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工業4.0之路(上)

來源: 知識自動化

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞:工業4.0 智慧工廠

    工業4.0是德國在工業制造領域的國家戰略,它也為德國制造企業發展的未來指明了一個大方向,同時也描繪了一道足夠絢麗的風景——智慧工廠。

    對于如今的制造企業來說,如何參與工業4.0的盛宴,推動公司向工業4.0戰略轉型是一個亟待解決的問題。

    知識體系是新貴

    戰略之于一個組織,就像天上浮云,或顯于晴空,或隱于霧霾,無論地面的人是否看得見,它都在那兒。不同的光線照射條件,云朵可以展露不同的風情,或如玉般潔白無瑕,或如火般熱烈奔放。然而,再美的浮云,如果不能形成雨滴滋潤大地,最多也就是一道風景,無法促進組織的可持續發展。

    這一刻,讓我們通過項目集之眼,來看一看傳統企業工業4.0戰略的路在何方。

    項目集管理(Program Management)是項目管理協會PMI推出的標準化知識體系之一,它包含五大績效域和九大支持過程,其中五大績效域是:戰略一致性 (Strategy Alignment),收益管理(Benefit Management),干系人參與(Stakeholder Engagement),治理(Governance)以及生命周期管理(Life Cycle Management)。

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    圖1 項目集管理績效域

    來源:PMI的項目集管理標準

    如下圖所示,項目集的生命周期就像是馬車腳下的道路,一路延伸向組織戰略的終極目標。項目集發起人站在馬車后座,指引馬車夫(項目集經理)趕著馬兒(項目集各組件)朝著目的地(戰略愿景)方向前進(戰略一致性),他身前的車廂里,坐著一群滿懷夢想(預期收益)的乘客(干系人)。當途中乘客們意見不一致的時候,就需要協商討論并做出決策(治理)。

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    所以,當我們回過頭來討論企業的工業4.0戰略或實現智慧工廠之路的時候,首先需要梳理的就是工業4.0的戰略方向、預期收益以及對組織干系人的影響,然后才能對企業自身進行較為充分的商業論證。

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    圖2 工業4.0 智慧工廠

    來源:本文作者基于公開資料總結并繪制,

    授權南山工業書院獨家發布


    戰略根基在五化

    對于項目集管理來說,戰略一致性關乎項目集的生死存亡。正像前文中馬車模型描述的那樣,戰略所指,就是項目集所至,如果背道而馳,那么項目集的注定無法成功。傳統型組織在考慮工業4.0戰略轉型的時候,首先必須考慮戰略的方向性問題。認清戰略的方向和典型特征,是組織的首要職責。而從德國政府提出的“工業4.0實施建議”以及當前世界范圍內對工業4.0的研究和實踐成果來看,工業4.0戰略的方向和典型特征就在于智能化和網絡化。

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    圖3 工業4.0的戰略方向

    來源:本文作者基于公開資料總結并繪制,

    授權南山工業書院獨家發布

    工業4.0的戰略方向,簡言之是智能化和網絡化,但其根基卻在于“五化”。

    智能化是工業4.0智慧工廠的最終目的。它不僅包含智能的產品(Product),還包含了智能化的過程(Procedure)和流程(Process)。

    ☆ 產品智能化(Smart Product),是指在產品初始信息中不僅包含用于其生產的所有物料信息,還應包含生產該產品所需的工藝過程及其特殊要求,例如在手機背殼的上激光打印簽名等。

    ☆ 流程智能化(Smart Process),是指從銷售,設計,采購,生產,物流,服務等環節構成的橫向價值網絡上實現智能化集成,減少人工參與流程接口的處理工作。由于橫向價值網絡可能超出單一工廠的范疇(例如供應鏈向外延伸),因此接口標準化、信息安全和傳輸可靠性是智能化橫向集成的重要衡量。

