一、數(shù)字化不是工業(yè)4.0 (上)
工業(yè)4.0能不能被評(píng)測(cè)?如果能，它如何被實(shí)施。這個(gè)問(wèn)題在行業(yè)內(nèi)一直被廣泛關(guān)注。在德國(guó)國(guó)家工程院acatech的推動(dòng)下，亞琛RWTH工業(yè)大學(xué)、德國(guó)人工智能研究中心DFKI和弗朗恩霍夫研究院等幾家機(jī)構(gòu)，歷經(jīng)一年，在今年4月聯(lián)合推出了《工業(yè)4.0成熟度指數(shù)》報(bào)告(Industrie4.0 Maturity Index)。
1、錯(cuò)了，工業(yè)4.0不是技術(shù)范兒
工業(yè)4.0一詞自2011年以來(lái)，一直被廣泛用于描述制造業(yè)的未來(lái)。然而，現(xiàn)在即使德國(guó)也意識(shí)到，僅從技術(shù)角度闡釋第四次工業(yè)革命的相關(guān)發(fā)展，顯然是不足的，企業(yè)還需要組織和文化層面的改革。作為對(duì)這一點(diǎn)越來(lái)越明顯的趨勢(shì)，該指數(shù)的副標(biāo)題干脆就是“企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型管理”。
圖1：工業(yè)成熟度指數(shù)報(bào)告，2017年
德國(guó)工程院《工業(yè)4.0成熟度指數(shù)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)工業(yè)4.0指數(shù))認(rèn)為，先進(jìn)技術(shù)可以獲得更廣泛的數(shù)據(jù)，但對(duì)數(shù)據(jù)潛在利用能力，完全取決于企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)和文化。
一個(gè)組織的最終目的是成為學(xué)習(xí)型敏捷的企業(yè)，對(duì)不斷變化的環(huán)境具備持續(xù)的敏捷性和適應(yīng)力。
《工業(yè)4.0指數(shù)》為企業(yè)實(shí)施變革提供指導(dǎo)，包括六個(gè)階段的成熟度模型，每個(gè)發(fā)展階段的實(shí)現(xiàn)都將獲得額外利益?！豆I(yè)4.0指數(shù)》著重于四個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，而這四個(gè)領(lǐng)域都包含與其相關(guān)的兩個(gè)基本原則。
2、工業(yè)4.0下的企業(yè)目標(biāo)
企業(yè)目前并未在其戰(zhàn)略思考中對(duì)這些原則的充分影響予以足夠重視。許多組織仍缺乏對(duì)工業(yè)4.0關(guān)鍵環(huán)節(jié)的基本理解，例如，企業(yè)經(jīng)常錯(cuò)誤地以為工業(yè)4.0僅限于數(shù)字化或全自動(dòng)化領(lǐng)域。除此之外，各企業(yè)沒(méi)有建立共同目標(biāo)，許多已經(jīng)實(shí)施的行動(dòng)均是各自為政的孤立措施。德國(guó)工程院的《工業(yè)4.0指數(shù)》，可以依據(jù)各企業(yè)的需求，精確定制數(shù)字化路線(xiàn)圖， 從而幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的最大化利用，并轉(zhuǎn)型成為學(xué)習(xí)型敏捷組織。
多數(shù)公司實(shí)施的措施僅限于偶爾的試點(diǎn)項(xiàng)目，事實(shí)上更類(lèi)似于技術(shù)可行性研究。但此類(lèi)項(xiàng)目卻難以將工業(yè)4.0的全部潛力展示出來(lái)，因?yàn)樗鼈兒鲆暳税ü窘M織結(jié)構(gòu)和企業(yè)文化在內(nèi)的工業(yè)4.0實(shí)施的關(guān)鍵方面，結(jié)果就是變化僅僅是順應(yīng)自然的發(fā)展進(jìn)化。
圖2：常見(jiàn)的企業(yè)適應(yīng)過(guò)程
正如精益生產(chǎn)不等同于簡(jiǎn)單的防止浪費(fèi)，工業(yè)4.0也不只是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接機(jī)器和產(chǎn)品。《工業(yè)4.0指數(shù)》強(qiáng)調(diào)的是需要進(jìn)行范式的轉(zhuǎn)變。
令人惋惜的是，這些變化往往無(wú)法反映組織的實(shí)際流程或滿(mǎn)足制造型企業(yè)的真正需求。因此，無(wú)論是獨(dú)立企業(yè)內(nèi)部還是整個(gè)經(jīng)濟(jì)層面上的轉(zhuǎn)型變革的實(shí)例，都只是鳳毛麟角。
這說(shuō)明，必須要合適的技術(shù)要素相結(jié)合，來(lái)壓縮企業(yè)的適應(yīng)過(guò)程。
圖3：工業(yè)4.0可以壓縮時(shí)間進(jìn)程
對(duì)于各企業(yè)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的道路各有不同，因此必須以分析企業(yè)現(xiàn)狀和目標(biāo)為起點(diǎn)。企業(yè)現(xiàn)狀的相關(guān)問(wèn)題包括企業(yè)未來(lái)幾年的戰(zhàn)略目標(biāo)，企業(yè)已經(jīng)實(shí)施的技術(shù)和系統(tǒng)，以及這些技術(shù)和系統(tǒng)在企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)行情況。這些問(wèn)題的答案可以幫助企業(yè)確定成功引進(jìn)工業(yè)4.0所需的能力。
