A Revolution Sweeping the World - the 4th Industrial Revolution
武漢肺炎大流行之前，工業 4.0 技術已經在改變製造商的營運方式。 現在，採用工業 4.0 在技術的有與無之間–有所區別。
即使在 COVID-19 最初的影響，在世界部分地區已開始減弱，嚴重的錯位似乎仍可能在未來一段時間內成為現實，高管人員不斷面臨新的壓力。例如，在麥肯錫最近對亞洲製造商的調查中，因突然的材料短缺而造成的掙扎，是一個普遍的問題（45％的受訪者表示），需求急劇下降（41％），而工人卻無所作為（30％）。
然而，甚至在武漢肺炎大流行之前，動盪就已經成為供應鍊和製造業領導者的口號。隨著企業適應下一個常態，高管們正在努力解決長期問題：製造業及其供應鏈將如何應對 COVID-19？
最重要的是，它們可能更加的數位化，正如在對危機的立即反應中，已經顯而易見的那樣。行業領導者正在利用工業 4.0 解決方案：39％ 的企業，已採用神經中心或控制塔的方法，來提高端到端供應鏈的透明度，大約四分之一的企業正在實施快速跟蹤的自動化計劃，以防止來自 COVID-19 出現的工人短缺。
「加速」是口號。包括連接性、高級分析、自動化和高級製造技術的工業 4.0（圖表1）在 COVID-19 之前就獲得了發展動力，從而幫助公司，從生產效率到產品客製化，並透過服務效率和新商務模式的創建，提高速度加快了市場的運作。
採用工業 4.0 雙速技術
但是，在諸如 COVID-19 之類的危機背景下，工業 4.0 的角色變得更加關鍵。在危機期間，使用數位解決方案的使用者，比同儕行動得更快，距離更遠，因此可以更好地度過風暴。
當公司考慮恢復營運，並為應對未來危機而努力時，使用數位技術將成為許多人的頭等大事。麥肯錫最近對製造業和供應鏈專業人士的調查發現，有 93％ 的人計劃專注於其供應鏈的彈性，而 90％ 的人計劃投資於數位化人才。
但是，由於兩個相反的力量，即在應對現金保護所施加的約束的情況下，需要發展應變能力和敏捷性來應對危機，技術採用的上升可能是不對稱的。採用途徑的三種原型可能出現。
加快採用快速共贏的解決方案，以幫助公司響應和適應新規範，例如跟踪員工的健康狀況，在工廠加強安全距離，以及支持遠端協作。數位工作指導，基於增強實境的操作員協助，以及依賴簡單、廉價的改造自動化的案例，也可能變得越來越普遍，而與公司現有的技術基礎架構無關（圖2）。
例如，數位性能管理（DPM）在許多公司中，都是很流行的早期使用案例，其中包括幾家小型精密工程公司，DPM 的試驗幫助他們將生產率提高了 40％ 至70％。
數位雙胞胎和物流自動化等解決方案的差異採用率更高，它們屬於需要基礎資訊技術（IT），營運技術（OT）和數據基礎架構的中間類別。那些已經具備關鍵能力的公司，例如製造執行系統，IT / OT 堆棧、數據市集或數據池，可能會加快步伐，而缺少這些先決條件的組織（尤其是中小企業）具有挑戰性的財務或流動資金頭寸 - 可能會延遲實施，直到他們能夠建立基礎或找到所需的投資資金。
幾種自動化技術已經被採用。從歷史上看，中國製造商佈署工業機器人的速度，是其他地區的製造商的三倍。這種態勢似乎在 2020 年第一季逐漸減弱，當時中國的機器人銷量與 2019 年同期相比下降了20％。
然而，在我們最近的調查中，超過三分之一的中國受訪者表示，他們的公司加快自動化計劃的步伐，相比之下，亞洲其他地區僅佔 16％，世界其他地區則只有 18％。
對於需要較高資本支出，且投資回收期不明確，或長期的解決方案，延遲採用的可能性更大。示例包括區塊鏈、奈米技術和最先進的自動化系統。
工廠四面牆之外的彈性數位化未來
公司可以將數位解決方案，佈署到製造工廠的四面牆之外，跨越端到端的價值鏈，以解決與供應商或生產工廠供應鏈中斷，管理工作場所健康風險的營運挑戰相關的計劃（和重新規劃）挑戰。 運輸方式或倉庫帶來的交付挑戰。
營運計劃
製造和供應鏈營運的核心要素，即計劃，傳統上是單獨進行的，需求預測、供應計劃、生產計劃、物流計劃，以及銷售和營運計劃（S＆OP）均由單獨的團隊處理。全球貿易流和價值鏈的中斷迫使公司打破孤島，以提高端到端的可見性。結果，優化計劃的潛在影響更加明顯。但這還需要更複雜的分析方法，以及跨多個職能部門和利益相關者的協作。
