· 智慧工廠：擴展佈署是下一個當務之急

NVIDIA Omniverse - 設計、優化和營運未來工廠

不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測

工業 4.0 的下一個挑戰是擴大規模。然而，許多組織都在努力擴大規模，IT 和 OT（營運技術）的融合，以及技能/能力/人才是實現智慧工廠的兩大挑戰。

概述。

到 2023 年，由於透過智慧工廠計劃實現的生產力提高，製造業可以為全球經濟增加 2.2 萬億美元的價值。然而，即使智慧工廠的預期平均附加值也很高，達到 1.9 萬億美元，並且對智慧工廠收益的預期正在上升，在實現該價值之前需要採取一些行動 —— 重點是規模。

隨著「初期」問題的解決，項目變得更加穩定，組織期望在未來從他們的智慧工廠計劃中獲得更大的收益

到目前為止，只有 14% 的組織認為，他們的智慧工廠佈署是成功的，而擴展被證明是困難的。事實上，超過 50% 的受訪者發現，數位平台和技術的佈署和集成是擴大其智慧工廠計劃的重大挑戰。

智能工廠——下一階段。智能工廠計劃的數量正在增加，設計效率和閉環運營都在推動收益 — 智慧工廠 —— 下一階段。智慧工廠計劃的數量正在增加，設計效率和閉環營運都在推動收益

數據準備和網路安全是製造商在大規模實現智慧工廠績效方面，面臨的第二大挑戰

儘管如此，由於預期的好處、有更多智慧工廠計劃，以及一些（其他）市場動態的事實，製造商打算比以往任何時候，都更多地投資於智慧工廠專案。擴大規模（工業 4.0 的下一個挑戰）的兩個主要挑戰是 1）IT 和 OT 融合，以及 2）推動智慧製造數位化轉型所需的能力和技能，包括跨職能能力、數位人才和軟技能。

這些是凱捷研究所 2019 年 11 月報告中的一些發現。根據該報告，增加正確的智慧工廠投資，以及應對上述挑戰可能會使智慧工廠到 2023 年為全球經濟增加至少 1.4 萬億美元。

那麼，在這成為可能之前需要做什麼，以及如何實現這個價值，因為根據報告，大約三分之二的價值仍然必須完成？讓我們從頭說起：智慧工廠和報告對製造業數字化轉型的一些看法。

智慧工廠 —— 連接性、自動化、數據

為了知道我們在談論什麼，關於智慧工廠的幾句話，因為它並不是一個真正正式定義的術語，儘管我們或多或少都知道它的含義。

設計效率和閉環營運同樣推動智慧工廠收益

智慧工廠是工業 4.0 和智慧製造術語中的典型術語，通常與其使能技術相關聯，主要圍繞工業物聯網、大數據分析、生產技術、連接的實體設備，以及在網路中可以用它做什麼 - 物理範圍：物聯網和感測器、IT 和 OT 的融合、新的製造方式、（基於雲的）平台、支持技術（人工智慧、機器學習、……）可互操作，和高度連接的系統/平台以及分析，以及使用來自包括機器在內的充足來源的數據，轉化為行動和決策（自動化和半自動化），在其中發揮著重要作用。

正如下面報告資訊圖中的圖表所示，網路安全和數據準備，在擴展數位工廠專案中最常被提及的挑戰排名第二。

對智能工廠的需求日益增加——近 70% 的製造商正在推行智能工廠計劃 — 對智慧工廠的需求日益增加 —— 近 70% 的製造商正在推行智慧工廠計劃

「智慧」方面也與智慧工廠通常被認為的，智慧和敏捷自動化系統有關，具有根據即時數據進行調整的能力，使製造過程或多或少是自主的，儘管這更多是一種願景，和事實上的手動和半自主決策和優化，將在未來許多年裡仍然必不可少。問問所有那些開始專案，並不得不結束專案的工廠，因為機器還不能（還？）提供與航空業有顯著例子的人相同的品質。

PLM、MES/SCADA 和機器人技術是工業架構的關鍵組成部分。然而，大規模佈署的主要投資領域是物聯網和人工智慧

智慧工廠不僅僅是來自邊緣的技術和數據。它還包括人員、文化、協作供應鏈等方面，最重要的是，所有這些日益可用的數據提供的目標、用例和能力。畢竟，一個沒有透過數據知識實現的智慧（可衡量）目標的工廠很難被稱為智慧，不是嗎？此類目的在這 1.4 萬億美元中，產生了很大一部分，例如，提高了生產力並減少了停機時間。

