专家观点 | 刘文卿等：家电行业数字化转型场景图谱构建与实践路径研究

      家电即家用电器，是主要在家庭及类似场所中使用的、以电能或机械化动作驱动的用具，主要分为大型家电（如冰箱、洗衣机、彩电等）和小家电（如电饭煲、吸尘器等）。我国家电制造业发展经历了四个阶段：改革开放之前，家电制造企业受计划经济的支配，产品供不应求，更新迭代慢；改革开放至 20 世纪 90 年代，家电市场焕发生机，但技术有限，厂家较少；20 世纪以来，随着政策支持、经济增长、需求扩张、技术进步，家电制造业实现了质的飞跃，许多家电龙头企业，在过去 10 年中实现了收入的翻倍增长，日益成长为全球化公司，中国成为全球最大的家电制造基地；近年来，中国家电行业经历了高速增长期，产品普及率较高，市场已由增量市场转为存量市场，增速较慢。同时，随着贸易摩擦、逆全球化浪潮的加剧，中国家电品牌在全球家电市场上迎来转型关键期，面临出口市场结构调整、产业链布局完善等挑战。

      一、家电行业数字化转型现状

      近年来，随着国内外形势愈加复杂和新一代信息技术的快速发展，家电行业纷纷布局数字化转型，通过提质降本增效增加企业竞争活力。2023 年《家电行业数智化转型白皮书》显示，在参与调查的企业中，超过 90% 的家电企业计划开展数字化转型探索，近 40% 的企业正在进行数字化转型升级，超过 36% 的企业已体验到数字化转型带来的好处。综合来看，我国家电行业数字化转型普及程度较高，持续将数字技术应用在研发设计、生产制造等环节以加快数字化转型，已在青岛、佛山等多地形成具有国际竞争优势的先进制造业集群。

     （一）政策环境日益完善，引领家电行业高端化智能化绿色化发展

      近年来，《数字化助力消费品工业“三品”行动方案（2022—2025 年）》《商务部等 13 部门关于促进绿色智能家电消费若干措施的通知》《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》等政策发布，引导家电企业进一步丰富绿色智能家电产品供给，开展自主研发技术创新，加快数字化转型与产业高质量发展。例如，国家高端智能化家用电器创新中心协同海尔等链主企业开展智能家电核心芯片研制，保障供应链安全，前瞻布局高端芯片及传感定制、泛终端操作系统与安全、家庭数字大脑三大行业痛点，抢占国际智能家电定义权；美的紧跟绿色低碳智能化趋势，探索数智零碳道路，深化数字能源管理，创新节能管理技术，推动建设零碳工厂。

     （二）整体转型程度较高，标杆示范成效突出

      当前，家电市场高度饱和，企业纷纷通过数字化转型解决销量增长乏力、产品同质化等问题，提高核心竞争力、抢占市场先机。从近 5 年工业和信息化部智能制造试点示范项目来看，超过 40% 项目来自家电行业，应用方向涉及智慧工厂、供应链协同、研产销一体化、绿色制造等多个领域。例如，海尔、美的等头部企业数字化转型成效明显，获评“数字领航”企业。家电行业先后孵化出海尔卡奥斯COSMOPlat、格创东智、美云智数美擎、长虹电器 CHiM 等“双跨”平台，标杆示范效应明显，以 2012 年开始数字化转型投入的美的为例。美的厨热顺德工厂应用了人工智能、数字孪生等新一代信息技术，使单位生产成本降低 24%、交付时间缩短 41%、研发时间缩短 30%、缺陷率降低 51%。

     （三）由大规模生产向大规模定制加速转变，柔性生产要求不断攀升

      当前，传统的大规模制造流水线难以满足家电用户日益增长的个性化需求，这对后端生产的柔性制造、敏捷生产方面提出了更高的要求，以期更加灵活地响应客户的需求。行业龙头企业目前已经可以通过数字化能力实现敏捷生产制造、高效运营管理、产品质量把控等发展要求。例如，海尔集团基于卡奥斯 COSMOPlat 工业互联网平台对内促进海尔由大规模制造向大规模定制转型，让生产环节围绕“用户订单”展开。在卡奥斯平台的推动下，海尔产品不入库率达到 78%。长虹电器将需求对接生产，基于自主可控技术保障系统运行与数据安全可靠的同时，使用户全程参与产品定义、研发、制造，从需求端驱动生产模式与流程变革，实现按需生产，使用户体验得到极大提升；TCL 的个性化定制收入连续多年保持 40% 以上的增长，已经成为家电业务的重要增长点。

