五個(gè)階段四個(gè)維度,一文講透企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

丁少華 三之一智聯(lián) 2019-08-12 09:53:27

九十年代最成功的企業(yè)將會(huì)是“學(xué)習(xí)型組織”,因?yàn)槲磥砦ㄒ怀志玫膬?yōu)勢,是有能力比你的競爭對手學(xué)習(xí)得更快。

——彼得·圣吉《第五項(xiàng)修煉》

在筆者看來,作為制造企業(yè)的愿景和目標(biāo),智能制造的本質(zhì)不只在于企業(yè)的產(chǎn)品或服務(wù)的競爭力(企業(yè)之“用”),更在于企業(yè)作為一個(gè)系統(tǒng)的生態(tài)存活能力(企業(yè)之“體”),即企業(yè)適應(yīng)環(huán)境和市場變化的能力。在智能制造時(shí)代,企業(yè)要能夠敏捷執(zhí)行和實(shí)時(shí)變化,要能夠自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)?!皩W(xué)習(xí)型組織”是彼得·圣吉對優(yōu)秀企業(yè)的要求,不過他主要指的是企業(yè)中的人、組織結(jié)構(gòu)和企業(yè)文化;智能制造則把自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的能力要求擴(kuò)充到企業(yè)的整個(gè)系統(tǒng),包括人、組織、文化、技術(shù)、流程、資源、設(shè)備、工具,等等。具體來說,就是運(yùn)營技術(shù)(OperationTechnology,OT)、信息技術(shù)(InformationTechnology,IT)、通訊技術(shù)(CommunicationTechnology,CT)、人和組織等四者的融合,以及融合之后的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)。

(1)進(jìn)化階段和路徑

企業(yè)系統(tǒng)從無知、混沌的狀態(tài)到自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的狀態(tài),是從無序到有序,從懵懂到明智的進(jìn)化過程。從企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造建設(shè)的角度來看,這個(gè)過程大體可以分為五個(gè)階段:互聯(lián)化、可視化、透明化、可預(yù)測和自適應(yīng),這也可作為企業(yè)智能制造的建設(shè)路徑。

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圖1:智能制造的進(jìn)化階段和路徑

在互聯(lián)化階段,企業(yè)系統(tǒng)的各個(gè)要素及運(yùn)行都可用數(shù)字來表達(dá)。在信息化時(shí)代,業(yè)務(wù)的數(shù)字化顯現(xiàn)主要通過手工錄入來完成,在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性、及時(shí)性方面都有一定的缺陷。面向智能制造時(shí)代,通過物聯(lián)網(wǎng)和人工智能(圖像識別、語音識別等)等技術(shù)的應(yīng)用,理論上講,業(yè)務(wù)的數(shù)字化顯現(xiàn)工作可以自動(dòng)完成,數(shù)據(jù)在準(zhǔn)確性、完整性和及時(shí)性等方面有了指數(shù)級提高。

在可視化階段,企業(yè)系統(tǒng)的數(shù)字化顯現(xiàn)被賦予了業(yè)務(wù)意義。在信息化時(shí)代,業(yè)務(wù)的可視化主要以交易或記錄為中心,以統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)來表示業(yè)務(wù)運(yùn)營的特征,比如總量、最大、最小、平均、中位數(shù)、環(huán)比、同比、TOPN,等等。面向智能制造時(shí)代,隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,企業(yè)更注重業(yè)務(wù)發(fā)展軌跡的變化,數(shù)字主線和數(shù)字孿生成為了業(yè)務(wù)可視化的新型展現(xiàn)方式,并使業(yè)務(wù)遠(yuǎn)程管理等業(yè)務(wù)場景成為可能。

在透明化階段,關(guān)注的是企業(yè)系統(tǒng)各要素之間的關(guān)系,以及企業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)營和變化的背后,因果關(guān)系的尋求。在信息化時(shí)代,企業(yè)能夠得到的主要是業(yè)務(wù)變化的“How”。面向智能制造時(shí)代,隨著數(shù)據(jù)數(shù)量和質(zhì)量的大大提高,以及高級分析技術(shù)的發(fā)展,企業(yè)更關(guān)注業(yè)務(wù)變化的“Why”。有了對企業(yè)系統(tǒng)中因果關(guān)系的清晰認(rèn)識,就可以做制造運(yùn)營的仿真和優(yōu)化,從而實(shí)現(xiàn)精益制造。

在可預(yù)測階段,關(guān)注的是業(yè)務(wù)運(yùn)營的未來變化,以便于企業(yè)提前做好應(yīng)對。在信息化時(shí)代,企業(yè)對業(yè)務(wù)變化的預(yù)測主要是通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來實(shí)現(xiàn)的,比如SPC(統(tǒng)計(jì)過程控制技術(shù))在制造管理中的應(yīng)用,其在適用范圍和準(zhǔn)確性等方面還有很大的局限。面向智能制造時(shí)代,隨著機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展,可供應(yīng)用的預(yù)測技術(shù)更加多元化,線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹、支持向量機(jī)等技術(shù)在制造業(yè)都可以找到其適用場景。

在自適應(yīng)階段,企業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)營已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度自主。作為智能制造的高級階段,企業(yè)系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境的變化做出實(shí)時(shí)調(diào)整,并根據(jù)應(yīng)對措施的效果反饋進(jìn)行自學(xué)習(xí)和算法優(yōu)化。在自適應(yīng)階段,智能制造的表象就是少人化,甚至零人工干預(yù),并實(shí)現(xiàn)柔性制造和自主制造。

