2016年4月，麥肯錫咨詢公司發(fā)布了《工業(yè)4.0構(gòu)想下制造業(yè)價值源及行動指南》報告。該報告總結(jié)了多方對工業(yè)4.0戰(zhàn)略的評價，跟蹤分析了工業(yè)4.0的發(fā)展情況以及企業(yè)實施過程中面臨的問題，并提出相應(yīng)的解決方案和建議。報告指出，實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略是一個長久過程，企業(yè)應(yīng)從五方面入手：關(guān)注重點領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)，逐個突破；做好IT支撐，為未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)；建立第三方技術(shù)供應(yīng)商數(shù)據(jù)庫；建立強大的內(nèi)部支持智庫；嘗試新型商業(yè)模式。賽迪智庫工業(yè)經(jīng)濟研究所對該報告進(jìn)行了編譯，希望能為我國相關(guān)決策部門提供參考。
2016年1月，麥肯錫公司啟動第二輪關(guān)于工業(yè)4.0發(fā)展情況的全球?qū)＜艺{(diào)查。調(diào)查小組由300名來自德國、美國和日本的行業(yè)專家構(gòu)成，涉及汽車、化工、消費品、醫(yī)療、紙張和包裝、軟件、運輸和物流、工業(yè)設(shè)備、工業(yè)自動化和半導(dǎo)體等諸多領(lǐng)域。調(diào)查涵蓋了工業(yè)4.0發(fā)展過程中涉及到的技術(shù)供應(yīng)商和制造商，主要衡量了專家對于工業(yè)4.0發(fā)展情況的態(tài)度，反映了工業(yè)4.0取得的成就和目前進(jìn)程，以及在實施過程中存在的障礙。
一、工業(yè)4.0概念提出后制造業(yè)發(fā)展情況
?。ㄒ唬┢髽I(yè)對工業(yè)4.0的期望居高不下
從宏觀層面上來看，技術(shù)供應(yīng)商和制造商都對工業(yè)4.0信心十足。去年相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，90%的公司認(rèn)為工業(yè)4.0是機遇而非挑戰(zhàn)，其中德國和美國保持更加樂觀的態(tài)度（占比分別為92%和90%），日本也維持了較高信心（占比為78%）。
受訪者對于工業(yè)4.0對其產(chǎn)生的影響也持樂觀態(tài)度，90%的受訪者認(rèn)為在工業(yè)4.0進(jìn)程中，公司競爭力可以維持或超越現(xiàn)狀，而僅有10%的人認(rèn)為在這個過程中公司競爭力會減弱。
部分專家認(rèn)為，競爭力的提高更多體現(xiàn)在運營效率的提升而非商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，這個觀點在德國得到了更廣泛的認(rèn)可，調(diào)查中91%的德國受訪者認(rèn)為工業(yè)4.0能夠提升公司的運營效率，有76%的德國人認(rèn)為工業(yè)4.0會帶來公司商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變。同時55%的德國受訪者認(rèn)為行業(yè)外競爭者會利用工業(yè)4.0的契機沖擊傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，而美國和日本分別有81%和75%的受訪者認(rèn)為這種現(xiàn)象極有可能發(fā)生。
圖一：對于工業(yè)4.0發(fā)展所持態(tài)度的情況
圖二：在工業(yè)4.0進(jìn)程中公司競爭力變化的情況
（二）小部分制造業(yè)取得進(jìn)展
雖然目前成果較少，但大多數(shù)公司仍對工業(yè)4.0將帶給個人和集體的影響充滿信心。有60%的受訪者表示去年一年中工業(yè)4.0的策略和規(guī)劃沒有或者僅取得了有限的進(jìn)展，而剩余40%的受訪者表示公司取得了實質(zhì)性的進(jìn)展。而在工業(yè)4.0技術(shù)應(yīng)用方面，供應(yīng)商的調(diào)查結(jié)果為47%，略高于用戶及制造商的調(diào)查結(jié)果（37%）。同時，這項調(diào)查也存在比較明顯的地區(qū)差異：德國公司取得了更多的進(jìn)步，受訪者中56%認(rèn)為公司取得了好的或是實質(zhì)性進(jìn)展，緊隨其后美國占比50%，日本則對此信心略顯不足，僅有16%受訪者認(rèn)為工業(yè)4.0帶來實質(zhì)性進(jìn)展。
