在當今的數(shù)字化時代,“云大物移”正在深刻地影響每個人的生活方式和每個企業(yè)的運營方式。在與制造企業(yè)進行交流,以及在國際考察時,我發(fā)現(xiàn)制造企業(yè)非常關(guān)注數(shù)字化轉(zhuǎn)型;在給企業(yè)培訓的過程中,我也多次講述制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主題。
● 那么,何謂數(shù)字化轉(zhuǎn)型?
● 制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型究竟有哪些可以借鑒的模式?
● 制造企業(yè)如何進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型?
值此乙亥年春節(jié)之際,特撰寫本文,解讀制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的六大關(guān)鍵問題,分享我對制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的心得體會,希望能夠給正在積極推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的制造企業(yè)帶來一定的啟示。
首先,關(guān)于“數(shù)字化”,有兩個英文詞匯,看起來差不多,但內(nèi)涵差異很大。一個是Digitization,其含義是將模擬信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息(例如將手工填寫的單據(jù)自動識別轉(zhuǎn)為數(shù)字信息);另一個是Digitalization,指的是將數(shù)字技術(shù)融合到企業(yè)之中,深化應(yīng)用各種業(yè)務(wù)軟件和物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策分析,徹底變革企業(yè)的業(yè)務(wù)流程。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型(Digital Transformation)實際上就是企業(yè)真正實現(xiàn)Digitalization的過程。面向個人的生活服務(wù)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型非常迅速,如今,我們訂機票、買火車票、租車、訂酒店、購物、訂餐等各類生活服務(wù)幾乎都可以通過數(shù)字手段在線完成,各種在線服務(wù)的平臺競爭十分激烈。
對于制造業(yè)而言,面向個人消費者的行業(yè),例如家電、家居、手機、汽車等行業(yè)的企業(yè),數(shù)字化轉(zhuǎn)型的壓力巨大,轉(zhuǎn)型也相對迅速;而面向企業(yè)客戶的行業(yè),例如裝備制造、能源、零部件、原材料等行業(yè),數(shù)字化轉(zhuǎn)型的步伐則相對遲緩。不論屬于什么類型、什么行業(yè),每個企業(yè)都應(yīng)當思考、建立,并推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,數(shù)字技術(shù)的深化應(yīng)用將對企業(yè)的商業(yè)模式、業(yè)務(wù)運營、決策方式、組織形態(tài)和企業(yè)文化等方面帶來深遠影響。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的日益普及,計算和存儲能力的迅猛發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)的廣泛應(yīng)用,以及工業(yè)軟件的不斷進化,數(shù)據(jù)的采集、存儲、傳輸、展現(xiàn)、分析與優(yōu)化都具備了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。在這種背景下,制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮勢不可擋。
善于深度應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的制造企業(yè)將贏得顯著的競爭優(yōu)勢。例如,通過對采購、生產(chǎn)、庫存、資金、質(zhì)量、能耗、設(shè)備狀態(tài)等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的及時洞察,可以幫助企業(yè)對運營管理中的各類復雜問題能夠不僅知其然,也知其所以然;通過對員工工作實績的采集與分析,可以進一步激發(fā)員工的潛能;通過根據(jù)客戶需求實現(xiàn)個性化定制,可以提升客戶滿意度;通過對營銷數(shù)據(jù)的采集與分析,可以在市場上真正做到知己知彼,更好地服務(wù)客戶;
