普华永道数字化工厂2020塑造制造业的新未来2019220页

数字化工厂2020塑造制造业的新未来2思略特上海夷萍合伙人[e-mail]黄敬义执行总监[e-mail]慕尼黑ReinhardGeissbauer博士合伙人[e-mail]合伙人[e-mail]夷萍女士(PingYi)是普华永道思略特合伙人，常驻上海办事处。她在中国和欧洲拥有15年以上的咨询经验，是工业4.0领域内的专家，曾为跨国企业和本土企业等不同类型的客户提供服务；擅长为各类工业品企业提供专业咨询方案，涵盖机械、大宗货物、建筑材料、工程服务等，相关专长包括战略制定、市场营销、品牌管理、组织架构、人力资源等。黄敬义先生(TimothyWong)是普华永道思略特常驻上海办事处执行总监，大中华区工业4.0咨询业务领导团队核心成员，在东南亚和中国地区拥有15年以上的项目管理及咨询经验。作为拥有多年工程技术工作背景的资深顾问，他擅长为工业品、制造业和工程等行业内的客户提供具有可实施性的战略、组织变革与运营优化等方面的服务。ReinhardGeissbauer博士是普华永道思略特合伙人，兼工业品和工业4.0咨询业务负责人，常驻慕尼黑办事处。他拥有18年以上的行业和咨询经验，为工业设备、交通运输和汽车等领域内的跨国企业提供服务，擅长供应链管理、运营战略制定、全球采购、流程成本优化等。StefanSchrauf先生是普华永道思略特合伙人，常驻慕尼黑办事处。他拥有10年以上的行业和咨询经验，是工业4.0咨询团队的核心成员，为各个行业的客户提供供应链战略及转型、运营模式重构、采购和产品开发等方面的服务。作者简介联系方式3思略特数字化让制造型企业从根本上改头换面。随着企业对各类创新技术的采用以及对不同资质人才的聘用，新型的数字化工厂正悄然引领制造业的转型，并推动着制造业的中心迈向高度定制化的产品和系统。领先的制造型企业正采用一系列的先进技术实现生产乃至整条供应链的数字化。这些技术包括大数据分析解决方案、端至端的实时规划和互联、自控系统、数字孪生等。凭借这些技术，效率得以提升，企业能够批量生产高度定制化的产品。然而，想要完全发挥出数字化的潜力，企业仍需要与主要供应商和大客户实时互联。作为在电子商务和电子支付领域内全球公认的数字化领先者，中国在制造业领域内对数字化的应用却仍处于起步阶段。尽管“中国制造2025”战略的颁布为产业变革注入了强心针、突显了战略紧迫性，但只有在企业大胆拥抱数字化的情况下才能取得实质性的进展，并产生深远影响。在朝着数字化转型的道路上大步前行时，思略特从此次“数字化工厂2020—欧洲数字化工厂高管调研”中梳理出的关键发现以及提出的数字化工厂蓝图，将协助企业规避实施中的风险，成功达成既定的目标。概述4思略特就数字化工厂这一热点话题，普华永道思略特德国公司2017年上半年对来自大型工业及制造业领域内的200位企业高管开展了一次定量市场调研，并对行业领先企业的多位高管进行了深度的访谈。参与此次调研的高管均为各自企业在产品开发、生产或技术领域的决策者。据调研结果显示，领先的工业企业已经完成了项目的试点工作，开始着手推广数字化解决方案。以成熟的数字化战略为依托，这些工业先驱者采用创新型的数字化战略，拥抱全面的数字化转型。此外，通过培训和沟通，他们让员工参与转型，为企业的数字化成功做出自己的贡献。通过战略、效益、技术和人才这四个维度（见图一），我们详细探究了数字化工厂背后的推动力，或许能为计划建设数字化工厂的中国企业提供一些参考。