2021年3月17日 星期三

.變革未來產業的力量:工業 4.0

What is Industry 4.0 and what does it mean for you? 什麼是工業 4.0,這對你意味著什麼?



Deloitte Insights



我們正處在第四次工業革命中 - 這場革命遠遠超出了製造業。 智慧的互聯技術正在改變零件和產品的設計、製造、使用和維護方式。透過引入數位實境,它們正在改變組織本身。


本篇摘要

工業 4.0 象徵著一場新的工業革命的希望 - 一場工業革命將先進的生產和營運技術,與智慧數位技術相結合,創建了一個不僅可以相互連接和自治,而且可以通信、分析和使用數據,來推動進一步智慧行動的數位企業。回到實體世界,它代表了智慧互聯技術,將如何嵌入組織、人員和資產中的方式,並且以諸如機器人、分析、人工智慧和認知技術、奈米技術、量子計算、可穿戴設備、網路、物、增材製造和先進材料等功能的出現為標誌。


儘管它的根源是製造業,但工業 4.0 絕不僅僅是生產。智慧的互聯技術,可以改變零件和產品的設計、製造、使用和維護方式。他們還可以改變組織本身:他們如何理解資訊,並根據資訊採取行動,以實現卓越的營運,並不斷改善消費者/合作夥伴的體驗。


簡而言之,工業 4.0 迎來了數位實境,它可能會改變生產,營運、勞動力,乃至社會的規則。


什麼是工業 4.0?

第四次工業革命(通常稱為工業 4.0)似乎正在改變企業的運作方式,進而改變企業被迫參與競爭的風險。企業必須決定,如何以及在何處投資這些新技術,並確定哪些技術最能滿足其需求。 如果沒有對工業 4.0 所帶來的變化和機會,充分的瞭解,公司就有失利的風險。


對於習慣了傳統線性數據,和通信業務的領導者而言,由工業 4.0 支持的,向即時訪問數據和情報的轉變,將從根本上改變他們展開業務的方式。來自許多不同來源和位置的數位資訊的整合,可以在持續的週期內,推動展開業務的實際行為。


在整個週期中,實體世界和數位世界之間,連續不斷的資訊和行動流,驅動著對數據和情報的即時訪問。該流程是透過三個步驟的一系列迭代進行的,這些步驟統稱為實體到數位到實體(PDP)的循環(請參見圖1)。為了實現這一過程,工業 4.0 結合了相關的實體和數位技術,包括分析、增材製造、機器人技術、高性能運算、自然語言處理、人工智慧和認知技術,高級材料,以及增強實境。



.實體到數位:從實體世界捕獲資訊,並根據實體數據創建數位記錄


.數位到數位:使用高級分析,方案分析和人工智能共享信息並發現有意義的見解


.數位到實體:應用算法將數位世界的決策轉換為有效數據,以刺激實體世界中的行動和變化組織內部的連接,並不是什麼新鮮事。許多組織已經採用了 PDP 循環的某些部分,即實體到數位,和數位到數位過程。這是從數位到實體的飛躍(換句話說,就是對已分析的數據和資訊,採取行動的能力)構成了 Industry 4.0 的實質和價值。


工業 4.0 是一個全球概念,但在全世界可以採用許多不同的形式和名稱。在美國,重點通常放在更全面的數位演進上,許多人使用術語「數位供應網路」。在概念起源的歐洲,這種現像被稱為「工業 4.0」,並且往往更多地以工廠為基礎。儘管術語可能有所不同,但是總體概念在很大程度上保持不變,並且包含相同的技術和應用。


工業 4.0 遠遠超出了工業物聯網的範圍,而工業物聯網通常是對這種現象的許多探索開始和結束的地方。它也超越了製造和生產領域,專注於合作夥伴、供應商、客戶、勞動力和營運注意事項的整個生態系統。


簡而言之,組織應考慮對第四次工業革命,及其改變業務方式的整體看法。工業 4.0 不僅涉及先進技術:還涉及這些技術的組合方式,以及組織如何利用它們來推動營運和成長。我們研究了無數主題,從互連性對網路安全問題的影響,到在數位領域營運的稅收影響,從工業 4.0 技術在新興領域(如預測性維護和數位孿生)的應用到全面互聯的廣闊前景,數位供應網路。


變革似乎正在快速發展,實際上是如此之快,以至於很難跟上變化。工業 4.0 可能很難,甚至不可能。透過將 PDP 循環用作總體框架,德勤提供了一個集中的觀點,闡明瞭工業 4.0 是什麼,它與先前的技術革命有何不同,以及其相關技術如何為組織創造價值。


為什麼工業 4.0 很重要?

