【中國傳動網 行業(yè)動態(tài)】 隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術的發(fā)展，智能制造已成為制造業(yè)企業(yè)的主要發(fā)力方向，而數(shù)字化工廠作為邁向智能工廠的基礎，能夠迅速根據(jù)客戶需求定制產品，快速應對不斷變化的需求和趨勢，但是現(xiàn)階段數(shù)字化工廠的實現(xiàn)仍面臨著各方面的阻礙。

近期，普華永道思略特分析了數(shù)字化工廠發(fā)展的阻礙，以及企業(yè)突破阻礙、實現(xiàn)數(shù)字化應走的路線和計劃。以下是億歐智庫為您帶來的精選分享。

尖端科技幫助我們窺探未來制造，了解制造商如何在競爭中保持優(yōu)勢。

工業(yè)界經歷數(shù)字化的陣痛期已逾十幾年。借助企業(yè)資源計劃（ERP）和制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），核心規(guī)劃、進度安排、倉儲、庫存管理以及物流流程實現(xiàn)了精簡和自動化。但這些成就僅囿于技術領域，支持工廠的個別職能領域，而非在更廣的層面上提升工廠整體效能及其供應鏈效率。

時至今日，數(shù)字化陣痛已然成為過去，制造商們步入了數(shù)字化紅利的黃金期。伴隨著高端智能傳感器、人工智能、大數(shù)據(jù)庫、機器人以及它們與云技術的廣泛結合，制造商正迎來一個新紀元：集成式工廠能夠迅速根據(jù)客戶需求定制產品，快速應對不斷變化的需求和趨勢。這種全面數(shù)字化的工廠能夠成為助力飛躍式發(fā)展的催化劑，提升生產力、產量和市場份額，優(yōu)化財務和運營績效以及加強供應鏈管控和透明度。與此同時，數(shù)字化工廠在安全、環(huán)境可持續(xù)性和控制碳排放量等方面亦有亮眼表現(xiàn)。

數(shù)字化工廠作為一套覆蓋廣泛的網絡體系也被稱為工業(yè)4.0，而之前的三次工業(yè)化浪潮分別由蒸汽機機械化、電力與流水線以及計算機的問世所驅動。該網絡體系中采用的設備來自于物聯(lián)網，整合形成端到端的生態(tài)體系。這一生態(tài)體系涵蓋了內部職能（如銷售、采購、工程設計以及研發(fā)）和外部參與者（如供應商和客戶）。

數(shù)字化工廠能夠迅速根據(jù)客戶需求定制產品，快速應對不斷變化的需求和趨勢。

技術進步仍在不斷塑造著數(shù)字化工廠的生態(tài)，從如今的初期形態(tài)來看，數(shù)字化工廠更像是德國奧格斯堡的富士通工廠。在這里，包羅萬象的信息技術支撐起一個“超級供應市場”，儲存著富士通的電腦及其他硬件產品零件?？蛻粲唵我坏?，機器人便會自動挑揀并組裝零件，裝入無人駕駛電動車，即物流火車，之后，通過準時化順序供應流程運往生產站點。由于每件組裝產品的具體規(guī)格可能有所差異，因此動態(tài)屏幕會精確顯示每個訂單所需零件并展示具體的操作指南。產品特征的調整能夠在短時間內由現(xiàn)場工程設計團隊在組裝過程中完成，現(xiàn)場工程師還能夠根據(jù)客戶最新要求及時做出調整?；诿颗_設備的歷史及實時數(shù)據(jù)，可預測性維護流程能夠防患于未然，避免故障發(fā)生，極大地縮短停工期。由于整個生產過程實現(xiàn)了無紙化，工廠幾乎沒有任何碳足跡，其日產量能夠達到12000臺計算機以及1000多臺服務器，這些成就使得富士通奧格斯堡工廠躋身全球生產效率和成本效益最高的工廠之列。