優(yōu)秀的制造企業(yè)也在一直致力于產(chǎn)品本身的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)感知與遠程控制,提高產(chǎn)品的附加值,增加服務(wù)收入。同時,也只有推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型,制造企業(yè)才能應(yīng)對日益復雜的合規(guī)性要求,尤其是對于醫(yī)藥、食品等民生行業(yè),以及出口導向型企業(yè),必須通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的可追溯。
制造企業(yè)組織、業(yè)務(wù)、產(chǎn)品和價值鏈的復雜性,為制造企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來諸多障礙。事實上,數(shù)字化轉(zhuǎn)型并非單項技術(shù)的應(yīng)用,也不僅僅是個技術(shù)命題,更是一個戰(zhàn)略和管理命題。因此,制造企業(yè)需要深度剖析數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求和突破口,建立明確的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路線圖。如果沒有清晰的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,把各種時髦的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)“囫圇吞棗”地應(yīng)用,不僅起不到真正提升企業(yè)核心競爭力的效果,還有可能投資巨大,收益甚小,甚至搬起石頭砸了自己的腳。
具體來說,制造企業(yè)推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型面臨的難點至少包括以下方面:
① 企業(yè)高層沒有意識到數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必要性、緊迫性和復雜性,觀念還停留在部署常用的IT系統(tǒng)。實際上,數(shù)字化轉(zhuǎn)型遠遠不是IT部門能夠?qū)崿F(xiàn)的,必須由企業(yè)的決策層引領(lǐng),自頂向下推進。
② 企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用了諸多信息系統(tǒng),但是孤島縱橫,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不準確,編碼體系不統(tǒng)一,推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型無從下手。
③ 不少企業(yè)認為推進自動化系統(tǒng)能夠更加立竿見影,普遍存在重自動化、輕數(shù)字化的狀況。我走進很多企業(yè),都發(fā)現(xiàn)企業(yè)更加重視產(chǎn)線的自動化和少人化,但是設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)差,車間沒有真正實現(xiàn)可視化。
④ 企業(yè)投資推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型沒有取得顯著效果,制約了企業(yè)進一步推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的動力。例如,一些企業(yè)雖然投資自建了電商平臺,在流量為王的時代,客戶還是被主流的電商平臺所掌控,自建平臺沒有達到預期效果。
⑤ 制造業(yè)的各個細分行業(yè)差異很大,處在各個產(chǎn)業(yè)鏈中不同位置的企業(yè)個性化很強,數(shù)字化轉(zhuǎn)型的突破口也各不相同,并沒有可以直接照搬的模板。
⑥ 我國制造企業(yè)的利潤率較低,推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型往往缺乏足夠的資金進行投入。
制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是全方位的,數(shù)字技術(shù)的深化應(yīng)用將從以下六個方面徹底變革制造企業(yè)。
① 商業(yè)模式轉(zhuǎn)型。
按服務(wù)績效付費(Pay by use)是一種基于數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的全新商業(yè)模式。企業(yè)不再是銷售產(chǎn)品,而是銷售產(chǎn)品使用的服務(wù)。要實現(xiàn)Pay by use,企業(yè)首先應(yīng)當實現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化,產(chǎn)品本身應(yīng)當成為一個CPS系統(tǒng)(具有通信、計算和控制能力);在此基礎(chǔ)上,建立監(jiān)控產(chǎn)品運行的云平臺,能夠?qū)Ξa(chǎn)品運行進行狀態(tài)監(jiān)控,進而實現(xiàn)預測性維護。英國羅爾斯羅伊斯公司是該領(lǐng)域的先驅(qū)者,已實現(xiàn)航空發(fā)動機的Pay by use;德國凱撒空壓機公司也借助SAP軟件系統(tǒng),實現(xiàn)了從銷售空壓機向提供空氣壓縮服務(wù)的轉(zhuǎn)型。此外,企業(yè)推進在線的產(chǎn)品個性化定制,以及開展線上線下相結(jié)合的體驗式營銷,也屬于商業(yè)模式轉(zhuǎn)型。在這方面,紅領(lǐng)和尚品宅配是轉(zhuǎn)型成功的典型案例。
