制造業(yè)的數(shù)字化革命
2016-1-29 來源：麥肯錫季刊 作者：
目前，數(shù)字化革命正在攻破制造業(yè)的城墻，并且不斷攪亂媒體、金融、消費(fèi)品、醫(yī)療和其他行業(yè)的原有秩序。事實(shí)上，數(shù)據(jù)和新型計算能力的爆炸式發(fā)展以及人工智能、自動化、機(jī)器人、增材技術(shù)、人機(jī)互動等領(lǐng)域的進(jìn)步都在激發(fā)創(chuàng)新，這些都將改變制造業(yè)自身的性質(zhì)。業(yè)界和學(xué)界的領(lǐng)軍人物一致認(rèn)為，數(shù)字化制造技術(shù)將會改變產(chǎn)業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)：從研發(fā)、供應(yīng)鏈、工廠運(yùn)營到營銷、銷售和服務(wù)。設(shè)計師、管理者、員工、消費(fèi)者以及工業(yè)實(shí)物資產(chǎn)之間的數(shù)字化鏈接將釋放出巨大的價值，并徹底刷新制造業(yè)的版圖。
然而，盡管制造業(yè)產(chǎn)生了比其他任何行業(yè)更多的數(shù)據(jù)，但很少有公司能充分利用。例如，某油氣公司有99%的數(shù)據(jù)被丟棄，因此未能為決策者所用。我們相信，如果公司能夠通過開發(fā)利用自身生成的數(shù)據(jù)（以及其他公開的數(shù)據(jù)）來縮小被丟棄數(shù)據(jù)的比例，就可以挖掘有價值的洞見，從而提升利潤、促進(jìn)增長。再對比一下傳統(tǒng)的汽車制造商和Uber），從產(chǎn)業(yè)鏈的最高點(diǎn)看，二者的共同點(diǎn)是都在開展人員運(yùn)輸?shù)臉I(yè)務(wù)。汽車制造商利用一個世紀(jì)以來的經(jīng)驗，通過工廠車間和展廳來滿足這一需求；Uber通過智能手機(jī)使乘客和汽車配對，無需鋼鐵、玻璃、橡膠和銷售員，僅使用數(shù)據(jù)就能滿足乘客的交通需求。Uber誕生僅5年，其價值就已超過500億美元，擁有的數(shù)據(jù)、算法和廣闊的增長前景已經(jīng)讓它比一些全球最大的汽車制造商所有的實(shí)物資產(chǎn)、知識產(chǎn)權(quán)和品牌都更具價值。
這樣的結(jié)果并不令人意外，于是，制造商們開始意識到數(shù)字化的機(jī)會和威脅。美國國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NNMI）正在組織六家大型研究機(jī)構(gòu)加快推動新的制造技術(shù)面市。盡管所有這些機(jī)構(gòu)的研究都與數(shù)字化沾邊，但只有一家專門對數(shù)字化制造進(jìn)行研究（*欲了解更多有關(guān)信息，可以訪問網(wǎng)站manufacturing.gov 和dmdii.uilabs.org）。在全球范圍內(nèi)，很多國家和地區(qū)也展開了類似的項目，如德國的“工業(yè)4.0”計劃和中國的“中國制造2025”。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（Industrial Internet Consortium）是一家全球性的召集組織，成立18個月以來就已擁有175個會員。
領(lǐng)先企業(yè)如何應(yīng)對
人們和組織機(jī)構(gòu)使用信息的方式已經(jīng)發(fā)生了極大的改變。數(shù)字存儲更加便宜和靈活，先進(jìn)的分析和人工智能使我們可以從海量的數(shù)據(jù)中獲取洞見。在虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、下一代界面、高級機(jī)器人和增材制造等方面取得的進(jìn)步都在開啟通往數(shù)字化顛覆的大門。在未來十年里，數(shù)字化制造技術(shù)將會使企業(yè)通過“數(shù)字線”連接實(shí)物資產(chǎn)，促進(jìn)數(shù)據(jù)在產(chǎn)業(yè)鏈上的無縫流動，鏈接產(chǎn)品生命周期的每個階段，從設(shè)計、采購、測試、生產(chǎn)到配送、銷售點(diǎn)和使用。
