【數字化】重新思考數字化時代的製造業

數字化時代激發了對製造業及其運營的全新思考。工業4.0（往往稱為數字製造）運用智慧物聯網（IoT）技術動態響應產品需求。機械感測器與控制系統互聯互通，可實現製造和生產流程以及供應鏈網路的實時優化。資訊實體系統還可以擴充套件至資產管理領域，用於預測性維護、統計評估和測量，從而提升資產的可靠性，延長資產生命週期。這些重大技術進步正在悄然轉變全球製造業的製造能力和價值主張。為應對這些變化，製造業及其運營需要進行數字化革新：必須重新設計和改造價值鏈，必須留住員工－而且要快速實現變革。

20世紀90年代以來，許多采購和製造決策都基於這樣的認知：亞洲（尤其是中國）、東歐和拉丁美洲是成本更低的地區，而美國、西歐和日本是成本更高的地區。然而，這種觀點日漸過時。薪資、運輸和配送成本、生產力和能源可用性的變化正在顛覆傳統認知－從何處採購、在何處生產以及如何將產品推向市場。必須先分析總交付成本而後再確定供應、製造和裝配業務在全球範圍內的最佳地點。

與此同時，數字化製造和運營時代已經到來，並且仍在飛速發展。在大資料和分析、雲、物聯網(IoT)、機器人和增量製造等領域的技術進步和增長正在迅速改變著行業動態。由於製造業變得越來越知識密集型，這些技術在供應、支援和服務製造業的相關行業中激起了巨大的連鎖反應，這些相關行業的工作性質開始發生轉變。

在數字化運營時代，以前由人創造的資訊越來越多地由機器和物體生成－產生自感測器、RFID標籤、儀表、制動器、GPS等。庫存會自行清點。集裝箱可以檢測其中的內容。製造裝配將實現機器人化和分析自動化。整個供應鏈將連為一體－不僅僅包括一般意義上的客戶、供應商和資訊，還包括用於監視供應鏈的部件、產品和其他智慧工具。全面的連線將使全球網路做到實時規劃和決策。

此外，先進的分析和建模將幫助決策者根據極其複雜且動態的一組風險和制約因素評估備選方案。智慧的系統將自動做出某些決策－從而提高響應能力，並降低對人為干預的需求。

為了在數字化時代實現興旺發展，我們建議製造商基於當前不斷變化的成本動態重新設計價值鏈，並且利用新時代的技術使其價值鏈更加物聯化和智慧化。為此，企業在向數字化演進的同時，還要準備好滿足不斷變化的人才需求。

全球製造業不斷變化的經濟特徵

許多企業已經發現，製造業務就近客戶市場在當前具有重大意義。企業決策者知道，他們越來越需要調整製造活動，並且重新思考全球價值鏈，以應對傳統外包和生產平臺中的運營成本和形勢的變化。考慮到中國和其他新興低成本地區的勞動力成本不斷提高、供應鏈和物流成本高企以及全球各地電力和天然氣成本的顯著差異，許多企業需要再次遷移製造和生產位置。

許多勞動力密集型工作正從中國遷往東南亞或新興的低成本地區。然而，在對運輸成本更敏感的行業中，例如消費品和家電，許多企業正在採用“近岸”戰略－將製造業務轉移到靠近或位於關鍵市場的地方。這種趨勢在針對北美洲市場的墨西哥和美國多個州以及針對歐洲市場的中歐和東歐國家最為明顯。隨著中國的勞動力成本飛昇，美國和捷克共和國的製造業勞動力成本下降，近岸戰略的優勢進一步增強了。

薪資、勞動力產能、能源成本和匯率的快速變化推動了相關製造成本結構的徹底改變。企業在重新評估和調整其全球採購網路和生產規模時，必須根據總交付成本和服務水平評估其生產地點。儘管直接製造成本在某些經濟體可能更低，但企業有必要考慮多層價值鏈，包括部件和材料供應、裝配、包裝要求及附加的運輸和物流成本。另外需要考慮的是更廣泛的全球價值鏈的隱含成本，例如推向市場的速度、更高的敏捷性，以及為特定市場細分定製產品和服務的更強能力。