在其題為「 Smart Factory @ Scale 」（PDF 下載）的報告公告中，Capgemini 將智慧工廠定義如下：「智慧工廠利用數位平台和技術，在生產力、品質、靈活性和服務方面，獲得顯著改進。」

施耐德電氣在報告公告中提到，引用公司全球供應鏈營運執行副總裁 Mourad Tamoud 的話，對智慧工廠的定義如下：「智慧工廠從傳統機器自動化飛躍，佈署智慧製造工業 4.0 技術。實體機器配備智慧感測器並連接到雲網路，在雲網路中，它使用來自連接操作和生產系統的數據，來學習和適應自發情況，並做出即時決策」。

數字平台和技術的部署和集成是製造商實現規模化智能工廠績效面臨的主要挑戰 — 數位平台和技術的佈署和整合，是製造商在實現大規模智慧工廠績效方面，面臨的主要挑戰 —— 來源智慧工廠資訊圖 —— 凱捷研究院 2019 年規模化智慧工廠—— PDF 資訊圖完整版

當然，還有更多的智慧工廠定義。他們中的大多數人指出，工廠和智慧工廠的數位化和互聯方面，是智慧製造和工業 4.0 的發展趨勢，以及一系列額外的能力和技術，包括上述提到的和其他常見的嫌疑人，如人工智慧和機器學習（在整個系統以及數據和自動化/決策和預測方面無處不在）、大數據分析、先進機器人技術、數位雙胞胎和模擬、增材製造等。

在容量方面，敏捷性、連通性、持續優化和主動能力是一些主要的能力。

對於凱捷來說，實現智慧工廠的三項關鍵技術是 1) 連接性（利用 IIoT 收集數據），2) 智慧自動化（包括許多事物，例如先進的機器人和無人機，以及 MES和SCADA），以及 3)雲規模的數據管理和分析。

投資智慧工廠：展望 2023

是時候從「規模化智慧工廠」報告中總結出一些重要內容了。無論你如何使用它，數據及其支持的功能，尤其是在用於整合目的時，對於智慧工廠來說都是必不可少的。

估計到 2023 年智能工廠的經濟潛力 - 由於智能工廠生產力的提高而增加了製造業的附加值 - 來源智能工廠信息圖 Capgemini Research Institute 大規模智能工廠 2019 PDF — 估計到 2023 年智慧工廠的經濟潛力 —— 由於智慧工廠生產力的提高而增加了製造業的附加值 —— 來源智慧工廠資訊圖 Capgemini Research Institute 2019 年規模化智慧工廠 PDF

正如 Capgemini 數位製造總監 Jean-Pierre Petit 所說：「為了釋放智慧工廠的承諾，組織需要設計和實施強有力的治理計劃，並發展數據驅動的營運文化。」太對了。

關於組織智慧工廠計劃的調查結果及其影響

與兩年前的類似報告相比，組織的智慧工廠需求比以往任何時候都更加重要，即使迄今為止很少有人認為智慧工廠佈署是成功的。

Capgemini 表示，人們對智慧工廠的需求和能力都在增加，組織正在推進轉型之旅，三分之一的工廠已經轉型為智慧設施。
在未來五年內，製造商計劃創建 40% 的智慧工廠 —— 與過去三年相比，年度投資增加 1.7 倍。
同樣在未來五年內，智慧工廠可以將它們為全球經濟增加的價值，增加至 2.2 萬億美元。如圖所示，凱捷的保守估計價值為 1.4 萬億美元，其樂觀預測為 2.2 萬億美元（到 2023 年，由於智慧工廠生產力的提高，製造業的平均預期附加價值為 1.9 萬億美元）。
在過去兩年中，擁有正在進行的智慧工廠專案的組織比例顯著增加：2017 年的報告發現 43% 的受訪者擁有此類項目，而在 2019 年版中，68% 的組織擁有正在進行的專案。