考慮需求預測。傳統的預測算法依靠相對簡單的統計工具，來推斷先前的需求，前提是假設自變量（例如先前的銷售）和因變量（未來需求）之間的關係，可能保持不變。此外，公司通常僅使用內部數據，可能結合過去的銷售趨勢和客戶信號，來獲取將來的訂單。 COVID-19 規模的外部衝擊，使這種傳統的需求預測過程陷入癱瘓。
相反，自主計劃依賴於人工智慧和機器學習算法，這些算法不僅由內部數據補充，而且還由供應商、客戶、天氣預報員、人口統計來源，和更廣泛的經濟指標，所提供的外部數據集進行補充。合併這些附加變量，可幫助組織更有效地應對不斷變化的動態和外部衝擊。先進的分析還可以優化整個價值鏈的計劃，這是傳統分析工具孤立的方法所無法實現的（圖3）。
製作產品
COVID-19 造成的製造業中斷有許多根源，從安全隔離措施和交錯的出勤，到國家內部和國家之間的移工流動受限。數位技術可以透過多種方式幫助減輕影響，從而提高員工安全性，營運效率，資產生產率和產品品質。
提升員工安全性和營運連續性
能夠進行遠端工作和協作，消除非關鍵員工離開家園的數位技術，正變得越來越必要。除了基本的接觸和位置跟踪行動應用，以及視訊會議應用之外，隨著製造操作的重新開始，機器視覺算法和可穿戴技術等更高級的解決方案，還有助於保持安全距離。
改善生產力和績效管理
在大多數公司中，尤其是在中小型企業中，數據收集是手動的，使用筆和紙或基本電子表格。該過程容易出錯和不準確，在危機的壓力下，自然會加劇錯誤和不準確的情況。數位解決方案使製造商可以透過添加感測器，或直接利用機器的可編程邏輯控制器（PLC）來收集數據，並將其顯示在即時儀表板上，從而實現數據自動收集。
然後，主管可以遠端即時監控工廠績效。他們可以在需要時佈署干預措施，召開有效的績效管理會議，調整日常計劃以滿足客戶需求，並遠程提高勞動生產率和營運效率。
此外，過程自動化和實體自動化或機器人技術，可以補充勞動力。在某些情況下，現有業務的「綜合」自動化，已成為一種更有吸引力的方式，來管理工人短缺問題，並最大程度地減少因為訂單未得到滿足，而造成的潛在業務損失。在一家工業製造公司中，機器人現在正在將原材料和半成品，運送到不同的生產線，從而幫助生產團隊減少勞動力，同時防止生產人員與物料搬運員工之間的緊密聯繫。
提高資產利用率和效率
諸如增強現實眼鏡之類的可穿戴技術，可以增強維護方面的遠端協助，例如當操作員由於出行限制，而需要現場協助時。透過減少維護停機時間，來提高機器可用性。
同樣，自動化的設備監控和過程控制系統，可以增強操作的連續性，即使是骨幹人員也是如此。這些系統可以進一步優化操作設備和工藝參數，提高整體設備效率，從而縮短週期時間，並提高產量、品質、能源和產量，這對於必須不斷監控和優化工藝參數的連續工藝行業而言，是一個特別誘人的前景。
品質提升
除了改善日常營運之外，數位技術還可以在品質管理方面，邁出更進一步的一步。例如，機器視覺算法可以使用預測算法，進行自動品質檢查和品質控制，從而減輕了勞動力可用性的限制，同時提高了品質檢查的準確性和閾值。此外，隨著成品和原材料的 SKU 數量增加，確保端到端的可追溯性對於品質變得越來越重要。從簡單的條碼掃描到 RFID 跟踪和區塊鏈的工業 4.0 技術都可以提供幫助（圖4）。
交付成品
將成品交付給客戶是一項複雜而動態的任務，通常涉及第三方物流合作夥伴。 COVID-19 危機降低了運輸方式的可用性，同時增加了複雜性，例如包裝的新要求以及安全，最後一英里的非接觸式交付。在這種情況下，數位和分析解決方案，可以提高物流服務需求和供應的可見性，從而提高即時性能。
後勤作業
數位物流控制塔可以在出庫物流的每個階段（從倉庫裝貨到交貨點的卸貨）提供即時的績效可視性。這些工具與數位車隊管理，路線優化和營運商分析相結合，可以在優化營運，管理和資源分配的同時提高運輸資產的正常運行時間。從總體上講，這些變化可以大大提高應對危機的營運彈性。
倉儲作業
倉庫為自動化干預提供了許多機會。其中包括穿梭系統，自動物料儲存和檢索系統，智慧貨架，智慧揀貨機器人和協作機器人，以及自動化和智慧的分揀，揀选和包裝系統，以及執行庫存檢查的無人機。數位孿生可以幫助設計最佳的倉庫操作，創建倉庫的數位副本，以了解不同數位技術的可用結果。其他工業 4.0 解決方案，也可以為倉庫工人提供幫助，其中包括增強實境工具，使一次取多個訂單變得更加容易和有效，外骨骼可以減少因重複處理重物而造成的傷害（圖5）。