3、工業(yè)4.0的六步法
工業(yè)4.0的引入，涉及制造型企業(yè)數(shù)字化能力素質(zhì)的顯著提升，并需要企業(yè)組織的大規(guī)模改變。作為一項(xiàng)高度復(fù)雜的任務(wù)，這種轉(zhuǎn)型通常需要花費(fèi)數(shù)年。而且轉(zhuǎn)型的計(jì)劃和實(shí)施需要確保在整個(gè)轉(zhuǎn)型過(guò)程中的不同階段都可以實(shí)現(xiàn)積極盈利(如增長(zhǎng)和效率)。
在工業(yè)4.0轉(zhuǎn)型過(guò)程中的任何階段都應(yīng)實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)的收益，這才可以支持轉(zhuǎn)型的整體成功。
該路徑包括六步法，也可以看成是工業(yè)4.0的六個(gè)階段，可分為計(jì)算機(jī)化、連通性、可見(jiàn)性、透明性、預(yù)測(cè)性、適應(yīng)性。每一步都建立在前一階段之上，并且說(shuō)明了達(dá)到每一階段所需要的能力和實(shí)現(xiàn)的企業(yè)效益。
圖4：工業(yè)4.0的六步法
該戰(zhàn)略要求企業(yè)發(fā)展必須按部就班。以工業(yè)4.0的基本需求為起點(diǎn)，為企業(yè)向?qū)W習(xí)型敏捷組織轉(zhuǎn)型的整個(gè)過(guò)程中提供支持。
圖5：工業(yè)4.0進(jìn)階六步法
非常重要的一點(diǎn)是，這種能力是一步一步構(gòu)建的，也就是說(shuō)第一階段的效益可以通過(guò)低于第二階段的能力實(shí)現(xiàn)。因此，轉(zhuǎn)型過(guò)程是步步遞進(jìn)、持之以恒的旅程，可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)企業(yè)、工廠、生產(chǎn)線(xiàn)以及各個(gè)部門(mén)之間的完全同步。各個(gè)企業(yè)應(yīng)該自行判斷哪個(gè)發(fā)展階段可以代表自身特定情況下的成本和效益的最佳平衡，從而將該階段作為轉(zhuǎn)型過(guò)程計(jì)劃結(jié)尾的目標(biāo)階段。
直至今日，許多企業(yè)仍面臨的挑戰(zhàn)是創(chuàng)造工業(yè)4.0的基本條件。
數(shù)字化本身并非工業(yè)4.0的組成部分。
該報(bào)告的這一個(gè)判斷，應(yīng)該還是出乎很多人的意料。但報(bào)告強(qiáng)調(diào)，工業(yè)4.0的發(fā)展路徑以數(shù)字化為開(kāi)端，而計(jì)算機(jī)化和連通性是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的基本要求。這兩個(gè)初始階段之后的四個(gè)更高階段，才是工業(yè)4.0發(fā)展所需的進(jìn)一步能力。
4、六階段的描述
1)計(jì)算機(jī)化
發(fā)展路徑的第一階段是計(jì)算機(jī)化，因其提供了數(shù)字化的基礎(chǔ)。在這一階段，不同的信息技術(shù)在企業(yè)內(nèi)部獨(dú)立運(yùn)作。大多數(shù)企業(yè)的計(jì)算機(jī)化已經(jīng)相當(dāng)成熟，主要用于更加高效地處理重復(fù)性工作。通過(guò)計(jì)算機(jī)化，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)、低成本制造，而且許多現(xiàn)代產(chǎn)品可以達(dá)到以前不可能達(dá)到的精密程度，從而實(shí)現(xiàn)獲得利益。但實(shí)際上，很多機(jī)器并不具備數(shù)字接口，特別是對(duì)于長(zhǎng)周期機(jī)械或人工操作的機(jī)器來(lái)說(shuō)。在這些情況下，終端經(jīng)常用于填補(bǔ)商業(yè)應(yīng)用和機(jī)器之間的缺失環(huán)節(jié)。
計(jì)算機(jī)化的例證之一就是CNC銑床。通過(guò)采用計(jì)算機(jī)數(shù)控，CNC銑床可以加工高精度零件，但是有關(guān)執(zhí)行行動(dòng)的細(xì)節(jié)，所需要的NC加工數(shù)據(jù)通常仍需要手動(dòng)傳輸給銑床，也就是說(shuō)，銑床并未實(shí)現(xiàn)連接。另一實(shí)例則涉及未與企業(yè)EPR系統(tǒng)連接的商業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，這可能導(dǎo)致半自動(dòng)質(zhì)保，盡管在試驗(yàn)站實(shí)施，但記錄數(shù)據(jù)卻并未與相應(yīng)的工作環(huán)節(jié)關(guān)聯(lián)。這將導(dǎo)致一旦發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，回溯環(huán)節(jié)會(huì)變得異常困難。
2)連通性
在連通性階段中，相互關(guān)聯(lián)的環(huán)節(jié)取代了各自為政的信息技術(shù)。廣泛使用的商業(yè)應(yīng)用彼此連接并反映企業(yè)核心業(yè)務(wù)過(guò)程。操作技術(shù)(OT)系統(tǒng)的各部分實(shí)現(xiàn)了連通性和互操作性，但是依舊未能達(dá)到IT層面和OT層面的完全整合。
3)可見(jiàn)性