调研成果综述图一“数字化工厂2020”关键调研成果信息来源：思略特分析෶ንࠦݟԮޓ࣑غၛՐ޶෶ንࠦቩ࿺ңဘᄐܼԌލ෾c੍ࢉঙඵ෶ንࠦݟԮᅿܼԌ࿱஄ሱ؇ᇀ૝؛༬ඐܼ෶ንࠦ஡༘ഃ়ࠞຖݤݙߜ؇ඕԣለ՝෶ንࠦݟԮٵq؅޵௚ሿሧᆑr౱؀໙फ኶ᄊ٭౛ட஖࣐ࡏѳkٵ෶ንࠦݟԮ؇້኉වᇀ૝ခ؇४ِĩ෎ࡏ້኉ပ႓੨؀བய౴႞ི༎བயࠌྣ቙ຖ඘࿔૓෶ንࠦඕԣ჋༧ኄחᆑ෶ንࠦਚِੑ౴႞ົ޸ᅉԋခ෶८ەཧߦࡱ౸ဲཿ؋ාٯኵսݙ୞ረ؇ইԈ࿚኶ࡱ౸ഈc෶ን૘ඕࡩᆛಞྥථ؋࢑෮־඲ᅰჱݙ़჏cඕԣ૓ݙܼົ޸ኚߨ؇0(6ථྥݟԮட໵Өࠜ੕ᇀ૝࿔჏࢑෮ഈӮ5思略特战略•数字化工厂在高层心目中的战略地位甚高：调研结果显示，91%的工业企业正投资数字化工厂，但认为他们的工厂已经“完全数字化”的仅占6%。•数字化能围绕客户提供更好的生产支持：在计划对数字化工厂追加投资的受访者中有四分之三的人表示，通过本地化制造来更贴近客户，以及个性化、灵活化的生产是促成投资的两大主要因素。•数字化工厂对“德国/欧洲制造”起到推进作用：在计划对数字化工厂追加投资的受访者中总共有93%的人表示，有意在未来五年内将部分或全部的数字化工厂迁至德国。未来五年内的投资中有77%将用于新建数字化工厂或扩容。数字化正在强化欧洲工业中心的竞争力。如果没有数字化工厂的打算，那么企业可能会在未来丧失竞争力。实现数字化工厂需要资金投入，需要携手内外部利益相关方来推行开放式创新。例如，飞利浦就在德拉赫滕工厂采用了这种方法（参见“飞利浦：创新与协作”）。此外，还需要聘请和培养人才，应对诸多变化，在员工间建立信任感并得到他们的全力支持和充分投入。有些企业在建设数字化工厂的问题上似乎准备浅尝辄止，并没有进一步追加投资的意愿。鉴于数字化工厂能够带来的巨大利益，这些企业可能会被积极实现数字化并不断改善的竞争对手抛在身后。企业想要在如今竞争激烈的市场中生存，以客户为中心是一大关键要素。企业不断地贴近客户，能够更及时地对客户偏好的变化做出反应。此举还能有助于减少运输和物流成本，客户能以极小或者可以忽略不计的配送成本，从定制化的产品中获益。在部分行业中，受即时生产和即时供货等物流战略的推动，供应商更加贴近客户，整条价值链的本地化程度不断提升。许多企业利用数字化来提升工厂柔性，更好地应对客户需求的波动。为了充分利用这些工厂的潜力，企业计划在占主要收入来源的市场中新建或扩建工厂。从推动生产决策的力度看来，对客户的聚焦远远大于劳动力成本。效益•短期内难见回报—对数字化工厂的投资是战略性的举动，收回投资需要两到五年：近半数的受访者希望能在五年内收回对数字化运营的投资，而仅有3%的受访者希望在一年内收回投资。•企业希望五年后显著提升效率：几乎所有的受访者（98%）都将提升效率视为投资数字化工厂的主要原因。综合规划、资产利用率提升、质量成本降低以及自动化均有助于效率的提升。6思略特飞利浦：创新与协作飞利浦在德拉赫滕为全球市场开发高品质的创新产品。这些旨在让人们的生活变得更舒适、更健康的产品包括Senseo咖啡机、女士剃毛器、美发造型器、吸尘器、剃须刀、理发剪和唤醒灯。除此之外，飞利浦的德拉赫滕工厂自上世纪五十年代以来就是先进的飞利浦剃须刀的研发及生产中心，有来自35个国家、2000多位人才在此工作，是飞利浦在欧洲最大的研发及生产中心之一，也是先进产业创新的排头兵。在该工厂，生产技术人员和作业工人并肩负责管理产品的开发和生产，通过自动化装配、数字孪生、机器人、3D打印和大数据分析等主要的数字化技术为联合开发和生产提供支撑。这些与众不同的创新型数字化技术实现了首次正确设计、零缺陷生产以及以需求为导向的供应链。飞利浦计划在未来继续朝着定制化的方向提升其生产运营，开展更灵活的研发。飞利浦德拉赫滕工厂是德拉赫滕创新集群的代表成员之一，该集群由西北欧16家高科技制造型企业所组成，吸引着来自全球各地的人才和其他高科技企业。集群还与当地政府和科研院校密切协作，力争在未来保障并巩固德拉赫滕地区在荷兰北部工业重镇的地位。大多数的受访企业将收回数字化工厂投资的期限定为五年。