工業 4.0 可以改變組織的流程和營運。在下文中,我們將探討一些關鍵見解,這些見解可以使企業領導者,形像地瞭解第四次工業革命,對他們的世界所產生的影響。


工業 4.0 觸及我們的日常生活

第四次工業革命很重要,因為它不僅可以觸及「製造商」,還可以觸及我們所有人。


儘管工業 4.0 已涵蓋業務營運、勞動力和社會本身,但其根源於供應鏈和製造業構成了我們所知道的世界的骨幹力量。當我們需要修復它們或完成使用它們時,它們由什麼構成,如何製造,在哪裡製造以及如何到達我們,以及它們去向何處:所有這些都是生產生命週期的一部分。


工業 4.0 可能會改變我們的生產方式,但也可能會影響這些產品的運輸方式(透過自動物流和分銷),客戶與他們的互動方式,以及他們與公司互動時的期望體驗。這可能會推動勞動力的變化,從而需要新的技能和角色。


工業 4.0 融合了數位和實體世界

營運、製造、供應網路和產品的數位化,使企業能夠將人、機器、分析和預測性見解的學習相結合,以期做出更好、更全面的決策。


完全連接的流程帶來了巨大的機會:企業可以像往常一樣以線性方式監控流程,並以被動方式進行操作,而可以沿途學習並回饋到流程中,從中看到教訓並進行調整相應地即時或近即時。這將導致做出更明智的決策,設計更好的產品、服務和系統,潛在地更有效地利用資源,以及增強預測未來需求的能力。


數位線程代表了,這樣一種端到端的工業 4.0 解決方案,它將整個設計和生產過程,與從初始設計概念,到最終零件的無縫數據鏈聯繫起來。在數位線程之外,還使用了數位孿生,可以使組織深入瞭解,系統或設施的內部工作原理,模擬可能的情況,並瞭解一個節點的更改,對網路其餘部分的影響。


這不僅與供應鏈或製造業有關,還與企業營運和收入成長有關


工業 4.0 並非始於供應鏈或生產。它的影響範圍可能更大,影響到每個行業和領域,甚至社會本身。工業 4.0 功能可以改善業務營運和收入成長、改變產品、供應鏈和客戶體驗。


數偉技術和實體技術的結合,將影響客戶、消費者、員工以及業務領域其他部分,期望與組織進行互動的方式。就其本身而言,專注於資訊的生產和移動(例如金融、能源、技術和醫療保健)的組織,將面臨著與專注於實物的生產,和移動的許多相同的考慮:如何使用來自互聯繫統的資訊,以推動更好的產品和服務、客戶體驗,以及與供應商和其他利益相關者的聯繫。


無論是哪個行業,德勤已經確定了工業 4.0,可以在其中產生最大影響的三個關鍵領域:


產品

工業 4.0 技術可以改變產品設計,和開發的方式。互聯技術還可以帶來全新的產品和服務。感測器和可穿戴設備,分析和機器學習,以及以增材製造,高級電腦數位控制和機器人等形式的高級製造的使用,可以透過各種方式實現產品改進,從實現快速原型設計和測試,到為以前未連接的產品添加連接性,以創新的產品。


最後,它們可以導致新的業務模式,因為公司除了可以銷售物理對像外,還可以銷售數據和服務。來自現場產品的數據也可能非常重要。客戶與現場資產(或資產本身)的交互產生的數位訊號,可以提供更好的服務,改進的保修要求,對使用模式的可見性,以及可用於貨幣化的數據。


供應鏈

每個公司都有一條供應鏈,儘管其形狀取決於營運需求。無論該鏈是包含物料、零件和其他實體物質,還是包含數據、資訊和專業知識,組織都需要依靠外部輸入來進行操作。工業 4.0 可以啟用智慧工廠,連接供應網路和物流功能,為計劃和庫存流程提供資訊,以及其他許多功能,從而使組織可以瞭解他們以前不知道的事情。