(2)組織范圍和能力要求

根據(jù)企業(yè)系統(tǒng)智能化的五階段劃分,對于不同的系統(tǒng)要素,其所處的階段是不同的。為了對系統(tǒng)要素的智能化程度有個(gè)更具體的認(rèn)識,以便于后續(xù)的改進(jìn)優(yōu)化,本文從四個(gè)維度、九大視角來對組織范圍和能力要求進(jìn)行劃分,即資源維度,包括資源的數(shù)字化映射和結(jié)構(gòu)化溝通;技術(shù)維度,包括數(shù)據(jù)處理和信息集成;流程維度,包括縱向的執(zhí)行鏈,端到端的產(chǎn)品鏈和資產(chǎn)鏈,橫向的價(jià)值鏈;文化維度,包括變革的意愿和社會(huì)化協(xié)作。

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圖2:組織范圍和能力要求

資源維度,包括各種物理的、可見的資源,包括企業(yè)員工、機(jī)器設(shè)備、工具、原材料、半成品和產(chǎn)成品,等等。資源維度包括兩項(xiàng)能力要求:資源的可數(shù)字化和結(jié)構(gòu)化溝通,其支撐基礎(chǔ)是信息物理網(wǎng)絡(luò)(Cyber-PhysicalSystem),以實(shí)現(xiàn)物理世界和數(shù)字世界的融合。資源維度的能力是智能制造的基礎(chǔ)。

技術(shù)維度,主要指信息技術(shù)應(yīng)用能力,包括數(shù)據(jù)的處理(清洗、加工、存儲、運(yùn)算等)和信息的集成。有些企業(yè),比如實(shí)施了MES等IT系統(tǒng),也獲取了很多數(shù)據(jù),但不知道怎么去使用;抑或是,企業(yè)中的信息孤島很多,難以得到業(yè)務(wù)的統(tǒng)一視圖,這是數(shù)據(jù)處理和信息集成方面的能力不足。技術(shù)維度的著重點(diǎn)是建立“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)(Data-Driven)”的企業(yè)。

流程維度,指的是企業(yè)內(nèi)及企業(yè)間流程的柔性化和敏捷化。流程維度的主體內(nèi)容是工業(yè)4.0的三項(xiàng)集成,即縱向的執(zhí)行鏈集成,端到端的產(chǎn)品鏈和資產(chǎn)鏈的集成,以及產(chǎn)業(yè)鏈上的橫向集成。流程維度的智能化要求,要確保企業(yè)內(nèi)或企業(yè)間的流程既要高度集成,又能隨機(jī)組合,通過高度柔性來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)改變或調(diào)整。

文化維度,包括企業(yè)內(nèi)各級員工的變革意愿和社會(huì)化協(xié)作。企業(yè)的主體是人,企業(yè)的敏捷性最終取決于員工的行為。如果一個(gè)企業(yè)的文化中缺乏變革基因,企業(yè)中的員工不主動(dòng)擁抱變革,智能制造的愿景就不可能實(shí)現(xiàn)。面向智能制造,文化維度指的是企業(yè)內(nèi)信息的自由流動(dòng)和高度共享,數(shù)字化創(chuàng)新方法,扁平化、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作,以及基于知識的決策。

(3)成熟度模型的應(yīng)用

將智能制造的五個(gè)階段、組織范圍的四個(gè)維度和能力構(gòu)成的九大視角組合起來,將之與企業(yè)的實(shí)際情況做對應(yīng),就可以形成類似于雷達(dá)圖的企業(yè)智能制造成熟度評估模型。通過這個(gè)評估模型,可以對企業(yè)當(dāng)前的智能化程度(智能制造狀態(tài))進(jìn)行評估,并其識別短板和改進(jìn)方向。

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圖3:智能制造成熟度評估模型

根據(jù)上述評估模型,企業(yè)可以對自身的智能制造成熟度進(jìn)行評估,并尋找改進(jìn)方向和措施:

1)確定當(dāng)前成熟度等級。分別從資源、技術(shù)、流程和文化等四個(gè)維度看當(dāng)前的成熟度等級,即看其分別處于互聯(lián)化、可視化、透明化、可預(yù)測、自適應(yīng)中的哪個(gè)等級。

2)識別需要強(qiáng)化的能力。根據(jù)第一步的成熟度評估結(jié)果,分別從數(shù)字化映射、結(jié)構(gòu)化溝通、數(shù)據(jù)的處理、信息的集成、縱向執(zhí)行鏈、端到端產(chǎn)品鏈、橫向價(jià)值鏈、變革的意愿、社會(huì)化協(xié)作等九大視角去看改進(jìn)方向。

3)制定具體推進(jìn)措施。結(jié)合第二步所明確的改進(jìn)方向,根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)戰(zhàn)略和優(yōu)先級,制定具體的智能制造推進(jìn)路徑和落實(shí)。

企業(yè)經(jīng)營發(fā)展的主旋律是變革,企業(yè)能力建設(shè)的著力點(diǎn)是轉(zhuǎn)型。在智能制造的時(shí)代背景中,轉(zhuǎn)型的目標(biāo)是幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)敏捷執(zhí)行和實(shí)時(shí)變化,最終達(dá)至自適應(yīng)的進(jìn)化。所謂上善若水,居善地,心善淵,與善仁,言善信,正善治,事善能,動(dòng)善時(shí);企業(yè)的智能制造愿景,就是通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型,建設(shè)“水型”企業(yè)生態(tài)。

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