    ☆ 過程智能化(Smart Procedure),是指CPS系統設備可以根據產品初始需求信息攜帶的特殊要求(例如時間、成本、質量等因素),動態配置流程中每個環節的操作過程,并實現局部自主協同、優化工藝過程的實施。

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    圖4 智能化的含義

    而網絡化是工業4.0智慧工廠的基礎。智慧工廠的網絡化包含兩個層次的含義:

    ☆ 設備網絡化,即智慧工廠中的設備都能夠與工廠網絡直接相連并實時交互信息。在設備網絡化過程中,需要對現有工廠的多層IT結構實現垂直集成,使原來ERP、MES、控制層、設備層IT系統合而為一。垂直集成將使得原先基于封閉網絡的MES、控制層、設備層接入開放網絡,使得信息安全和工藝流程的知識產權保護狀況惡化,需要采取必要的應對措施來實施預防。

    ☆ 而制造網絡化。在傳統工廠中,制造流程都是預先定義的,工廠也是根據制造流程的變更來優化布局的。而在智慧工廠中,制造流程是根據智能產品中攜帶的工藝過程信息,并利用CPS設備網絡的可用設備信息進行動態配置的。CPS系統還具備局部自治的能力,可以協調其他設備來實現工廠布局的局部優化。

    因此,傳統制造型企業在實施工業4.0智慧工廠的時候,應當充分考慮工廠現實與智慧工廠的理想之間的差距,并通過一系列戰略性的升級改造措施,滿足工業4.0智慧工廠的基礎框架需求。

    實施工業4.0的收益

    沒有收益的戰略都是毫無意義的。而項目集更是如此,項目集管理的目的是對多個相互關聯項目實施統一的協調管理,從而為組織帶來單項目管理無法獲取的增量收益。所以,組織在考慮工業4.0戰略轉型的背景下,要充分結合當前組織的戰略方向,分析戰略轉型可能給組織帶來的增量收益所在,使工業4.0戰略與當前戰略形成相輔相成,協同發展的良性關系,而非是一種非此即彼的零和關系。

    對于當前的戰略方向,組織內部已經對預期收益達成了相當程度的共識,而且部分收益可能已經逐步實現并有利地支撐這個戰略方向。而工業4.0戰略的引入,也需要遵循同樣的原則。組織需要盡可能全面地理解并識別工業4.0戰略帶來的預期收益,才能夠尋找到那些與當前戰略相符合的預期收益。只有這樣,才能最大程度的滿足組織引入工業4.0戰略轉型所期望得到的增量收益。

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    圖5 工業4.0戰略預期收益圖

    來源:本文作者基于公開資料總結并繪制,

    授權南山工業書院獨家發布

    上述的收益圖是通過對德國政府2013年公布的“工業4.0實施建議最終報告”的內容分析整理得來的。該報告在論述中將實施工業4.0的預期收益歸納為下述的七個方面:

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    圖6 七方面預期收益

    來源:德國政府2013年《工業4.0實施建議最終報告》,南山工業書院整理

    王朔曾經寫過一本書,名字叫做“看上去很美”,工業4.0的智慧工廠的這些收益在目前的大多數組織看來,也可能會有同感。這種觀點很符合經濟學的基本套路:收益越高,風險越大。傳統企業進行工業4.0智慧工廠的升級,并不是簡單的投入幾臺設備,增加一些IT模塊功能的問題,而是涉及到從基礎架構到商業運營模式的一種系統性變革。因此,這種近乎顛覆式變革帶來的巨大收益誘惑,對于一個組織來說,是蜜糖,還是砒霜?一切皆有可能。

    2013年4月,德國 工業4.0戰略的提出,為傳統制造業的轉型升級提供了一個指導性的戰略方向。各個國家各有千秋,推出不同的戰略,共同推動全球范圍內的工業領域產業變革的歷史大潮。

    然而,企業在戰略執行過程中,卻常常出現事與愿違,其中究竟發生了什么呢?

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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