工業(yè) 4.0,制造企業(yè)所面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

工業(yè) 4.0這個詞你一定不陌生，可是要想說清楚工業(yè) 4.0究竟是什么就比較困難了。

你還記得街邊的裁縫店嗎？服務(wù)熱情，制作的服裝非常合身，而且免費提供售后服務(wù)，比如當(dāng)你胖了，裁縫店還可以幫你改一改衣服的腰圍。

在第一次工業(yè)革命之前，裁縫、木匠和鐵匠在集市中接觸客戶，了解他們的需求，當(dāng)場進(jìn)行制作。第二次和第三次工業(yè)革命將市場活動標(biāo)準(zhǔn)化和全球化后，生產(chǎn)者和消費者被一個叫做“銷售和分銷渠道”的巨大鴻溝分開了。現(xiàn)在，由互聯(lián)網(wǎng)發(fā)起的零售革命讓用戶的個性化需求得以爆發(fā)，第四次工業(yè)革命之火被點燃。于是，在物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能和云計算等技術(shù)的幫助下，現(xiàn)代制造企業(yè)遵循先輩的足跡，再次聚集在集市中，以工業(yè)化規(guī)模，為每位客戶“量體裁衣”。這就是工業(yè)4.0。

具體來說，工業(yè) 4.0的本質(zhì)是以工業(yè)化生產(chǎn)單位成本滿足客戶的個性化需求，在實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長的同時，最大程度減少材料資源的浪費。

聽上去簡單嗎？實現(xiàn)起來可絕非易事。

1

我們先來看看制造企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)。

首先，制造企業(yè)需要知道每一位客戶的尺碼，之后由產(chǎn)品設(shè)計或工程團(tuán)隊來設(shè)計產(chǎn)品。僅此一步就給制造企業(yè)帶來了兩大挑戰(zhàn)。第一，如何對全球數(shù)百萬客戶進(jìn)行量體裁衣？第二，研發(fā)團(tuán)隊如何設(shè)計出一款產(chǎn)品，滿足每一位客戶的需求？

即使制造企業(yè)找到了解決這些問題的方法，但由于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)是建立在批量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的基礎(chǔ)之上，不管是車間設(shè)備還是辦公流程都無法針對高度個性化的產(chǎn)品需求做出迅速的反應(yīng)。

另外，由于全球化勞動力分工極大地拉長了供應(yīng)鏈，一件成品可能要經(jīng)過 10 多道獨立的生產(chǎn)工序，由 10 多個不同國家或地區(qū)的企業(yè)合作完成。哪怕是微小的需求變化都會對供應(yīng)鏈造成沖擊，高度個性化的產(chǎn)品需求更是會對供應(yīng)鏈造成逐級放大的長鞭效應(yīng)，導(dǎo)致原材料、半成品和成品庫存過剩。

所以，制造企業(yè)面臨了三項挑戰(zhàn)。

1. 研發(fā)團(tuán)隊如何像社區(qū)裁縫店一樣，與每位客戶進(jìn)行互動交流？

2. 如何組織車間生產(chǎn)，及時有效地響應(yīng)客戶的個性化訂單?

3. 如何組織全球供應(yīng)鏈，最大程度減少長鞭效應(yīng)？

面對這些挑戰(zhàn)，簡單地實施一兩套IT解決方案并不能解決問題，我們需要對現(xiàn)有的制造管理模式進(jìn)行徹底轉(zhuǎn)變。

2

但是，轉(zhuǎn)變的過程并不輕松。

在“產(chǎn)品生命周期管理”領(lǐng)域，盡管十幾年前就已經(jīng)提出了這個理論，但大多數(shù)制造企業(yè)實際上實施的是針對產(chǎn)品設(shè)計的“產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理”。并且由于制造企業(yè)缺乏對售后領(lǐng)域的技術(shù)投資，無法跟蹤客戶對產(chǎn)品的實際使用情況。因此，我們需要將重點從關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注產(chǎn)品的使用和提升每一位客戶的體驗。

在“訂單到交付”領(lǐng)域，傳統(tǒng)的瀑布式生產(chǎn)模式下，辦公室負(fù)責(zé)生產(chǎn)規(guī)劃，車間負(fù)責(zé)生產(chǎn)執(zhí)行，兩者之間是割裂的?！颁N售預(yù)測”成為生產(chǎn)的核心，所有的生產(chǎn)工作都圍繞這一假設(shè)展開。這種瀑布式的生產(chǎn)模式不但生產(chǎn)周期較長，而且風(fēng)險較大。一旦預(yù)測出現(xiàn)問題，或者單個客戶的需求發(fā)生變化，甚至是需求方或生產(chǎn)方發(fā)生意外事件，都無法做到及時響應(yīng)。因此，我們需要轉(zhuǎn)變模式，從瀑布式的生產(chǎn)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)槊艚莸纳a(chǎn)模式，讓辦公室與生產(chǎn)車間緊密合作，實時了解生產(chǎn)資源的可用性，并且動態(tài)地將客戶訂單與生產(chǎn)資源之間進(jìn)行匹配。