傳感器能夠獲得大量數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，從而捕獲整個(gè)過(guò)程。傳感器、微芯片以及網(wǎng)路技術(shù)價(jià)格的下降意味著現(xiàn)在可以實(shí)時(shí)記錄整個(gè)企業(yè)的事件和狀態(tài)，而不是像之前一樣僅僅記錄單獨(dú)的領(lǐng)域，如制造領(lǐng)域。所以現(xiàn)在可以始終保持工廠的最新數(shù)字模型。我們將這種數(shù)字模型稱(chēng)為企業(yè)的“數(shù)字孿生”?！皵?shù)字孿生”能夠顯示企業(yè)在任何特定時(shí)刻發(fā)生的情況，并根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)作出管理決策。因此，我們可以將“數(shù)字孿生”視為下一階段的核心構(gòu)成元素。
4)透明性
第三階段涉及企業(yè)當(dāng)前形勢(shì)數(shù)字孿生的構(gòu)建，而第四階段是關(guān)于企業(yè)了解事件發(fā)生原因，并通過(guò)根本原因分析生成認(rèn)識(shí)。為了辨別和解釋數(shù)字孿生的交互，必須使用工程知識(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。語(yǔ)義鏈接和數(shù)據(jù)匯集能夠產(chǎn)生信息和相應(yīng)的語(yǔ)境，為復(fù)雜和快速?zèng)Q策提供過(guò)程認(rèn)識(shí)。
5)預(yù)測(cè)性
達(dá)到預(yù)測(cè)能力階段后，企業(yè)可以模擬不同的未來(lái)情景，并確定最具可能性的情景。這包括將數(shù)字孿生投射到未來(lái)，以描繪多種情景，并評(píng)估它們發(fā)生的可能性。由此，企業(yè)可以對(duì)未來(lái)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)，并適時(shí)作出決策和采取適當(dāng)措施。然而具體措施還是需要人工執(zhí)行，因此較長(zhǎng)的前置時(shí)間有助于限制消極影響。減少突發(fā)狀況或計(jì)劃變動(dòng)等引起的意外事件可以實(shí)現(xiàn)更為有效的經(jīng)驗(yàn)。例如，通過(guò)預(yù)測(cè)能力，可以在承運(yùn)人失職等反復(fù)出現(xiàn)的物流問(wèn)題發(fā)生之前對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記，并通過(guò)更換承運(yùn)人防止此類(lèi)問(wèn)題發(fā)生。
6)適應(yīng)性
預(yù)測(cè)能力只是自動(dòng)化行為和自動(dòng)化決策的根本要求，而持續(xù)的適應(yīng)性則使企業(yè)能夠向IT系統(tǒng)下放適當(dāng)決策，以便IT系統(tǒng)盡快適應(yīng)變化多端的經(jīng)營(yíng)環(huán)境。
適應(yīng)程度取決于決策的復(fù)雜性和成本收益比，通常最佳方式是實(shí)現(xiàn)單獨(dú)過(guò)程的自動(dòng)化，因此應(yīng)調(diào)查自主重復(fù)性操作的基本可行性。
二、工業(yè)4.0的組織 (中)
1.工業(yè)4.0評(píng)測(cè)模型
《工業(yè)4.0指數(shù)》的基本模型，源自與一線(xiàn)實(shí)踐的結(jié)合。為了確保該模型能夠完全代表制造型企業(yè)，《工業(yè)4.0指數(shù)》是以“生產(chǎn)和管理框架”為基礎(chǔ)。該框架將企業(yè)的內(nèi)在方面分為三大板塊：企業(yè)結(jié)構(gòu)是指對(duì)企業(yè)的商品生產(chǎn)和服務(wù)必不可少的方面;企業(yè)流程是指企業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的過(guò)程鏈;而企業(yè)發(fā)展是指企業(yè)的戰(zhàn)略和運(yùn)作發(fā)展。
圖6：生產(chǎn)管理框架
《工業(yè)4.0指數(shù)》將企業(yè)結(jié)構(gòu)分解為資源、信息系統(tǒng)、文化和組織結(jié)構(gòu)四個(gè)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。每一結(jié)構(gòu)領(lǐng)域都包含兩個(gè)指導(dǎo)原則和必要能力。這些能力用于實(shí)現(xiàn)各個(gè)發(fā)展等級(jí)，并為制造型企業(yè)向敏捷型組織的轉(zhuǎn)型提供基礎(chǔ)。
圖7：企業(yè)結(jié)構(gòu)四大件
企業(yè)流程則是《工業(yè)4.0指數(shù)》所考察的五個(gè)功能領(lǐng)域，包括了研發(fā)、生產(chǎn)、物流、服務(wù)和銷(xiāo)售五個(gè)功能領(lǐng)域，每一個(gè)功能領(lǐng)域的愿景都描繪了學(xué)習(xí)型敏捷企業(yè)的特征。
圖8：企業(yè)結(jié)構(gòu)與企業(yè)流程的展開(kāi)圖
在上述模型的基礎(chǔ)上，最后描述了《工業(yè)4.0指數(shù)》的應(yīng)用。在使用過(guò)程中，結(jié)構(gòu)領(lǐng)域、功能領(lǐng)域和成熟度等級(jí)被結(jié)合起來(lái)，以確定制造型企業(yè)的總體成熟度和各個(gè)功能領(lǐng)域的成熟度。
一旦企業(yè)建立了當(dāng)前的成熟度等級(jí)，就可以制定數(shù)字化路線(xiàn)圖，其中包含功能領(lǐng)域和結(jié)構(gòu)領(lǐng)域所需的具有特定順序的具體措施。
2.企業(yè)結(jié)構(gòu)的四大件的成熟度評(píng)估
企業(yè)結(jié)構(gòu)，主要有四個(gè)組成部分。
