制造 4.0 旨在充分釋放工業(yè) 4.0 或“智能制造”的價值，助力組織實(shí)現(xiàn)蓬勃發(fā)展，從容應(yīng)對經(jīng)濟(jì)動蕩。

為了掌握制造企業(yè)在工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略和執(zhí)行方面的進(jìn)展，IBM 商業(yè)價值研究院 (IBV) 聯(lián)合牛津經(jīng)濟(jì)研究院針對 32 個國家/地區(qū)的2,360 位受訪者開展了調(diào)研。

IBV研究結(jié)果顯示：制造 4.0的收益體現(xiàn)在協(xié)同推進(jìn)兩個不同的目標(biāo)：一方面，制造組織可以推動持續(xù)運(yùn)營改進(jìn)，包括提高生產(chǎn)吞吐量、資產(chǎn)利用率和產(chǎn)品質(zhì)量。另一方面，制造組織還可以通過革新制造能力、實(shí)現(xiàn)設(shè)計改進(jìn)以及優(yōu)化服務(wù)來創(chuàng)造更大的客戶價值。

制造企業(yè)普遍面臨三大阻礙

制造業(yè)受訪者普遍表示其首要目標(biāo)是提高產(chǎn)量、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展和減少機(jī)器停機(jī)時間，這實(shí)屬意料之中。專注目標(biāo)有助于制造企業(yè)提高效率并滿足客戶對價格和質(zhì)量的要求。但美好愿景與現(xiàn)實(shí)之間仍然有著巨大的差距：盡管設(shè)定了這些明確的目標(biāo)，但只有 36% 的受訪者能夠成功或非常成功地維持所需的吞吐量和產(chǎn)量。這是為什么?因為組織普遍面臨三大阻礙：

阻礙一：閑置的制造數(shù)據(jù)在現(xiàn)代制造工廠中，一條生產(chǎn)線就有 2,000 臺不同的設(shè)備，每臺設(shè)備有 100 到 200 個傳感器在實(shí)時收集數(shù)據(jù)，每個月將產(chǎn)生2,200 TB 的數(shù)據(jù)。然而，我們的調(diào)研數(shù)據(jù)表明，只有大約四分之一的組織正在以有意義的方式捕獲傳感器數(shù)據(jù)并將其應(yīng)用于決策。

阻礙二：決策能力不足

在組織的制造流程和可持續(xù)運(yùn)營中，缺乏決策能力是一個普遍的問題。但我們的調(diào)研表明，只有不到 30% 的組織會始終如一地從來自設(shè)備、流程和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中發(fā)掘關(guān)于持續(xù)流程改進(jìn)的洞察。只有 35% 的組織會定期評估制造流程。

阻礙三：原始的技術(shù)環(huán)境

技術(shù)障礙和不夠靈活的舊式系統(tǒng)被認(rèn)為是制造業(yè)面臨的兩大障礙。如圖1所示，受訪高管評定了對于推進(jìn)其制造目標(biāo)具有重要作用的技術(shù)組合，人工智能、安全技術(shù)和云計算位列前三。雖然人工智能是制造業(yè)最為看重的一項技術(shù)，它需要通過訪問高質(zhì)量的數(shù)據(jù)來發(fā)揮威力，而這對于制造業(yè)是一項嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

向先行者看齊，營造數(shù)據(jù)驅(qū)動文化

鑒于數(shù)據(jù)在制造業(yè)中的重要性和潛在價值，我們根據(jù)數(shù)據(jù)成熟度對受訪組織進(jìn)行了細(xì)分，最終劃分為三種類型。

僅占我們調(diào)研樣本20%的受訪者被稱為“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型者”，此類組織的數(shù)據(jù)成熟度最高，他們是營造了數(shù)據(jù)驅(qū)動文化，并因其卓越的業(yè)務(wù)和運(yùn)營績效而大幅領(lǐng)跑同行。71% 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型者表示過去 3 年的收入增長率超過了競爭對手;62% 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型者表示其盈利能力優(yōu)于競爭對手;79% 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型者表示其敏捷性超越了競爭對手;憑借數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型者實(shí)現(xiàn)了雙贏，即推動業(yè)務(wù)目標(biāo)和改進(jìn)運(yùn)營成效協(xié)同并進(jìn)。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型者在以下六大領(lǐng)域表現(xiàn)突出。這里，我們嘗試通過案例略作說明。

發(fā)掘數(shù)據(jù)潛力

歐萊雅：利用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)打造個性化化妝品

作為美容領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，歐萊雅致力于為全球范圍內(nèi)的女性和男性提供化妝品、洗發(fā)水和香水，主打質(zhì)量、功效和安全性。歐萊雅面臨日益增長的客戶需求，比如說希望獲得針對其皮膚類型、膚色和個人喜好量身定制的化妝品。該公司希望利用技術(shù)解決方案來更加深入地了解消費(fèi)者意愿和購買行為，然后制造工廠就可以對生產(chǎn)做出相應(yīng)的調(diào)整。