數字化革新的支撐技術

大資料和分析、雲、物聯網（IoT）、機器人和增材製造等領域的持續進步為提高效率和優化製造流程提供了新的機遇，並且對全球價值鏈產生了巨大的影響。這些技術有助於減少勞動力，幫助區域化和地方化變得更加經濟，並且提高各級的客戶服務和生產力水平。

大資料、分析與雲

在2014年對製造商的調研中，幾乎一半的受訪者指出，大資料和分析將對企業的表現產生重大影響，而超過70%的受訪者預計，技術將改變未來的製造業務運營管理方式。運營主管認識到，實時收集並分析價值鏈所有方面資料的能力，可能比以前的交易型、特定情況下的資料收集和分析功能更加強大。

運營分析幾乎適用於每個運營流程，包括網路優化、實時事件管理，並跨越所有時間邊界。分析可增強制造能力，從而無需人員干預即可做出存貨和生產決策，並且也幫助確定重複缺陷或重複延遲交貨的根本原因。

總體來講，受到雲端計算、移動性、資料儲存和安全管理等領域中技術進步的推動，分析能力的成熟度日益提高，並且毫無疑問地影響運營分析技術的採用。藉助來自整個價值鏈的歷史和實時資料，領導者可以做出更及時、更具洞察力的決策，並且優化價值鏈，從而更有效地利用資源為其客戶提供最優秀的產品和服務。

支援大資料和分析創新的是雲端計算。雲端計算可幫助企業每天從交易、社交網路和移動應用收集的海量資料中獲得更多洞察。雲端計算的適應性為部署新的分析、社交和移動解決方案以及與合作伙伴和客戶共享資料提供了基礎。通過使企業能夠快速調整流程、產品和服務，以滿足客戶、員工和合作夥伴日益變化的需求，雲端計算可幫助製造商縮短創新、原型設計和上市時間週期。

物聯網

網際網路的早期階段包括人與靜態資訊的連線，而最近，網際網路則發展到了人與人的連線。如今，網際網路持續演進，將人與物、物與物連線在一起，所有這些都通過與晶片、感測器和制動器互連，能夠感知、捕獲、交流並主動響應所有型別資料的數十億個智慧裝置而實時實現。

物聯網代表了一個演進過程，在這個過程中，物件無需人為干預即可與其他物件互動。基於監控結果的人為決策正在向實時預測洞察和自動化決策轉變。隨著與網際網路連線的裝置數量呈指數級增長，企業傳送、接收、收集、分析和響應互連裝置事件的能力也在提高。

製造商出於多種原因紛紛採用物聯網。總體來講，他們希望實現價值鏈的物聯化－從原材料採購到客戶交付，而且在有些情況下還包括已交付專案的維護和服務。

智慧化物聯網系統實現了新產品的快速製造、動態響應產品需求，以及通過機器、感測器和控制系統的互連而實現製造生產和供應鏈網路的實時優化。物聯網系統通過預測性維護、統計評估和測量，已經擴充套件到資產管理領域，從而幫助提高可靠性。智慧的工業管理系統也可以與智慧電網整合，實現實時的能源優化。此外，物聯網和基於雲的GPS解決方案可提高在途貨物的洞察能力。這些解決方案使得通過互相“對話”的晶片傳輸身份、位置、溫度、壓力和溼度等資料，使追蹤單個商品成為可能。

機器人

由於在整個價值鏈不斷發現應用機器人的新領域，機器人在製造業中的使用量持續攀升－從生產、倉儲、配送到客戶交付。機器人可幫助企業以成本高效的方式減少或者消除缺陷，提高生產力並且實現供應鏈的本地化。作為物聯網的組成部分，這些機器人裝置通過應用傳送並接收訊號，從而自適應不斷變化的生產和物流環境。儘管某些技術仍在開發中，例如無人駕駛的貨車、輪船和飛機，但有些技術目前已經轉變了價值鏈。

據國際機器人聯盟估計，機器人裝機量在2016年增加了16%，並且有望到2018年以每年15%的幅度持續增長。同時，儘管機器人的主要客戶－汽車行業－是這一增長的主要推動力量，但機器人的使用量在其他行業中也開始增長，包括電氣/電子、橡膠和塑料、醫藥、食品飲料以及金屬和機械。

