埃森哲 -展望 智能制造

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打造韧性企业，开创增长新局 中国企业供应链转型的三大方向 从制造到智造，重塑者做对了什么？ 工业4.0时代的制造企业研发转型 02 | 智能制造 《展望》创刊于1999年，是埃森哲面向中国市场推出的 旗舰刊物。《展望》特刊聚焦单一行业或话题展开深度分析， 带来切中当下、富有见地的思考和建议。 过去几年，制造业挑战重重，全球新冠疫情、地缘冲突，很 多主要经济体面临通胀风险，以及以生成式人工智能为代表的 技术发展都给制造业带来巨大压力。 面对更加复杂且更具不确定性的市场环境，许多企业的应对 之法是引入短期解决方案，采取被动策略，提高生产效率，但这 样做代价不菲，比如库存高企、成本剧增。很多企业尚未意识到 向智能制造转型的益处，仅进行零敲碎打的方法，收效甚微。 大变局当采取大变革。要想实现生产效率、产品质量、 成本控制以及创新能力的显著提升，企业不仅需要实现技术升 级，还需要在战略、人才组织、数据管理、供应链整合、创新文 化等方面进行全面重塑，同时还要在领导人视野、思维、格局等 发展心智上实现全面提升。 《展望：智能制造》特刊特邀行业专家与您分享有关智能 制造、韧性供应链等主题的专题文章，为制造业企业提供前沿 洞察和切实建议，助您在面对变革时保持韧性，驾驭未来。 前言 《展望》编委会 智能制造 | 03 打造韧性企业，开创增长新局 中国企业供应链转型的三大方向 从制造到智造，重塑者做对了什么？ 工业4.0时代的制造企业研发转型 6 18 22 28 目录 智能制造 | 05 余鸿彪、潘峥 文 打造韧性企业， 开创增长新局 特刊 06 | 智能制造 过去几年，制造业在端到端供应、生产和运营 领域面临了诸多挑战，包括需求波动、成本上涨、极 端天气事件和技术创新带来的影响等。这些挑战大 大降低了制造业的韧性，导致企业每年错失1.6万亿 美元的收入增长机会。 但埃森哲最新调研发现，投资于韧性能力建 设和提高数字化成熟度的企业明显超越了同行，积 极引入这些做法的先行者已平均斩获了8.3亿美元 的新增年度营收，而欠缺韧性的企业无法分享这份 成功。 如何成为高韧性企业，如何提高关键能力成熟 度，从而在供应和制造全价值链上构建更强大的韧 性，已经成为制造企业面对的最现实的问题。 围绕韧性部署关键能力 高韧性企业应该具备什么样的能力？为了充分考察 企业如何应对并管控工程、供应、生产和运营等领域所 受的冲击，埃森哲面向全球11个行业的1200多位高管开 展了调研，并创建了一套涵盖31项关键能力的韧性评估 框架，评估他们在这些能力上的投资和成熟度。我们发 现，高韧性企业在11项能力上的表现尤其突出，我们把 这些能力称为“韧性2.0”能力（图一中紫色条目），这些 关键能力与卓越韧性成果的关系最为密切。 打造韧性企业，开创增长新局 智能制造 | 07 紫色条目为韧性2.0能力。 敏捷组织 创建跨职能、基于平台的组织，采取扁平化领导结构，并强化 数字核心能力以实现敏捷性。 • 将决策权下放至执行部门，并在各个层面上保持透明 • 远程专家支持能力（充分利用增强现实、虚拟现实等手段） • 前瞻性的风险管理框架和业务连续性计划 • 广泛使用全企业范围的共享服务/资源池来实现服务和支 持功能 • 针对非核心活动广泛采用外包服务 • 利用先进的网络安全实践，全面部署云端IT基础设施 灵活的员工队伍 培育持续学习的企业文化，以此为基础创建能力全面、适应性 强且多元化的员工队伍。 • 打造跨越供应链、生产和运营的多面手/多技能员工队伍， 以促进资源的重新分配 • 采用灵活的员工合同，根据业务强度快速调配资源 • 使用数据分析进行技能需求管理，快速匹配能力与需求 • 通过有效的程序和方法，确保团队在超出监管能力的灾难 性事件（如自然灾害、暴力/恐怖事件）中的安全 自主生产 打造低碳化产业系统，能够快速、无缝地重新配置和调整以适应 变化。 • 引入高度灵活的自动化生产线概念，专门满足高度定制化需 求，或能够根据变化快速重新配置 • 动态排产能力 • 库存优化模型 • 在资本支出中纳入可持续相关的考量 需求预测 能够预见和预测业务需求及客户需求的变化，以及更广泛的社会 和文化转变。 • （在利用客户的历史数据进行预测之外）利用结构化分析工 具，提前判断需求的上升或下降 • 前瞻性地进行客户细分，在出现短缺时权衡需求的紧迫程度 • 建立客户趋势控制塔来收集数据洞见（市场、互联产品、客户 旅程、情感分析），据此设计新产品并为其定价 端到端智能控制塔 运用可视化解决方案，贯穿整条价值链更迅速地预测和识别风险、 管理冲击，并分析原因。 • 具备“what-if”（如果……将会怎样）的情境模拟能力、动态化 数据驱动型的计划 • 预测性地识别运营问题（质量缺陷、故障、维护需求、不合格） • 可支持端到端运营实时可视的数字驾驶舱 • 运用数字工具，快速了解供应短缺、生产或运输延迟对销售及 成本的影响 动态化、可持续的产品开发 采取生态设计及协同工程方法来开发新型产品与流程的能 力，充分利用贯穿整个产品生命周期的反馈闭环。 • 依托数字孪生平台的协作方法 • 通过生态设计方法，在设计过程中植入可持续因素（例 如：碳足迹、循环经济） • 不断升级产品和服务，适应客户需求（例如：产品服务升 级、基于OTA的产品功能升级） • 以敏捷方法开发硬件组件（例如：系统、机电一体化、机 械装置） • 在设计中注重韧性（例如：标准化、模块化方法、更广泛 的供应基地方案） • 基于数据分析和物联网，在服务过程中建立数字化的反 馈闭环 本地化、可灵活调整的供应链 缩小供应网络的区域分布，建立更加本地化、低碳化的供应 基地和运输网络。 • 使用网络模拟/优化工具来完善生产、优化供应布局 • 建立供应风险预警系统，识别供应商群体中的风险（从第 1级到第n级） • 提升存储或货运量的能力 • 模拟需求波动、供应瓶颈并识别影响的能力 图一 我们的研究全面衡量了工程、供应、生产和运营领域中31种韧性支持能力的成熟度 这些能力代表了企业应优先投资的最重要领域 特刊 08 | 智能制造 打造韧性企业，开创增长新局 图二 韧性成熟度得分（按行业统计） 例如，动态化、可持续的产品开发能力使企业能 够更快地触达客户――在更短的周期内完成产品由 构思、生产再到上市的全过程，同时帮助工程师设计 出更具相关性、可持续性和差异化的产品与体验。 不过，虽然大多数受访高管计划在未来三年内提 高以韧性为中心的能力，但他们也坦承，目前自身企业 在端到端供应和制造领域的整体韧性水平还很低。我 们的分析显示，以百分制衡量，调研受访企业所有31项 韧性能力的平均成熟度得分为56分（参见图二）。 63 成熟度得分范围：0~100 概念验证 和试点 部分能力部署 持续转型 革新工作方式 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 23 34 37 36 26 31 34 24 38 33 31 27 80 84 83 80 87 79 74 79 76 71 73 76 航天和国防 公用事业 汽车（辅材/部件） 石油和天然气 生命科学 所有行业平均分 消费品和服务 高科技 化工 工业设备 金属和采矿 汽车（整车制造） 62 61 60 59 56 56 56 56 55 55 50 总体平均值 后25%平均值 前25%平均值 智能制造 | 09 特刊 而对于中国企业来说，强化制造和供应能力的 韧性更显紧迫且任重道远。