圖9：企業(yè)結(jié)構(gòu)的四分象限與生產(chǎn)管理框架的對(duì)應(yīng)關(guān)系
1)資源結(jié)構(gòu)的成熟度等級(jí)
《工業(yè)4.0指數(shù)》中，“資源”指有形的物質(zhì)資源，包括企業(yè)的勞動(dòng)力(人力資源)、機(jī)械設(shè)備、工具、材料以及成品。企業(yè)勞動(dòng)力必須具備一定的職業(yè)能力，從而充分利用獲取的信息。相互補(bǔ)充且正確配置的技術(shù)資源有助于緩解數(shù)據(jù)和行動(dòng)的延遲。企業(yè)除了完成他們的特殊功能外，還需要盡力保證資源與物理和數(shù)字世界之間的連接，由此建立數(shù)字世界(數(shù)字孿生)的信息視角，推進(jìn)增強(qiáng)企業(yè)敏捷性所需的學(xué)習(xí)過(guò)程。兩個(gè)原則遵循以下兩點(diǎn)。
第一，資源必須具備以信息化方式作用的必要能力。
第二，只有將不同的信息碎片拼湊完整才能展現(xiàn)清晰的總體局勢(shì)。為了確保信息的質(zhì)量，應(yīng)該盡可能的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和結(jié)構(gòu)化，這就要求適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)連接以及通信目的的統(tǒng)一。
圖10：“資源”結(jié)構(gòu)區(qū)的能力
2)信息系統(tǒng)的成熟度等級(jí)
信息系統(tǒng)是社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，人們基于經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則，通過(guò)信息和通信技術(shù)提供信息。這些系統(tǒng)制備、處理、存儲(chǔ)和傳輸信息和數(shù)據(jù)。企業(yè)信息系統(tǒng)的配置是確保有效數(shù)據(jù)和信息能夠被用于決策的關(guān)鍵。企業(yè)數(shù)字化的進(jìn)展意味著借助數(shù)字影子，制造型企業(yè)越來(lái)越容易實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)決策。但是，出于以下兩個(gè)原因，仍然有許多企業(yè)未能實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)和信息對(duì)決策者的支持。
首先，采集的數(shù)據(jù)沒(méi)有被處理成信息，因?yàn)闆](méi)有適當(dāng)?shù)男问絺鬏?，所以員工不能在工作中使用這些數(shù)據(jù)。
其次，相同、集中化的數(shù)據(jù)使用并未貫穿企業(yè)的不同環(huán)節(jié)。
圖11：“信息系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)區(qū)的能力
3)組織結(jié)構(gòu)與評(píng)測(cè)等級(jí)分析
企業(yè)通過(guò)上述技術(shù)實(shí)現(xiàn)向?qū)W習(xí)型敏捷企業(yè)轉(zhuǎn)型的同時(shí)，還需要實(shí)施適當(dāng)?shù)慕M織結(jié)構(gòu)。在我們的模型中，組織結(jié)構(gòu)指的是企業(yè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)和作業(yè)流程)及其在價(jià)值網(wǎng)絡(luò)中的地位。與“文化”結(jié)構(gòu)領(lǐng)域(參加下文)相比，“組織結(jié)構(gòu)”建立的是組織企業(yè)內(nèi)外協(xié)作的強(qiáng)制性規(guī)則，而“文化”涵蓋的是企業(yè)內(nèi)部的價(jià)值體系，因此說(shuō)明的是協(xié)作的軟性因素。但是，這兩個(gè)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域相互依賴(lài)且必須保持一致。
有機(jī)的內(nèi)部組織和價(jià)值網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的動(dòng)態(tài)協(xié)作這兩個(gè)原則貫穿結(jié)構(gòu)領(lǐng)域“組織結(jié)構(gòu)”，因此，“組織結(jié)構(gòu)”是對(duì)組織從內(nèi)部和外部?jī)蓚€(gè)角度的描述。
圖12：“組織結(jié)構(gòu)”結(jié)構(gòu)區(qū)的能力
一個(gè)是有機(jī)組織。這是機(jī)械組織的對(duì)立面。在有機(jī)組織中，員工的限制較少，承擔(dān)的個(gè)人責(zé)任更大。因此，這種組織形式特別適合于具備動(dòng)態(tài)環(huán)境中的高技術(shù)勞動(dòng)力的組織。
第二個(gè)是價(jià)值網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的動(dòng)態(tài)協(xié)作。這是指不同企業(yè)之間的自動(dòng)化無(wú)縫信息交互可以實(shí)現(xiàn)更加動(dòng)態(tài)的企業(yè)合作并提供日益增強(qiáng)的市場(chǎng)透明度，同時(shí)還有利于減少實(shí)現(xiàn)更高靈活性的部分阻礙，例如，詢(xún)問(wèn)、訂購(gòu)和訂單處理等手動(dòng)流程。憑借如今的IoT技術(shù)，操作可視化可以擴(kuò)展至包括供應(yīng)商的生產(chǎn)狀態(tài)和質(zhì)量性能，從而實(shí)現(xiàn)更為高效的信息、產(chǎn)品和服務(wù)交流。