機器人的使用可在某種程度上降低對勞動力的需求，同時提高重複利用率和質量，從而引發一場全新的轉型。勞動力的減少意味著裝配任務可以在任何地點進行，不只是在廉價勞動力所在地，更有助於實現生產本地化。

增材製造

增材製造（通常稱為3D列印）包括許多基於多種不同物理機制的技術，其常見特點是從數字模型中生成三維物理物件。由於這個過程具有增材的性質，材料僅在需要時放置，與傳統制造技術相比，這種技術可以顯著減少材料的浪費。該技術最初用於快速製造原型而進行外形和適合性試驗，其應用領域不斷向製成品的製造演變。儘管該技術持續進步，但與傳統制造方法相比，採用3D列印的製成品數量仍然相對較低。然而，新設計的進步和原材料的可用性使得以經濟的方式製造接近最終元件變得更加實際。事實上，IBM商業價值研究院最近的調研指出，在全球範圍內，3D列印正在改變產品的設計、生產、運輸和消費，使得本地製造成為真正可行的選項。

這些技術的進步將持續影響工作開展和決策制定的方式與地點。這對物聯化價值鏈具有巨大的意義。企業需要重新設想其裝置戰略、資訊科技能力和製造流程，並確定優化系統的最有效干預點。另外，企業必須僱用並留住管理這些干預措施的人才，使這些措施能夠在新的形勢下良好執行。

數字化革新需要知識型員工

先進的製造技術通過將工業自動化與資訊科技結合在一起，優化了工廠和供應網路的效率、生產力和產量，從而快速地改轉全球競爭形勢。這些新技術和更多非製造裝備、高科技服務、IT支援、大量分析和更高階裝置的使用產生了“連鎖反應”，可在其他領域中創造數百萬個工作崗位。

智慧的製造中心被各級動態供應商網路、對外支援公司和外部服務機構圍繞，從而創造出供應、支援和服務這些外圍組織所必需的間接崗位。瞭解這些新的製造生態系統將幫助行業領導者再次展示製造業對於創造工作崗位所起的關鍵作用。要想在智慧製造的數字化時代運營，企業需要更專業、技能更高的員工，包括維護高度自動化、IT驅動的製造流程的技術員、資料分析員、財務規劃師、研發創新人員、物流和運輸專業人員、客戶服務和技術支援專業人員、法規事務和安全專業人員、建模和模擬專家，共同優化工廠的產出。

平均來講，製造業的乘數是1.58，即擁有100人的典型製造廠實際上可提供158個崗位。隨著工廠更加先進，乘數也會大大提高。12要僱用並培訓正確的人員來幫助行業向前發展，僅僅尋找掌握必要技能集的人員擔任較為傳統的製造角色（如工程設計）已遠遠不能滿足需求。數字時代要求移動、互連且通過雲端計算開展工作的員工隊伍。許多企業在努力尋找開發和執行創新制造工具與系統所必需的技術和管理人才。

教育系統必須不斷調整，滿足不同行業和地區的這些關鍵需求。IBM商業價值研究院最近的調研指出，學術領導者瞭解到他們需要更改教材，以應對新技術導致的顛覆。實際上，73%的學術領導人知道，技術正在顛覆傳統教育模式，而56%的教育服務提供商瞭解到，員工技能跟上技術的快速進步是他們最嚴峻的挑戰之一。

顯然，通過額外的培訓增強員工知識技能非常必要。許多企業還與更廣泛的價值鏈中的合作伙伴聯手，以獲得數字化革新所需的技能。

建議

1

重新設計您的價值鏈網路

對高度物聯化和互連化價值鏈的更深入洞察，可幫助企業識別並消除全球製造和交付瓶頸與質量問題。此外，大資料和分析可用於評估供應、製造和配送方面的大量可選方案－並且隨著形勢的變化而靈活地重新配置。

