Brian HartmannWilliam P. KingSubu Narayanan

目前,數字化革命正在攻破制造業的城墻,并且不斷攪亂媒體、金融、消費品、醫療和其他行業的原有秩序。事實上,數據和新型計算能力的爆炸式發展以及人工智能、自動化、機器人、增材技術、人機互動等領域的進步都在激發創新,這些都將改變制造業自身的性質。業界和學界的領軍人物一致認為,數字化制造技術將會改變產業鏈的每個環節:從研發、供應鏈、工廠運營到營銷、銷售和服務。設計師、管理者、員工、消費者以及工業實物資產之間的數字化鏈接將釋放出巨大的價值,并徹底刷新制造業的版圖。

然而,盡管制造業產生了比其他任何行業更多的數據,但很少有公司能充分利用。例如,某油氣公司有99%的數據被丟棄,因此未能為決策者所用。我們相信,如果公司能夠通過開發利用自身生成的數據(以及其他公開的數據)來縮小被丟棄數據的比例,就可以挖掘有價值的洞見,從而提升利潤、促進增長。再對比一下傳統的汽車制造商和Uber),從產業鏈的最高點看,二者的共同點是都在開展人員運輸的業務。汽車制造商利用一個世紀以來的經驗,通過工廠車間和展廳來滿足這一需求;Uber通過智能手機使乘客和汽車配對,無需鋼鐵、玻璃、橡膠和銷售員,僅使用數據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,擁有的數據、算法和廣闊的增長前景已經讓它比一些全球最大的汽車制造商所有的實物資產、知識產權和品牌都更具價值。

這樣的結果并不令人意外,于是,制造商們開始意識到數字化的機會和威脅。美國國家制造創新網絡(NNMI)正在組織六家大型研究機構加快推動新的制造技術面市。盡管所有這些機構的研究都與數字化沾邊,但只有一家專門對數字化制造進行研究(*欲了解更多有關信息,可以訪問網站manufacturing.gov 和 dmdii.uilabs.org)。在全球范圍內,很多國家和地區也展開了類似的項目,如德國的“工業4.0”計劃和中國的“中國制造2025”。工業互聯網聯盟(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。

領先企業如何應對

人們和組織機構使用信息的方式已經發生了極大的改變。數字存儲更加便宜和靈活,先進的分析和人工智能使我們可以從海量的數據中獲取洞見。在虛擬和增強現實、下一代界面、高級機器人和增材制造等方面取得的進步都在開啟通往數字化顛覆的大門。在未來十年里,數字化制造技術將會使企業通過“數字線”連接實物資產,促進數據在產業鏈上的無縫流動,鏈接產品生命周期的每個階段,從設計、采購、測試、生產到配送、銷售點和使用。

盡管價值超過10萬億美元的全球制造業數字變革將持續10年時間或者更久,但領先者已經行動起來,很快就會對利潤和營收產生影響。在審視制造業的價值驅動因素并將其與數字化抓手匹配時,我們發現,許多企業都可以通過提高運營效率、進行產品創新和發掘新收入來源來把握創造價值的機會(*我們在制造業運營中發現了八個典型的價值驅動因素——資產利用、勞動力效率、庫存、質量、供需對接、入市時機、服務與售后效率、資源與流程效率,并將其與數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開始利用數據分析來優化工廠運營、提升設備利用率和產品質量,同時降低能耗。一旦使用新的供應網絡管理工具,工廠管理者對原材料、制造部件在制造網絡中的流動就可以有清晰了解,這有助于合理安排工廠運營和產品發貨,從而降低成本、提高效率。智能互聯的產品把客戶的體驗數據發送給產品經理,幫助他們對需求和維修需要進行預測,進而設計出更好的產品。各行各業的公司都在用不同的方式部署數字技術以驅動價值。例如,一家大型金屬廠使用數字工具來進行全面、逐步的產能提升,操縱臺的實時表現可視化與日常問題解決方案相結合,使其中一條生產線的生產率提高了50%。通過數據挖掘,工程師對主要設備模式的故障特征有了新的洞見,并對設備的可靠性進行了持續改善。該公司希望通過使用狀態監測、預測性維護以及流程控制、自動化材料跟蹤,使得大數據分析成為可能,從而在運營成本無顯著增加的前提下實現產量30%的提升。

 

  • 制藥商利用自身對端到端流程的深刻理解開發出連續生產車間,其大小不到傳統工廠的一半。一些企業甚至開發出“便攜式”工廠,可以建在40英尺長的拖車里。他們還利用數字線來提升質量控制:持續監測攪拌容器、壓片機、凍干機和其他關鍵設備的情況。一些企業現在依靠紅外技術來發現偽劣藥物和污染物,不再需要傳統的降低生產線速度的測試了。隨著行業把這類先進技術帶進市場,領先者將會把“三西格”的行業表現轉變成“六西格瑪”甚至更高水平。

 

  • 領先的消費品生產商正在利用數字工具來提升配送能力,并加強與消費者的聯系。全球快時尚服飾商Zara早已因在兩周內完成新品開發和交付而聞名。目前,公司正在使用數字化工具,以更快響應消費者偏好并降低供應鏈成本,在旗下的2000多家門店中,有700多家已經將可重復使用的射頻識別RFID標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年實現向“無線庫存”的轉變。我們相信,RFID的硬件和相關軟件成本的不斷下降可以幫助其完成這一轉型。

 

  • 航空和國防工業正在利用數字化工具來整合極端復雜的供應鏈網絡。比如,現代噴氣式渦輪發動機有成百上千個獨立部件,其中一部分由發動機制造商自己制造,其他部件則在供應商網絡中的數十家廠商那里采購。由于一處設計的改動可能會影響到許多其他部件的制造,采購的復雜性可能會驟然上升。以云計算為基礎的工具能讓供應商實現快速協作并提高效率:發動機制造商可以在其網絡中分享組件設計的三維模型,每家供應商均可依次共享價格、物流和質量方面的信息。這種信息共享方式和透明度減少了管理設計變更所需的人力,也降低了發動機制造商和供應商的風險,同時加快了供應鏈網絡變革的速度。波音公司為777和787飛機開發最新機身時就采用了全虛擬設計,上市所需時間減少了50%以上。

 

企業高管層應該思考的問題

數字化革命只是剛剛嶄露頭角。但我們確實發現,數字化制造的領軍者(包括一些小企業)已經開始通過利用工人、設計師、管理者、供應商的能力積聚日益凸顯的競爭優勢,加快創新節奏,降低生產和維修成本,并提升市場營銷的效果。我們認為,每個參與者都應該思考以下5個問題:

  • 在未來5—10年內,數字化將會如何顛覆我所在的行業,將會出現怎樣的新生態?

 

  • 我的公司價值在哪里?如何實現價值最大化?

 

  • 變革離本企業還有多遠?應該在基礎設施、網絡安全和合作關系的哪些方面進行投資?

 

  • 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?

 

  • 當前應該進行怎樣的試點,以開始獲取這些價值?

沒有哪家企業可以駕馭數字化的每一項變革,但很多從業者已經開始取得實質性的進展。有一點是基本肯定的:在利潤微薄、消費者追求更尖端產品與更好服務的市場背景下,“數字線”會引導一些企業取得巨大成功,而慢一拍的競爭者將會被甩得越來越遠。

 

三位作者感謝Andrew Gonce和John Nanry為本文所作的貢獻。

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實驗室數字化制造與設計創新研究院的首席技術官;

Subu Narayanan為麥肯錫全球副董事,常駐芝加哥分公司。