② 服務(wù)模式轉(zhuǎn)型。
企業(yè)通過開發(fā)產(chǎn)品服務(wù)的APP,讓客戶可以實現(xiàn)自助式服務(wù),從而提升服務(wù)效率。例如,美的提供了智慧家居全屋智能解決方案,可以監(jiān)控各種智慧家居產(chǎn)品。此外,一些全球領(lǐng)先的裝備制造企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了對其產(chǎn)品的遠程狀態(tài)監(jiān)控和預測性維修維護。例如,FANUC推出了零宕機服務(wù),對正在服役的工業(yè)機器人提供遠程運維服務(wù),如果傳感器指示關(guān)鍵零部件有故障隱患,則可以提前預警,并利用客戶企業(yè)工休時間進行維修,確?？蛻裟軌蛘Ｊ褂谩?/p>
此外,AR(增強現(xiàn)實)技術(shù)在設(shè)備維護方面也大有可為,可以通過展現(xiàn)設(shè)備傳感器的數(shù)據(jù),顯示零部件的裝配過程等方式,大大提高設(shè)備維護的效率。日本小松公司利用無人機拍攝施工現(xiàn)場的三維地圖,與工地地基的三維模型進行比對,計算出應(yīng)挖掘的土方,在此基礎(chǔ)上可以計算出需要的工程機械,從而實現(xiàn)智能施工。小松成為應(yīng)用數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)智能服務(wù)的典范。
③ 研發(fā)模式轉(zhuǎn)型。
在新產(chǎn)品研發(fā)過程中,數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛。例如,通過仿真驅(qū)動設(shè)計,減少實物試驗;通過產(chǎn)品全生命周期的研發(fā)數(shù)據(jù)和流程管理,提高零部件的重用率,提升研發(fā)效率,降低研發(fā)成本,實現(xiàn)異地協(xié)同研發(fā);甚至可以通過互聯(lián)網(wǎng)收集客戶對產(chǎn)品的需求,在研發(fā)過程中,實現(xiàn)眾包設(shè)計。此外,創(chuàng)成設(shè)計技術(shù)(Generative Design)可以根據(jù)設(shè)計約束條件由軟件系統(tǒng)自動生成符合條件的設(shè)計方案,這是設(shè)計方法的革命。
④ 運營模式轉(zhuǎn)型。
企業(yè)運營過程中,有很多數(shù)字化轉(zhuǎn)型的場景,可以幫助企業(yè)實現(xiàn)精細化管理。例如,推進業(yè)務(wù)流程管理,貫穿多個信息系統(tǒng);廣泛推進移動應(yīng)用,將各層次管理者所需要的數(shù)據(jù)和故障預警信息推送到移動終端,實現(xiàn)業(yè)務(wù)運作過程的可視化。
⑤ 制造模式轉(zhuǎn)型。
在機械加工過程中,MAZAK、牧野機床、通快、FANUC等很多優(yōu)秀企業(yè)已經(jīng)廣泛應(yīng)用了柔性制造系統(tǒng)(FMS),實現(xiàn)全自動化地加工不同的機械零件。
在FMS系統(tǒng)中,看得到的是高度自動化,而實際上更重要的是整個FMS系統(tǒng)的計劃安排、物流調(diào)度、刀具管理、加工程序配置等方面,全面實現(xiàn)了數(shù)字化管控。在鈑金加工過程中,通快集團已幫助很多企業(yè)部署了全自動上下料,然后進行板材的剪切、沖孔、折彎、焊接的全自動柔性加工,這同樣需要依賴數(shù)字化系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的無縫集成;在電子制造的SMT生產(chǎn)線上,廣泛應(yīng)用了機器視覺系統(tǒng),來自動進行質(zhì)量檢測。此外,增材制造技術(shù)的原理是將零件三維模型進行分層,針對每一層的截面形狀的實體部分增加材料,因此,數(shù)字化技術(shù)是實現(xiàn)增材制造的基礎(chǔ)。
⑥ 決策模式轉(zhuǎn)型。
通過推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型,企業(yè)會擁有海量的數(shù)據(jù),包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)、經(jīng)營數(shù)據(jù)、客戶數(shù)據(jù)和外部市場數(shù)據(jù)等。企業(yè)對這些海量的異構(gòu)數(shù)據(jù)進行多維度的分析,提高數(shù)據(jù)分析的實時性和可視化,實現(xiàn)數(shù)據(jù)治理,基于數(shù)據(jù)驅(qū)動進行決策,并利用人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)分析數(shù)據(jù)背后蘊含的關(guān)鍵信息。
