材料占生产成本的比重。对于机械制造等行业而言,能源和原料成本可能占到整个制造成本的80%以上,企业可能迫于成本上升或监管的压力加快创新步伐。管理运营的前瞻性,指该行业是否开始积极利用新的生产技术和创新解决方案挖掘新的细分需求,提升规模效应。
分析结果显示,工业4.0对不同行业的影响程度显著不同,其中对机械行业影响最大,其次是印刷和电子等行业。
企业层面:机遇挑战并存
从此前数次工业革命的发展历程来看,每一次工业革命都极大地提高了生产力。在变革过程中,企业既拥有巨大的机会,也面临着不容忽视的风险。
工业4.0也不例外。迄今为止,在工业领域的数字化进程仅实现了10%。因此,对于企业而言,工业4.0意味着巨大的效率和效能提升的潜力。在工业4.0的环境下,企业能够进行更灵活的生产,缩短交货时间,提供更高的定制化服务,采用更加便捷可靠的方式追踪生产过程和客户信息,并能够更加自由地根据比较优势的变化在全球范围内调整产能。这些机会都将极大地帮助企业更好地满足客户需求,并提升自身的运营效率和盈利能力。
但与此同时,工业4.0也蕴含着竞争环境和商业模式剧烈变革所带来的风险,企业组织形式、生产流程和能力要求都将改变,跨界竞争将带来更多更强的竞争者,传统商业模式可能被彻底颠覆,整个商业社会甚至出现彻底转型。如果不能在工业4.0带来的转型大潮中做好准备,施乐和诺基亚商业王国一夜之间坍塌的故事将再次上演。
竞争格局:“软硬”对决
未来工业4.0环境下的竞争格局将出现两种可能的情景。情景一是新兴的信息服务企业引领新市场,情景二是传统的工业设备和技术供应商保持现有的主导地位。
在情景一中,信息服务企业进入产业化生产领域并占据主导地位。在该竞争情境下,工业用户对工业4.0产品与服务的需求快速增长,整合通用平台和标准化接口的解决方案成为成功的关键因素。IT/软件公司,如谷歌、思科、苹果,将获取行业用户或在合作中成为主要合作伙伴,而生产技术的传统(主要是欧洲)供应商将两手空空。
在情景二中,工业与生产技术专家将获得主导地位。在该竞争情境下,现有制造商努力提升自身的软件和数据竞争力,工业和生产专业技术依旧是成功的关键因素,软件与IT供应商成为被整合的一方,制造商而非集成商或供应商赚取最大的利润。为了在工业4.0时代继续保持在工业市场的领先地位,西门子已经意识到提升软件和信息服务能力的必要性,并将数字化业务(包括数据分析、软件和IT解决方案等)作为未来战略发展的重心。
解决方案:逐步探索创新融合
工业4.0将实现虚拟世界和现实世界的深度融合,涉及到人、机器和生产物资之间的互联和沟通,因此需要计算机、自动化设备、软件、网络通信、控制系统、感知等各个领域创新技术之间的交叉和融合。例如,未来的自主学习机器人解决方案需要在人工智能、流程模拟软件、工业机器人、驱动系统等技术领域取得突破和集成。
目前工业4.0相关的技术和解决方案还在研发和探索之中,包括西门子、博世等工业4.0的先行者均表示,工业4.0所需要的解决方案将涉及硬件、软件和网络技术等多个领域,成熟的工业4.0解决方案还需要时间。
终极目标:满足大规模定制化需求
未来,工业4.0将通过纵向集成、横向集成和端到端集成,在经济可行的同时满足大规模定制化需求。工业企业将首先在内部完成以柔性和效率为主的纵向集成,随后在价值链上下游甚至跨价值链间实现以互联与协作为主的横向集成,最终在纵向和横向集成的基础上实现以大规模定制化为主要特征的端到端集成。
纵向集成强调通过生产制造过程的自动化、信息化和网络化提升生产柔性和效率。纵向集成主要依靠企业自身的意愿和努力便能够实现,目前纵向集成领域已经出现了较为成熟的应用。例如哈雷摩托的费斯托智慧工厂实现了高度网络化和数据驱动的柔性生产流程,能够将生产命令进行自动排序,并及时、自动地按照定制化需求控制设备对产品进行改装。
横向集成要求产业链上下游各相关环节甚至跨产业链之间实现实时交流与沟通,目前出现了价值链主导企业和第三方服务企业两类推动者。第一类横向集成的推动者为原有价值链上处于主要位置,对其上下游具有较大影响力和掌控力的主导企业。Elemica是第一类推动者的代表,其创立者为包括BASF在内的全球22个领先的化工企业。第二类横向集成的推动者为价值链之外的第三方企业,多为信息服务企业。这类企业提供IT基础设施、交易信息、库存管理等服务,为价值链上下游的企业提供沟通和协作的平台。例如阿里巴巴在已有交易平台的基础上,引入供应链管理等全套管理软件,并结合大数据和金融服务,帮助其客户进行价值链资源和效率的整合。
在纵向和横向集成的基础上,工业4.0将最终实现端到端集成,届时需求将呈现大规模的高度定制化,并得到经济可行的满足。目前端到端集成还处于概念构想阶段。未来,端到端集成将使得更多的用户需求得到满足。例如,目前消费者对出行、通信娱乐和信息服务三方面的需求是相互独立的,分别由汽车、手机和搜索引擎三类产品或服务进行满足。在端到端集成的环境下,消费者上述三类需求将由带有通信、娱乐、联网并能够进行无人驾驶的智能汽车进行集成满足。
结语
工业4.0虽然是一个由德国提出的带有浓厚欧洲色彩的工业发展理念,但是其思路对于各国的政府和企业都具有很强的借鉴意义。未来工业4.0的发展和实现涉及到技术标准、管理系统、基础设施、安全防护、组织流程、人力资源、监管和资源利用等各个领域,需要政府、企业、学界、协会以及基础设施提供方等几乎所有部门的共同参与和努力。
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