大部分中国受访企业还 处于韧性建设的过程中，与更早和在更大范围承受供 应链冲击、并早一步据此做出调整的全球企业相比， 中国企业在韧性各个维度的能力建设都存在一定差 距（参见图三）。 尽管企业纷纷开始转型，但并非所有组织都认识 到了转型和新能力的益处，因为这些企业还在运用 零敲碎打、局部式的方法推动转型，结果导致效益非 常有限，成熟度止步不前。 韧性得分：0~100 试点 部分部署 转型正在进行 中国 全球 完成转型 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 需求预测 动态化、可持续的产品开发 自主生产 本地化、可灵活调整的供应链 端到端智能控制塔 灵活的员工队伍 敏捷组织 后25%平均值 前25%平均值 图三 企业韧性成熟度 10 | 智能制造 打造韧性企业，开创增长新局 四大举措构建韧性 建立稳定和韧性供应链需要产业链多方利益相关者的共同努力，需要开放包容、互信互利的合作共识，我 们建议中国企业通过四项举措重点发力。 举措1：建立韧性的供应和生产布局 外部环境的不确定性迫使企业重新审视其高度 全球化的供应和生产网络存在的弱点，并开始减少 对战略商品独家采购的依赖。当前，有42%的受访企 业在采用多源采购战略，未来有此计划的企业将增至 72%。区域化采购也再度受到重视，未来三年，主要 通过本地区采购的企业比例将从目前的38%跃升至 65%。 企业还在优先考虑基于就近原则设置业务中 心，将生产设施和销售集中于同一地区，以精简物 流、改善库存管理，并加快对市场需求的响应速度。 未来三年内，产品在多家工厂制造的企业比例有望从 现在的41%上升到78%。与该增长态势一致，企业就 近在销售区域内生产商品的倾向也不断提高，预计三 年后此类企业的比例将从43%增加至85%。 从今天全球化的工业价值链...... ......转向未来本地化、可灵活调整且 低碳的价值链。 • 凭借全球业务触角，通过商品和服务的自由 流动，服务于世界各地客户的模式； • 有限的本地采购程度； • 作为当今主流的专业化工厂模式（例如，在 单一地点建立工厂，大规模生产某种特定产 品）。 • 根据开展业务的市场或地理位置，对工厂和供 应商进行分散化和本地化管理模式； • 系统性地采用集中、本地采购并举的方法； • 灵活的生产模式，能够同时在多个区域平衡 生产运营； • 消除过度依赖单一供应基地或位置的风险； • 实施搬迁计划，使生产地更贴近消费地。 智能制造 | 11 特刊 我们也看到，越来越多的中国企业开始走向海 外，埃森哲调研发现，30%的中国大型企业已经出海 或者有出海的计划。越来越多的中国企业正在“走出 去”，在海外建设工厂，有72%的中国受访企业选择了 开展就近工厂的建设，越来越多的中国企业也选择 多工厂的建设策略。 在此背景下，不断加速出海步伐的中国企业必须 结合市场目标，前瞻性和体系性地规划本土及全球的 供应链和生产布局，并充分认识到伴随供应网络多元 化而来的运营孤岛风险――企业必须跨越不同的地 区和国界，适应截然有别的监管法规。在围绕去风险 对业务网络进行重大转型时，中国企业需要评估自身 以韧性为中心的能力，以及数字化成熟度水平，才能 更好地释放价值并避免引发更多问题。 举措2：投资开发关键技术，以增强可见 性、可预测性和业务连续性 企业需要切实管控运营并实现其可见性。