数字化制造——虚拟革命

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翻译:徐翰

随着媒体、金融、消费品、健康和其他领域被颠覆,数字化革命目前正破坏着制造业的城墙。数据、新型计算能力的爆炸以及人工智能、自动化、机器人、增材技术、人际互动等领域的进步,正在促进创新并改变制造业自身的本质。产业界和学术界的领军人物都认同,数字化制造技术将会改变制造业价值链的每个环节:从研究到开发、供应链、工厂运营、营销、销售和服务。设计者、管理者、工人、消费者以及物理资产之间的数字化链接将会开启巨大的价值,并改变制造业的环境。

然而,尽管制造业生成了比其他行业更多的数据,很少有公司在利用它们。例如,一家油气公司,在决策者有机会利用数据之前就丢弃了其中的99%。我们相信那些通过点击其生成的数据(或者公开的数据)来缩小这一百分比的企业能够发掘出有价值的洞见,提升利润,促进增长。想想传统的汽车制造商和Uber,二者最本质上都在经营把人移动到各处的生意。汽车制造商利用它们一个世纪来的制造经验,通过工厂车间和展厅来满足这一需求;Uber则并非用钢铁、玻璃、橡胶和销售员,而是用数据通过智能手机匹配私人驾驶者和汽车来满足这一需求,它的诞生仅仅5年,但价值已经超过500亿美元。Uber的数据、算法和广阔的增长前景已经让它比世界上最大的汽车制造商的所有物理资产、知识产权和品牌都更有价值。

所以毫不奇怪制造商开始意识到数字化的机会和威胁。在美国,全国制造创新网络(NNMI)正在组织六家主要的研究机构加速新制造技术的面市。尽管所有这些机构都有数字化成分,有一家机构就专注于数字化制造。全球范围相似的努力也在展开,如德国的“工业4.0”计划和“中国制造2025”。一家全球性的召集组织,工业互联网联盟(Industrial Internet Consortium)成立仅18个月,已经有175个会员。

领先的企业如何回应

人和组织使用信息的方式已经极大地改变了。数字存储更加便宜和灵活,先进的分析和人工智能给予我们从海量数据中获取洞见的能力。虚拟和增强现实的发展、下一代界面、高级机器人和增材制造都在开启着通往数字化颠覆的大门。在下一个十年里,数字化制造技术将会允许企业通过“数字线”连接物理资产,促进数据在价值链上的无缝流动,链接产品生命周期的每个阶段,从设计、采购、测试、生产到配送及POS和使用。

尽管价值10万亿美金以上的全球制造业的数字变革将进行10年或者更久,领先者们在近期就已经彻底地进行了转变。当我们审视制造业价值驱动因素,并将他们和数字化手段匹配时,我们发现企业有通过提升运营效率和产品创新来创造价值、发掘出新的收入来源的机会。比如下面这些:

许多大型制造商已经开始利用数据分析来优化工厂运营、提升设备利用率和产品质量、降低能耗了。用新的供应网管理工具,工厂管理者对原材料、制造部件在制造网络中的流动有清晰的了解,这帮助他们安排工厂运营和产品发货,降低成本而提高效率。智能互联的产品发送客户的体验数据给产品经理,帮助他们预测需求和维修需要,设计更好的产品。

在更大范围内,参与者正利用不同的数字技术驱动价值。

例如,一家大型金属厂使用数字工具来进行全面、逐步的提升,操纵台的实时性能可视化以及日常问题解决方案使得其一条生产线的生产率提高了50%。通过数据挖掘,工程师对主要设备模型的错误特征有了新的想法,在实际工作中进行了连续的提高。这家公司期望通过使用状态监测、预测性维护、过程控制、自动化材料追溯,使得大数据分析成为可能,在运营费用不显著提升的前提下实现产量30%的提升。

制药企业利用它们对端到端流程的深刻理解开发出连续生产套间,其大小为传统工厂的一半。一些企业甚至开发出便携式工厂,可以建在40英尺长的拖车里。他们也在利用数码线来提升质量控制:在搅拌容器、压片机、冻干机和其它关键设备内进行连续监测。一些企业现在依靠红外技术检测机器缺陷和污染物,不再需要传统的、破坏生产线速率的测试了。随着行业这些进步问世,领先者将会把行业“三西格玛”的工业性能标准变为“六西格玛”或更高。

领先的消费品包装企业正利用数码工具来提升配送和加强与消费者的联系。全球时尚零售商Zara因两周内就能开发和发出新产品而闻名。它目前正在使用数字化工具来更快速地响应消费者的偏好、降低供应链成本,旗下2000多家门店中的700多家已经将可再生RFID标签加在其每一件衣物上。10个雇员在数小时内在衣架后面通过摆弄小型手持电脑就可以更新一家门店的库存,过去则需要40个工人干超过5个小时。这家零售商期望2016年完成向“无线库存”的转变。我们相信RFID不断下降的硬件成本和相关软件很可能帮助这一转型。

航空和国防工业正在利用数字化工具来整合极端复杂的供应链网络。比如,现代喷气式涡轮发动机有成百上千个独立部件,一些通过发动机制造商自己制造,而另一些从数十家厂商处采购。由于改动一处设计可以影响很多其他部件的制造,采购的复杂性就可能迅速上升。以云计算为基础的工具允许供应商们快速协作,更有效率。发动机制造商可以在其网络中分享组件设计的三维模型,每家供应商可以依次共享价格、物流和质量信息。这种类型的信息共享和透明度降低了管理设计变更所需的人力,也降低了发动机制造商和供应商的风险,加速供应链网络的变革。波音公司最新的两架777和787飞机的机身就使用了全虚拟设计,上市所需时间降低超过50%。

必要的问题

数字化革命只是刚开始产生影响。但是我们知道数字化制造的领军者,包括一些小企业已经开始通过利用工人、设计师、管理者、供应商的能力获取极大的竞争优势,加快了创新节奏。我们相信每个参与者都必须问5个问题:

数字化在未来5-10年内会如何影响行业,何种新生态将会出现?

公司的价值在哪里?如何最大化价值?

变革离家门口还有多远?应该在基础设施、网络安全和合作关系上如何投资?

哪些新能力、技巧、心态是所需要的?如何识别、招聘和留住正确的新人才?

现在需要如何试验来开始利用它的价值?

没有企业可以利用每个数字化的进展,但很多人已经开始取得实质进展。有一件事情是确定的:在利润微薄、消费者需要更复杂的产品及服务的市场上,“数字线”会引导一些企业获取大成功,而移动缓慢的对手将会落在后面。

摘自:麦肯锡

http://www.mckinsey.com/insights/operations/digital_manufacturing_the_revolution_will_be_virtualized?cid=digital-eml-alt-mip-mck-oth-1507

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