為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，歐萊雅在其位于利布拉蒙的比利時工廠中的新生產(chǎn)線上采用了人工智能物聯(lián)網(wǎng)平臺，包括傳感器、激光測量、攝像頭和先進(jìn)的傳送帶。全新設(shè)計的生產(chǎn)線可以同時處理數(shù)十種不同的產(chǎn)品，確保交付針對個人皮膚量身定制的高度個性化產(chǎn)品。

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)彈性

ABB 與 IBM 攜手：增強(qiáng)工業(yè)運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)安全全球領(lǐng)先的工程公司 ABB 與 IBM 聯(lián)手連接網(wǎng)絡(luò)安全與 OT。作為此項目的一部分，ABB 開發(fā)了一項全新的 OT 安全事件監(jiān)控服務(wù)，結(jié)合其流程控制系統(tǒng)領(lǐng)域的專業(yè)知識與 IBM 的安全事件監(jiān)控產(chǎn)品來幫助提高工業(yè)運(yùn)營商的安全性。為了更好地將 OT 數(shù)據(jù)連接至更廣泛的 IT 安全生態(tài)系統(tǒng)，這項新服務(wù)可支持將 ABB 的安全事件發(fā)送至 IBM 安全信息與事件管理平臺。此次合作標(biāo)志著首次直接將 OT 數(shù)據(jù)和流程行業(yè)專業(yè)知識引入到安全信息與事件管理 (SIEM) 系統(tǒng)中，從而將威脅作為組織更廣泛的網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)營和戰(zhàn)略的一部分進(jìn)行管理。在使用此服務(wù)之后，某工業(yè)企業(yè)正在全面受益于基于 OT 控制系統(tǒng)事件的實(shí)時安全監(jiān)控。該企業(yè)還可以訪問廣泛的 SIEM 功能 — 從單一事件警報到設(shè)備配置跟蹤。

創(chuàng)建將工廠車間連接至業(yè)務(wù)系統(tǒng)的企業(yè)架構(gòu)AT&T 與 IBM 攜手：將混合云引入企業(yè) 5GAT&T 與 IBM 聯(lián)手助力企業(yè)在低延遲、專有蜂窩網(wǎng)絡(luò)邊緣環(huán)境中管理開放式混合云計算。借助全新的混合云服務(wù)，企業(yè)可以將5G 應(yīng)用于工廠安全與效率、實(shí)時健康運(yùn)行狀況監(jiān)控以及自動駕駛汽車運(yùn)營等領(lǐng)域。在制造業(yè)中，引入 5G 互連的自動化運(yùn)營可以通過機(jī)器人和近實(shí)時視覺分析來降低生產(chǎn)線成本以及控制質(zhì)量。IBM 和 AT&T 正在攜手助力千行百業(yè)的企業(yè)在低延遲的專有蜂窩網(wǎng)絡(luò)邊緣環(huán)境中管理開放式混合云計算，從而利用區(qū)域或本地邊緣計算來更加快速、安全地構(gòu)建應(yīng)用。例如，此項協(xié)作方案幫助一家工業(yè)企業(yè)廣泛部署無線連接，建立了高度冗余的通信網(wǎng)絡(luò)，并將成本降低了 30%。5G 與混合云的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合還構(gòu)筑了一個可靠的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)來擴(kuò)展功能，包括人身安全警報、資產(chǎn)跟蹤、生產(chǎn)與質(zhì)量以及周轉(zhuǎn)運(yùn)營。

利用技術(shù)實(shí)現(xiàn)卓越制造京瓷：利用自治技術(shù)倍增生產(chǎn)力京瓷 (Kyocera) 已經(jīng)從最初的精細(xì)陶瓷專業(yè)制造業(yè)務(wù)拓展至更多其他領(lǐng)域，包括通信、汽車、環(huán)境能源和醫(yī)療保健等。作為銷售擴(kuò)張計劃的一部分，該公司啟動了“生產(chǎn)力倍增計劃”，旨在實(shí)現(xiàn)制造生產(chǎn)力倍增、降低成本以及提高競爭優(yōu)勢。自 2019 年 4 月以來，京瓷公司一直在其所有工廠中推廣基于人工智能和機(jī)器人的無人生產(chǎn)線。人工智能數(shù)字平臺解決方案可實(shí)時分析所收集的各種數(shù)據(jù)。如果系統(tǒng)確定可能會生產(chǎn)有缺陷的產(chǎn)品，則會自動更改加工條件并及時處理。如果系統(tǒng)確定生產(chǎn)線可能會停止，則會在機(jī)器發(fā)生故障之前提醒操作員或負(fù)責(zé)人。通過在數(shù)字平臺整合生產(chǎn)計劃調(diào)度與生產(chǎn)操作系統(tǒng)，京瓷多家工廠的生產(chǎn)線都實(shí)現(xiàn)了顯著的質(zhì)量改進(jìn)。