凭借此 类能力，他们可以实时洞察供应商、工厂、车间、配送 中心、物流承运商和客户，并共享数据。但这还远没 有成为常态，已具备这些能力的受访企业仅占16%， 而只有十分之一的企业具备了近乎实时的报警能力。 对于大部分受访中国企业来说，仍然需要至少一周时 间才能完全了解冲击造成的影响，并需要两到三个月 才能从影响中恢复。 希望缩短恢复时间的企业应当部署以下能力：需 求预测能力包含结构化分析和客户趋势洞察，能够 促进推出新产品与服务，并在出现短缺时帮助权衡需 求紧迫程度；端到端智能控制塔可以提供情境分析 12 | 智能制造 打造韧性企业，开创增长新局 和端到端实时可视，以便及早发现并纠正运营问题； 可灵活调整的供应链和自主生产则构成了灵活的主 干系统，使企业在面临持续波动时能够动态地改变 某一地点的生产运营，或是转移生产运营地点，由此 保持生产水平。 更高的可视化、灵活调整能力，以及可以实现自 动化装配流程的快速爬坡来应对消费者偏好的突然 转变，将支持企业前瞻性地提升运营效率、优化资源 配置并调整生产效率水平，实时或近乎实时地应对冲 击。这不仅有助于增强韧性，随着消费者对高度个性 化和定制化产品需求攀升，企业需要善于运用自主生 产能力，及时把握收入增长契机。 举措3：部署“前置”工程能力，在设计中嵌 入韧性 企业不但必须提高韧性，同时还要降低成本、缩 短生产周期和提高产品质量。而“前置”战略能够根 本性地改变现状，即在开发过程早期就进行相关活 动，使企业在第一时间就打造出正确的产品、流程和 工作方式，在实际生产开始之前就能消除潜在问题， 从而在工程设计阶段便着手构建韧性。 围绕动态化、可持续的产品开发的韧性2.0能力 可以帮助企业成功实施“前置”战略。这些能力可以 在设计阶段预判冲击对产品的潜在影响；并且缩短交 货周期，提高客户和收入留存率。 一家生产重型高价值设备的跨国公司 由于缺乏对自身生产流程的实时可视，难 以确保运营效率和连续性，无法达成生产 目标。公司借助工业物联网（IIoT）技术平 台，部署了依托云环境的智能互联工厂。集 成化的传感器和互联工具将工厂中的实物 资产与数字世界联系起来，持续提供富有 价值的实时洞见。 六个月内，该公司的运营效率提升了四 分之一，在提高生产率的同时减少了浪费。 同样重要的是，运营连续性得以加强。工厂 车间现在拥有了更高的可视化和数据共享 能力，使管理人员可以做出数据驱动的前 瞻性决策，以防范外部冲击并避免设备宕 机。这一综合方法可确保更高的效率并最 大限度地降低潜在风险，使生产流程更具 韧性、更能适应困难局面。这次成功的部署 证明，投资以可视化、可预测性和连续性为 焦点的技术，不仅可以彻底革新运营，还能 保障可扩展性支持未来发展。 案例： 智能制造 | 13 数字孪生解决方案通过提高透明度、提供生产 活动的实时可视来帮助建立韧性。作为实体生产设施 的数字副本，这些系统可以深入每一台装配线和每一 台机器，支持产品设计师和工程师前瞻性地识别和排 除原型的潜在问题或缺陷，并在生产开始之前迭代 完善设计。数字孪生解决方案还可以帮助相关人员 更便捷地访问高价值的产品数据和洞察，从而促进 研究和设计阶段的协作。 利用“前置”战略尽早使供应商和客户参与其 中，企业还能够避免客户不断变化的需求和期望所引 发的不满。企业应在产品开发或服务增强阶段收集客 户反馈，参照这些信息持续推进产品和服务升级。而 数字孪生解决方案也将增强这种能力。 更严格的环境法规意味着企业必须在产品设计 过程中纳入可持续发展因素，例如碳足迹、环境影响 和循环性等。使用“前置”的生态设计方法，企业可 以从开发工作伊始就将可持续原则整合到产品设计 之中，并将它们嵌入整条价值链。 