顯然，企業(yè)首先通過(guò)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部更加高效的全面合作，更加接近實(shí)現(xiàn)靈活、開(kāi)放市場(chǎng)的目標(biāo)。同時(shí)，橫向訂單數(shù)據(jù)整合和一般數(shù)據(jù)交換平臺(tái)(如聯(lián)合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目)可以作為合作的催化劑。
4)文化與評(píng)測(cè)等級(jí)分析
企業(yè)的敏捷性高度依賴(lài)于員工行為。20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)間有關(guān)精益管理的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，成功實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)的精益管理的關(guān)鍵是改變企業(yè)文化，也就是改變員工心態(tài)。這一點(diǎn)同樣適用于工業(yè)4.0中學(xué)習(xí)型敏捷企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。如果企業(yè)只是簡(jiǎn)單的引進(jìn)數(shù)字技術(shù)，而未進(jìn)行企業(yè)文化的相應(yīng)改變，則無(wú)法實(shí)現(xiàn)期望的敏捷性目標(biāo)。因此，企業(yè)必須首先確定企業(yè)未來(lái)的行事方式及其員工所需的技能，只有這樣，企業(yè)才能夠識(shí)別和引進(jìn)支持企業(yè)預(yù)期工作方式所需的技術(shù)。數(shù)字輔助系統(tǒng)就是一個(gè)恰當(dāng)?shù)睦?。就其本身而言，此?lèi)系統(tǒng)的引進(jìn)并不能實(shí)現(xiàn)企業(yè)增值。在數(shù)字輔助系統(tǒng)開(kāi)始增加價(jià)值之前，企業(yè)必須具備一種文化，即員工信任系統(tǒng)，并且準(zhǔn)備好接受系統(tǒng)的建議。
必要的企業(yè)文化轉(zhuǎn)型包括兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。第一，員工在多大程度上愿意不斷審視自我行為并使行為適應(yīng)變化的環(huán)境?第二，員工在多大程度上認(rèn)為其行動(dòng)應(yīng)該接受基于數(shù)據(jù)和事實(shí)認(rèn)知的引導(dǎo)?顯然，文化的第二原則——社會(huì)協(xié)作，有助于加快企業(yè)內(nèi)部的認(rèn)識(shí)分享。
圖13：“文化”結(jié)構(gòu)區(qū)的能力
3.贏得信任：流程和信息系統(tǒng)
20世紀(jì)70年代以來(lái)對(duì)信息技術(shù)的引入提醒我們，僅重視功能需求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
只有相關(guān)人員從一開(kāi)始就參與信息系統(tǒng)的建設(shè)并積極發(fā)揮作用，才能確保對(duì)IT和系統(tǒng)的認(rèn)可和系統(tǒng)應(yīng)用。
同樣的，如果員工參與到相關(guān)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，全體員工必須認(rèn)識(shí)到只有系統(tǒng)化地應(yīng)用，才能從這些信息系統(tǒng)中受益。只有當(dāng)學(xué)習(xí)型敏捷企業(yè)的員工信任選擇的流程和信息系統(tǒng)時(shí)，才可能實(shí)現(xiàn)記錄的認(rèn)識(shí)在不同角色之間的情境化快速分享。這種信任來(lái)源于員工對(duì)信息系統(tǒng)決策方式和建議的具體效益的了解。
圖14展示了到達(dá)“適應(yīng)性”成熟度階段的制造型企業(yè)需要具備的特征。社會(huì)協(xié)作存在于員工之間、員工和客戶(hù)以及與合作伙伴之間。對(duì)系統(tǒng)和流程的信任可以保證流程的高穩(wěn)定性。人們?cè)敢鈱⑺@得的認(rèn)識(shí)加以記錄并與他人分享。民主領(lǐng)導(dǎo)方式重視人們所作的貢獻(xiàn)，還有開(kāi)放式交流的企業(yè)文化。另外，企業(yè)員工具備包容性和改變的意愿。他們通過(guò)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，隨時(shí)接受創(chuàng)新方法，并且參與塑造改變的過(guò)程。員工能夠深刻意識(shí)到不斷提升自我技能和能力的需要。雖然依舊會(huì)犯錯(cuò)，但員工能夠認(rèn)識(shí)到自我價(jià)值，即推動(dòng)發(fā)展的潛力。
圖14：“文化”結(jié)構(gòu)區(qū)所需的能力
三、三大戰(zhàn)役來(lái)評(píng)測(cè) (下)
1.業(yè)務(wù)流程的分解評(píng)測(cè)
《工業(yè)4.0指數(shù)》中，針對(duì)企業(yè)的各個(gè)功能領(lǐng)域分別對(duì)上文中敘述的能力進(jìn)行了調(diào)查。在不同的功能領(lǐng)域及其包含的業(yè)務(wù)流程中，各能力的具體成熟度階段也有所不同。一個(gè)企業(yè)一般在五個(gè)功能領(lǐng)域進(jìn)行展開(kāi)。而每個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵能力，則被分解為上述的四個(gè)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。為了使這一模型易于使用，功能領(lǐng)域的研究將在業(yè)務(wù)構(gòu)成流程級(jí)別開(kāi)展。
