导、质量等异常问题，辅之以建立异常敏捷化管理机制，将问题迅速传递到专责人员手 中，若处理超时，则自动提级管理，直至公司最高领导，促使各层级人员高度重视产线异常问题的响应时效。除了起到产线问题快速解决的作用以外，如果企业重视生产异常现象的分析，将同类型高频次异常纳入改善提案池，建立精益改善课题予以解决，企业的生产管理协同就会变得越来越好。

在异常透明化的推进过程中，要避免几个误区：一是要求产线详细填报异常现象，增加产线工作量；二是对已经快速响应异常的问题方进行追责，引发业务上下游对立。这些都不符合执行力提升的底层逻辑。

2.6 改善常态化

在日益激烈的市场竞争中，企业需要通过不断创新和改进来保持领先地位。而精益管理中的改善活动不仅能够帮助企业优化现有流程，还能够激发创新思维，推动产品和服务的持续改进，从而增强企业的市场竞争力。

就改善内容而言，提升企业效率、减少浪费、增强客户满意度、促进企业文化变革等等都是改善。例如基于作业节拍化，简化操作人员动作之后创造的局部自动化场景；基于异常透明化发现高频次同类型异常后，采取的包括优化管理流程、变更技术文件、更新设备等促使生产执行越来越顺畅的措施等等。

改善活动应鼓励全员参与，不仅能提高员工的责任感和归属感，还能够让企业培养一种持续改进、追求卓越的文化氛围，因此，要一以贯之、常态化推行。

3 数字化转型

对于许多中小型制造企业来说，数字化转型是一个相对陌生和复杂的概念。由于缺乏对数字化转型的深入了解和清晰认知，导致企业在转型过程中往往面临诸多困惑和挑战。一些企业可能简单地将数字化转型等同于引入先进的生产设备或工业软件，而忽略了数字化转型在优化业务流程、提升管理效能和增强企业竞争力等方面的深层次价值。数字化转型的核心不是数字化，而是转型，核心挑战不在于技术应用本身，而在于企业认知理念、运营管理、决策机制和组织架构的系统性变革。具体到实施数字化转型，要从以下几点着手：一是要重视顶层设计，二是要融入精益理念；三是要加强业务版块协同；四是要充分挖掘数据价值。

3.1 顶层设计

制造企业实施数字化转型，往往面临着人才短缺、资源不足、变革定力摇摆等问题，国企可能还要面临上级专业垂直管控要求带来业务间协同的复杂性，因此需要加强顶层设计，由高层挂帅，自上而下推动数字化转型，将问题一一克服。1）人才短缺：企业一般不缺乏专业的业务管理人才，也不缺乏数字化技术人才，缺乏的是懂数字化技术的复合型业务管理人才。因此，企业要强化内部员工的数字化培训，将数字化能力建设作为人才战略的核心支柱，通过培训、案例分享、实践演练多种载体方式，构建系统化的培养体系实现全员数字素养升级、提升技能水平和创新能力 [5]。

2）资源不足：实施数字化转型需要投入大量的资源，例如采购信息化系统、引入新一代高端生产装备、补充数字化技术人员、根据数据标准要求健全基础数据等等。从短期来看，势必会冲击企业的盈利能力，因此，企业需要争取股东或上级的支持，在资金方面，预留充足的预算。

3）国企上级部门专业垂直管控颗粒度问题：企业要保持活力与市场竞争力，必须有一定的经营管理自主权。而国企上级职能部门，从职能管控角度出发，容易出现不懂不管不支持，或者似懂支持管到底两个极端。因此，需要企业高层坚定目标、保持韧性，争取到上级支持；或者将上级要求有机融入到自身数字化转型规划中来，降低负面影响；还可以考虑用数字化技术，例如RPA 机器人，化解管控差异。

3.2 基于精益的数字制造

前文提到过，数字化转型不可能建立在低效的管理模式之上，只有以管理升级为基础，管理与技术协同并进，才能保障数字化转型的成功实施。因此，制造系统的数字化转型，要以精益理念为主线，以数字化技术实现对作业节拍化、组织柔性化、物流准时化、局部自动化、异常透明化、改善常态化等制造提升的支撑。但是，精益管理思想的落地需要循序渐进，必须根据企业实际发展阶段、业务特点和资源配置进行定制化改造，避免简单复制黏贴标杆企业管理模式，这本质上是一个“量体裁衣”的系统工程，需要建立与自身企业相匹配的精益管理体系 [6]。

A 公司在制定制造系统数字化转型规划时，运用精益理念分析了制造系统的现状和薄弱环节，明确了实施工位制节拍化产线建设，加强生产作业协同，简化员工作业要求；加强智能仓储、智能点拣、智能物流建设，实现物流按需准时配送；持续开展自动化生产、测试和检验能力建设，提高生产效率和生产质量；上线 IOT 设备控制模块、设备资产管理模块及安灯系统，实时呈现作业一线状态，规范设备保养点检、快速处置作业现场异常，最终打造状态透明、指令通达、敏捷生产、质量可靠的高效制造系统等任务，如图 6 所示。