     （四）基于平台的发展道路不断深化，促进产业链畅通稳定

      家电企业利用工业互联网平台建立面向未来的竞争新生态，推动技术链、产业链和资金链实现强链补链。同时，将生态优势与产业链上下游生态共享，形成上下游大中小企业融通发展格局。例如，美的孵化的美擎工业互联网平台服务于 400 家以上大型企业、20 万家以上中小型企业；长虹 CHiM 工业互联网平台面向近3000 家大、中型供应链企业提供智能研发、智能制造、智能交易等公共服务；依托于 TCL 集团半导体显示制造场景，格创东智集合了边缘智能和云边协同、海量数据处理、复杂模型构建、工业应用开发等能力。业务丰富的制造场景使东智工业模型锻造出跨行业通用性，对外赋能家电泛半导体、新能源、3C 电子等 20 多个细分行业。

     （五）集群汇聚创新要素，助力数字化转型良好生态构建

      部分家电企业集聚区域依托产业基础优势，打造资源共享、协同制造的数字化转型生态，通过政府与市场双轮驱动，因地制宜制定集群转型路线图，加快提升产业链现代化水平，打造具有国际竞争优势的先进制造业集群。例如，青岛家电产业入选国家级先进制造业集群，并在全国率先开展家电行业场景数字化转型试点，加强政策引导、优化营商环境，激发企业内生动力；广州市工信局、佛山市工信局、惠州市工信局印发《广佛惠超高清视频和智能家电集群培育提升三年行动方案》，共同推动智能家电产业集群加快向世界级集群提升，计划到2025 年集群总产值超 1.5 万亿元。

      二、家电行业数字化转型的问题与挑战

      国内仿真设计类软件依然受制于人，机械结构设计、多体动力学仿真、多物理场耦合分析等功能缺失，部分数字化装备、数字化平台等基本处于国外厂商垄断状态，自主可控技术解决方案虽然近年来取得了长足的进步，但由于成熟度不高等因素仍然很难在主流市场和主流企业进行应用推广。例如，某龙头家电企业在生产、管理、服务环节广泛应用数字化工具，然而研发环节数字化工具国产化率仅为 13%。尤其是部分专业设计场景需要依赖国外软件，存在国内专业软件化不足等问题。

     （二）工业数据质量良莠不齐、标准各异，数据难以有效开发利用

      一是家电行业通过持续的数字化转型沉淀了一定的数据资产及数据模型，但因为部分业务变革不到位，造成系统使用不规范，部分环节系统数据失真。二是家电产业链量大面广，据统计涉及国民经济 25 个大类 90 多个中类。各领域设备种类繁多且应用场景复杂，不同厂家不同类型设备的数据接口、数据参数缺乏统一标准，导致跨企业数据难以流通共享，制约了数字解决方案的应用和推广。三是家电行业对于工业数据向通用数据模型转变的认识仍有待提升，工业数据大量沉没，导致其无法被充分有效利用，不足以支撑数据模型的生成以及训练。

     （三）生态引领能力有待提升，带动中小企业数字化转型存在多重困难

      一方面，家电行业龙头企业转型意愿强烈，然而部分中小企业数字化转型还处于初始阶段，对产品全生命周期把控的意识不强，对工厂管理软件的应用程度较低，组织架构设计及部门间能力有差距，缺乏数字化转型投入资金；另一方面，构建的数字化协同经营管理平台仅能实现与产业链相邻环节的企业开展数字化协同管理，家电行业还面临核心零部件、关键基础材料及先进工艺和检测平台的供应链协同困难、节能低碳技术应用不足、家电维修及回收效率低等问题。

     （四）新技术融合带来新挑战，缺乏标准场景的复制推广

      当前，工业互联网、AI 等新技术发展快速，催生了新模式新业态，但新兴技术的应用仍然不够成熟，核心器件标准化需求与现有品类复杂供给之间存在矛盾，家电行业技术的复杂性和用户个性化程度提升存在矛盾。大模型的出现，进一步提高了对家电行业的数字化要求。而大量家电企业对数字化场景的理解不够深入，数字化场景的标准化程度低，家电行业急需打造一套易复制、易推广的标准化话语体系，统一对场景的标准化认识，优化大模型基础语料资源，促进大模型的发展。

      三、家电行业数字化转型场景图谱和清单

      为更好地解决家电行业数字化转型面临的问题，科学引导家电行业有序推进制造业数字化转型行动，本文通过构建行业数字化场景图谱的方式对家电行业进行系统剖析。行业数字化转型图谱通过“产业链环节－业务活动－典型场景－核心要素”的逻辑脉络，将分布在产业链上下游各环节的数字化场景“串珠成链”。本文通过梳理产业链关键环节的数字化转型场景（简称“一图”）和剖析技术工具、数据要素、知识模型、人才技能（简称“四清单”）等核心要素，评估场景数字化转型现状及痛点，为数字化转型攻坚方向提供借鉴，通过“一链一策”引导产业链数字化转型。其中，产业链环节依据上下游分工协作特点划分，业务活动包括研发设计、生产制造、经营管理、供应链管理、运维服务。典型场景根据综合普适度、重要性等因素分为主场景和细分场景。数字化转型现状评级综合考虑新一代信息技术运用情况、生产方式及效率等因素，按照成熟度由低到高划分为一星级（1.0 水平）、二星级（2.0 水平）、三星级（3.0 水平）、四星级（4.0 水平），见表 1。