举措4：培养多技能员工队伍以实现敏捷性 韧性企业需要分散化的决策，由贴近运营的一 线团队快速做出决策。这些团队应当有能力使用数 据驱动的新型预测工具，在遇到冲击时及时制定策 略并缩短恢复时间。不过，为了使这种更加敏捷的组 织模式发挥作用，员工需要具备有效利用这些先进功 能的技术能力。 例如，员工需要知晓如何使用预测工具和可视 化工具，并基于数据进行决策，以此驾驭现代供应链 的复杂性。单一职能团队很难厘清这些复杂局面，企 业需要能够跨部门工作的员工（参见图四）。 当企业因冲击事件面临人员和技能短缺时，技术 可以有效助力企业提高敏捷性。例如，企业可以充分 利用增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术，以助力 拥有必要技能的员工，由他们帮助完全处于另一地点 的同事成功完成任务。 确保持久的韧性取决于人机协作的技能提升和 技能再培训战略。企业应当创建定制型干预措施， 即个性化的学习路径（参见图五），以一种可行、可扩 展且具有成本效益的方式弥合技能差距。借助这一战 略，企业可以更有效地应对关键技能的短缺，打造敏 捷文化，并快速、灵活地实现技能提升。 特刊 针对人工智能技术在制造领域的水土 不服，埃森哲与玛氏箭牌合作，利用第三代 数字孪生，即生产运营数字孪生技术，实现 了生产知识经验的数字化，突破了AI一定需 要“海量数据”的误区和障碍，让“智能”服 务于“制造”，切实提升了工艺质量的控制 与优化。 该创新方案将人长期积累的生产经验 和运营知识数字化，结合物联网技术，建立 了数字世界AI与物理世界现场制造运营的 沟通渠道，让AI不仅能够“看见”，而且“看 懂”制造。目前这一项目已经在玛氏嘉兴工 厂的巧克力生产线落地实施，同时开始在 玛氏全球的巧克力生产线复制推广，预计每 年在全球将帮助玛氏节约200万美元综合 成本。 案例： 14 | 智能制造 打造韧性企业，开创增长新局 图四 总体而言，企业正在通过灵活的合同、技能提升和技能需求管理，显著提高员工队伍的多样性 图五 重塑角色⸺从机器操作员到自主生产维护团队的领导者 企业正越来越多地采用灵活的员工合同 （受访者的比例） 企业正在壮大多技能的员工队伍 （受访者的比例） 83% 17% 67% 33% 部分采用新 模式的试点 项目 目前 未来 三年 完全采用的 项目 68% 83% 32% 17% 部分采用新 模式的试点 项目 目前 未来 三年 完全采用的 项目 69% 86% 31% 14% 部分采用新 模式的试点 项目 目前 未来 三年 完全采用的 项目 企业正在更多地利用数据分析 和技能体系进行需求管理 （受访者的比例） • 时间管理 • 口头交流 • 设备维护 • 文档管理 • 工作场所安全 • 维护安全 • 电气规程 • 工厂自动化 • 生成式人工智能 • 预测性维护 • 工作场所安全规划 • 时间管理 • 设备维护 • 电气规程 • 工厂自动化 • 生成式人工智能 • 预测性维护 • 适应能力 • 工作积极性 • 职责义务 • 团队合作 • 沟通互动 • 文档管理 • 传感仪器 • 数字孪生 • 适应能力 • 工作积极性 • 职责义务 • 团队合作 • 沟通互动 • 维护安全 • 传感仪器 • 数字孪生 当前角色 未来角色 可转移的技能 所需技能 确定需要培训的技能� 机器操作员 自主生产维护团队的领导者 工厂自动化潜力：高 人工智能增强潜力：低 工厂自动化潜力：低 人工智能增强潜力：高 个性化学习路径 ...从生产角色转变为确保 工厂正常运行的管理角色。 资料来源：埃森哲商业研究院基于世界经济论坛消费行业“未来的工作”试点工作组、美国职业信息网络（O*NET