我们相信，决定的背后是翔实的商业论证和对投资的仔细考量。随着企业对各种数字化工厂解决方案的不断熟悉，他们对所需的实施时间和投入力度有了更清楚的认识，因而对收回投资的期限做出了较为保守的预测。除了提升工厂效率之外，数字化工厂还能带来其他一些效益。例如，在航空领域，有些企业利用数字化工厂解决方案开展先进的飞机及发动机设计，打破了传统制造的局限性。此外，数字化工厂还能帮助企业减少能源和原材料的消耗，实现可持续发展的目标。企业正在利用数据来改善资源效率，让供应链更合理，实现按需订购原材料，减少库存。但企业的目标远远不限于此。部分企业已经在规划无人值守工厂，在这些工厂中，电力将按需消耗。根据最新数据显示，自1990年起，工业品领域的能耗不断下降。但我们有理由相信，在数字化工厂的协助下，工业品企业在节能方面仍有潜力可挖。7思略特技术•通过综合的制造执行系统(MES)实现工厂内外部互联：数字化的第一步，是通过共用基础架构实现机器与其他资产间的互联。MES系统能实时规划和控制生产，提升效率、生产柔性和资产利用率。为了实现效益最大化，MES系统需要与ERP系统整合，从而让企业不仅实现内部流程的数字化，还能实现整条供应链的数字化。•协作机器人、数字孪生或增强现实等技术促使运营更精益、生产率更高：能够协助工人提升生产效率和产量、改善流程和产品质量的数字化技术正在迅速普及—未来五年，采用这些技术的企业数量有望翻番。工人和机器间的协作是重点发展领域，并诞生了数字孪生这种虚拟工厂的表现形式。增强现实的相关解决方案协助员工生产零缺陷的产品。•企业通过预测性数据分析和机器学习等手段做出更明智的决策：人工智能和数据分析是数字化工厂的推动力，半数以上的调研对象企业已经采用了智能化算法来做出更合理的运营决策。工厂内部和企业生态系统内部的全面互联，以及信息的智能化应用，对于保持竞争力而言将不可或缺。利用MES实现工厂内外部互联工厂智能互联的步伐正在加快。许多企业都已经采用了联网技术，通过MES等技术，以传感器读取频设识别芯片上的数据并传输到数据平台，将零部件、机器、生产管理、运输车辆、工人甚至产品相互连接（见图二）。例如博世力士乐在洪堡(Homburg)工厂开展了频射识别跟踪技术的全球试点（参见“博世力士乐：通过互联实现批量定制”）。通过使用MES，利用信息进行实时规划和控制成为可能：根据数据分析，感知或预测意外事件，并生成应对或优化的相关行动。部分企业还开发出基于系统的贮存监控系统，防止库存缺货并优化库存水平。许多企业还将眼光投向了数字化工厂之外的领域，力争横向整合从供应商、生产网络到客户的整条价值链。更先进的跟踪系统加上与ERP系统的动态连接，使得数据透明，能够使用数据分析来优化整条供应链的规划。如同工厂内部联网一样，这些流程也会利用传感器和射频识别芯片来生成数据并传递到中央规划平台（包括与主要价值链伙伴的接口）。单纯的系统互联并不足以支撑这一目标。为了实现真正的同步，打通客户需求、供应不足等外部因素与内部生产之间的对接，企业必须开发集成度更高的系统（MES、ERP、传感器），并且需要克服各自为政的企业文化。通过使用MES，利用信息进行实时规划和控制成为可能。8思略特ӷ෶$nӷ෶&nӷ෶$nӷ෶%nᅉीሙઙ图二数字化工厂的关键技术特点9思略特ݟԮ؇෶ን૘ඕݟԮ؇෶ን૘ඕ஡ݶ࿚ቛޡࠥcඃ࢛ߦࣛඃԮھߦࡰֆඃජĸ஡ᄊᄡԮھ؇ԋ෍c୨஧ߦ෍ᅰ࿽ඕԣਭ኉ԣࡩඃ҃؇෶ን૘ඕඕԣਭ኉ԣࡩඃ҃؇෶ን૘ඕ؇෶ን૘ඕ஡ᄊᄡඃ࢛c୨஧౵ِߦ՝ဥᅰቩĸቘ႓ව୨஧ඕԣਭ኉ԣࡩඃ҃؇ᅰቩĩඃىߦᄌࠦޓ࣑ӷ෶ĩථྥᅉڿခ༝ࠛߦᆛಞྥථ؋ܢளԣస؇෶ን૘ඕԣస؇෶ን૘ඕවٵԣస؇෶ንࠦՑྥĩࣞԣసݟՓඃ࢛ߦඕୣሽ౛ޗ਺ᄲݟԮᅰჱऔߨ౱ਁĸ኶༛ၛڡ؇ႤӨەĩ๓ථྥ੶ᆌ౛ٵԣస؇୨஧ߦԋ෍ĩᄗቛᄡ໙ِԣసঙڡࠜ੕ݟԮࠜ੕ݟ