捕捉工业4.0的真正价值
在过去的五年中，一些公司开始在其制造网络中实施工业4.0的努力中取得领先。领先的制造商现在正在从数据和分析、人工智能和机器学习（ML）中实现重要价值。然而，绝大多数人仍停留在试点炼狱中，难以充分发挥其转型努力的潜力或提供令人满意的投资回报。
众所周知，要在工厂网络中扩大数字转型的规模非常困难，但成功的压力很大。处于领先地位的公司正在整个制造价值链中获取利益，提高生产能力，减少材料损失，改善客户服务，缩短交货周期，提高员工满意度，减少对环境的影响。通过扩大网络，这些收益可以从根本上改变公司的竞争地位。
面临如此多的挑战，制造商正在为他们的数字化转型投入大量时间和金钱。这些投资正在为一些人带来回报，但大多数人仍然无法扩大成功的试点计划，或充分利用新工具和技术来获得有意义的回报。
本文探讨了与数字化转型相关的一些常见陷阱，以及更具战略性和价值驱动的方法如何帮助制造商在竞争中取得领先。
一、在工厂的每个区域创造价值
今天的数字化工厂与十年前的领先工厂截然不同。数据和分析、人工智能和机器学习的进步以及市场上的一系列技术供应商，意味着制造商可以从数百种潜在的解决方案和技术应用程序中进行选择，以改进他们的工作方式。
成功实施后，这些解决方案带来了不可抗拒的回报。在众多行业中，机器停机时间减少30%到50%、吞吐量增加10%到30%、劳动生产率提高15%到30%，预测准确度提高85%，像这样的情况并不少见（图1）。
数字化转型正在彻底改变制造业的方方面面，不仅涉及流程和生产力，还涉及人员。技术的正确应用可以带来更有权力的决策，技能提升、技能再培训和跨职能协作的新机会，更好地吸引和留住人才，并提高工作场所的安全性和员工满意度。
客户通过缩短生产周期、正确的首次上市管理、改善客户服务和复杂性管理，看到了影响。当然，通过减少排放和浪费，提高能源、水和原材料的消耗效率，减少对环境的影响可以带来双赢的好处。
这些生产率、流程和人员改进并不容易实现，特别是在由各个生产站点组成的网络中，每个生产站点都有自己的站点领导、IT基础设施和工作场所文化。一些公司通过在一个工厂试点项目取得了令人印象深刻的成果，却发现自己无法在整个网络中复制这些在当地取得的成果，这种情况并不少见。
这是一家全球性工业公司的情况。由于需求量在短短三年内增长了一倍多，这转化为额外生产了5000多万个零部件，该公司开始在一家工厂进行雄心勃勃的数字化转型。其目标是将整体设备效率（OEE）提高10个百分点，并将产品单位成本降低30%以上。
二、扩展数字化转型的常见陷阱
制造商未能在数字化转型中取得成功有五个常见原因。
1.孤立的实施。通过将数字化转型作为一种理论练习，许多公司在不知不觉中建立了独立的交付团队，这些团队与业务领导、现场运营、卓越制造和中央IT脱钩。其他人过于关注复制单个站点的体验，而没有意识到更广泛的网络复杂性。
2.适应不力。通过部署一刀切的方法，制造商错过了利用不同工厂场所的独特环境、文化和价值观所需的定制和适应机会。
3.分析瘫痪。对整个网络进行全面而深入的前期分析可能会使制造商在转型开始之前失去动力。相反，可以从完善的外推方法中收集到可靠的、足够准确的见解。
4.技术驱动而不是价值驱动。技术优先的部署意味着，部署的解决方案没有明确链接到真正的价值机会、业务挑战或能力要求。结果破坏了负责部署工作的人员的重要支持。
5.让“完美”打败美好。在推出工业4.0解决方案之前，制造商要等到成熟、理想状态的数据和IT/OT（信息技术/运营技术）体系结构定义和实现之后，才能获得经过验证的、实用的最小可行体系结构，从而缩短了产生影响的时间。
三、三个公司原型加入竞争
追赶领先企业的制造商通常有三种类型。（1）谨慎的启动者。这些公司正在研究如何开始数字化转型之旅。他们需要帮助来确定工业4.0可以给他们的业务带来的全部价值，并制定一个全网络的战略和部署路线图。（2）沮丧的实验者。这些公司已经开始通过试点项目进行试验，并取得了一些成功。然而，他们发现自己在部署技术时并没有清楚地了解如何实现财务投资回报率。（3）准备攀登者。这些公司正在部署解决方案和技术，但仍无法在其网络上实现回报最大化或规模化。他们需要重新调整，专注于如何充分利用工业4.0的优势，或者如何加速产品的推出，以响应业务和客户需求的变化。
减速以快速前进
无论一家公司处于何种类型，放慢脚步，围绕一个新的、更有针对性的战略进行重组，以最大化数字化转型的价值，都是很有价值的。
