數(shù)字化讓制造型企業(yè)從根本上改頭換面。隨著企業(yè)對各類創(chuàng)新技術的采用以及對不同資質人才的聘用，新型的數(shù)字化工廠正悄然引領制造業(yè)的轉型，并推動著制造業(yè)的中心邁向高度定制化的產(chǎn)品和系統(tǒng)。

領先的制造型企業(yè)正采用一系列的先進技術實現(xiàn)生產(chǎn)乃至整條供應鏈的數(shù)字化。這些技術包括大數(shù)據(jù)分析解決方案、端至端的實時規(guī)劃和互聯(lián)、自控系統(tǒng)、數(shù)字孿生等。憑借這些技術，效率得以提升，企業(yè)能夠批量生產(chǎn)高度定制化的產(chǎn)品。然而，想要完全發(fā)揮出數(shù)字化的潛力，企業(yè)仍需要與主要供應商和大客戶實時互聯(lián)。

作為在電子商務和電子支付領域內全球公認的數(shù)字化領先者，中國在制造業(yè)領域內對數(shù)字化的應用卻仍處于起步階段。盡管“中國制造2025” 戰(zhàn)略的頒布為產(chǎn)業(yè)變革注入了強心針、突顯了戰(zhàn)略緊迫性，但只有在企業(yè)大膽擁抱數(shù)字化的情況下才能取得實質性的進展，并產(chǎn)生深遠影響。

在朝著數(shù)字化轉型的道路上大步前行時，思略特從此次“數(shù)字化工廠2020 — 歐洲數(shù)字化工廠高管調研”中梳理出的關鍵發(fā)現(xiàn)以及提出的數(shù)字化工廠藍圖，將協(xié)助企業(yè)規(guī)避實施中的風險，成功達成既定的目標。

就數(shù)字化工廠這一熱點話題，普華永道思略特德國公司2017年上半年對來自大型工業(yè)及制造業(yè)領域內的200位企業(yè)高管開展了一次定量市場調研，并對行業(yè)領先企業(yè)的多位高管進行了深度的訪談。

參與此次調研的高管均為各自企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)或技術領域的決策者。據(jù)調研結果顯示，領先的工業(yè)企業(yè)已經(jīng)完成了項目的試點工作，開始著手推廣數(shù)字化解決方案。以成熟的數(shù)字化戰(zhàn)略為依托，這些工業(yè)先驅者采用創(chuàng)新型的數(shù)字化戰(zhàn)略，擁抱全面的數(shù)字化轉型。此外，通過培訓和溝通，他們讓員工參與轉型，為企業(yè)的數(shù)字化成功做出自己的貢獻。

通過戰(zhàn)略、效益、技術和人才這四個維度（見圖一），我們詳細探究了數(shù)字化工廠背后的推動力，或許能為計劃建設數(shù)字化工廠的中國企業(yè)提供一些參考。

數(shù)字化工廠在高層心目中的戰(zhàn)略地位甚高：調研結果顯示，91%的工業(yè)企業(yè)正投資數(shù)字化工廠，但認為他們的工廠已經(jīng)“完全數(shù)字化”的僅占6%。

數(shù)字化能圍繞客戶提供更好的生產(chǎn)支持：在計劃對數(shù)字化工廠追加投資的受訪者中有四分之三的人表示，通過本地化制造來更貼近客戶，以及個性化、靈活化的生產(chǎn)是促成投資的兩大主要因素。

數(shù)字化工廠對“德國/歐洲制造”起到推進作用：在計劃對數(shù)字化工廠追加投資的受訪者中總共有93%的人表示，有意在未來五年內將部分或全部的數(shù)字化工廠遷至德國。未來五年內的投資中有77%將用于新建數(shù)字化工廠或擴容。數(shù)字化正在強化歐洲工業(yè)中心的競爭力。

如果沒有數(shù)字化工廠的打算，那么企業(yè)可能會在未來喪失競爭力。實現(xiàn)數(shù)字化工廠需要資金投入，需要攜手內外部利益相關方來推行開放式創(chuàng)新。此外，還需要聘請和培養(yǎng)人才，應對諸多變化，在員工間建立信任感并得到他們的全力支持和充分投入。