圖15：五大功能的業(yè)務(wù)流程
《工業(yè)4.0指數(shù)》建立了一個(gè)五大功能和四大結(jié)構(gòu)的矩陣體系。
表1：業(yè)務(wù)流程的結(jié)構(gòu)化評(píng)估表
以研發(fā)為例，隨著工業(yè)4.0的科技、文化和組織因素不斷深入企業(yè)流程，制造型企業(yè)的研發(fā)功能發(fā)生了根本變化。傳統(tǒng)的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，并不能了解客戶(hù)的全部需求，也不太可能在研發(fā)之初就恰好滿(mǎn)足客戶(hù)的全部需求。越來(lái)越普遍的做法就是勾勒產(chǎn)品前景，將后期階段引入到前期設(shè)計(jì)中來(lái)。隨著整個(gè)研發(fā)階段的新要求和請(qǐng)求的自動(dòng)變化，而不斷進(jìn)化，直至產(chǎn)品投入使用。
案例分析：洛克希德馬丁LockheedMartin
通過(guò)“數(shù)字織錦”(Digital Tapestry)，洛馬實(shí)現(xiàn)了企業(yè)整體(工程、IT、供應(yīng)商、制造等)得益于完整的數(shù)字化產(chǎn)品定義?！皵?shù)字織錦”指將產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程的全部要素融入無(wú)縫數(shù)字環(huán)境。這種全面整合有助于刺激創(chuàng)新和協(xié)作。通過(guò)這一項(xiàng)目，LockheedMartin可以在概念設(shè)計(jì)階段完成問(wèn)題識(shí)別并完善解決方案，從而大量節(jié)省了時(shí)間和成本。
洛馬將數(shù)字織錦運(yùn)用于其“空間系統(tǒng)”組織的多個(gè)程序，包括“獵戶(hù)座飛船”?！矮C戶(hù)座飛船”開(kāi)創(chuàng)了下一代人類(lèi)太空探索，承載四名宇航員探索太空并安全返回地球。在美國(guó)宇航局進(jìn)行的載人試驗(yàn)中，洛馬可采集的數(shù)據(jù)量超過(guò)200GB，包括來(lái)自原型的座艙壓力和溫度等數(shù)據(jù)，并且可以將這些數(shù)據(jù)反饋給設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，從而提升未來(lái)任務(wù)的設(shè)計(jì)。
企業(yè)可以使用《工業(yè)4.0指數(shù)》規(guī)劃自己的工業(yè)4.0發(fā)展路徑，并為向敏捷企業(yè)的逐步轉(zhuǎn)型做好準(zhǔn)備。
《工業(yè)4.0指數(shù)》應(yīng)用包括三個(gè)連續(xù)階段。第一階段是識(shí)別不同功能領(lǐng)域的當(dāng)前成熟度階段。第二階段涉及基于企業(yè)策略，企業(yè)確認(rèn)在轉(zhuǎn)型結(jié)束時(shí)期望達(dá)到的目標(biāo)發(fā)展階段。這一階段包括通過(guò)功能領(lǐng)域和結(jié)構(gòu)領(lǐng)域分析企業(yè)現(xiàn)有工業(yè)4.0能力，以及采用差距分析確認(rèn)企業(yè)仍需開(kāi)發(fā)的缺失能力。這些依賴(lài)于第一階段確定的當(dāng)前發(fā)展階段，以及企業(yè)在轉(zhuǎn)型結(jié)束時(shí)期望達(dá)到的目標(biāo)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。最后，第三階段涉及行動(dòng)制定和將行動(dòng)融入路線(xiàn)圖，從而開(kāi)發(fā)第二階段識(shí)別能力。
圖16：三個(gè)階段的戰(zhàn)役
2.第一戰(zhàn)：當(dāng)前工業(yè)4.0階段的確定
當(dāng)前工業(yè)4.0成熟度階段的確定，是以工業(yè)4.0能力為基礎(chǔ)。
這些能力依據(jù)功能領(lǐng)域的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行決定，并采用對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)能力評(píng)級(jí)的調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)行評(píng)估。每個(gè)問(wèn)題都包括與六個(gè)發(fā)展階段關(guān)聯(lián)的多選答案。
企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估隨處可見(jiàn)?，F(xiàn)場(chǎng)參觀形成人們對(duì)流程工作方式的最初印象，然后根據(jù)訂單管理流程分析現(xiàn)狀，在生產(chǎn)場(chǎng)所評(píng)估流程，最后將從屬于相關(guān)原則的能力評(píng)分進(jìn)行整合，并向各個(gè)流程環(huán)節(jié)展示。《工業(yè)4.0指數(shù)》用同心圓代表四個(gè)功能領(lǐng)域的成熟度階段，圓圈的半徑越大，制造型企業(yè)的成熟度等級(jí)就越高。
圖17：工業(yè)4.0成熟度的雷達(dá)圖
