加速智能制造的步伐：生态系统打法的价值所在.pdf

加快智能制造的步伐 生态系统打法的价值所在2 新冠病毒的大流行 ， 企业需要以更大的敏捷性和更快的速度来应对变化的环 境 ， 在新常态下 ， 企业领导人应考虑更深入地运用智能制造生态系统来加速数 字化转型和结果驱动 。 制造业生态系统如何加速生产 美国政府颁布了 国防生产法 2 并指定两家美国汽车制造商为国家补充呼吸机库存 。 这两家汽 车制造商与医疗设备制造商合作 ， 迅速建立了一个临时用于履行订单的生态系统 。 到今年年底 ， 这两个生态系统按合约将合计产出超20万台呼吸机 。 3 与此同时 ， 这两家汽车制造企业还与汽车 行业协会和其他制造企业共享了设计规格和制造规划 ， 以此提高自己的生产能力 。 4 在英国 ， 英国呼吸机挑战联盟 （the Ventilator Challenge UK consortium ） 从航天 、 汽车和医 疗领域召集制造商 ， 在14周内生产了超过1万台呼吸机 。 5 2020 年3月的另一项举措动员了增材制造 （AM ） 领域各方成员 ， 通过America Makes主导的一 项公私合作项目 （PPP ） 来应对医疗设备短缺的问题 ；America Makes是增材制造研究和技术 领域领先的公私合作项目 ， 也是美国国防部下属的一所制造业创新研究院 。 这项举措为设计人 员 、 制造企业和医疗人士提供了一个线上入口 ， 使他们将医疗人员的需求和通过临床审查的3D 打印设计与制造企业匹配起来 ， 按需生产个人防护用品 （PPE) 。 到2020 年5月 ， 该生态系统中 的制造商已在全美打印和分发了28万份个人防护用品 （PPE) 。 6 简介 3 月11日 ， 世界卫生组织正式宣布将新冠病毒 定为大流行病 。 1 由于北美和欧洲地区保护一 线人员的个人防护设备 （PPE ） 和用于治疗的 呼吸机严重短缺 ， 全球供应链瓶颈和供给短板 让疫情重灾区的医疗系统雪上加霜 。 许多国家 的领导人迫切需要物资供应 ， 其中许多人转向 制造业企业寻求帮助 。 问题如何解决 ？ 最终 ， 区 域 制 造 网 络开始加班加点生产急需的物资设 备以解决问题 （ 见侧栏 “ 制造业生态系统如 何加速生产”）。 这些例子体现出制造业生态系统和数字化工具 在缩短制造周期 、 促成更优质合作方面的潜在 价值 ， 同时也体现出当各组织目标一致 、 共同 利用数字化技术时 ， 迅速做到携手创新 、 并肩 合作是可能的 。 加快智能制造的步伐 ： 生态系统打法的价值所在3 但在智能制造的语境下 ，“ 生态系统 ” 指的究 竟是什么 ？ 本质上来说 ， 当各个实体有效地聚 集在一起 ， 解决共同的挑战并达成共同的目的 时 ， 即形成了一个生态系统 。 7 有效的生态系统 能为成员带来聚沙成塔的 “ 网络 ” 效应并创造 一加一大于二的价值 ， 从而提升各方业绩表现 、 带来指数级成果 。 合作与共同演进是其基本的 支撑概念 ， 对于智能制造来说 ， 随着前沿科技 日新月异 ， 工业4.0 让这种演进的概念变得尤为 重要 。 2019德勤-MAPI智能工厂调研 显示 ， 8 与生态系 统的连接是各大行业先锋的标志性特征 。 所谓 的行业先锋是一批采用工业4.0 技术成功解决商 业难题 、 利用机遇 ， 继而受益匪浅的制造业企 业 。 9 调研的结果起到了抛砖引玉的作用 ， 引发 我们进一步研究各大制造商如何跳出企业本身 ， 有意识地与供应商与服务商连接 ， 以进一步扩 展其智能制造进程 。 尽管侧栏中的例子体现了生态系统在特定方面 的作用 ， 但2020 德勤-MAPI智能制造生态系统 调研 （ 见侧栏 “ 研究方法 ”） 进一步提出了一 系列有关生态系统长期参与的洞见 ， 便于各大 企业加速其数字化举措并落实成效 。 