在“供應(yīng)鏈管理”領(lǐng)域，雖然“供應(yīng)鏈管理”要求對所有參與者保持信息透明度，但在實際操作中，大多數(shù)制造企業(yè)采用的只是“供應(yīng)商關(guān)系管理”，以便能夠從上下游合作伙伴那里獲取最大利潤。因此，對于大多數(shù)制造企業(yè)而言，生態(tài)系統(tǒng)協(xié)作仍是一個陌生的概念，原材料供應(yīng)商、零部件制造企業(yè)、倉庫和運輸公司之間的信息是無法做到實時共享的。我們需要設(shè)法找到一種機(jī)制，使得供應(yīng)鏈體系中的各個參與方都能夠?qū)崟r共享可信的信息，從而打破信息壁壘，實現(xiàn)高效協(xié)作。

如果剛才說到的模式轉(zhuǎn)變順利完成，制造企業(yè)就可以從以內(nèi)部流程為中心的僵化組織形式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥蛻魹橹行牡母叨让艚萁M織。不僅能夠響應(yīng)外部客戶需求，并且能夠以高度的敏捷性應(yīng)對意外事件。

聽到這里，你可能會有一個問題。為什么這些模式轉(zhuǎn)變現(xiàn)在才有意義，而在十年、二十年前卻沒有呢？

3

這是因為有四組越來越經(jīng)濟(jì)實惠的支撐性技術(shù)正在使這種轉(zhuǎn)變成為可能。

第一組技術(shù)是低成本的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，幫助我們將物理世界與信息化的網(wǎng)絡(luò)世界實時連接起來。通過信息物理系統(tǒng)，物理世界和信息世界能夠做到有效整合、實時交互。

產(chǎn)品設(shè)計或工程設(shè)計團(tuán)隊不僅能夠深入到售后領(lǐng)域，充分了解產(chǎn)品使用情況，還可以實現(xiàn)持續(xù)性研發(fā)，以迭代方式不斷改進(jìn)產(chǎn)品，并通過動態(tài)訂單路徑將客戶訂單動態(tài)地與機(jī)臺鏈接起來。

此外，供應(yīng)鏈管理團(tuán)隊還可以跟蹤司機(jī)、車輛和貨的實時運輸情況以及倉庫的位置和容量。

第二組技術(shù)是區(qū)塊鏈，它與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，通過弱中心化的超級賬本使整個行業(yè)價值鏈中的所有企業(yè)都能夠高效共享可信的信息。從而幫助行業(yè)價值鏈中的企業(yè)通過生態(tài)系統(tǒng)協(xié)作，不斷完善目前的業(yè)務(wù)關(guān)系。

由于在產(chǎn)品及設(shè)備上安裝了傳感器和執(zhí)行器，將其鏡像到信息空間，并且通過區(qū)塊鏈技術(shù)將信息在整個價值鏈中進(jìn)行共享，我們所面對的實時數(shù)據(jù)和決策點的數(shù)量是以前所無法想象的。以往，企業(yè)的售后服務(wù)團(tuán)隊和研發(fā)團(tuán)隊可能只需要跟蹤幾十個產(chǎn)品的使用情況，生產(chǎn)規(guī)劃團(tuán)隊只需要將幾百個批量訂單與幾十條生產(chǎn)線進(jìn)行匹配，供應(yīng)鏈管理團(tuán)隊只需要跟蹤幾千輛載貨卡車，決策團(tuán)隊的決策周期可能是幾個星期或者幾個月。而現(xiàn)在，我們面對的是來自于幾十萬甚至上百萬個實體的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)之間存在幾萬種可能的組合，并且企業(yè)需要在幾秒鐘之內(nèi)做出決策。

這就需要用到第三組技術(shù)來“救場”。他們是大數(shù)據(jù)、優(yōu)化引擎、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，在這些技術(shù)的支持下，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺能夠即時采集數(shù)以百萬計的海量數(shù)據(jù)，進(jìn)行學(xué)習(xí)并找到最優(yōu)解決方案。