近幾年,BI系統(tǒng)的應(yīng)用呈現(xiàn)出爆發(fā)性增長的趨勢。同時,將數(shù)據(jù)分析的結(jié)果與企業(yè)的管理手段結(jié)合起來,可以真正起到提升管理水平,優(yōu)化企業(yè)運營的效果。最近,我訪問美的微波爐工廠,發(fā)現(xiàn)該工廠在大屏幕的生產(chǎn)指揮系統(tǒng)面前(美的稱為作戰(zhàn)室)召開每天早上和下班前的工作例會,用數(shù)據(jù)說話,通過對比不同產(chǎn)線和車間的績效,促進各層次管理者提高管理績效。我感覺這種方式實效顯著。
制造企業(yè)推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)和必要條件。數(shù)字化和自動化是企業(yè)實現(xiàn)智能制造的兩大支柱,自動化系統(tǒng)要實現(xiàn)柔性,必須依賴數(shù)字化系統(tǒng)的支撐。
而實現(xiàn)人工智能技術(shù)的應(yīng)用,也有賴于數(shù)字化系統(tǒng)采集、存儲和篩選數(shù)據(jù)。李培根院士指出,推進智能制造需要注重使能技術(shù)的研發(fā)。各種數(shù)字化系統(tǒng)和工業(yè)軟件就是支撐智能制造最重要的使能技術(shù)之一。2018年10月,國家工信部正式批準組建國家數(shù)字化設(shè)計與制造創(chuàng)新中心,顯示出國家高度重視推動制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,致力于實現(xiàn)智能制造關(guān)鍵使能技術(shù)的自主研發(fā)與創(chuàng)新。
2016年,e-works提出了智能制造的金字塔架構(gòu),受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。金字塔的底部是使能技術(shù)層,包括ICT技術(shù)、工業(yè)自動化技術(shù)、先進制造技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)管理和人工智能技術(shù)五大類使能技術(shù);第二層是推進智能產(chǎn)品和智能服務(wù),實現(xiàn)商業(yè)模式的創(chuàng)新;第三層是部署智能裝備,建立智能產(chǎn)線,打造智能車間,建設(shè)智能工廠,實現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新;第四層是開展智能管理、智能研發(fā)和智能物流供應(yīng)鏈,實現(xiàn)運營模式的創(chuàng)新;第五層是智能決策,實現(xiàn)決策模式的創(chuàng)新。事實上,對于智能制造應(yīng)用的各個范疇,數(shù)字化技術(shù)都提供了重要的支撐:
● 智能產(chǎn)品: CPS、adas、產(chǎn)品性能仿真
●智能服務(wù): Digital twin、狀態(tài)監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實
●智能裝備:CAM系統(tǒng)、增材制造支撐軟件
●智能產(chǎn)線:FMS的控制軟件系統(tǒng)、協(xié)作機器人的管控系統(tǒng)
●智能車間:數(shù)據(jù)采集(SCADA)、車間聯(lián)網(wǎng)、MES、APS
●智能工廠: 視覺檢測、設(shè)備健康管理、工藝仿真
●智能研發(fā): CAD、CAE、EDA、PLM、嵌入式軟件、設(shè)計成本管理、DFM分析、拓撲優(yōu)化
●智能管理: ERP、CRM、EAM、SRM、MDM、質(zhì)量管理、企業(yè)門戶
智能物流與供應(yīng)鏈:AGV、SLAM、自動化立庫、WMS、TMS、DPS(數(shù)字揀貨系統(tǒng))
●智能決策:BI、工業(yè)大數(shù)據(jù)、EPM(企業(yè)績效管理)、移動應(yīng)用
制造企業(yè)要推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型,必須明確數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,制定數(shù)字化轉(zhuǎn)型規(guī)劃,然后實現(xiàn)規(guī)劃的落地。在這個過程中,制造企業(yè)需要借助專業(yè)的咨詢服務(wù)機構(gòu),來完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型的現(xiàn)狀診斷、需求分析、流程梳理、整體框架設(shè)計和實施方案制定等過程。
第一步是評估數(shù)字化轉(zhuǎn)型的現(xiàn)狀。