有些企業(yè)在建設數(shù)字化工廠的問題上似乎準備淺嘗輒止，并沒有進一步追加投資的意愿。鑒于數(shù)字化工廠能夠帶來的巨大利益，這些企業(yè)可能會被積極實現(xiàn)數(shù)字化并不斷改善的競爭對手拋在身后。

企業(yè)想要在如今競爭激烈的市場中生存，以客戶為中心是一大關鍵要素。企業(yè)不斷地貼近客戶，能夠更及時地對客戶偏好的變化做出反應。此舉還能有助于減少運輸和物流成本，客戶能以極小或者可以忽略不計的配送成本，從定制化的產(chǎn)品中獲益。在部分行業(yè)中，受即時生產(chǎn)和即時供貨等物流戰(zhàn)略的推動，供應商更加貼近客戶，整條價值鏈的本地化程度不斷提升。

許多企業(yè)利用數(shù)字化來提升工廠柔性，更好地應對客戶需求的波動。為了充分利用這些工廠的潛力，企業(yè)計劃在占主要收入來源的市場中新建或擴建工廠。從推動生產(chǎn)決策的力度看來，對客戶的聚焦遠遠大于勞動力成本。

短期內難見回報 — 對數(shù)字化工廠的投資是戰(zhàn)略性的舉動，收回投資需要兩到五年：近半數(shù)的受訪者希望能在五年內收回對數(shù)字化運營的投資，而僅有3%的受訪者希望在一年內收回投資。

企業(yè)希望五年后顯著提升效率：幾乎所有的受訪者（98%）都將提升效率視為投資數(shù)字化工廠的主要原因。綜合規(guī)劃、資產(chǎn)利用率提升、質量成本降低以及自動化均有助于效率的提升。

大多數(shù)的受訪企業(yè)將收回數(shù)字化工廠投資的期限定為五年。我們相信，決定的背后是翔實的商業(yè)論證和對投資的仔細考量。隨著企業(yè)對各種數(shù)字化工廠解決方案的不斷熟悉，他們對所需的實施時間和投入力度有了更清楚的認識，因而對收回投資的期限做出了較為保守的預測。

除了提升工廠效率之外，數(shù)字化工廠還能帶來其他一些效益。例如，在航空領域，有些企業(yè)利用數(shù)字化工廠解決方案開展先進的飛機及發(fā)動機設計，打破了傳統(tǒng)制造的局限性。此外，數(shù)字化工廠還能幫助企業(yè)減少能源和原材料的消耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。企業(yè)正在利用數(shù)據(jù)來改善資源效率，讓供應鏈更合理，實現(xiàn)按需訂購原材料，減少庫存。

但企業(yè)的目標遠遠不限于此。部分企業(yè)已經(jīng)在規(guī)劃無人值守工廠，在這些工廠中，電力將按需消耗。根據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，自1990年起，工業(yè)品領域的能耗不斷下降。但我們有理由相信，在數(shù)字化工廠的協(xié)助下，工業(yè)品企業(yè)在節(jié)能方面仍有潛力可挖。

通過綜合的制造執(zhí)行系統(tǒng) (MES) 實現(xiàn)工廠內外部互聯(lián)：數(shù)字化的第一步，是通過共用基礎架構實現(xiàn)機器與其他資產(chǎn)間的互聯(lián)。MES系統(tǒng)能實時規(guī)劃和控制生產(chǎn)，提升效率、生產(chǎn)柔性和資產(chǎn)利用率。為了實現(xiàn)效益最大化，MES系統(tǒng)需要與ERP系統(tǒng)整合，從而讓企業(yè)不僅實現(xiàn)內部流程的數(shù)字化，還能實現(xiàn)整條供應鏈的數(shù)字化。