工業 4.0 的三重轉型秘訣
在 COVID-19 爆發之前，工業 4.0 引起了廣泛的關注，麥肯錫年度工業 4.0 調查中，有 90％ 的受訪者表示，他們深信技術的價值 - 其中大多數包括工業 4.0 作為關鍵部分他們的營運改善計劃。
武漢肺炎大流行之後，採用中的潛在不對稱性導致一些公司凍結了工業 4.0 計劃以保留現金，即使某些領導者加快了採用速度，尤其是支持業務連續性的用例，例如自動化計劃，數位績效管理，數位遠端工作和自動化，以減少人與人之間的互動。因此，隨著更多企業擺脫危機，大規模數位化的可能性可能會比以往任何時候都強。
然而，大規模轉型是困難的。我們的研究（回溯了十多年）表明，大約有 70％ 的此類倡議未能實現其既定目標。我們在 2019 年末進行的最新的工業 4.0 情緒調查發現，在開始工業 4.0 歷程之後，大多數公司仍陷於試點陷阱：只有 44％ 的公司在整個站點範圍內實施，而只有 38％ 的公司在橫向調查整合超越了工廠的四面牆。
然而，對於中小企業和跨國公司來說，也都有希望的理由。世界經濟論壇和麥肯錫公司的合作，已確定了全球 44 個站點為工業 4.0「燈塔」：這些站點大規模實施了數位技術，並產生了重大運營影響。在這一組中，有 14 個站點被指定為端到端的燈塔，在從供應商到製造再到物流，以及最終是客戶的整個價值鏈中都進行了數位化。
燈塔包括發展中和已開發經濟體中的大小公司，還包括未開發地區和未開發地區。他們之間的一個共同點是從整體角度出發，即圍繞業務，技術和組織的「三重轉型」。
商業。第一步是明確表達公司期望的未來狀態，這與業務策略和目標聯繫在一起，而不是與市場聲量最大的技術聯繫在一起。試點用例的選擇基於一個有利的業務案例，並在實施試點時加以完善。
當擴展到工廠的四面牆之外時，概述清晰的業務案例將變得更加複雜，但更為重要。例如，當將通常沒有明確考慮的隱性成本考慮在內時，供應鏈整合可以節省成本。瞭解這些問題有助於組織制訂積極的業務案例，說服供應商踏上整合之旅。
．技術。許多（如果不是大多數）公司將希望評估其當前的 IT 和 OT 系統，對其進行升級以提供數位和分析高級用例所依賴的能力，尤其是支持物聯網的能力。可伸縮的、抗老化的 IT 堆棧非常重要。同樣，端到端水平整合數據可能需要升級供應商的 IT / OT 系統。
為了升級 IT / OT 技術棧並實現多個用例，公司可以透過創建合作夥伴生態系統，來利用外部技術提供商，以幫助他們執行數位化轉型。夥伴關係模型在外包、收購和策略聯盟之間會有所不同，成功的生態系統，會將新創企業與成熟的技術和服務提供商結合在一起。
．組織。如果沒有將人們放在中心位置，很少有數位化轉型能夠成功。四個因素提供了關鍵的支持。
．治理。 沒有明確所有者的數位化轉型，最終可能會成為一個孤兒。 跨職能的團隊和治理結構，將有助於確保快速執行。
最高管理層的承諾。 在高層領導的推動下，變革更有可能獲得控制，並伴隨著引人入勝的變革故事來動員組織。 為了避免動搖情勢，領導者可以慶祝快速勝利，也可以慶祝失敗，幫助公司學會快速失敗和快速學習。
數位能力獲取。 技能差距可以透過在需要時僱用，也可以透過提高現有員工的技能，來履行甚至高級的數位角色來解決，例如分析翻譯、數據工程師、數據科學家或物聯網架構師。
新的工作方式。 實施敏捷的工作方法，為團隊提供了在數位世界中取得成功的工具、流程和最佳實踐。
COVID-19 大流行在全球提出了人道主義挑戰，需要新型的協作來解決。
隨著組織開始在下一個正常狀態下，重新開始其營運，他們將有機會透過數位化，靈活的營運來重新構想未來。 早期的成功經驗顯示，如果公司致力於根據其業務環境，和策略目標進行工業 4.0 轉型，並使用三重轉型方法來執行，則可以從小規模開始其工業 4.0 之旅，然後迅速擴展。
【任何經過翻譯或轉載之中文資訊，我們為了堅持使用台灣常用相關名詞與慣用語法，將與原中文有所變更，但不改內容意義 – 3S MARKET】
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