• 利用數百萬個智慧物件（IoT）報告行蹤、溫度波動，甚至失竊或篡改。

• 利用整個價值鏈中的實時連線能力，通過對整個網路的執行進行建模和模擬而做出快速、協調的應對。

• 實施智慧系統，評估制約因素和備選方案，從而允許決策人員模擬不同的行動路線。

• 利用分析知識補充業務知識。首先嚐試能夠實現數字化運營的新技術。

2

跟隨數字化潮流重組價值鏈

利用機器人和物聯網技術實現運營的物聯化。感測器、RFID標籤、儀表、制動器、GPS和其他裝置及系統將生成更多價值鏈資訊，而這在以前依靠人力是無法做到的。自行報告的船運集裝箱、卡車、產品和部件將取代人力追蹤和監控。

• 與物流和其他業務夥伴一同實現運營的物聯化。

• 在適當情況下，在您的製造和裝配流程中實施增量製造、機器人和物聯網技術，實現自動化，提高效率，並降低運營成本。

• 將價值鏈交易與用於製造產品的物件和機械實時互連。

• 創新您的價值鏈，通過互連而實現產品和服務的差異化。

3

留住員工並與合作伙伴協作

確保您的員工擁有適合未來製造業需求的必要技能。隨著製造工作對分析和技術能力的要求不斷提高，尋找正確的人才會是一項挑戰。

• 指定戰略性的員工計劃，確定在企業內通過培訓建立員工隊伍或者在企業外部挖掘人才的要求。

• 通過合作伙伴網路補充技能差距，同時優化您的全球人才網路。

• 通過快速技能開發計劃，為分析人員制定正式的事業路徑。

• 利用員工分析技術管理人力資本的供應和需求，就如同您利用先進的分析管理有形資產。

ARE YOU READY

您是否為數字化做好準備？

實施數字化製造和運營對財務具有重要影響，因為新技術增強了自動化、控制力，從而也提高了質量。在您的企業準備開展數字化革新時，請考慮以下問題：

• 根據當前的全球經濟框架，您的企業如何重新思考並重新設計採購和製造業務，以及整個價值鏈網路？在做出這些重要決策或持續尋求低成本勞動力解決方案時，您是否會考慮總體交付成本？

• 您如何利用大資料和先進的分析能力對運營顛覆和客戶需求的變化做出即時應對？

• 您的企業在多大程度上採用特定的數字化運營戰略，其中包括新時代技術的部署，例如物聯網和機器人？

• 您的企業為何不願意實施最新技術，尤其是能夠提高運營效率、改進客戶體驗並推動創新的技術？如何消除障礙？

• 您的企業如何重新配置並留住全球人才資源（企業內部和整個合作伙伴網路），以支援數字化製造和運營？

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人工智慧賽博物理作業系統

AI-CPS OS

“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧）分支用來的今天，企業領導者必須瞭解如何將“技術”全面滲入整個公司、產品等“商業”場景中，利用AI-CPS OS形成數字化+智慧化力量，實現行業的重新佈局、企業的重新構建和自我的煥然新生。

AI-CPS OS的真正價值並不來自構成技術或功能，而是要以一種傳遞獨特競爭優勢的方式將自動化+資訊化、智造+產品+服務和資料+分析一體化，這種整合方式能夠釋放新的業務和運營模式。如果不能實現跨功能的更大規模融合，沒有顛覆現狀的意願，這些將不可能實現。

領導者無法依靠某種單一戰略方法來應對多維度的數字化變革。面對新一代技術+商業作業系統AI-CPS OS顛覆性的數字化+智慧化力量，領導者必須在行業、企業與個人這三個層面都保持領先地位：

1. 重新行業佈局：你的世界觀要怎樣改變才算足夠？你必須對行業典範進行怎樣的反思？

2. 重新構建企業：你的企業需要做出什麼樣的變化？你準備如何重新定義你的公司？

3. 重新打造自己：你需要成為怎樣的人？要重塑自己並在數字化+智慧化時代保有領先地位，你必須如何去做？

AI-CPS OS是數字化智慧化創新平臺，設計思路是將大資料、物聯網、區塊鏈和人工智慧等無縫整合在雲端，可以幫助企業將創新成果融入自身業務體系，實現各個前沿技術在雲端的優勢協同。AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量與行業、企業及個人三個層面的交叉，形成了領導力模式，使數字化融入到領導者所在企業與領導方式的核心位置：