制造业本 身已经处于数字化转型的进程之中 ， 只是该进 程中涉及的某些超过50岁 “ 高龄 ” 的资产 ， 使得欲通过数字化连接资产的整体难度有所加 大 。 但正如2019 年智能工厂调研所显示的 ， 大 部分接受调研的制造企业都在这条路上有所精 进 。 持续的疫情造成了业务中断和经济困境 ， 这让 加速推进智能制造举措 、 确保未来竞争力显得 越发迫在眉睫 。 在MAPI的最近一项CEO意见调 查中 ，85%的领导层认同或者 强烈认同2021 年六月前对智能 工厂的投资将会攀升 。 10 同时 ， 尽管经济学家们预测在接下来 三个周期内 ， 整体的商业投资 可能低迷 ， 但是调研参与者表 示他们会将更大比例的工厂投 资投向智能制造举措 ： 整体达 到36% ， 而2019 年为30% 。 这 意味着在智能工厂方面的投资预算可能不会像 整体投资预算那样快速缩水 。 11 对于这些领导者来说 ， 现在并不是深挖洞 、 广 积粮的时候 ， 反而是针对智能制造做出深思 熟虑 、 对症下药的投资之时 ， 只有这样才能 在下一个新常态来临时做到旗开得胜 。 本文 将 对 智 能制造生态系统做出定义 ， 点明利用生 态系统为制造企业带来的收益 ， 并为制造企业 领导提供一份策略手册 ， 以帮助他们识别推进 生态系统进程中的实操步骤 。 近期的案例体现了制造业生态系 统在加速生产方面的价值 借助 数字化工具带来更快的出货时间 并促成合作伙伴间更优质的合作 。 加快智能制造的步伐 ： 生态系统打法的价值所在4 加速生态系统推进的 “ 完美风暴 ” 2020 年初始 ， 由于新冠疫情的爆发 ， 各大制造 企业纷纷经历了从市场供需失衡到区域性停工 停产带来的诸多变故 。 这种变故也对数字化转 型举措产生了影响 。 截至2020 年8月 ，38%参 加问卷调查的制造企业在评估新冠疫情带来的 经济影响的同时暂停了对智能工厂的投资 。 其 中大部分制造企业预计将在接下来12个月的时 间内恢复智能制造投资 。 然而 ，12个月对于科 技和数字化转型来说堪称一日三秋 ， 就此裹足 不前的企业可能面临在智能制造方面落于人后 的风险 ， 尤其鉴于参与问卷的62%的制造企业 都立志于继续前行 ， 其中甚至还有企业计划加 速步伐 （ 图1 ）。 事实上平均来讲 ， 这类企业将 把36%的工厂投资投向智能制造 ， 这比去年的 调研结果增加了20% 。 为什么对于加速智能制造举措来说 ， 当前的时 机已经成熟 ？ 很大程度上来说 ， 目前充满变数 的环境使得智能制造所具有的更高灵敏度和更 快速度变得必不可少 。 正如一位高管在谈到新 冠疫情带来的改变时说 ：“ 产能瞬息万变 我 们搞不清什么产品销路好抑或哪些员工能出勤 到岗 ， 所以只能被迫 （ 通过智能制造举措 ） 加 快行动节奏 。” 研究方法 德勤和MAPI 在2020 年6月联手开展调研 ， 旨在发现智能制造生态系统能够如何加速 推进智能工厂举措 。 该调研包含了对超过 850 名制造业企业高管的网络问卷 ， 覆盖全 球三大关键区域 ： 北美 、 欧洲和亚洲 。 调 研也同时包含对超过30名制造业企业与生 态系统高管成员的访谈 。 资料来源 ：2020年德勤MAPI智能制造生态系统调研 loitte sights 图 1 智能制造投资有助于应对新冠疫情带来的挑战 协作机器人 维系生产力 而且正加快前沿科技应用的步伐 机器视觉 为客户实现线上参观 62% 的制造企业坚持 在智能制造投资 上再接再厉 增强现实/虚拟现实 开展培训和设备维护 可穿戴设备 保护员工安全 加快智能制造的步伐 ： 生态系统打法的价值所在5 很多受访企业在面临疫情的影响时都选择迅 速 扩大对工业4.0技术的运用 。 