提升工业物联网对中小企业的影响：行动方案.pdf

白皮书提升工业物联网对中小企业的影响：行动方案2020年 1月世界经济论坛91-93 route de la CapiteCH-1223 Cologny/GenevaSwitzerland电话：+41 (0)22 869 1212传真：+41 (0)22 786 2744电子邮件：contactweforumweforum2019世界经济论坛。保留所有权利。严禁以任何方式（包括复印和刻录）或通过任何信息存储和检索系统复制或传播本出版物的任何内容。本白皮书由世界经济论坛出版，致力于推动某一项目、某一洞察领域或互动交流的发展。报告中的发现、诠释和结论均在世界经济论坛的促进和支持下合作完成，但未必代表世界经济论坛或其全部会员、合作伙伴及其他利益相关者的观点。3目录前言 5执行摘要 6第四次工业革命为中小企业带来的机遇与挑战 7政策方案 11提高认识 12专家支持 13金融支持 14协作环境 15案例研究：巴西政策原型 16结论 20附录一 全球政策倡议 21附录二 原型细节 24附录三 开源文档 26附录四 致谢：巴西原型工作组 27编著者 28尾注 29提升工业物联网对中小企业的影响：行动方案4 提升工业物联网对中小企业的影响：行动方案5前言Geoffrey Wylde世界经济论坛物联网、机器人与智慧城市负责人Carlos Da Costa巴西经济部部长生产力、就业和竞争力部门副部长Patricia Ellen daSilva巴西圣保罗州经济发展局局长2019年 5月，全球第四次工业革命理事会召开首次会议，全球物联网行业领导人汇聚一堂，共同呼吁以更加经济包容的方式部署第四次工业革命的技术创新。为了顺应这一需求，世界经济论坛、巴西经济部和巴西圣保罗州协同合作，联合开发解决方案，推动新兴技术为更多民众和企业创造收益。在2019年 6月至11月的六个多月时间里，我们共同设计和测试政策方案原型，旨在降低壁垒，鼓励制造业中小企业采用第四次工业革命技术，尤其是工业物联网技术。该项政策方案建立在“ 巴西物联网国家计划” 和 “巴西更多项目” 倡议的基础之上，为项目的成功实施提供了国家政策框架以及宝贵的专业知识和资源。巴西圣保罗州航空航天和汽车制造部门参与了项目设计。圣保罗州领先的工业研究机构圣保罗技术研究所（IPT）和航空技术研究所（ ITA） 亦是项目的重要合作伙伴，负责主办设计研讨会，提供研究和专家见解以及项目管理 支持。项目采用了敏捷治理的创新方法，快速开发和完善项目成果。我们通过一系列的多方利益相关者研讨会、直接访谈、实地调查和工厂参观得出研究结果，然后在10家公司对初步假设和建议进行原型测试，为政策方案草案提供快速反馈。该草案自2019年 11月起开始在120家公司进行试点 测试。本白皮书所包含的政策方案为决策者提供了事实依据，供其在管辖范围内借鉴、调整和部署。政策方案包括巴西圣保罗原型经验及成果的简要案例研究，同时分享了世界各地的领先政策实践案例。白皮书还概述了中小企业，尤其是制造业企业，在第四次工业革命中面临的部分关键机遇和 挑战。政策方案为圣保罗州正在开展的试点项目奠定基础。 2020年，我们将联合诸多联邦政府倡议，推广试点项目，旨在到2021年为巴西境内的2,000多家制造业中小企业提供支持。本项目的经验收获亦适用于其他国家。世界经济论坛正在与世界各地的行业领袖和决策者磋商讨论，希望各国根据本国国情合理采用巴西经验，从而以更包容的方式推进第四次工业革命。提升工业物联网对中小企业的影响：行动方案6扩展阅读本白皮书的编著基于世界经济论坛的往期刊物：执行摘要面对第四次工业革命的发展浪潮，制造业中小企业需要奋起直追，才能摆脱困境，跟上时代的前进步伐。当今世界，经济不平等日益加剧，社会流动性机遇不断减少，工业生产率增长低迷，这些趋势引发全球的广泛担忧。要想受益于第四次工业革命的技术进步，中小企业需要克服诸多挑战，包括缺乏熟练员工，资金不足，投资回报不明确，公司的基础设施和业务流程有待改进以及信息技术和运营技术亟需升级；只有如此，中小企业才能在目前服务于大型企业的新兴技术环境中继续生存并走向繁荣 。 鉴于上面所述的种种障碍，中小企业采用新兴技术的可能性相对较低。