用數(shù)字化實現(xiàn)定制化

雖然成就可圈可點，但富士通德國工廠也只是昭示了數(shù)字化工廠的諸多潛力之一。普華永道最近對200家德國制造商的調研顯示，制造商對數(shù)字化工廠概念的接受過程總體較為緩慢（德國企業(yè)在生產創(chuàng)新領域享有盛譽，因此，此次調研將德國企業(yè)作為全球發(fā)達制造商的代表）。盡管超過九成的受訪者表示，他們設立了專款用于數(shù)字化工廠的建設，但這些投資卻過多地集中于單獨的或不完全整合的技術當中。只有6%的企業(yè)將自己的工廠歸為“全面數(shù)字化”的行列。

此次調研最有趣的地方在于，盡管制造商尚未全盤接受數(shù)字化，但他們已經開始認識到數(shù)字化的戰(zhàn)略潛力，而此前他們往往對之視若無睹。但這并不意味著制造商們不再重視切實的戰(zhàn)略考量了。事實上，98%的受訪者仍在某種程度上將數(shù)字化簡單地等同于提高生產效率的手段。但與此同時，高達74%的企業(yè)將區(qū)域化視作數(shù)字化投資的主要原因。區(qū)域化即指有能力在產品銷售市場建廠和擴建，通過定制化產品以及升級服務水準達到增加營收的目的。

此外，隨著數(shù)字化日新月異的發(fā)展，根據(jù)客戶喜好迅速定制產品并且為客戶打造專屬產品的前景似乎成為了影響生產決策的關鍵因素，相比之下削減勞動力成本的影響似乎退居次席。事實上，目前僅有20%的受訪企業(yè)正計劃將工廠遷至亞洲、東歐及南美等勞動力成本較低的國家。近80%的受訪企業(yè)將目光鎖定在西歐（主要客戶群所在地）以尋找數(shù)字化工廠需要的新能力。從阿迪達斯新建的“SPEED工廠”便不難看出這一趨勢。2017年和2018年這一新概念工廠分別在德國的安斯巴赫和美國的亞特蘭大落成。在這些工廠里，自動化生產線由程序員進行管理，所需原料由監(jiān)控整個供應鏈的網絡提供，依托這些優(yōu)勢，“SPEED工廠”能夠在5小時內生產出一雙昂貴的多功能定制運動鞋。而在數(shù)字化程度低、成本低的亞洲工廠中，這一過程需花費數(shù)周之久。阿迪達斯表示，一旦形成規(guī)?；癝PEED工廠”將在幾年之內收回成本。新概念工廠還有望大大縮短新設計的交付周期，迅速應對不斷變化的顧客喜好。

技術主軸的現(xiàn)代化

數(shù)字化工廠的一些技術主軸包括相對過時的軟件（主要是過去的企業(yè)資源計劃和制造執(zhí)行系統(tǒng)，甚至是EXCEL制表軟件）。使用這些軟件的初衷是為了進行基礎的計劃并解決操作效率低下的問題。通過傳感器和云技術將這些零散的數(shù)據(jù)以及分析網絡整合進一個共同的基礎設施，就可能實現(xiàn)零件、機器、生產經理、運輸車和流水線工人之間以及整個生態(tài)系統(tǒng)內的實時交流，這樣一來就大大縮短了從原材料轉變?yōu)槌善返臅r間和距離，有助于完成機器設備的及時維護。

數(shù)字化制造的影響力很大一部分來自于科技的飛躍?？萍歼M步的腳步仍未停止，傳統(tǒng)的ERP時代已成為過去。例如，機器人能夠通過重復而非編程進行學習，這種設備的出現(xiàn)使人類能夠迅速訓練機器進行多任務處理，并且在出現(xiàn)不同任務要求時，根據(jù)優(yōu)先級靈活安排機器人從事不同活動。