各企业管理层 提到过的案例包括 ： 通过安装机器视觉系统 满 足客户参观厂房的需求 ； 为生产线员工佩戴 可穿戴设备 ， 以便在进入其他员工的六英尺防 护距离时发出提醒 ； 甚至是启用协作机器人 （“co-bots ”） 来补充无法在产线上并肩工作 的工人 。 总的来说 ， 一种普遍的观感是 ， 采用前沿科技 会耗费长达几个月的时间 。 然而 ， 如果企业已 经提前针对科技应用主动和供应商联系并就此 建立好了合作关系 ， 那么这种费时费力的情况 便不复存在了 。 一位在年收入200 亿美元的全 球制造企业工作的高管表示 ：“（ 因为疫情的 原因 ）， 我们超计划部署了更多的协作机器人 。 三个月之内就可以把协作机器人轻松安排到生 产场地中 这些机器人非常智能 ， 也能和员工 紧密合作 。” 12 这家企业之所以能做到这样 ， 得益于他们早已针对协作机器人之类的技术拟 定了一个标准化的供应商网络 。 换而言之 ， 该 企业利用了一个解决方案供应商组成的生态系 统 ， 借此让其智能制造举措得以加速向前 。 要制造企业靠自己保持快速的数字化转型节奏 是困难的 ， 而在其规模化地顺应新时代的过程 中 ， 生态系统能为其带来更高的产能与灵活性 。 生态系统中多对多关系的成功可以惠及系统中 的所有参与方 ， 从而达到多赢的效果 。 而正如 生物圈中的生态系统一样 ， 商业生态系统中的 各方都肩负同样的命运 。 这使得培养生态系统 的平衡和保持其健康发展就变得必可不少 。 13 我方已经具备智能制造的供应商关 系 ， 这难道不就是生态系统么 ？ 在谈到智能制造的生态系统时 ， 一个常见 的误解就是 ： 它和现存的合作方或供应商 关系大同小异 。 虽然许多制造企业可能拥 有一些智能制造方面的外部关系 ， 但是真 正的生态系统打法需要包含多方之间或任 意两方之间有意的协同配合 。 这种围绕共 同业务目标而开展的协同工作是一个生态 系统与一群提供智能制造解决方案的供应 商之间的差别所在 。 加快智能制造的步伐 ： 生态系统打法的价值所在6 *生态系统能力是持续开发的，且不限于以上提及的各类能力。 资料来源：德勤分析 图 2 智能制造生态系统：相互关联的参与方及相关能力 经销商/ 分销商 后市场服务 供应商 零售商 猎头服务 政府项目 科技顾问 学徒项目 学术界 技术培训中心 /附属单位 零工经济协会 学术界 初创加速器 运营科技供应商 工业4.0供应商 (云,物联网, 数据分析,网络等) 行业联合体 IT, CAD等 软件供应商 其他制造企业 研发实验室 一级供应商 N级供应商 仓库与仓储 物流合作方 分销商 用户群 行业协会 Synchronize d 客 户 生 态 系 统 供 应 链 生 态 系 统 人 才 生 态 系 统 生 产 生 态 系 统 初创加速器 工业4.0供应商 (云,物联网, 数据分析,网络等) 社交媒体渠道 客户互联 生态系统能力*: 动态实现 智能供应 同步规划 人才供给 智能生产 数字化开发/创新 我们找出了四个支持智能制造举措的主要生态 系统 ： 生产 、 供应链 、 客户和人才 。 尽管还有 其他次生态系统 ， 但它们基本都隶属于这四个 门类之一 （ 图2 ）。2020 德勤-MAPI 调研侧重于 生产方面的生态系统 ， 但所有四类生态系统之 间都有重要的相互关联性 。 在生产生态系统中 ， 我们识别出了一系列智能 制造的运用案例 ， 即所谓的 “Great 8 ”（8大 案例 ）。 这些是制造企业最有可能采纳的案例 ， 而2019 和2020 年两次调研都突出了采纳的水 平 （ 图3 ）。 