以圖18為例，該部分問(wèn)卷與“生產(chǎn)”功能領(lǐng)域的流程相關(guān)，評(píng)估“文化”結(jié)構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)錯(cuò)誤價(jià)值識(shí)別的程度。通過(guò)多項(xiàng)選擇可以對(duì)相關(guān)能力進(jìn)行明確的等級(jí)劃分。
圖18：部分問(wèn)卷示意圖
3.第二戰(zhàn)：待開(kāi)發(fā)能力的識(shí)別
可以通過(guò)各個(gè)流程的得分匯總得出各個(gè)功能區(qū)以及企業(yè)整體的總分。這些分?jǐn)?shù)的視覺(jué)說(shuō)明可以快速確定平均成熟度等級(jí)并標(biāo)記四個(gè)功能區(qū)發(fā)展階段的不同。理解不同結(jié)構(gòu)區(qū)對(duì)比方式的主要目的是確保他們以相同速度發(fā)展。如下示例，如果“資源”和“文化”結(jié)構(gòu)區(qū)的得分遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)，就意味著“信息系統(tǒng)”和“組織結(jié)構(gòu)”結(jié)構(gòu)區(qū)缺乏相關(guān)能力，所以相應(yīng)的能力也不能加以利用。
圖19：組織能力出現(xiàn)不匹配
作為一般規(guī)則，建議企業(yè)優(yōu)先達(dá)到的應(yīng)該是所需行動(dòng)能夠保證全部四個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)達(dá)到同一成熟度等級(jí)的結(jié)構(gòu)區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)這些成熟度等級(jí)的全部效益(成熟度等級(jí)一致性)。在某些操作區(qū)或功能區(qū)中，大部分效益的實(shí)現(xiàn)可能無(wú)需四個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)成熟度等級(jí)的平衡平等，其中可能包括復(fù)雜的物流操作。這種物流操作的成功絕大部分取決于組織有效性或者有效信息系統(tǒng)承擔(dān)關(guān)鍵角色的預(yù)見(jiàn)性維護(hù)改進(jìn)。一旦達(dá)到要求的成熟度等級(jí)和一致性，企業(yè)可以進(jìn)一步執(zhí)行實(shí)現(xiàn)目標(biāo)狀態(tài)(達(dá)到更高的成熟度等級(jí))所需的其他行動(dòng) 。
圖20對(duì)這兩個(gè)階段進(jìn)行了說(shuō)明。
圖20：先實(shí)現(xiàn)成熟度的匹配
4.第三戰(zhàn)：確定具體措施
從四個(gè)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域缺失的能力可以得出必要措施，而對(duì)各個(gè)流程的評(píng)估可以對(duì)這些措施進(jìn)行精確定位。之后，企業(yè)開(kāi)始制定路線(xiàn)圖并盡快執(zhí)行措施。這些措施采用上述兩步法進(jìn)行制定，第一步是實(shí)現(xiàn)成熟度階段的一致性，第二步是引入達(dá)到更高成熟度等級(jí)的措施。
圖21：企業(yè)制定線(xiàn)路圖執(zhí)行措施
為了實(shí)現(xiàn)成熟度階段一致性和達(dá)到更高的成熟度階段目標(biāo)狀態(tài)，必需完成以上兩個(gè)階段的措施，首先就是沿時(shí)間軸制定措施，從而確定措施的優(yōu)先順序，彼此配合并按照物流順序執(zhí)行。
還可以采用成本效益矩陣評(píng)估措施，運(yùn)用指標(biāo)體系進(jìn)行效益評(píng)估，其中每項(xiàng)能力分配一個(gè)指標(biāo)。通過(guò)指標(biāo)得分的增加反映相關(guān)能力的發(fā)展，從而對(duì)特定措施的效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。成本評(píng)估則由各個(gè)企業(yè)自行展開(kāi)。
5.量化效益
通過(guò)指標(biāo)量化企業(yè)工業(yè)4.0應(yīng)用的效益，基本理念是將完善的指標(biāo)和工業(yè)4.0的影響相關(guān)聯(lián)。通過(guò)指標(biāo)和《工業(yè)4.0指數(shù)》的結(jié)合，用具體數(shù)字代表評(píng)估結(jié)果。據(jù)此，企業(yè)可以了解成熟度階段的提高如何影響相應(yīng)指標(biāo)。
圖22：關(guān)鍵值-分類(lèi)方案與《工業(yè)4.0指數(shù)》的聯(lián)系
為了評(píng)估工業(yè)4.0應(yīng)用的效益，指標(biāo)分類(lèi)系統(tǒng)必不可少。自?xún)?yōu)化生產(chǎn)流程效益等復(fù)雜關(guān)系應(yīng)采用易理解的方式加以解釋。自?xún)?yōu)化生產(chǎn)流程可以提高機(jī)器的整體功效，并通過(guò)降低意外故障率更為嚴(yán)格地遵守交貨期限，這可以對(duì)企業(yè)產(chǎn)出和整體生產(chǎn)產(chǎn)生積極影響。這個(gè)簡(jiǎn)短的例子清楚地表明指標(biāo)分類(lèi)系統(tǒng)需要說(shuō)明指標(biāo)之間的關(guān)系，確定的指標(biāo)需要進(jìn)行檢查并轉(zhuǎn)型為等級(jí)結(jié)構(gòu)。企業(yè)的成熟度等級(jí)為最高層，創(chuàng)新能力、生產(chǎn)力等在下一層。生產(chǎn)力是企業(yè)的產(chǎn)出和投入比。機(jī)器性能要素等可測(cè)量數(shù)據(jù)則位于最底層。