另一個例子是無人機。無人機能夠迅速將缺失的部件運至組裝站，并且實現(xiàn)工廠和設備的可視化監(jiān)管。奧地利的汽車供應商MagnaSteyr對無人機的應用更為廣泛，在格拉茨的工廠里，無人機獨立飛過流水線，掃描物料標簽來比較倉庫中現(xiàn)有的儲備，為管理工廠庫存清單的網絡提供信息。MagnaSteyr還采用了數(shù)字化工廠頗為有趣的一項功能，這項功能的潛在價值正開始顯現(xiàn)：即數(shù)字化孿生或工廠的虛擬復現(xiàn)。該技術能夠將形式、功能和化學物理流程進行復現(xiàn)。因此，新工廠能夠從三個維度進行設計和建造，而潛在的差錯和低效會在工廠投入使用前得到解決。當工廠正式投入運行后，實際的運營表現(xiàn)以及任務數(shù)據(jù)能夠傳輸回虛擬工廠中，這樣一來就能不斷進行監(jiān)管和調整，以最高的效率優(yōu)化流程以及維護設備。

了解阻礙

勞動力構成將是數(shù)字化工廠必須應對的棘手難題。數(shù)字化工廠的先進生產方式代表了一種全新的人機交互模式，許多工人或制造商對此仍毫無準備。了解數(shù)字化工廠對公司員工的影響十分重要，其重要性絲毫不亞于計算數(shù)字化工廠的經濟效益，部分原因在于前者最終會對后者產生影響。因工廠重視新技術而感到被邊緣化或者沒有能力在該環(huán)境中工作的員工將會阻礙工廠的成功發(fā)展。

純粹從這一角度來看，許多公司清楚地認識到自己還沒有為數(shù)字化工廠做好準備。我們的調查顯示，近半數(shù)的制造商認為他們的員工不愿意擁抱數(shù)字化變革，也有半數(shù)的受訪者認為其公司缺乏真正的數(shù)字文化。一種解決方案便是重新培訓公司中能力出眾的工人，使其精通工廠自動化設備編程，并培養(yǎng)其數(shù)據(jù)敏感度；另一種解決方案是支持政府的學徒項目，招聘更符合數(shù)字工廠要求的員工。換句話說，制造商不應消極應對變化，而應主動出擊，重新調整當前和未來員工的技能。

但僅解決勞動力難題還遠遠不夠。高層管理人員必須積極推進數(shù)字化舉措，并在公司上下公開表示支持，通過向員工闡述技術的裨益，提升員工對新戰(zhàn)略的信任度和接受度。

管理人員可以向工人保證，數(shù)字化工廠能讓他們避免高度重復、耗費體力和危險的工作，同時提高準確性和生產力。工人可以享受更加生態(tài)環(huán)保、清潔干凈的工廠環(huán)境，其就業(yè)和薪資前景也將更加廣闊。近半數(shù)的受訪者預計數(shù)字化工廠的工人薪資將會增加，退休年齡將延遲；86%的受訪者預計員工的工作時間仍保持不變。這表明員工可以與公司共享效率和收入增長的紅利。

前進之路

數(shù)字化發(fā)展的阻礙會對一些制造商造成寒蟬效應。盡管工廠現(xiàn)代化的長期效益顯而易見，且競爭對手通過采用新技術勢必構成威脅，但制造商仍對工廠現(xiàn)代化感到畏怯。前進的必由之路便是腳踏實地、穩(wěn)扎穩(wěn)打地實現(xiàn)數(shù)字化。以下是數(shù)字化六步走計劃。

1.制定數(shù)字化工廠戰(zhàn)略

為數(shù)字化工廠繪制一套連貫的模型，緊密關聯(lián)公司的整體業(yè)務戰(zhàn)略，且能在公司上下切實執(zhí)行。在確定數(shù)字化工廠的優(yōu)先事項時，確保人員與技術同等重要。為了成功落實這一關鍵步驟，需建立一個強大的內部贏家網絡，由高層領導、管理層和工人或車間團隊負責人組成，以真誠領導力為網絡凝聚核心。