打造面向未來的制造業(yè)工人團(tuán)隊?sdemir：推動現(xiàn)代化鋼鐵生產(chǎn)OYAK Mining Metallurgy 旗下的 ?sdemir 公司是土耳其歷史悠久的綜合鋼鐵廠，也是土耳其長材制造能力最大的鋼鐵廠。生產(chǎn)數(shù)百萬噸鋼鐵是一項資產(chǎn)密集型業(yè)務(wù)。該公司希望利用創(chuàng)新性技術(shù)保證數(shù)十個生產(chǎn)基地的設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行，并最終選擇采用一個通用平臺來管理 ?sdemir 及其 Erdemir 子公司的資產(chǎn)。該平臺的儀表盤提供了一個統(tǒng)一控制點(diǎn)，讓該公司能夠集中監(jiān)控、管理和報告其設(shè)施中資產(chǎn)生命周期的所有階段。該平臺解決方案將設(shè)備分類(關(guān)鍵、重要或正常)分配給每項資產(chǎn)，讓該公司能夠基于分類對不同資產(chǎn)采用不同的策略。例如，該公司結(jié)合預(yù)防性或預(yù)測性維護(hù)與在線監(jiān)控來為關(guān)鍵資產(chǎn)提供高度保障。借助該平臺的人力資源管理功能，?sdemir 公司還可以根據(jù)維護(hù)說明來分配適當(dāng)?shù)娜藛T。還可以幫助該公司更加高效地監(jiān)控和分析數(shù)據(jù)，并據(jù)此決定何時分配團(tuán)隊成員以及何時引入專家。此外，該解決方案還與 Erdemir 和 ?sdemir 的財務(wù)、維護(hù)及倉庫部門相集成，可按資產(chǎn)重要性顯示備件庫存。這有助于確保預(yù)備好定期維護(hù)所需的適當(dāng)材料。

數(shù)字化與制造運(yùn)營及管理相結(jié)合利潔時：打造未來工廠作為一家快消品公司，利潔時 (Reckitt) 面向全球市場生產(chǎn)各種廣為人知的衛(wèi)生、健康和營養(yǎng)產(chǎn)品。對于該公司的 IT 和制造團(tuán)隊來說，以數(shù)字化和自動化運(yùn)營為核心的工業(yè) 4.0 技術(shù)提供了通過變革超越競爭對手的絕佳機(jī)遇。但他們首先需要克服一些重大障礙，比如說孤立的數(shù)據(jù)、不同的操作系統(tǒng)、工廠之間缺乏互聯(lián)以及工廠的技術(shù)成熟度差異。利潔時著手打造 “未來工廠”，實(shí)施可擴(kuò)展的云基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)主干網(wǎng)絡(luò)，從諾丁漢工廠起始，繼而擴(kuò)展至全球范圍內(nèi)的其他工廠。該解決方案針對三個用例量身定制：整體設(shè)備效率 (OEE)、工廠維護(hù)以及能源效率與可持續(xù)性。為了改善運(yùn)營和制造效率，利潔時部署了“互聯(lián)式 OEE”解決方案，可自動收集生產(chǎn)力數(shù)據(jù)并提供工廠機(jī)器資產(chǎn)監(jiān)控。系統(tǒng)會自動根據(jù)實(shí)際機(jī)器狀況觸發(fā)維護(hù)活動。電表接入了云平臺，因此現(xiàn)場管理人員可以使用儀表盤來跟蹤能源使用情況、發(fā)現(xiàn)趨勢或異常，并及時跟蹤利潔時在實(shí)現(xiàn)宏大可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)方面取得的進(jìn)展。2021 年 5 月，諾丁漢工廠成為利潔時第一家投入運(yùn)營的未來工廠。到 6 月，預(yù)計該工廠的維護(hù)成本降低了 10%，電力消耗降低了 3%。

我們研究認(rèn)為，要充分發(fā)揮制造 4.0 的潛力，整個企業(yè)需要協(xié)同采取統(tǒng)一行動。創(chuàng)造更大客戶價值與持續(xù)改進(jìn)運(yùn)營齊頭并進(jìn)，既有戰(zhàn)略意義，也有運(yùn)營意義。那么如何基于組織身身的數(shù)據(jù)成熟度水平來推進(jìn)制造 4.0 呢?請下載IBV最新研究報告《制造 4.0: 化數(shù)據(jù)為決策》，了解更多專家觀點(diǎn)和行動建議。

審核編輯：湯梓紅