1. 精細：這種力量能夠使人在更加真實、細緻的層面觀察與感知現實世界和數字化世界正在發生的一切，進而理解和更加精細地進行產品個性化控制、微觀業務場景事件和結果控制。

2. 智慧：模型隨著時間（資料）的變化而變化，整個系統就具備了智慧（自學習）的能力。

3. 高效：企業需要建立實時或者準實時的資料採集傳輸、模型預測和響應決策能力，這樣智慧就從批量性、階段性的行為變成一個可以實時觸達的行為。

4. 不確定性：數字化變更顛覆和改變了領導者曾經仰仗的思維方式、結構和實踐經驗，其結果就是形成了複合不確定性這種顛覆性力量。主要的不確定性蘊含於三個領域：技術、文化、制度。

5. 邊界模糊：數字世界與現實世界的不斷融合成CPS不僅讓人們所知行業的核心產品、經濟學定理和可能性都產生了變化，還模糊了不同行業間的界限。這種效應正在向生態系統、企業、客戶、產品快速蔓延。

AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量通過三個方式激發經濟增長：

1. 創造虛擬勞動力，承擔需要適應性和敏捷性的複雜任務，即“智慧自動化”，以區別於傳統的自動化解決方案；

2. 對現有勞動力和實物資產進行有利的補充和提升，提高資本效率；

3. 人工智慧的普及，將推動多行業的相關創新，開闢嶄新的經濟增長空間。

給決策制定者和商業領袖的建議：

1. 超越自動化，開啟新創新模式：利用具有自主學習和自我控制能力的動態機器智慧，為企業創造新商機；

2. 迎接新一代資訊科技，迎接人工智慧：無縫整合人類智慧與機器智慧，重新

   評估未來的知識和技能型別；

3. 制定道德規範：切實為人工智慧生態系統制定道德準則，並在智慧機器的開

   發過程中確定更加明晰的標準和最佳實踐；

4. 重視再分配效應：對人工智慧可能帶來的衝擊做好準備，制定戰略幫助面臨

   較高失業風險的人群；

5. 開發數字化+智慧化企業所需新能力：員工團隊需要積極掌握判斷、溝通及想象力和創造力等人類所特有的重要能力。對於中國企業來說，創造兼具包容性和多樣性的文化也非常重要。

子曰：“君子和而不同，小人同而不和。”  《論語·子路》雲端計算、大資料、物聯網、區塊鏈和 人工智慧，像君子一般融合，一起體現科技就是生產力。

如果說上一次哥倫布地理大發現，擴充的是人類的物理空間。那麼這一次地理大發現，擴充的就是人們的數字空間。在數學空間，建立新的商業文明，從而發現新的創富模式，為人類社會帶來新的財富空間。雲端計算，大資料、物聯網和區塊鏈，是進入這個數字空間的船，而人工智慧就是那船上的帆，哥倫布之帆！

新一代技術+商業的人工智慧賽博物理作業系統AI-CPS OS作為新一輪產業變革的核心驅動力，將進一步釋放歷次科技革命和產業變革積蓄的巨大能量，並創造新的強大引擎。重構生產、分配、交換、消費等經濟活動各環節，形成從巨集觀到微觀各領域的智慧化新需求，催生新技術、新產品、新產業、新業態、新模式。引發經濟結構重大變革，深刻改變人類生產生活方式和思維模式，實現社會生產力的整體躍升。

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產業智慧官  AI-CPS

用“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧），在場景中構建狀態感知-實時分析-自主決策-精準執行-學習提升的認知計算和機器智慧；實現產業轉型升級、DT驅動業務、價值創新創造的產業互聯生態鏈。

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新技術：“雲端計算”、“大資料”、“物聯網”、“區塊鏈”、“人工智慧”；新產業：“智慧製造”、“智慧金融”、“智慧零售”、“智慧駕駛”、“智慧城市”；新模式：“財富空間”、“工業網際網路”、“資料科學家”、“賽博物理系統CPS”、“供應鏈金融”。

官方網站：AI-CPS.NET

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