例如，欧盟统计局（Eurostat）的数据分析显示，在欧盟，对拥有超过250名雇员的公司与中小企业进行比较，前者利用从智能设备或传感器（第四次工业革命基础技术工业物联网的边界设备）所收集的数据而获益的概率要比后者高出六倍之多。有效清除上述障碍，让中小企业与大企业并驾齐驱，可以为更多的利益相关者创造效益，包括提高企业的盈利能力，为科技公司开辟更大的目标市场，为政府增加税收以及为公众提供更好的环境和社会成果。世界经济论坛与巴西经济部和巴西圣保罗州协同合作，联合制定了一项政策方案，助力决策者以更具包容性的方式推进第四次工业革命。该项方案确定在四个领域采取具体的干预措施：提高对新兴技术的认识，特别是工业物联网技术 为中小型企业提供专家支持 为中小企业提供金融支持 为中小企业打造协作环境，互相借鉴，建立可信赖的商业合作伙伴关系 我们经过一系列的多方利益相关者研讨会、采访和调查得出研究结果，然后在圣保罗州10家汽车和航空航天制造业中小企业中对政策方案进行最初的原型测试。目前，方案原型正在圣保罗州的120家企业中进行试点，2021年试点规模将扩大至巴西境内的其他2,000家企业。世界经济论坛计划于2020年在另外三个司法管辖区内试行政策方案和项目方法，之后将在全球范围内加以推广。1.2.3.4.工业物联网：释放互联产品与服务的潜力实现物联网：集体行动框架引领第四次工业革命：以人为本新型生产劳动力：应对劳动力需求变化2018未来生产就绪报告第四次工业革命：制造业技术创新之光敏捷治理：第四次工业革命中的决策重塑下一个经济增长引擎：第四次工业革命技术在生产中的规模化应用提升工业物联网对中小企业的影响：行动方案7第四次工业革命为中小企业带来的机遇与挑战第四次工业革命中的制造业中小企业中小企业对全球经济至关重要，数十年来一直相对稳定地推动全球经济持续增长。然而，在第四次工业革命风起云涌的今天，中小企业对经济增长的贡献正在日益逊色于大型企业。例如，中小企业在美国国内生产总值（ GDP）中所占比重从1990年的48%下降至2014年（可获得统计数据的最近一年）的43.5%，降幅接近5个百分点。1这一趋势应给决策者敲响警钟。从全球范围看，中小企业雇佣了大多数工人，贡献了50%-60%的全球GDP。2 除了扮演世界雇主的角色外，中小企业也在积极推动技术创新。3 中小企业对社会最重要的贡献在于它们为促进社会流动性提供了重要渠道，占发展中国家和新兴经济体新增就业的95%；中小企业的发展帮助人们摆脱贫困，成为中产阶级。4 中小企业为妇女、少数民族和移民等弱势群体提供就业机会，帮助他们改善社会经济地位，进而推动经济的包容性增长。5 如果没有中小企业的强大经济基础，经济不平等将会进一步加剧，生产率增长亦会停滞不前。除了社会影响外，中小企业还助力世界各国实现经济健康发展以及商业部门生产率逐步提升。中小企业几乎是所有行业的关键供应商、合作伙伴和客户，制造业亦是如此。6 制造业中小企业作为中间供应商尤为重要，它们通过大型本地或跨国公司向全球价值链销售产品。7 如果制造业中小企业在第四次工业革命中落后于他们的大型合作伙伴和客户，就会拖累全球的工业生产力。因此，即使是世界上最大型工业集团的企业高管也对中小企业的竞争力颇为关注。第四次工业革命为中小企业带来挑战2008年全球金融危机爆发后，大型企业成为推动全球GDP增长的主力军。大型企业的工人生产力大大超过了中小企业，部分原因在于大型企业积极投资于第四次工业革命技术。8 2015年一项关于第四次工业革命对德国制造业影响的研究显示，大型企业更愿意迎接第四次工业革命的到来，而中小企业却易于成为这场革命的受害者，而非受 益者。9欧盟统计局的数据分析为这一假设提供了支持，对欧盟大型企业和中小企业利用从智能设备或传感器（第四次工业革命基础技术工业物联网的边界设备）所收集的数据而获益的概率进行比较，前者要比后者高出六倍之多。10工业物联网能够推动企业实施第四次工业革命解决方案，如库存跟踪、数字指令和机器视觉检测等等。如果不部署工业物联网解决方案，中小企业将会错失第四次工业革命带来的良好发展机遇。白皮书将重点关注政策工具，以推动中小企业部署传感器、互联设备和分析技术，实施工业物联网解决方案，同时我们相信推动工业物联网技术发展的政策也会带动其他先进制造技术（例如，不依赖物理传感器进行数据输入的增材制造或分析应用）。