協(xié)作機器人、數(shù)字孿生或增強現(xiàn)實等技術促使運營更精益、生產(chǎn)率更高：能夠協(xié)助工人提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)量、改善流程和產(chǎn)品質量的數(shù)字化技術正在迅速普及 — 未來五年，采用這些技術的企業(yè)數(shù)量有望翻番。工人和機器間的協(xié)作是重點發(fā)展領域，并誕生了數(shù)字孿生這種虛擬工廠的表現(xiàn)形式。增強現(xiàn)實的相關解決方案協(xié)助員工生產(chǎn)零缺陷的產(chǎn)品。

企業(yè)通過預測性數(shù)據(jù)分析和機器學習等手段做出更明智的決策：人工智能和數(shù)據(jù)分析是數(shù)字化工廠的推動力，半數(shù)以上的調研對象企業(yè)已經(jīng)采用了智能化算法來做出更合理的運營決策。工廠內部和企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內部的全面互聯(lián)，以及信息的智能化應用，對于保持競爭力而言將不可或缺。

利用MES實現(xiàn)工廠內外部互聯(lián)

工廠智能互聯(lián)的步伐正在加快。許多企業(yè)都已經(jīng)采用了聯(lián)網(wǎng)技術，通過MES等技術，以傳感器讀取頻設識別芯片上的數(shù)據(jù)并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺，將零部件、機器、生產(chǎn)管理、運輸車輛、工人甚至產(chǎn)品相互連接（見圖二）。例如博世力士樂在洪堡 (Homburg) 工廠開展了頻射識別跟蹤技術的全球試點（參見“博世力士樂：通過互聯(lián)實現(xiàn)批量定制”）。

通過使用MES，利用信息進行實時規(guī)劃和控制成為可能。

通過使用MES，利用信息進行實時規(guī)劃和控制成為可能：根據(jù)數(shù)據(jù)分析，感知或預測意外事件，并生成應對或優(yōu)化的相關行動。部分企業(yè)還開發(fā)出基于系統(tǒng)的貯存監(jiān)控系統(tǒng)，防止庫存缺貨并優(yōu)化庫存水平。

許多企業(yè)還將眼光投向了數(shù)字化工廠之外的領域，力爭橫向整合從供應商、生產(chǎn)網(wǎng)絡到客戶的整條價值鏈。更先進的跟蹤系統(tǒng)加上與ERP系統(tǒng)的動態(tài)連接，使得數(shù)據(jù)透明，能夠使用數(shù)據(jù)分析來優(yōu)化整條供應鏈的規(guī)劃。如同工廠內部聯(lián)網(wǎng)一樣，這些流程也會利用傳感器和射頻識別芯片來生成數(shù)據(jù)并傳遞到中央規(guī)劃平臺（包括與主要價值鏈伙伴的接口）。單純的系統(tǒng)互聯(lián)并不足以支撐這一目標。為了實現(xiàn)真正的同步，打通客戶需求、供應不足等外部因素與內部生產(chǎn)之間的對接，企業(yè)必須開發(fā)集成度更高的系統(tǒng)（MES、ERP、傳感器），并且需要克服各自為政的企業(yè)文化。

利用數(shù)字化技術提高生產(chǎn)效率并改善流程

許多企業(yè)還計劃采用各類數(shù)字化技術來協(xié)助工人提高生產(chǎn)效率并改善流程。毫無疑問，數(shù)字化工廠的工作環(huán)境將發(fā)生天翻地覆的變化，而且一切已經(jīng)悄然發(fā)生。企業(yè)為工人提供了包括移動APP在內的各種工具，使其在需要的時候能夠訪問各類信息。實時質量檢測也日益普及，這項技術使得工人能夠及時認識到錯誤并進行糾正，而生產(chǎn)流程的準確性也會自動地進行反復核查。此外，部分企業(yè)正采用移動APP來協(xié)助員工更好地開展遠程協(xié)作。機器人和其他數(shù)字化技術還使得工人更加輕松、安全和高效。協(xié)作機器人不僅只是完成預先編程所規(guī)定的任務，工人們還能通過交互的方式“訓練”這些機器人。他們無需耗費大量時間進行編程，只需重復自己的動作即可。我們發(fā)現(xiàn)，人機協(xié)作是發(fā)展的重點領域，也是企業(yè)需要密切關注的領域。盡管許多企業(yè)聚焦于提升流程的可視化和自動化，但卻很少有企業(yè)計劃采用相應的技術來提高對于人機協(xié)作的接受程度。