盡管價值超過10萬億美元的全球制造業(yè)數(shù)字變革將持續(xù)10年時間或者更久，但領(lǐng)先者已經(jīng)行動起來，很快就會對利潤和營收產(chǎn)生影響。在審視制造業(yè)的價值驅(qū)動因素并將其與數(shù)字化抓手匹配時，我們發(fā)現(xiàn)，許多企業(yè)都可以通過提高運(yùn)營效率、進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新和發(fā)掘新收入來源來把握創(chuàng)造價值的機(jī)會（*我們在制造業(yè)運(yùn)營中發(fā)現(xiàn)了八個典型的價值驅(qū)動因素——資產(chǎn)利用、勞動力效率、庫存、質(zhì)量、供需對接、入市時機(jī)、服務(wù)與售后效率、資源與流程效率，并將其與數(shù)字化制造抓手相匹配）。比如下面這些例子：
許多大型制造商已經(jīng)開始利用數(shù)據(jù)分析來優(yōu)化工廠運(yùn)營、提升設(shè)備利用率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時降低能耗。一旦使用新的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)管理工具，工廠管理者對原材料、制造部件在制造網(wǎng)絡(luò)中的流動就可以有清晰了解，這有助于合理安排工廠運(yùn)營和產(chǎn)品發(fā)貨，從而降低成本、提高效率。智能互聯(lián)的產(chǎn)品把客戶的體驗數(shù)據(jù)發(fā)送給產(chǎn)品經(jīng)理，幫助他們對需求和維修需要進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)而設(shè)計出更好的產(chǎn)品。各行各業(yè)的公司都在用不同的方式部署數(shù)字技術(shù)以驅(qū)動價值。例如，一家大型金屬廠使用數(shù)字工具來進(jìn)行全面、逐步的產(chǎn)能提升，操縱臺的實(shí)時表現(xiàn)可視化與日常問題解決方案相結(jié)合，使其中一條生產(chǎn)線的生產(chǎn)率提高了50%。通過數(shù)據(jù)挖掘，工程師對主要設(shè)備模式的故障特征有了新的洞見，并對設(shè)備的可靠性進(jìn)行了持續(xù)改善。該公司希望通過使用狀態(tài)監(jiān)測、預(yù)測性維護(hù)以及流程控制、自動化材料跟蹤，使得大數(shù)據(jù)分析成為可能，從而在運(yùn)營成本無顯著增加的前提下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量30%的提升。
制藥商利用自身對端到端流程的深刻理解開發(fā)出連續(xù)生產(chǎn)車間，其大小不到傳統(tǒng)工廠的一半。一些企業(yè)甚至開發(fā)出“便攜式”工廠，可以建在40英尺長的拖車?yán)铩Ｋ麄冞€利用數(shù)字線來提升質(zhì)量控制：持續(xù)監(jiān)測攪拌容器、壓片機(jī)、凍干機(jī)和其他關(guān)鍵設(shè)備的情況。一些企業(yè)現(xiàn)在依靠紅外技術(shù)來發(fā)現(xiàn)偽劣藥物和污染物，不再需要傳統(tǒng)的降低生產(chǎn)線速度的測試了。隨著行業(yè)把這類先進(jìn)技術(shù)帶進(jìn)市場，領(lǐng)先者將會把“三西格”的行業(yè)表現(xiàn)轉(zhuǎn)變成“六西格瑪”甚至更高水平。
領(lǐng)先的消費(fèi)品生產(chǎn)商正在利用數(shù)字工具來提升配送能力，并加強(qiáng)與消費(fèi)者的聯(lián)系。全球快時尚服飾商Zara早已因在兩周內(nèi)完成新品開發(fā)和交付而聞名。目前，公司正在使用數(shù)字化工具，以更快響應(yīng)消費(fèi)者偏好并降低供應(yīng)鏈成本，在旗下的2000多家門店中，有700多家已經(jīng)將可重復(fù)使用的射頻識別RFID標(biāo)簽加在每一件衣物上。僅需10名員工揮動裝在衣架上的小型手持電腦，就可以在兩三個小時內(nèi)完成一家門店的庫存更新。而過去，這項工作需要40個員工努力至少5個小時才能完成。Zara計劃于2016年實(shí)現(xiàn)向“無線庫存”的轉(zhuǎn)變。我們相信，RFID的硬件和相關(guān)軟件成本的不斷下降可以幫助其完成這一轉(zhuǎn)型。