      本文构建了家电行业数字化场景图谱，梳理了核心场景、转型现状、痛点问题及关键要素，为家电数字化转型提供借鉴。家电行业生产品类多，工艺复杂，有着海量需求和丰富的应用场景。一般来说，家电产业链分为上游原材料（包括金属材料、塑料材料等）、中游零部件制造（包括压缩机、电机、电加热器等）和下游家电制造（家电产品整机制造）三个环节，本研究主要围绕产业链中游及下游，将家电行业一般业务活动分为整机、结构件、电控件、核心零部件 4 个环节。其中，整机环节指在家电制造过程中，将零部件、电控件等主要部件按照设计要求进行组装和安装，并通过测试等环节确保家电产品的性能和品质。结构件环节指管件、板件、轴承、紧固件等构成家电产品的通用零部件，结构件设计包含力学、机械学、材料学、热学、电学等技术内容，以确保家电产品的可靠性以及对环境的适应性等。电控环节以电力电子及相关控制技术为基础，主要包括传感器、电容器、电阻器等电子元器件，电机、马达等运动驱动零部件，电加热器、热交换器等加热零部件的设计制造。核心零部件是组成家电核心技术和功能的重要环节，主要包括压缩机、冷凝器、离合器、显示屏、主板、电源模块等。

      围绕业务活动和管理活动两大方面，本研究梳理了 56 个家电行业数字化转型共性场景，形成了场景清单（表 2），并绘制了场景图谱（图1）。从业务活动来看，整机环节下设家电产品数字化工业设计、家电整机生产制造等 6 个主场景与家电产品部件选配开发等 7 个细分场景。结构件环节下设结构设计、结构件生产设备管理 2 个主场景与设备联机等 5 个细分场景。电控件环节下设电控系统和电子零部件研发设计、电路板生产制造 2 个主场景及 5 个细分场景。核心零部件环节下设数字样机的电机设计中的1 个主场景及 3 个细分场景，运维服务包含 1 个主场景及 6 个细分场景。从管理活动来看，经营管理包含 5 个主场景及 5 个细分场景，供应链管理包含 2 个主场景及 6 个细分场景，运维服务包含 1 个主场景及 6 个细分场景。

表 2 家电行业数字化转型场景清单

续表 2 家电行业数字化转型场景清单

续表 2 家电行业数字化转型场景清单

图 1 家电行业数字化转型场景图谱 -1

      经综合研判，家电行业整体数字化转型现状评级均在 3.0 水平。家电产业链数字化协同研发、制造、管理、服务等方面数字化水平均处在 3.0。协同研发方面，能够通过国产研发协同平台开展家电设计、项目管理等工作，并且有一定的数据资产模型沉淀，但部分专业设计场景需要依赖国外软件，存在国内专业软件化不足等问题。各系统之间已基本实现接口打通、数据及流程互通；核心数据已形成数据资产，可通过可视化平台进行调用，实现数据呈现。协同制造方面，已实现销售订单预测下达、订单评审、订单排程、采购下单、供方计划、供方生产、供方检验、供方入库、供方发货、物料入厂、卸货、来料检验、入库、工单齐套、扫码出库、工单配送、总装生产、成品入库、成品发运、客户接收等多节点的全流程系统拉通固化，有效缩短交付周期；但存在因部分业务变革不到位而造成的系统使用不规范以及部分环节系统数据失真等问题，需要持续开展数据治理工作。协同管理方面，能够依托链主企业提供的数字化协同管理平台进行产业链协同经营管理，国内的 ERP、APS 等数字化管理工具得到广泛应用，基本不存在依赖国外工具的情况。但在产业链上下游协同上，一般仅实现了与产业链相邻环节的企业开展数字化协同管理。协同服务方面，依托链主企业自建的数字化协同服务平台可以实现产业链协同服务，并沉淀了相关数据模型库。本文结合家电行业特征，梳理了典型数字化转型场景（括号内为对应图谱编号）。