第四組技術(shù)就是能夠使上面提到的技術(shù)應(yīng)用越來越經(jīng)濟(jì)實惠、越來越廣泛普及的云計算。

我們明白了制造企業(yè)所面臨的運營挑戰(zhàn)、所需的管理模式轉(zhuǎn)變，也了解了各項支持技術(shù)。下面要知道的就是工業(yè) 4.0 的藍(lán)圖應(yīng)該如何繪制？該從何處入手？以哪種方式開啟我們的工業(yè) 4.0 之旅？

4

被智能制造這個名字所誤導(dǎo)，有些制造企業(yè)認(rèn)為購買自動化生產(chǎn)線就能實現(xiàn)智能制造，結(jié)果在投入了數(shù)百萬美元購置最先進(jìn)的硬件之后，發(fā)現(xiàn)自己仍然不是“智能制造企業(yè)”。

有些制造企業(yè)將物聯(lián)網(wǎng)等同于智能制造，安裝各種類型的傳感器改造生產(chǎn)線，使工廠經(jīng)理能夠通過顯示器監(jiān)控生產(chǎn)過程，但使用后發(fā)現(xiàn)并沒有帶來太大價值。

有些制造企業(yè)投資了由機(jī)器學(xué)習(xí)支持的預(yù)測性維護(hù)解決方案，但他們也會對預(yù)測模型最初的準(zhǔn)確度感到失望。

還有些制造企業(yè)將云計算等同于智能制造，他們認(rèn)為將 ERP 和 MES 遷移到云端就可以實現(xiàn)智能制造的飛躍。

正如上面所說，大多數(shù)制造企業(yè)都在戰(zhàn)略規(guī)劃方面花費了大量的時間和金錢，但他們所獲得的大部分是與實際運營無關(guān)的花哨的技術(shù)術(shù)語。

IBM 有一種整合方法，將戰(zhàn)略藍(lán)圖規(guī)劃、組織與文化發(fā)展、信息系統(tǒng)構(gòu)建以及持續(xù)試點結(jié)合起來。這種方法可以幫助制造企業(yè)采用一種結(jié)構(gòu)化的、全面而長期的視角來審視工業(yè) 4.0 之旅，通過推動整個組織的學(xué)習(xí)，來實現(xiàn)直接的業(yè)務(wù)效益。

藍(lán)圖規(guī)劃勾勒出一個過程，將面向客戶的生產(chǎn)資源、組織架構(gòu)、企業(yè)文化和信息系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈和云計算等支持技術(shù)完美的結(jié)合起來。

比如為了促進(jìn)組織與文化發(fā)展，可以建立數(shù)字化辦公室或精英團(tuán)隊，匯集工程、制造、供應(yīng)鏈、售后服務(wù)以及銷售與營銷部門的成員，讓他們通過學(xué)習(xí)和實施工業(yè) 4.0 舉措，實現(xiàn)在售后服務(wù)、持續(xù)工程、辦公與車間一體化運營以及價值鏈生態(tài)系統(tǒng)協(xié)作方面的重大突破。

值得注意的是，在構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺時，必須實現(xiàn)辦公業(yè)務(wù)流程與車間運營一體化，并以此為基礎(chǔ)，在個性化客戶服務(wù)、產(chǎn)品設(shè)計和供應(yīng)鏈優(yōu)化等方面基于數(shù)據(jù)做出更明智的決策。

最后，工業(yè) 4.0 之旅要求制造企業(yè)在實踐中不斷學(xué)習(xí)。敏捷的組織不會花費幾年時間去規(guī)劃一個完美的解決方案，而是采用“車庫方法”，從持續(xù)建立原型開始，首先推出最小可行產(chǎn)品或流程，通過持續(xù)收集來自內(nèi)部和外部客戶的反饋，以迭代方式不斷進(jìn)行完善。

最后總結(jié)一下，在今天的IBM超in播之“讀懂商業(yè)經(jīng)” 中，IBM為您呈現(xiàn)了以下幾個觀點:

? 工業(yè) 4.0的本質(zhì)是以工業(yè)化生產(chǎn)單位成本滿足客戶的個性化需求，在實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長的同時，最大程度減少材料資源的浪費。

? 面對挑戰(zhàn)，制造企業(yè)需要在“產(chǎn)品生命周期管理”、“訂單到交付”和“供應(yīng)鏈管理”三個領(lǐng)域發(fā)生轉(zhuǎn)變。

? 工業(yè) 4.0 轉(zhuǎn)型之旅并非易事，需要將整體的藍(lán)圖規(guī)劃和敏捷的“車庫方法”相結(jié)合，幫助制造企業(yè)采用一種結(jié)構(gòu)化的、全面而長期的視角來審視工業(yè) 4.0 之旅。