请参阅附录二，了解一些常见的工业物联网用例描述。世界经济论坛的“ 全球灯塔网络” 倡议提供有关先进制造技术和用例的更全面资源。政府、各类机构和其他主体对中小企业的定义各不相同，这让获取全球统一数据更加困难。本报告不提供有争议性的定义，但一般将中小企业视为雇员少于 250人的所有企业（除非另有说明）。在政策原型案例研究的东道国巴西，出于政策考虑，中小企业是指雇员少于500人的企业。提升工业物联网对中小企业的影响：行动方案80%5%10%15%20%25%30%35%比利时荷兰马耳他斯洛文尼亚芬兰爱尔兰丹麦 挪威爱沙尼亚葡萄牙 卢森堡法国 瑞典意大利 奥地利捷克西班牙斯洛伐克波兰立陶宛克罗地亚德国塞浦路斯 拉脱维亚 保加利亚 罗马尼亚匈牙利希腊企业使用大数据百分比大型企业( 平均18%) 中小企业( 平均3%)图 1: 企业智能设备或传感器的大数据使用，EU28（2018）注：大企业员工超过249人，中小企业员工少于250人资料来源：欧盟统计局2018年大数据分析挑战领域 关键问题 巴西中小企业所有者或经营者的相关评述中小企业在第四次工业革命的演变发展中面临诸多挑战，这就导致其在应用工业物联网技术方面明显滞后于大企业。制造业中小企业在终端市场、价值链定位、地理位置、所有权、收益、技术进步和研发投资等方面千差万别。有鉴于此，我们不可能疏而不漏地总结概述制造业中小企业在第四次工业革命中面临的所有挑战；但是，世界经济论坛、巴西经济部和圣保罗州的研究表明，这些挑战大致可以划分为五大领域：人员和能力我们如何在工业4.0中培训员工和经理？我们如何吸引和留住合适的人才？“我们的领导者不懂技术。”“（中小企业）在市场上找不到合适的人才，找不到精通工业4.0的专业人士。他们根本不存在。”商业战略、投资回报和资金支持我们如何才能快捷有效地获取资金支持？ 我们如何衡量和保证每项工业物联网技术投资的回报率？“资金扶持模式不合理（例如）要想获取资金支持，我们往往必须先证明我们已有资金。“如果投资收益不明确，就很难列为企业的优先事项。”基础设施和流程我们如何确定工业物联网的实施路线图，并及时升级，跟上新技术的发展步伐？我们如何为实施工业物联网技术确定合适的用例和商业案例？“工业物联网技术就是自动化吗？”“我期待监管改革尽快推进。我有新技术，但需要遵循多项标准和要求。我们处于技术和监管的夹缝之中，两者都要兼顾。”技术就绪我们如何才能快捷、经济地试行工业物联网技术？我们如何分享成功、失败和最佳实践经验？“我们已经开始实施了，然后我们去了趟德国哦我们发现我们的做法都是错的。”生态系统的成熟度我们如何围绕整个价值链制定相关战略？我们如何协同合作，应对业内曝光度、竞争优势和保密问题？“最大的机遇就是找到我们可以齐心协力解决的共同挑战。”“我们尽力专注于做好自己的产品，然后聘请第三方提供具体事项支持。我们没有多余的空间和时间去尝试不同的事情。我们必须利用外部资源。”提升工业物联网对中小企业的影响：行动方案9中小企业灯塔案例研究：Rold - Cerro Maggiore意大利变革故事：积极利用数字化制造技术，增加产量，维持企业竞争力。五大用例 影响 亮点机器报警聚合 警报反应时间使用数字仪表盘监控OEE OEE（提高11%）基于传感器的KPI汇报 机器状态透明度成本建模 成本核算精确度增材制造（3D打印） 进入市场时间世界经济论坛的调查发现和经济合作与发展组织（经合组织）的研究结果大体一致，只是在上述类别的名称和细微之处可能有所不同。经合组织列出中小企业实施工业物联网技术的主要障碍包括管理意识和管理技能不足（向数据驱动的决策文化转变），缺乏专业人士，无法评估和处理数字风险，以及数据收集存储和资金获取颇受限制。11除了上述的结构性障碍和挑战外，论坛与巴西中小企业的访谈结果显示，技术供应商并不愿意投资开发针对中小企业的技术产品，他们的客户重点是能够创造较高投资回报的大型企业。无独有偶，经合组织的调查研究也强调，“ 缺乏适合中小企业的解决方案” 是中小企业采用数据分析的一个关键障碍。12 这也进一步拉大了中小企业与大型行业竞争对手、供应商和客户之间的技术差距。