6.應(yīng)用案例
2016年8月初，以連接器而知名的德國(guó)浩亭Harting AG在工廠總部驗(yàn)證了《工業(yè)4.0指數(shù)》。Harting制造的產(chǎn)品包括工業(yè)連接器、裝置連接技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)部件。2016年，該企業(yè)雇傭了近4,300名員工，遍及43家銷(xiāo)售企業(yè)和13家制造工廠。
“生產(chǎn)”功能區(qū)的措施之一涉及現(xiàn)有試點(diǎn)項(xiàng)目與整個(gè)制造過(guò)程的集合。這些在單獨(dú)生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行的試點(diǎn)項(xiàng)目目前只能引起部分進(jìn)程改進(jìn)，而且由于并未在整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)上發(fā)揮試點(diǎn)項(xiàng)目的潛力，這些改進(jìn)是孤立分散的。
圖23：分散實(shí)施的弊端
在工業(yè)4.0成熟度指數(shù)的體系下，浩亭重新通過(guò)這些評(píng)估，憑借價(jià)值鏈中工業(yè)4.0試點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)所述數(shù)字化模型，達(dá)到了“可見(jiàn)性”成熟度等級(jí)(第三等級(jí))。在這一現(xiàn)狀下，該公司制定措施，確保這一成熟度等級(jí)的全部方面保持一致，然后采取行動(dòng)，邁向下一等級(jí)。
圖24：浩亭評(píng)估
Harting制定了所有相關(guān)功能區(qū)內(nèi)的流程詳細(xì)清單。不但對(duì)各個(gè)功能區(qū)內(nèi)的專(zhuān)家進(jìn)行訪問(wèn)，還在標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品制造過(guò)程展示期間進(jìn)行實(shí)地考察，從而評(píng)估不同部門(mén)間的交流以及生產(chǎn)場(chǎng)所的信息實(shí)用性。
圖25：浩亭的評(píng)估體系
原有分散實(shí)施的流程被打破，開(kāi)始將個(gè)別試點(diǎn)項(xiàng)目融入端到端流程，從而充分發(fā)揮工業(yè)4.0潛力，這涉及具體產(chǎn)品或產(chǎn)品組的綜合方法選擇，以及試點(diǎn)項(xiàng)目在整個(gè)價(jià)值創(chuàng)造過(guò)程中的延伸。除了布置額外傳感器，還包括加量操作過(guò)程和決策過(guò)程的整合，從而實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的決策。
Harting已經(jīng)在工業(yè)4.0領(lǐng)域完成了許多工作，特別是針對(duì)制造設(shè)施。過(guò)去幾年對(duì)IT基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)以及來(lái)自生產(chǎn)場(chǎng)所的系統(tǒng)性反饋使得該公司能夠創(chuàng)建信息系統(tǒng)內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境數(shù)字模型。通過(guò)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的個(gè)別試點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)技術(shù)的深入了解。該公司從試點(diǎn)項(xiàng)目和現(xiàn)存操作流程的集成中受益良多。
小結(jié)
工業(yè)4.0在2011年的出版物中首次出現(xiàn)，自此用于指代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中信息通信技術(shù)的廣泛整合。但是人們有時(shí)也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生誤解，僅僅關(guān)注其中的技術(shù)角度。其實(shí)，企業(yè)還需要實(shí)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)和文化轉(zhuǎn)型。最終目標(biāo)是成為能夠持續(xù)靈活適應(yīng)環(huán)境變化的學(xué)習(xí)型敏捷企業(yè)。
《工業(yè)4.0成熟度指數(shù)》，可以指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)型敏捷企業(yè)轉(zhuǎn)型，共有六個(gè)連續(xù)發(fā)展階段和四個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。在各階段，都應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的額外效益。各個(gè)企業(yè)的需求其實(shí)都是個(gè)性化的，借助于《工業(yè)4.0成熟度指數(shù)》，可以協(xié)助企業(yè)精確制定數(shù)字化路線(xiàn)圖，從整體上把握相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
（本文轉(zhuǎn)自公眾號(hào) 知識(shí)自動(dòng)化）
（轉(zhuǎn)載）