加快智能制造的步伐 ： 生态系统打法的价值所在7 资料来源：2020德勤MAPI智能制造生态系统调研 loitte sights 图 3 助力智能制造举措的4大生态系统和其支撑的8大案例 与这些生态系统相连的制造企业比例 制造商投入运营这些应用案例的比例 生产生态系统的8大应用案例 生产生态系统 生产满足客户要求、 品质标准和边际成本 的产品 供应链生态系统 采购原材料、匹配 供需、促进客户成品 的仓储和分发 客户生态系统 与客户连接互动， 促成客户下单；为 产品提供维护和 服务 人才生态系统 创造支撑智能制造 所需的技能和职能 管道 23% 数字产品开发 数字孪生 23% 员工效率提升 36% 厂房消耗与 能源管理 21% 增材制造 24% 工厂资源智 能化业绩 管理 23% 工厂同步化 与动态日程 排期 24% 智能传送 34% 品质感应和 检测 为什么是现在 ？ 参与智能制造生 态系统的收益 参与生态系统意味着你能得到有助于转型的创 新实力 ， 还能借助所有各方的集体智慧 。 14 为了保持竞争力 ， 当今的制造企业必须以更快 的速度产出市场喜闻乐见 、 品质优异的产品 。 对于利用先进科技和技术人才来演化生产流程 来说 ， 成败得失都不是一桩小事 。 鉴于这方面 工作的复杂程度 ， 大部分制造企业都不敢说自 己应知尽知 ， 但是其未来成败的关键却恰恰取 决于此 。 生态系统可以帮助企业促成更迅速的 数字化转型 ， 为其带来短期成长和长期战略收益 （ 图4 ）。 而此类生态系统甚至可能对企业的财 务业绩造成直接影响 （ 见侧栏 ” 重视生态系统 能带来更优异的财务表现 ”）。 加快智能制造的步伐 ： 生态系统打法的价值所在8 资料来源: 2020德勤MAPI智能制造生态系统调研 图 4 生产生态系统如何产生竞争力 更高效率 适应新常态的更大 灵活性 未来更高的竞争力 接受问卷调查的管理人员认 为生产生态系统对于商业竞 争力来说是重要或者极其重 要的 制造商们正建立合作 关系，一起开发生产 生态系统 这些“多对多关系” 能为制造企业带来： 重视生态系统能带来更优异的财务表 现 对财富500强中的制造企业分析后发 现 ， 拥有超过15项战略合作联盟的企业 在营收增长上是拥有低于15项联盟的企业 的两倍 。 这类高增长制造企业在年报中提 到 “ 生态系统 ” 这个词的比例比同行高出 3倍 。 15 收 益和指标 生态系统收益的分散性通常让人难以衡量其对 运营的具体影响 。 在标准的供应商-客户关系中 ， 通常有一系列评估解决方案提供方的指标 ， 其 中很多指标都脱胎于企业衡量自身业绩所用到 的核心指标 ， 比如项目按时完成的程度或效率 提升带来的实际成本节省等 。 而对于生态系统 来说 ， 评估合作伙伴的指标也许是具体的 ， 但 是收益通常属于 “ 更大层面 ” 上的收益 ， 捕捉 到的也都是此类关系网络对业务转型的潜在好 处 。 参加问卷的管理人员同时也分享了一些他 们常用的指标 。 加快智能制造的步伐 ： 生态系统打法的价值所在9 应用案例一 ： 通过创建交易市场加速智能制造生态系统 大众工业云 （Industrial Cloud ） 是大众集团自2019 年起与亚马逊AWS 一起部署的开放平台 ， 用于集 成大众旗下122 处生产设施内的所有机器 、 厂房和系统产生的数据 。 平台利用机器学习 、 物联网和数 据分析工具实时处理大众生产设施的信息以改善生产流程 。 工业云目前正迈向其连接全球超过3万处 地点 、1500 多位供应商及合作方的长期目标 。 基于该目标 ， 西门子也已经加入工业云 ， 让平台可以 与其他技术及制造企业融为一体 ， 并可能由此创造出一个智能工厂软件应用程序的 “ 交易市场 ”， 以 供大众工厂和其供应商及合作方使用 。 16 应用案例二 ： 创建中心资源 ， 利用更广泛的外部生态系统 为了加速推进工业4.0创新 ， 福禄克 （Fortive ） 公司于2019 年推出了人工智能与数据分析中心 The Fort 。 