當查看 Industry 4.0 給生態系統中,所有利益相關者帶來的變化時,這些功能會變得尤為突出。智慧的互聯的數位技術,將改變消費者和業務環境的其他部分,期望它們與公司或其產品和服務進行交互時,將可體驗實境。這本身將在供應鏈中帶來挑戰和機會,其中一些挑戰和機會,可透過利用工業 4.0 解決方案來實現。


顧客

在客戶旅程的所有階段,工業 4.0 可以為創新和成長創造新的機會。透過智慧產品和服務收集的數據,可以使客戶更深入地瞭解。來自互聯繫統的資訊,可以增強客戶體驗,直銷和行銷策略,並更好地使公司及其合作夥伴,能夠為客戶提供售後支持,從而加強客戶關係。


工業 4.0 時代的客戶體驗,不僅取決於實體對象,還取決於資訊,分析和自定義這些資訊,分析和客製化,使客戶與該對象的交互更加透明,以及公司根據收集到的見解,採取行動的方式。這樣,組織可以使用 PDP 循環的原理,來更好地吸引他們的受眾,在內部和整個網路中保持更強的聯繫程度,並更好地利用產品和服務獲利。


工業 4.0 的影響是什麼?

工業 4.0 的影響可以在多個層面上感受到:在整個生態系統中,在組織層面,以及在個人員工和客戶層面。下面,我們將逐一探討。


連接生態系統:做出更好的決策

從最廣泛的角度來看,工業 4.0 不僅預示著公司經營方式和產品生產方式的轉變,而且預示著生態系統(供應商、客戶、監管方面的考慮因素,投資者以及其他第三方專家和影響者)將如何運轉和互動。工業 4.0 技術為網路每個點之間的交互,創造了潛力。因此,利益相關者可以使用來自連接系統的恆定數據流,來學習和適應新情況,甚至開始預測而不是做出反應,從而更有效地合作。


雖然供應鏈不是工業 4.0 先進技術的唯一應用,但它似乎可以很好地說明工業 4.0 連接生態系統的方式,使利益相關者能夠整合來自許多不同來源的資訊,並做出更全面的決策。從線性、順序的業務營運到互連,開放的系統的這種轉變可以改變行業,並為公司未來的營運,協作和競爭奠定基礎。(見圖2)。



不斷發展的組織:適應新的壓力和要求

大多數組織繼續應對許多組織和生態系統範圍的變化,這些變化對他們的運營施加了壓力,包括:


迅速發展的技術能力

.供應鏈複雜性增加,全球生產和需求分散

.來自意料之外的來源的競爭壓力越來越大

.數位和實體技術的結合導致組織重組

.持續的人才挑戰


工業 4.0 提供了可能解決其中一些問題的方法。即時調整數據,並從中學習的能力可以使組織更快速,更主動和更具預測性,並使組織可以避免營運中斷,和其他生產力的挑戰。


在組織內部,工業 4.0 的影響,可能是最明顯和最具體的。數位和實體技術,在工業 4.0 中的整合,可能會產生新的業務成果。從廣義上講,這些成果可以分為兩個關鍵領域:營運改進和收入成長。(請參閱表1。)



營運改進可以集中於提高生產力(例如提高勞動效率、管理成本,和進度計劃的準確性)和降低風險(例如減輕供應商,數據和地理風險,並確保供應的可用性)。就其本身而言,收入成長可以包括增量收入改進(例如在核心業務中,發現新的效率,並使用客戶數據,來加深客戶的理解和整合)和全新的收入流(例如使用來自連接系統的數據,來創建新產品)服務,使用需求數據和數位技術,更輕鬆地擴展到新市場)。


根據公司的重點所在,領導者可能會在兩個領域內,尋求不同的機會。本文檔的「關鍵見解」部分中,提到的經營和發展業務都針對產品、供應鏈和客戶,這三個關鍵領域的不同活動。組織可以使用 Industry 4.0 技術,來在多個垂直領域追求成長和卓越營運。 (參見圖3。)