隨著無人駕駛技術的成熟和相關成本不斷下降，部分企業(yè)已準備利用這項技術來提升效率并減少錯誤。如今的系統(tǒng)已遠非按照預定路線進行自動循環(huán)取貨那么簡單，物流環(huán)節(jié)不僅朝著真正的無人化方向發(fā)展，而且還能通過互聯(lián)系統(tǒng)識別需求，向自我制導的運輸系統(tǒng)傳達指令，實現(xiàn)實時響應。這些系統(tǒng)之間以及與聯(lián)網(wǎng)的工作臺和倉庫之間互相傳遞信息數(shù)據(jù)，動態(tài)地應對供需的變化。

通過結合產(chǎn)品和生產(chǎn)線的數(shù)字孿生，能夠在實際啟動前模擬測試新的生產(chǎn)流程并進行優(yōu)化。

目前，將產(chǎn)品、設備、整條生產(chǎn)線和工廠基礎設施以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)，即所謂的“數(shù)字孿生”已經(jīng)成為可能。這項技術主要用于產(chǎn)品開發(fā)或生產(chǎn)規(guī)劃階段，能夠讓提升開發(fā)流程的效率，改善質量，有助于利益相關方之間的信息共享。通過結合產(chǎn)品和生產(chǎn)線的數(shù)字孿生，能夠在實際啟動前模擬測試新的生產(chǎn)流程并進行優(yōu)化。如果能與合作伙伴共同使用數(shù)字孿生，則能夠讓他們更好地優(yōu)化自己的流程進行匹配。數(shù)字孿生也是虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、遠程維護等多種應用的基礎。值得注意的是，目前最受歡迎的數(shù)字化工廠技術甚至是五年后最有可能采用的技術，仍然是以傳統(tǒng)模式下的流水線為基礎。在這種情況下，或許需要從根本上反思制造戰(zhàn)略甚至是企業(yè)的生產(chǎn)模式（如模塊化生產(chǎn)設備、柔性生產(chǎn)流程等），但許多企業(yè)都不愿承擔這種風險。我們認為，企業(yè)需要根據(jù)整體的業(yè)務戰(zhàn)略和技術發(fā)展的情況，從全局的角度制定數(shù)字化戰(zhàn)略。

通過數(shù)據(jù)分析支持決策

數(shù)據(jù)是數(shù)字化工廠的根本所在，需要投入巨資打造數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)整合方面的能力。通過傳感器，未來的數(shù)字化工廠能夠產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)。隨著數(shù)據(jù)整合和內存方面的技術能力不斷完善，數(shù)字化工廠與供應鏈生態(tài)體系的實時整合成為了可能。通過機械設備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸?shù)組RS和ERP系統(tǒng)，甚至是供應商和客戶，企業(yè)能夠在整條供應鏈中實現(xiàn)關鍵供需數(shù)據(jù)的實時交互。在未來，數(shù)字化工廠將能夠在客戶需求不足的生產(chǎn)期間規(guī)劃各類維護和停工檢修安排，實現(xiàn)利潤率的最優(yōu)化。

實現(xiàn)工廠和整個企業(yè)生態(tài)體系內部的全面互聯(lián)，以及對信息的智能化使用，將成為企業(yè)保持競爭力不可或缺的選項。我們欣喜地看到，許多企業(yè)都已經(jīng)認識到了這一點，并大力發(fā)展他們的大數(shù)據(jù)能力。

數(shù)字化生產(chǎn)意味著打造數(shù)字化勞動力：數(shù)字化工廠需要全新的工作方式。勞動力的組成將會發(fā)生變化，企業(yè)需要招聘和挽留相應的人才。數(shù)據(jù)科學家需要發(fā)現(xiàn)智能算法來提升運營表現(xiàn)，而人機智能交互也需要全新的技能。數(shù)字化培訓項目以及招聘外部的“數(shù)字原住民”能確保成功打造數(shù)字化工廠。