就中小企业自身而言，它们往往过于担心工业物联网技术的供应商和合作伙伴会对企业数据滥采滥用。“ 中小企业虽然在工业价值链上扮演重要角色，但它们不太愿意与与高校合作，为技能构建和专项活动提供支持，确保较高的员工参与度虽然部署工业物联网技术的第一个，当然也是最为切实的好处通常是提高生产率，但它对制造业中小企业的影响可能远远不止于此。咨询公司德勤（Deloitte）表示，工业物联网技术可以在多个方面创造价值：通过改进产品、改善客户服务和工程推动业务增长，同时通过更好的规划、更高效的工厂管理和增强的支持功能进一步改善企业运营。提升工业物联网对中小企业的影响：行动方案供应商和客户分享数据，”巴西IPT主席Jefferson Gomes表示，“ 中小企业非常担心，透明度的提升会有损企业的竞争地位。为了应对这一挑战，中小企业高管需要在谈判中提升技术敏锐度，以确保从整合机会中获取效率收益。”第四次工业革命为中小企业创造机遇尽管存在这些不利因素，但中小企业拥有先天优势，可以帮助它们克服挑战，推动发展第四次工业革命的技术创新。中小型企业的较小规模往往意味着组织结构相对简单，所有者与经营者之间的权力距离相对较小，因而能够更快地响应市场、环境和技术变化。巴西政策原型的初步研究结果（下文有更加详细的描述）显示，中小企业可以灵活调整经营模式，加快商业决策过程，以积极利用第四次工业革命的发展机遇（虽然现在对试点项目下明确结论还为时过早）。世界经济论坛全球灯塔网络已然证明，制造业中小企业在第四次工业革命 特别是工业物联网技术应用中大有可为。 10关键利益相关者 如何从解决集体行动问题中受益政府 工业生产率和产出提高，税收增加 技术供应商 中小企业潜在市场扩大中小企业所有者 企业业绩和盈利能力提高工业劳动力 掌握切实有效的技术技能大型企业 更具活力和竞争力的中小企业供应商、客户与合作伙伴其他社会成员 社会流动性、安全和环境均有所改善产品工程客户规划工厂支持工业物联网技术价值潜力新的收入新的商业模式增量收入生产率提高成本降低风险缓解增长运营图2：工业物联网技术如何创造价值资料来源：德勤第四次工业革命技术，特别是工业物联网技术，不仅能为企业创造价值，同时亦可为社会创造溢出价值。工业物联网技术实现对整个工业价值链的“ 事物” 进行全面测量和管控，通过综合考虑库存周转、员工安全和能源使用等各项指标，推动企业提升效率、减少浪费，将企业利润与社会和环境效益直接挂钩。世界经济论坛与物联网研究公司IoT Analytics开展合作，对640多项物联网技术的部署进行分析研究，结果表明 84%的现有物联网部署有助于实现“ 联合国可持续发展目标”。13解决集体行动问题应对制造业中小企业面临的第四次工业革命挑战可以释放共同的经济和社会价值；然而，现行的行业激励机制需要有所改变才能实现这一目标。其中，最为紧迫的是需要解决工业中小企业和第四次工业革命技术供应商之间的信息不对称问题。造成这种信息不对称的原因纷繁复杂，包括：中小企业难以获取精通技术的人才中小企业管理意识落后，对第四次工业革命技术不够熟悉网络效应，大公司享有获取更多客户或数据的优势供应商激励机制导致较高的客户转换成本，即所谓的“供应商锁定”融资障碍是影响中小企业发展第四次工业革命技术的另一个关键性的激励问题。国际金融公司（IFC）在2013年估计，新兴经济体的中小企业面临超过 2万亿美元的融资缺口。14 中小企业缺乏抵押品和财务知识，这在一定程度上阻碍它们获得融资，同时，高额的交易、合规和利息成本让贷款变得过于昂贵，即使那些拥有融资渠道的企业也面临同样的困境。15 如此一来，中小企业往往需要依靠留存收益来维持企业运营和业务增长。如果没有更好的融资渠道，在企业亟需进行运营投资时，中小企业领导者很难优先投资具有前瞻性的第四次工业革命技术。解决上述激励问题，帮助工业中小企业更好地投资和采用工业物联网等第四次工业革命技术，有可能惠宜于所有利益相关者。提升现有产品智能化推出新型数据产品和服务通过IM技术促进产品创新推广及销售产品售后体验经销商整合缩短“从创意到市场”的时间将设计与产品智能相结合提高工程效率为技术人才创造有利条件客户配置知识支持优化提升能力效能生产资产智能化活动同步与流程需求感知与规划供应规划和供应商整合出库网络优化提升工业物联网对中小企业的影响：行动方案