圖三：2015年工業(yè)4.0的進(jìn)展情況
公司是否對工業(yè)4.0發(fā)展做了充分的準(zhǔn)備對于調(diào)查結(jié)果影響較大，尤其在制造商調(diào)查結(jié)果中具有顯著影響：對于那些在工業(yè)4.0進(jìn)程中取得有限進(jìn)展的制造商的調(diào)查結(jié)果顯示，70%的受訪者沒有制定工業(yè)4.0發(fā)展戰(zhàn)略，也沒有劃分明確的責(zé)權(quán)，同時缺乏現(xiàn)實的發(fā)展規(guī)劃。對于那些反映取得了好的和實質(zhì)性進(jìn)展的受訪者調(diào)查結(jié)果顯示，低于20%的人缺乏上述規(guī)劃元素。
研發(fā)支出是影響工業(yè)4.0發(fā)展的第二因素。對于那些反映取得了好的和實質(zhì)性進(jìn)展的受訪者調(diào)查結(jié)果顯示，他們花費在工業(yè)4.0發(fā)展中的平均研發(fā)預(yù)算約為18%，而在工業(yè)4.0進(jìn)程中沒有或者取得了有限進(jìn)展的受訪者花費則低于8%。
第三個影響因素是企業(yè)對于工業(yè)4.0發(fā)展的關(guān)注程度。90%取得成功的制造商優(yōu)先采用工業(yè)4.0的研發(fā)成果，而這個群組有70%的人認(rèn)為他們?nèi)〉玫某晒邢?。在所有可能?yīng)用的工業(yè)4.0研發(fā)成果中，成功的制造商頻繁應(yīng)用的技術(shù)為以下幾方面：數(shù)字績效管理、實時供應(yīng)鏈優(yōu)化、數(shù)字質(zhì)量管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制、預(yù)防性維護以及智能能源消耗。
（三）其他制造業(yè)仍止步不前
調(diào)查結(jié)果顯示，60%的制造商面臨更多的現(xiàn)實障礙，在去年一年中取得成果有限或根本沒有取得成果。在所有的障礙中，一些會在最初環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響，而其他則會在公司發(fā)展過程的更高層級顯現(xiàn)。影響制造商工業(yè)4.0工作開展初期的五大障礙如下：
一是公司內(nèi)不同組織機構(gòu)之間的協(xié)調(diào)困難。很多公司在打通內(nèi)部研發(fā)、制造、銷售和財務(wù)部門之間的聯(lián)系方面存在困難，而這些障礙最終會影響工業(yè)4.0發(fā)展戰(zhàn)略協(xié)調(diào)工作，以及整個組織內(nèi)部的發(fā)展規(guī)劃。
二是缺乏實施激進(jìn)轉(zhuǎn)換的勇氣。很多制造商承認(rèn)，他們在引入實施工業(yè)4.0計劃所需的技術(shù)和改變公司內(nèi)部的組織形式等方面缺乏勇氣。
三是缺乏必要的人才引進(jìn)。例如數(shù)據(jù)科學(xué)家等相關(guān)人才的引進(jìn)。許多制造商在工業(yè)4.0程序應(yīng)用方面缺乏必要的技能和相關(guān)專家，而當(dāng)與第三方供應(yīng)商合作時，又會給制造商帶來更多額外的擔(dān)憂。
四是對于與第三方供應(yīng)商合作的網(wǎng)絡(luò)安全狀況的擔(dān)憂。實現(xiàn)工業(yè)4.0程序應(yīng)用通常需要與第三方技術(shù)或者軟件公司對接，以及供應(yīng)商合作，而這種對于公司數(shù)據(jù)的分享則使公司對合作伙伴產(chǎn)生更多的憂慮。
五是缺乏在IT領(lǐng)域投資的典型商業(yè)案例。許多公司尚未開發(fā)出一個典型的業(yè)務(wù)案例，用于判定工業(yè)4.0相關(guān)應(yīng)用程序在本組織內(nèi)部的實施情況，如對于數(shù)據(jù)和系統(tǒng)架構(gòu)的投資判斷等。