數(shù)字化轉型必須由高層掛帥、立即開始：企業(yè)的數(shù)字化轉型需要高層的領導和指導。隨著全球范圍內的競爭對手邁上數(shù)字化之路，企業(yè)需要立即行動起來。

數(shù)字化工廠需要截然不同的工作方式，企業(yè)因此也需要打造數(shù)字化的勞動力。企業(yè)需要調整員工的組成，需要相應地招聘和挽留人才。隨著我們步入人機交互的新時代，人才對數(shù)字化工廠的影響力不容低估。

數(shù)字化工廠能協(xié)助企業(yè)面臨老齡化社會的挑戰(zhàn)。隨著大批技術工人退休，大多數(shù)行業(yè)可能面臨熟練勞動力短缺的局面。數(shù)字化能夠從一定程度上彌補這種短缺。

為了確保有足夠的工人具備數(shù)字化工廠所需的技能，企業(yè)需要與商界、政界和學術界積極合作，解決合格人才短缺的問題。當然，在培訓和教育方面的投入代價不菲，但通過效率改善所帶來的收入提升能抵消這方面的投入，而且還能讓員工享受到由此帶來的漲薪等福利。此外，人才所需具備的素質也在發(fā)生顯著的變化。數(shù)字化工廠對流水線工人的需求將降低，轉而需要更多的數(shù)據(jù)分析師和程序員。

問題的解決不僅僅是招聘更多的人才和培訓現(xiàn)有員工這么簡單。高層應該以身作則地領導整個數(shù)字化轉型，并在整個企業(yè)中貫徹持續(xù)學習的精神。員工依然是整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關鍵，在開展數(shù)字化轉型的過程中，企業(yè)領導人需要與員工并肩戰(zhàn)斗保持溝通，選擇員工接受程度高的新技術進行推廣，讓他們擺脫高強度的重復勞動或減少錯誤的發(fā)生，從而贏得他們對新技術的信任，確保他們欣然使用這些新技術，并從上到下建立起以數(shù)字化為導向的企業(yè)文化。

人才：產(chǎn)教融合

數(shù)字化和自動化毫無疑問地會減少人工重復作業(yè)，改善工作環(huán)境，保障人身安全。我們認為，制造業(yè)能夠抓住此次機遇一改傳統(tǒng)以來“工作環(huán)境欠佳”的形象，通過升級來吸引更多新型人才。數(shù)字化工廠將生產(chǎn)運營流程高度一體化，由此對技術人才提出了更高的要求，過去單一領域的專才將不再適用，取而代之的將是橫跨多領域、學習能力更強、懂得數(shù)字化交付的復合型人才。

參照國外的先進經(jīng)驗，以課堂教育與實際工作相結合的職業(yè)教育體系能為產(chǎn)學合作制定數(shù)字化工廠培訓項目指明了道路。例如，某領先的機床企業(yè)直接與當?shù)氐墓た圃盒＝⑵鹇?lián)合學院，通過產(chǎn)教融合和資源互補，為其數(shù)字化工廠的建設定向培養(yǎng)和輸送人才。除了教育機制，職業(yè)培訓課程本身也需要做出調整，實現(xiàn)課程培訓的標準化，并在商業(yè)、自然科學和工程等傳統(tǒng)領域加大人才培養(yǎng)力度，培育出熟練掌握數(shù)據(jù)分析、產(chǎn)品管理、項目管理、IT架構或者信息安全的跨學科數(shù)字化工程師。

最后，由于數(shù)字化工廠的轉型需要多部門協(xié)調，往往需要頂層決策者對數(shù)字化有著較強的決心和較深的認識，能夠指導整個企業(yè)制定數(shù)字化戰(zhàn)略，帶領企業(yè)順利度過轉型，打造出成功的數(shù)字化工廠。