少数成功实现数字化创新的组织的一个重要教训是，它们是如何开始其影响之旅的。在开始采购和部署之前，领先的公司会花时间识别工业4.0的全部潜力，确定整个制造价值链的高杠杆领域，并构建一个聚焦于激光的数字化制造战略和部署路线图。
此方法的第一个阶段包括网络扫描，以识别相关的价值和技术用例的优先级列表，同时考虑到数据、IT/OT和组织成熟度。然后，可以在此基础上构建相应的路线图，定义部署策略和初始推出的目标站点，然后制定覆盖整个网络的推出计划，以达到规模。
提前花点时间进行网络扫描，寻找大胜和速胜的机会，可以为数字转型创造巨大的动力。随着制造场所开始获取财务和运营价值——更不用说与提高组织能力、员工满意度、客户服务绩效和环境影响相关的好处——这些回报可以创造一个良性的反馈循环，使项目变成自筹资金，并更快地转化为竞争优势。
扩展成功
正是这种方法支撑了前面提到的工业公司所采取的方法。在取得巨大成功后，该公司需要了解如何投资，以及在哪里投资，以实现整个网络的回报最大化。通过在超过12个站点上对其制造价值流的子集进行网络扫描，它确定了5个站点，这些站点总共代表了大约80%的风险价值。此外，它发现17个确定的技术用例中的10个占了75%的潜在影响。
通过合理的价值获取部署策略，在对所需功能进行结构性投资后，该公司能够将网络扫描方法复制到其制造网络的其余部分，并扩展到其他业务领域。该公司的一位高级利益相关者说：“我们基本上编写了如何将其扩展到我们的其他站点的剧本，并取得了巨大成就，不仅在我们的下游生产网络，而且在我们的上游生产站点，利用数字化减少人为干预并提高合规性。”
在另一个例子中，一家全球消费品公司在多个业务部门试行数字创新已有一段时间了，但很少有想法能在单个产品线或站点之外产生太大影响。公司领导认识到，有必要澄清哪些数字解决方案可以满足整体业务需求和优先事项，以及将转型工作重点放在哪里以大规模实施解决方案。
在对欧洲和北美的40多家工厂网络中的8个优先站点进行了两个月的前期分析后，该公司意识到大约20个站点占了总节约潜力的80%。它还确定了数字解决方案的优先组合，大约有24个用例与整个网络相关，还有12个确定为无悔优先级。
至关重要的是，该过程使公司能够了解其数据和技术基础设施的就绪程度，以及在技术、管理和转型能力方面所需的投资。在这两个月里，该公司制定了一份以价值为导向的路线图，以便在其网络上推行数字化转型。该计划整合了数字和传统的精益或六西格玛改进，考虑了资源和技术需求，并反映了在规模上建立能力的清晰战略。该公司继续在多个站点进行大规模部署，节省了超过1亿美元的成本。
四、充分利用工业4.0的七大黄金原则
无论制造商是开始他们的数字化转型之旅，还是在错误开始或失败尝试后重新调整他们的方法，领先公司采用的方法都指向了扩展成功数字化转型的七项黄金原则。
1.经常进行良好的沟通。建立有效的参与计划，并与关键的高级利益相关者、网站负责人和跨职能的核心团队定期沟通。
2.要具体。关注真实的业务需求和当前的挑战，并遵循“优势向上”的方法，以已经在各个站点运行良好并且可以在整个网络中务实推出的解决方案为基础。
3.细分、选择和联合。对制造网络进行细分，并选择有代表性的站点进行前端网络扫描。预先将外推方法联合起来，以表明如何将重点关注的见解进行扩展，从而得出一个全网络的分析。
4.将风险价值形式化。在每个被评估的站点中，通过将最适用的工业4.0解决方案或用例与当前的数字准备、数据可用性和IT/OT架构联系起来，描述其实际价值。
5.为网络制定一个三到五年的愿景。描述从优先化的用例包中获得的总价值，以使业务领导人在雄心上保持一致，并为更广泛的组织形成一个引人注目的变革故事。关键解决方案的引人入胜的可视化表示，可以帮助更广泛的组织参与到愿景中来（图2）。
6.设计一个数字化制造路线图。开发一个具有清晰的可扩展策略和随着时间的推移获取价值的优先级的推出计划，整合数据和IT/OT架构的支持，以及资源需求、功能和变更管理。
7.联合愿景并确保领导层的认可。与主要利益相关者一起传播业务案例和需求，以获得高层领导的明确授权，并密切参与现场领导的目标设定和执行。
无论是陷入试点炼狱，还是面临越来越大的证明回报的压力，企业都可能变得沮丧。然而，只要花一两个月的时间来放慢速度，制定一个强大的制造战略和部署路线图，企业就可以加速其工业4.0转型，并为未来几年制定一个清晰的路线图。
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