對于已經(jīng)實施工業(yè)4.0的企業(yè)來講，未來主要面臨三個額外的障礙：
第一，在與第三方供應(yīng)商合作時的數(shù)據(jù)所有權(quán)問題。除了對網(wǎng)絡(luò)安全問題的擔(dān)憂，制造商也擔(dān)心他們在與第三方技術(shù)和軟件供應(yīng)商合作的過程中失去對企業(yè)數(shù)據(jù)的所有權(quán)。尤其是目前生產(chǎn)合同條款中對于數(shù)據(jù)所有權(quán)的相關(guān)規(guī)定都具有一定的局限性，不能充分保障制造商權(quán)益。
第二，工業(yè)4.0進(jìn)程中內(nèi)部供應(yīng)和第三方供應(yīng)商選擇的不確定性，以及缺乏對供應(yīng)商作出適當(dāng)選擇的能力。許多公司不能有效判定哪些活動可以通過公司內(nèi)部處理，而哪些需要通過第三方技術(shù)或相關(guān)供應(yīng)商配合實現(xiàn)。此外，很多制造商對于工業(yè)4.0環(huán)節(jié)中哪些部分需要相關(guān)供應(yīng)商協(xié)助了解甚少。
第三，為實現(xiàn)工業(yè)4.0整合不同來源的數(shù)據(jù)也是一大挑戰(zhàn)。大多數(shù)應(yīng)用于工業(yè)4.0的程序都是建立在不同數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上的，將這些數(shù)據(jù)加以整合是工業(yè)4.0順利實施的關(guān)鍵，而這個數(shù)據(jù)集成過程則是個艱難的任務(wù)。
二、獲取工業(yè)4.0價值的五個務(wù)實建議
第一，重點關(guān)注某幾個領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)，并逐個突破。在實施工業(yè)4.0的企業(yè)中，只關(guān)注某幾個應(yīng)用技術(shù)的企業(yè)取得更多實質(zhì)性進(jìn)展。其中，數(shù)字績效管理、預(yù)防性維護、工廠資源優(yōu)化、新一代自動化、數(shù)字化質(zhì)量管理是排名前五的最具價值的應(yīng)用技術(shù)（見表1）。
表1排名前五的工業(yè)4.0應(yīng)用
下面，我們將詳細(xì)介紹關(guān)于部分核心制造業(yè)流程的首次診斷（initialdiagnostic），這些摸底將對企業(yè)如何選擇工業(yè)4.0應(yīng)用程序提供具體建議。我們建議的工業(yè)4.0診斷過程側(cè)重于利用制造廠商已有數(shù)據(jù)，去探索新價值，具體有下列四步。
第一步，通過對特定客戶價值流（client-specificvaluestreams）和生產(chǎn)中心的分析，對數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、集合、使用以及自動化使用的現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行評估。這個過程可以通過結(jié)合生產(chǎn)活動數(shù)字演練1（digitalwalk-throughs）以及績效和財務(wù)表現(xiàn)來完成。另外，這個過程可以識別未來流程的自動化潛力。
第二步的診斷側(cè)重于改進(jìn)設(shè)想的產(chǎn)生和優(yōu)化。改進(jìn)設(shè)想的產(chǎn)生基于第一步中對現(xiàn)有數(shù)據(jù)狀態(tài)的評估以及對工業(yè)4.0此類應(yīng)用最佳案例標(biāo)準(zhǔn)的對比。
第三步，對優(yōu)化方案所帶來的凈影響力（netimpact）進(jìn)行測算。這一步的前提是選擇最有保障的短期手段進(jìn)行深入改革（例如為具有較高潛力的解決方案進(jìn)行實施可行性和獨立性評估），從而為未來每個階段的發(fā)展創(chuàng)造條件。根據(jù)評估結(jié)果，形成一個連貫的，整體的改進(jìn)設(shè)想集合，并計算其凈影響力。