航空和國防工業(yè)正在利用數(shù)字化工具來整合極端復(fù)雜的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。比如，現(xiàn)代噴氣式渦輪發(fā)動機(jī)有成百上千個獨(dú)立部件，其中一部分由發(fā)動機(jī)制造商自己制造，其他部件則在供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)十家廠商那里采購。由于一處設(shè)計的改動可能會影響到許多其他部件的制造，采購的復(fù)雜性可能會驟然上升。以云計算為基礎(chǔ)的工具能讓供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)快速協(xié)作并提高效率：發(fā)動機(jī)制造商可以在其網(wǎng)絡(luò)中分享組件設(shè)計的三維模型，每家供應(yīng)商均可依次共享價格、物流和質(zhì)量方面的信息。這種信息共享方式和透明度減少了管理設(shè)計變更所需的人力，也降低了發(fā)動機(jī)制造商和供應(yīng)商的風(fēng)險，同時加快了供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)變革的速度。波音公司為777和787飛機(jī)開發(fā)最新機(jī)身時就采用了全虛擬設(shè)計，上市所需時間減少了50%以上。
企業(yè)高管層應(yīng)該思考的問題
數(shù)字化革命只是剛剛嶄露頭角。但我們確實(shí)發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化制造的領(lǐng)軍者（包括一些小企業(yè)）已經(jīng)開始通過利用工人、設(shè)計師、管理者、供應(yīng)商的能力積聚日益凸顯的競爭優(yōu)勢，加快創(chuàng)新節(jié)奏，降低生產(chǎn)和維修成本，并提升市場營銷的效果。我們認(rèn)為，每個參與者都應(yīng)該思考以下5個問題：
在未來5—10年內(nèi)，數(shù)字化將會如何顛覆我所在的行業(yè)，將會出現(xiàn)怎樣的新生態(tài)？
我的公司價值在哪里？如何實(shí)現(xiàn)價值最大化？
變革離本企業(yè)還有多遠(yuǎn)？應(yīng)該在基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)安全和合作關(guān)系的哪些方面進(jìn)行投資？
我們的組織需要哪些新的能力、技巧和理念？如何識別、招聘和挽留合適的新人才？
當(dāng)前應(yīng)該進(jìn)行怎樣的試點(diǎn)，以開始獲取這些價值？
沒有哪家企業(yè)可以駕馭數(shù)字化的每一項變革，但很多從業(yè)者已經(jīng)開始取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。有一點(diǎn)是基本肯定的：在利潤微薄、消費(fèi)者追求更尖端產(chǎn)品與更好服務(wù)的市場背景下，“數(shù)字線”會引導(dǎo)一些企業(yè)取得巨大成功，而慢一拍的競爭者將會被甩得越來越遠(yuǎn)。
三位作者感謝Andrew Gonce和John Nanry為本文所作的貢獻(xiàn)。
Brian Hartmann為麥肯錫咨詢顧問，常駐底特律分公司；
William P. King為芝加哥UI實(shí)驗室數(shù)字化制造與設(shè)計創(chuàng)新研究院的首席技術(shù)官；
Subu Narayanan為麥肯錫全球副董事，常駐芝加哥分公司。（來源：麥肯錫季刊）
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