2.開展試點項目

從試點項目開始，對技術和概念進行測試。當未經驗證、具有風險的全新方式無法吸引投資或獲得支持時，該步驟尤其有效。小范圍的試點成功通常能為大范圍推廣樹立信心。可能的試點方式是在一到兩個工廠內實施垂直整合，涵蓋數(shù)字工程和集成制造規(guī)劃，或者是在關鍵制造設備上安裝傳感器和執(zhí)行器，并使用數(shù)據(jù)分析來探索預測性維護解決方案。另一種試點方式是在特定工廠內對特定生產線進行數(shù)字化。試點項目應整合各種數(shù)字化應用程序，而不是單獨實施各項技術升級。

3.明確所需能力

試點項目所得出的經驗教訓可以協(xié)助探索并確定必要能力。這些能力取決于公司的生產戰(zhàn)略、業(yè)務目標以及開發(fā)及采用新技術的能力。一些公司力求成為物流領域的領頭羊；一些則從提高生產力或產品質量中獲得利潤增長；還有一些公司使用數(shù)據(jù)作為開展創(chuàng)新的切入點。盡管數(shù)字化設備可以為上述發(fā)展增添一臂之力，但如果沒有在企業(yè)、人員、流程和技術層面建立起合適的能力，數(shù)字化工廠將無法實現(xiàn)增強業(yè)務的目標。

4.精通數(shù)據(jù)分析和互聯(lián)互通

隨著企業(yè)廣泛使用數(shù)據(jù)驅動技術進行流程和質量優(yōu)化、資源管理以及預測性維護，互聯(lián)互通成為貫穿數(shù)字化工廠的主線。每家公司都需要掌握生成和傳輸數(shù)據(jù)的連通工具和系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析工具，以提高效率和質量。

5.轉型為數(shù)字化工廠

工廠數(shù)字化轉型與其他任何形式的轉型一樣，對變化進行管理至關重要，轉型對公司員工的影響尤其需要得到重視。顯然，數(shù)字化工廠的基礎是新技術和數(shù)字化解決方案，進行工廠數(shù)字化轉型的企業(yè)首先需夯實基礎。與此同時，發(fā)展流程、組織架構、人員等方面的數(shù)字化能力同樣重要，以保障轉型的可持續(xù)性。與員工建立合作伙伴關系，加大培訓和進修的投入力度，員工問題將迎刃而解。此外，高管議程須以數(shù)字化工廠戰(zhàn)略為中心，擯棄傳統(tǒng)的項目審批流程，釋放數(shù)字化團隊的潛力，推動數(shù)字化進程快速發(fā)展。精簡報告渠道可確保數(shù)字化團隊專注于增值活動，擺脫行政工作的束縛。

6.數(shù)字化工廠融入全面數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)

制定雄心勃勃的數(shù)字化工廠戰(zhàn)略未嘗不可。例如，利用實時短期客戶需求數(shù)據(jù)調整規(guī)劃和生產，從而靈活匹配產量與消費者偏好。亦或是將數(shù)字化功能集成到產品中，以提供能挖掘數(shù)據(jù)價值的服務。例如，機器制造商可能使用傳感器和人工智能來銷售增強型維護套餐服務。

若能找到方式使制造過程中生成的數(shù)據(jù)產生效益，便能產生深遠影響。擁有數(shù)字化工廠的企業(yè)有機會通過利潤豐厚的售后市場增加其利潤率并獲取客戶，也可以進軍全新的業(yè)務領域，而不是僅僅專注于生產。數(shù)字化工廠生態(tài)系統(tǒng)必須包括一個全面聯(lián)網、透明集成的數(shù)字化供應鏈，從原材料和零部件供應商到物料和成品運輸商，最終流向終端客戶。

成功的工廠數(shù)字化轉型需要長時間打磨，因此不要期望在某項單獨的技術升級（例如在裝配線上配置一個機器人）中獲得快速回報。雖然數(shù)字化工廠帶來的效益遠超一次性技術升級，但其投資回報期可能長達五年。漫長的投資回報期反而加強了制造商希望立刻轉型工廠的迫切性。設想一下：2023年的工廠是什么樣子？是否可能一成不變？如果企業(yè)對未來工廠時代的到來后知后覺，那么其市場地位將岌岌可危。