第四步，基于對工業(yè)4.0中潛力應(yīng)用的優(yōu)先排列，確定一個具有清晰目標(biāo)和績效的實施路線圖。準(zhǔn)備過程應(yīng)具備三個重點：一是創(chuàng)建適用于整個價值鏈的推廣計劃，使工業(yè)4.0成為制造過程的主要部分。二是建立一個工業(yè)4.0改造案例。三是為實施工業(yè)4.0建立項目團隊，判斷他們的技能缺口，培養(yǎng)“工業(yè)4.0小組”來推動整個生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中的項目實施，并持續(xù)分析和提升優(yōu)化。
第二，不要擔(dān)心現(xiàn)有局限性，為未來的解決方案奠定基礎(chǔ)。制造商在工業(yè)4.0的實操過程中會遇到眾多困難，當(dāng)整合數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題時，整個項目可能會停滯。面對這種情況，企業(yè)一方面可以通過變通方式臨時解決數(shù)據(jù)缺失、IT系統(tǒng)不完善等問題，另一方面，企業(yè)應(yīng)持續(xù)積累，為未來做好準(zhǔn)備。
一是進(jìn)行全方面的技術(shù)投資和數(shù)據(jù)儲備工作。在投資物聯(lián)網(wǎng)和整合業(yè)務(wù)邏輯（businesslogic）的眾多應(yīng)用程序中，數(shù)據(jù)堆棧（datastack）發(fā)揮重要作用。因為工業(yè)4.0科技相對較新，而有關(guān)這些科技的成功案例有限，在籌備一個商業(yè)計劃的過程中調(diào)整數(shù)據(jù)投資十分困難。然而，這些投資作為基礎(chǔ)工作，對于今后工業(yè)4.0實施的初期試點工作向規(guī)?；推髽I(yè)層面的擴展實施十分重要。
二是建立數(shù)據(jù)管理中心。公司需要一個清晰地所有權(quán)來妥善管理設(shè)備及相關(guān)客戶數(shù)據(jù)。一個數(shù)據(jù)管理中心和一個合理的數(shù)據(jù)域結(jié)構(gòu)可以作為解決方案，用來決定數(shù)據(jù)戰(zhàn)略和確保企業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。
三是建立專業(yè)化數(shù)據(jù)操作模型。公司應(yīng)致力于完成向?qū)I(yè)化的數(shù)據(jù)操作模型的轉(zhuǎn)換，以便獲取更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和更有效地管理數(shù)據(jù)流。
四是進(jìn)行最優(yōu)數(shù)據(jù)架構(gòu)的相關(guān)討論，并制定具體實施方案。當(dāng)前主要挑戰(zhàn)是集合現(xiàn)有主數(shù)據(jù)以及從傳感器和設(shè)備中產(chǎn)生的交換數(shù)據(jù)，在更復(fù)雜的項目上進(jìn)行更高級的分析和實時功能。大數(shù)據(jù)技術(shù)，例如可以處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)池（例：使用Hadoop2技術(shù)）和消息處理技術(shù)（例如ZeroMQ3和ApacheKafka4）可以克服現(xiàn)有困難和限制，提高數(shù)據(jù)存取可獲取性（dataaccessibility）。
制造商需要牢記在這種數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)中增長的集合數(shù)據(jù)應(yīng)從制定產(chǎn)品計劃到工程制造和銷售，貫穿整個生產(chǎn)周期，許多公司使用整體產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)（PLM）。但是，在該系統(tǒng)背后，我們?nèi)匀荒芸吹街卮笙到y(tǒng)不足和數(shù)據(jù)的冗余。像奧迪（AudiAG）這樣的領(lǐng)先企業(yè)已經(jīng)開始致力優(yōu)化他們的數(shù)據(jù)架構(gòu)，為更先進(jìn)的工業(yè)4.0應(yīng)用程序打基礎(chǔ)。