      典型场景 1：产品全生命周期溯源管理（E1.7）

      依托工业互联网平台，建立标识解析企业节点，接入链主企业工业互联网（电子信息行业）标识解析二级节点。通过云溯系统应用标识解析技术，为每个产品、设备、工序赋予唯一的标识码。利用数据中台从各个业务系统采集数据，将物料采购、IQC 检验、原料投放、半成品加工、总装加工、产品分装、赋码关联、产品装箱、成品入库、分销流向等环节的信息关联，从而建立产品全生命周期溯源管理系统。通过全生命周期溯源管理系统和国家标识解析节点平台，可帮助企业在内部形成质量溯源管理闭环，在供应链企业间形成上下游信息溯源闭环，有效提高供应链上下游基于生产的信息协同。

      典型场景 2：家电产品的数字化工业设计（A1.2）

      该场景包括工业设计需求评估、工业设计方案提案、设计方案评审、工艺 / 品质评估、用户五感测评、工业设计方案交付等环节；存在国内数字化工具的平面、三维设计功能缺失、对国外软件研发设计工具（Siemens、Luxion、ADOBE 厂商）依赖度较强等痛点问题；沉淀了开发项目模型、企划变更模型等数据模型以及产品企划基础信息、产品开发里程碑信息、开发项目模型库、企划变更模型库等数据要素。

      典型场景 3：模具管理场景（E1.2）

      该场景包含模具使用次数、模具保养维护、模具库位管理、生产备模等，存在市场需求波动大、高素质模具设计和制造人才短缺、生产质量控制不严格等痛点，沉淀了模具利用率、模具闲置率等数据要素。核心人才技能包括机械材料成型、模具工艺等。

      典型场景 4：家电产品售后服务（E3.1）

      在移动互联网时代，产品售后服务数字化转型必须打通企业内部售后系统与用户之间的链接，通过数字化、移动化、智慧化的服务链路打造良好的用户体验。该场景沉淀了服务派单、费用报价单、工程师评价、故障智能诊断、备件需求预测、服务路线规划等数据模型，工单信息、财务信息、备件信息、网点信息、工程师信息等关键数据，使国产化软件得到广泛应用。关键人才技能包括家电维修、计算机技术等。

      典型场景 5：绿色制造（E1.4）

      家电生产需要结合国家及集团战略，逐步实现碳达峰碳中和。目前，工厂内部能源消耗量大，部分工艺存在废弃物排放。该场景沉淀了单位产值碳排放量数据、用电量分布数据、清洁能源占比、废弃物处理标准、温室气体排放核查证书等数据以及碳足迹模型。关键人才技能包括能源与动力工程、化学工程、环境科学与工程、新能源等。

      四、家电行业数字化转型的发展建议

      基于对家电行业的数字化转型场景图谱分析，对家电行业数字化转型路径提出如下建议。

     （一）进一步强化平台化应用，带动上下游中小企业融通发展

      一是以现有家电行业龙头企业为主，聚焦家电行业产业链复杂、中小企业多、产业集聚效应明显等特点，进一步加强工业互联网平台的应用与推广，加快培育更具特色、更加适应家电行业特点的工业互联网平台。二是依托平台加快培育“小快轻准”解决方案，依托典型场景开发更多中小企业用得起、用得上、用得好的 SaaS 应用，通过平台化赋能带动上下游中小企业融通发展。三是依托平台培育推广个性化定制、服务化延伸、智能化制造等新模式、新业态，提升家电制造企业个性化、柔性化供给能力，推动行业高质量、高端化发展。

     （二）进一步加大新兴技术供给，强化核心技术攻关

      一是加大核心软件攻关力度。鼓励家电企业将技术创新升级为企业战略，强化基础理论研究与核心技术攻关。面向不同产业场景需求的关键软硬件产品和技术，鼓励各类机构“揭榜挂帅”。二是围绕人工智能、先进工艺、智能装备等关键技术的创新与融合，支持科研院所、企业联合攻关，带动工艺、装备、软件成组连线，实现创新突破。三是强化数据模型认知，面向典型场景，强化通用数据模型的沉淀与复用，进一步加大数据要素的乘数效应，切实赋能家电行业高质量发展。

     （三）进一步提供资金配置、人才培育等资源支持，加快协同推进

      一是充分利用税收优惠、高质量发展专项等现有资金政策，面向家电行业需要的新兴技术加大投入，支持家电行业全产品生命周期数据贯通与综合利用。二是加大技术人才培养力度。通过完善培养与评价体系、职业认证体系，鼓励校企联合开设课程，沉入企业生产一线，提炼管理、生产、工艺等行业知识，培养一批既懂工业机理又懂信息技术的专业人才。三是加大创新生态培育力度。依托工业互联网平台创新合作中心、家电行业协会等供需两侧生态载体，构建良好的产业生态，通过开展产业活动、供需对接等模式，凝聚产业共识，分业分类引导家电企业有样学样，加速家电产业数字化转型走深向实。