e-works在2011年就推出了兩化融合成熟度評估體系,有六大行業(yè)版本,后來又推出智能制造和智能工廠評估體系,工信部相關(guān)研究機構(gòu)也推出了相關(guān)的評估體系。制造企業(yè)可以通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀評估,了解價值鏈各個環(huán)節(jié)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的深度、廣度和應(yīng)用效果,還存在哪些數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的斷點,并對各個分支機構(gòu)進行比較,與行業(yè)標桿進行對標,從而明確企業(yè)進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。
第二步是分析企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機會與突破口。
通過廣泛的企業(yè)內(nèi)部調(diào)研與行業(yè)最佳實踐分析,結(jié)合行業(yè)的標準規(guī)范和合規(guī)性需求,基于企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,來梳理企業(yè)推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求,并根據(jù)重要度與可行性來確定企業(yè)推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的突破口。
第三步是明確企業(yè)數(shù)字化系統(tǒng)的整體框架。
分析企業(yè)的業(yè)務(wù)流程在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中應(yīng)當如何進行優(yōu)化,確定企業(yè)進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵考核指標,制定數(shù)字化系統(tǒng)的整體框架,明確企業(yè)未來三到五年數(shù)字化轉(zhuǎn)型的整體規(guī)劃。
第四步是確定企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的路線圖。
明確各個數(shù)字化系統(tǒng)的具體功能、部署方式和集成方案;確定數(shù)據(jù)采集、設(shè)備聯(lián)網(wǎng),IT與OT集成方案;制定數(shù)字化轉(zhuǎn)型的年度投資計劃;明確推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的組織體系;分析數(shù)字化轉(zhuǎn)型的投資收益;預測數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程可能存在的風險和規(guī)避策略。
第五步是根據(jù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的規(guī)劃落地實施,并及時修訂規(guī)劃。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型的規(guī)劃也應(yīng)該是三年一規(guī)劃,一年一滾動。企業(yè)應(yīng)當對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的狀況進行年檢,并結(jié)合企業(yè)實際情況的變化和新興技術(shù)的發(fā)展,對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的規(guī)劃進行修訂。同時,企業(yè)應(yīng)當高度重視數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心團隊建設(shè),將IT部門、自動化部門、規(guī)劃部門和推進精益的部門結(jié)合起來,并聘請外部的專家顧問,從而確保企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程一步一個腳印,取得實實在在的效益。
推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型,企業(yè)是主體。要真正實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,需要企業(yè)高層有決心、有毅力,真正理解數(shù)字化轉(zhuǎn)型的內(nèi)涵,引領(lǐng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型不能搞形式主義,走過場,也不需要搞大而全,必須根據(jù)企業(yè)自身的需求,在產(chǎn)業(yè)鏈中的地位,企業(yè)的實力和發(fā)展愿景制定個性化的數(shù)字化轉(zhuǎn)型策略?？梢灶A見,會有越來越多的制造業(yè)提出數(shù)字化轉(zhuǎn)型的咨詢服務(wù)需求,而同時,能夠提供這類咨詢服務(wù)的咨詢機構(gòu)也需要經(jīng)過長期的實踐,擁有經(jīng)驗豐富的咨詢服務(wù)團隊。