中心坐落于美国宾州匹茨堡市的英思科 （Industrial Scientic ）， 隶属于福禄克旗下 的20个运营企业之一 。 中心和卡内基梅隆大学合作 ， 巩固其工业4.0技术人才的输送管道 。 所有 旗下运营企业都可以要求该中心的数据科学家团队开展相应课题 ， 而科学家团队也频繁与更广 泛的研究实验室与初创企业的生态系统对接 ， 找出应对各种商业需求的解决方案 。 17 举例而言 ， 许多制造企业衡量其生态系统合作 方价值的指标都与生产力和生产效率有关 。 然 而 ， 问卷中拥有合作与联盟伙伴生态系统的制 造企业提到最多的两大收益是 “ 提升新产品/服 务送达的速度 ” 及 “ 提高产品/服务收入 ”。 最 后被提及到的才是 “ 通过提升效率降低运营成 本 ”。 看来 ， 尽管降低成本也算智能制造生态 系统带来的好处之一 ， 但是问卷中的制造企业 更为关心的是生产生态系统带来的更快的上市 节奏与新的渠道/市场 。 图5注明了其他一些额 外收益 ， 并按照制造企业生态系统打法的成熟 度进一步做了划分 。 加快智能制造的步伐 ： 生态系统打法的价值所在10 资料来源：2020德勤M智能制造生态系统调研 loitte sights 图 5 遵循生态系统打法可以产生更高收益 “采取智能制造生态系统打法”的制造企业 “正在考虑但尚未利用外部关系”的制造企业 全新数字化产品或服务上 市速度的提升 企业创新能力的扩展 27 5 27 33 5 23 42 企业数字化成熟速度 的提升 运营成本因效率提升 而减少 53 生态系统打法可以扩大影响 随着制造企业借助智能制造举措逐步迈入更广 泛的数字化转型 ， 生态系统对整个数字化转型 推进过程的速度和规模都大有影响 。 具体来说 ， 当制造企业同网络中的合作伙伴联手解决业务 挑战和机遇时 ， 最终的收益会更大 。 调研发现 两种通过智能制造举措向前推进的方法 。 第一 种偏重于企业内部发力 ， 仅仅在有需求的时候 才与外部合作伙伴对接 。 第二种方法则倾向于 求之于外 ， 用于实现功能并与外部伙伴之间建 立联系 。 调研发现 ， 在参与问卷的企业中 ， 偏向借助外 力的企业前进速度更快 。 问卷中以外部合作为 主导的企业平均有31%的实施案例都处于 “ 运 营中 ” 状态 ， 相比而言 ， 从内部发力的企业仅 有15%的实施案例已经开始运营 。 这项结果强 化了2019德勤 MAPI智能工厂调研 中针对借 助外力推进智能工厂举措的行业先锋相关发现 。 18 仔细观察这些企业如何相互连接可以帮助其他 制造企业思考如何和合作伙伴互动 ， 并拓展自 身网络以推动智能制造举措 。 对运用外部生态 系统推进智能制造的企业来说 ， 图6 表明了生 产生态系统中的关键合作方及其各项连接是如 何超越与合作伙伴一对一打交道的传统方式 。 加快智能制造的步伐 ： 生态系统打法的价值所在11 资料来源 ：2020德勤M智能制造生态系统调研 图 生态系统能让制造企业更快触及新的参与方及应用案例 通过直接方式触及合作方的潜在途径 通过生态系统传输者/赞助方触及联盟关系的潜在途径 当前状态：只有3项现有连接的制造企业 通过直接方式达到的理想状态 通过生态系统方式达到的理想状态 实现云计算、认知计算应用案例和新的用 户交互解决方案。生态系统也包括科技为 主的公司。 通过由初创公司与国家研发实验室合作开 发的许多新兴应用，实现员工效率提升和 数字孪生应用案例。 由生态系统传输者/赞助方驱动的不 同联盟关系 行业联合体 设计方 工业4.0技术提供商 软件供应商 其他制造企业 初创加速器 运营科技供应商 来自其他行业群体的企业 国家研发提供方 物理自动化/机器人供应商 专业服务 学术界 政府机构 加快智能制造的步伐 ： 生态系统打法的价值所在