智慧工廠轉型 —— 路線圖以及向表演者和燈塔學習的重要性

Capgemini 還研究了組織如何加速和保護其智慧工廠轉型，並提供智慧工廠路線圖，並在完整報告中進一步詳細說明。除了那些使擴展更加困難，並且明顯重疊的原因之外，它們還可以為計劃做更多事情的組織，提供額外的指導。

回到現在有更多智慧工廠這一事實，人們有機會了解其他人的情況，尤其是那些著名的燈塔：世界經濟論壇幾年前發起的一項倡議，燈塔製造公司和燈塔工廠在列出，作為其他人的信標。

這份名單多年來一直在成長。Capgemini 引用施耐德電氣全球供應鏈營運執行副總裁 Mourad Tamoud 的話並不奇怪，因為該公司在法國 Le Vaudreuil 的工廠，位於首批燈塔工廠名單中，而且自 2019 年以來，其在巴丹島的印尼工廠也是在名單上。

根據該報告，向高績效者學習（佔受訪者樣本的 10%；該報告基於對正在實施智慧工廠計劃的公司的 1,000 名高管的調查，以及與參與智慧工廠或專案的高管進行的 20 次深入討論)，確實建議。

這些高績效者（注意：與凱捷未提及的燈塔不同）在智慧工廠的基礎上投入了大量資金。當然，這些基礎在報告中得到了關注，因為它們回到了凱捷智慧工廠轉型的維度，如下面的資訊圖所示（它們也在擴展挑戰中排名）：

數位平台，特別是數位平台和技術的佈署和整合，涉及 IT 和 OT 融合部分。
在 IT 和 OT 整合環境中，也提到了數據準備和網路安全，這是一個巨大的挑戰。
人才，特別是數位人才，隨著其他提到的技能和能力而擴展，全部歸類為軟能力、數為能力和混合能力。
平衡的「設計效率」和「營運效率」方法（卓越營運）。
領導力和遠見。
治理和利用數據和協作的力量（不是單獨的，而是「一部分」）。

該圖清楚地顯示了領先者，如何在所有提到的方面，都比實驗者和新手做得更好。

智能工廠轉型路線圖——轉型的重點領域和領跑者對比實驗者和新手的排名 — 智慧工廠轉型路線圖 - 與實驗者和新手相比，領先者的轉型和排名的關鍵領域 - 來源智慧工廠資訊圖 Capgemini Research Institute 規模化智慧工廠 2019 PDF

除了查看特定的智慧工廠和智慧工廠專案之外，很明顯，在全球大多數國家/地區，現在都有本地和/或區域倡議，製造商、政策制訂者，和其他利益相關者，聚集在一起學習和改變專業知識，更不用說商業計劃和一些供應商的生態系統，只是為了完整，因為你當然知道。

智慧工廠的更多發現和最終建議

下載完整報告（PDF 打開） ，了解有關各個國家/地區的更多詳細資訊、了解哪些製造部門在智慧工廠層面上做得最多（以及哪些部門將在未來幾年推動投資和努力）、數位化分析和製造商完成和計劃的數位化專案、其他挑戰、關鍵優先事項等。

到 2023 年，由於智慧工廠計劃實現的生產力提高，製造業可能為全球經濟增加 2.2 萬億美元的價值

以下是凱捷在發布報告時強調的一些額外要點：

出於各種原因， 5G有望成為智慧工廠的重要推動力，其中包括它的能力將為製造商提供機會，為每個 Capgemini 引入，或增強各種即時和高度可靠的應用。
在技能層面上，工程製造、製造維護和安全保障等跨職能配置文件，對於成功非常重要，而解決問題和協作技能等軟技能也是如此。
PLM、MES（製造執行系統）/SCADA 和機器人技術是工業架構的關鍵組成部分，但大規模智慧工廠佈署的主要投資領域，是支持數據驅動操作的物聯網 ( IoT ) 和人工智慧，以及遠端和行動功能。
生產力的提高、品質和市場佔有率的提高，以及客戶服務是智慧工廠可以驅動的價值的關鍵組成部分。設計效率和閉環營運的卓越營運，做出同等貢獻。閉環操作涉及使用操作生成的數據，來即時優化它們。

最後，下面是資訊圖的最後一部分，根據調查/訪談總結了關於組織如何在擴展的基礎和挑戰的基礎上，加速和保護其智慧工廠轉型的觀點。