在工業 4.0 時代,智慧自動化和無處不在的互聯系統的興起,似乎預示著組織可以要求其員工的變化:他們需要哪些技能,需要完成哪些任務,甚至需要扮演什麼角色。隨著工業 4.0 本身仍處於新生階段,這些變化可能令人感到晦澀,並且其更全面影響的輪廓還在不斷變化。但是,它們不一定意味著失去工作:例如,在英國,技術在 2001 年至 2015 年期間,幫助創造了 350 萬個新工作,儘管造成了 80 萬的損失。


在個人層面,工業 4.0 既可以使工人能夠挑戰更多的工作。互聯企業可能意味著創建大量數據,而數位世界和實體世界的結合,可能會迫使工人執行複雜、多變且往往不可預測的任務,這些任務需要具備訪問和理解數據的能力。此外,新技術和將它們合併到工作流中的方式,以及組織的日常功能,可能意味著新的訓練需求。個人將需要導航他們,如何與 Industry 4.0 技術進行交互並與之協同工作,以及他們的職責和角色如何隨之演變。


工業 4.0 對工人的影響,可以而且很可能會形成多種形式。智慧數位和實體技術,可以用作改善工人工作,並簡化任務的工具。他們的貢獻,甚至可以超越於更廣泛的夥伴關係,在這種夥伴關係中,自主技術可以與人一起工作 - 每個人都可以利用自身的內在力量,來取得比任何一個人都無法完成的更大的成果。他們也可以發揮全新的作用,因為它們可以實現新產品和服務。


為客戶量身訂製的,更具吸引力的體驗

儘管我們已經探索了工業 4.0,對客戶的潛在影響,但它可以為客戶的各個階段帶來巨大的好處,從最初的研究和銷售到客戶管理和售後服務。


PDP 循環提供了,工業 4.0 可能使客戶受益的方式的解釋:它們透過產品、服務或其他接觸點,以某種方式與公司互動,創建可以進行分析的數據,以驅動針對客戶的量身訂製的行動、需求或行為。此外,該數據可以與歷史資訊,和其他客戶的數據進行匯總,以更好地理解甚至預測客戶的喜好,也可以將其回饋到研發過程中,以為設計更好的產品提供資訊。


接下來你該怎麼辦?

毫無疑問,工業 4.0 概念在公司的流程,和營運中的滲透將會增加。資訊流、先進技術和材料(換句話說,就是構成工業 4.0 的數位和實體技術)使訪問整個組織中的即時資訊和見解,成為可能,從而推動了可行的見解。反過來,這使公司能夠以全新的方式,完成全新的工作,並可能徹底改變供應鏈、生產和商業模式。


在考慮採用工業 4.0 的方法時,可以採取以下措施:

專注於創新。探索可能的技巧,促使組織瞭解各種技術的應用,及其對業務的潛在影響。瞭解是什麼促使你需要與眾不同,並開始考慮如何實現這一目標。


建立生態系統。評估組織的數位成熟度,以瞭解可行的方法,應採取哪些步驟,來利用現有資源,來建必要的技術能力,以及達到該目標可能需要獲得的新資源。除了技術本身之外,還可以考慮將你希望作為 Industry 4.0 網路一部分,從內部或外部來培養的專家資源。


在邊緣縮放。有時,從較小的賭注開始是有意義的,在這種情況下,可以對策略進行測試和完善,而產生的後果相對較少。選擇組織「邊緣」的項目,可以為在更大範圍內「工業 4.0」提供更大的自由度,還可以幫助個人減少失敗的恐懼感,這最終可以帶來更大的創新。


從一兩個轉換開始,以證明其有效。優先考慮可以釋放幾波潛在價值的區域,然後考慮在這些成功的基礎上,實現指數式成長。最初的成功可以作為證明點,從而使人們有更大的意願去嘗試更多的實質性投資。


不要等待完美,並不斷更新換代。工業 4.0 技術似乎正在迅速發展,並且通常存在更新換代的空間。從以前的經驗中學到的知識,可以為下一組舉措提供資訊,並幫助你確定下一個優先事項清單。


變化正在迅速發生。但是,變革常常帶來機會:工業 4.0 在策略決策,更廣泛的生態系統整合,以及根據客戶和客戶的特定需求,客製化產品和服務中,扮演著不可或缺的角色的能力。建立競爭優勢需要加入競爭的意願。


你準備好開始了嗎?


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