3.3 基于协同的数字管理

任何管理都不是孤立的存在，这也是数字化转型区别于信息化建设的显著特征。例如技术变更，不仅仅是在技术文件的基线库中更换一份技术文件，而是要涉及到在产 ＼ 在库 ＼ 在运营产品的处置分析、工艺方案协同、财务成本归集、客户代表确认、产线及仓库执行闭环等等。因此，数字化转型要以合规高效管理为目标，完成销售、技术、运营、生产、采购、安质、财务、售后、党建、行政及监督等业务板块的数字化协同。

A 公司在打造基于协同的数字管理时，明确了以上级的业财一体化平台业务管控为基础，持续开展行政、安质体系等业务管理的流程建设，加强日常流程性业务的协同；研究 CRM、APS 等信息化系统，以市场需求为指引，确保需求指令通达；建设物料（优选）平台，规范物料的使用并服务好集成商客户的技术团队，增强企业与客户的黏性；建设客服业务平台，重点运用 FRACAS 改进产品缺陷，持续增强客户体验等任务，如图 7 所示。

3.4 基于数据可视化的科学决策

在数字经济时代，数据资产已成为企业核心竞争力的关键要素。通过系统性地采集、分析和应用企业在运营过程中产生的海量数据，能够有效挖掘潜在价值，这正是数字化转型为企业带来的战略优势 [7]。人脑对文本信息的处理能力远不及对视觉信息的处理能力，故将数据转换成图表、图形等视觉元素来帮助人们快速地理解数据中的含义、趋势以及相关性。因此，在数字化转型过程中，有必要开展数据可视化建设。

数据可视化是通过使用计算机图形学知识和复杂的图像处理技术，将大量数据转换成图形或图像显示在屏幕上，并进行人机交互处理的一种新型理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个计算机知识领域，成为研究行业的数据表示、处理、决策分析等问题的研究技术。市场上有很多数据可视化产品，例如阿里云 DataV 数据可视化、百度数据可视化 Suger、灯果可视化、华为云数据可视化 DLV、腾讯云图 TCV 等等。

A 公司运用成熟的低代码平台中的 BI 模块开展数据可视化建设，具有本地部署、易于二次开发、成本较低的优点。旨在以BI 驾驶舱建设为核心，全方位自动收集 ISO22163 体系关键 KPI 指标、销售指标、运营指标、质量状态等数据，并自动进行趋势分析，打造高效、精准的企业决策支撑平台；建设设计制造数字协同平台，实时、真实回应集成商客户对相关产品的质量、库存、生产状态等方面的关注，增强客户信任；建设车间调度管控平台，实现生产管理可视化和生产状态可视化。如图 8 所示。

4 结论

精益之与数字化之间的关系，更像是“方法论”与“工具”，精益为数字化提供价值导向与实施基础，数字化助推精益突破能力边界，精益为数字化提供优化方向，数字化为精益提供技术支撑，二者形成“目标 - 工具”的闭环。只有前者没有后者，则方法论无法得以高效地执行，只有后者没有前者，则好比无的放矢，很可能空费精力而徒劳无功，所以两者同等重要，缺一不可 [8]。

精益数字化总体思路：精益数字化生产管理体系是基于精益思想理论原则，以改善企业关键绩效指标为目标，以企业生产经营数据统计与分析为手段，通过将数字化技术和企业生产经营管理相结合，实现全过程各价值要素（人、机、料、法、环）的数据采集分析与呈现，并结合各类精益管理工具的应用，对各项生产经营活动进行优化和改善，以达到连续缩短交货期、持续降低生产成本、提高生产效率、改善产品质量和提升人员素质等绩效目标。对于中小型制造企业而言，将精益思想与数字技术融合形成的" 精益数字化" 解决方案，打造精益数字化生产管理体系，是实现中小企业转型升级的最佳实践路径 [9]。

本文认为，精益数字化驱动制造业三大核心升级：质量精准管控、运营效能跃升、创新引擎激活，在轨道交通装备制造的特定场景下，有助于企业重构竞争新优势，助推企业高质量发展。

参考文献：

[1] 曹营. 精益破局中小型制造企业数字化转型[J]. 环渤海经济瞭望，2024 （03）.

[2] 叶晓红 . 浅谈企业推动精益管理的策略 [J]. 金融经济 ，2015（22）：230-231.

[3] 今井正明. 现场改善： 低成本管理方法的常识[M]. 北京： 机械工业出版社，2013.

[4] 乐立骏 . SAP 后勤模块实施攻略：SAP 在生产、采购、销售、物流中的应用 [M]. 高速铁路技术 ， 2021， 12（2）： 23-26.

[5] 朱文梅 . 国企改革背景下国有企业数字化转型的路径研究 [J]. 商展经济 ，2025（01）：181-184.

[6] 杨玉微 . 数字经济背景下制造企业成本管理的创新研究 [J]. 老字号品牌营销 ，2022，（02）：142-144.

[7] 韩晴晴， 郭举. 传统制造行业数字化转型中的数据可视化研究[J]. 起重运输机械，2021（SO）：118-122.

[8] 黄昌夏 . 精益与数字化矛盾吗 ？[J]. 今日制造与升级 ，2019，（06）：54-55.

[9] 李晓彬. 基于精益数字化理念的中小型制造企业数字化转型之道[J]. 现代工业经济和信息化，2024，14（07）：59-62+65.

[10] 程宣梅， 葛芳婷， 陈侃翔. 中国制造企业数字化转型模式的质性元分析研究[J/OL]. 科研管理，1-17