第三，建立第三方技術(shù)供應(yīng)商數(shù)據(jù)庫。在實施工業(yè)4.0的應(yīng)用過程中，公司應(yīng)該認(rèn)真分析價值鏈中的哪些部分是戰(zhàn)略“控制點”，需要在內(nèi)部構(gòu)建哪些功能和數(shù)據(jù)以確保公司競爭優(yōu)勢，而哪一部分可以作為“商品”，委托給第三方供應(yīng)商處理。對于那些適合第三方供應(yīng)商接手的部分，市場上有越來越多的工業(yè)4.0解決方案可被公司選擇。例如西門子公司推出的“工業(yè)云平臺”（MindSphere）可將所有的制造企業(yè)數(shù)據(jù)以及第三方供應(yīng)商數(shù)據(jù)聚集。直接使用已有解決方案可以使公司利用專有技能，更好更快的實施工業(yè)4.0應(yīng)用程序。
工業(yè)4.0推動了由單一供應(yīng)商模式向技術(shù)供應(yīng)商集合模式的轉(zhuǎn)變。若想在這個過程中成功，制造商需要一個能夠提供潛在供應(yīng)商的數(shù)據(jù)庫以及有效的合作伙伴管理辦法。這首先需要制造商選擇合適的合作伙伴，全面了解市場情況，并且具備管理“最佳”供應(yīng)商結(jié)構(gòu)的能力。
另一個需要強有力管理保障的關(guān)鍵元素是在與原始設(shè)備制造商（OEMs）和軟件供應(yīng)商交互的過程中確保正確的數(shù)據(jù)所有權(quán)結(jié)構(gòu)。我們看到越來越多的客戶在不知情的情況下將數(shù)據(jù)所有權(quán)讓渡給原始設(shè)備制造商們。因此，在簽訂合同前，制造商應(yīng)該認(rèn)真考慮他們需要哪些數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限。
第四，建立強大的內(nèi)部支撐智庫。要想切實從工業(yè)4.0中獲益，企業(yè)需要建立強大的內(nèi)部支撐團隊以及創(chuàng)建多功能工作小組來推動創(chuàng)新。同時，企業(yè)應(yīng)該針對產(chǎn)業(yè)鏈中核心的部分培養(yǎng)相關(guān)人才。由于IT人才供不應(yīng)求，制造商雇傭他們需要一個清晰的價值定位。部分制造廠商甚至在人才聚集地（硅谷、柏林）成立新的部門。
同時，這些聚集IT人才的部門需要與制造廠商的其他功能部門配合工作。工業(yè)4.0的實施需要運營專家、IT專家、商業(yè)專家等多方配合。而他們之間的密切合作與運營，能夠更好地定義并執(zhí)行工業(yè)4.0策略。
第五，嘗試新型商業(yè)模式。工業(yè)4.0所運用的科技不僅能夠提高運營效率，也能夠為數(shù)據(jù)整合和基于數(shù)據(jù)分析的服務(wù)帶來新的機遇。大多數(shù)從工業(yè)4.0中迅速獲益的企業(yè)發(fā)現(xiàn)其運營效率得到了提高。當(dāng)談及新型商業(yè)模式時，成功的企業(yè)通常圍繞客戶需求建立新的模式，并且充分利用他們的專業(yè)知識和已有的軟件安裝基礎(chǔ)。制造商能夠通過新的傳感器和通信技術(shù)獲得機器運行中的實時數(shù)據(jù)，而越來越多的制造商利用這些實時數(shù)據(jù)為他們的客戶提供具有附加值新服務(wù)。例如，空氣壓縮系統(tǒng)供應(yīng)商德國凱撒公司（KAESERKOMPRESSOREN），通過基于SAPHANA的先進(jìn)的預(yù)先維護模型提高了機器性能，另外，他們近期在服務(wù)組合中添加了“按立方米壓縮空氣”選項。要想在工業(yè)4.0激烈的競爭中立足，制造商需要加強他們商業(yè)模式創(chuàng)新能力。
三、未來展望
工業(yè)4.0獲得了極高的呼聲，雖然并不是所有企業(yè)都取得實質(zhì)性進(jìn)展，但是仍有部分企業(yè)從工業(yè)4.0的應(yīng)用技術(shù)中獲益。實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略是一個長久過程，在未來也將會帶來更多的成熟科技。當(dāng)務(wù)之急是讓各國制造企業(yè)開始接觸并嘗試使用工業(yè)4.0應(yīng)用技術(shù)，從而為未來解決更復(fù)雜的項目提供管理和技術(shù)支持。
1“數(shù)字演練”將評估當(dāng)前數(shù)據(jù)利用率,識別“數(shù)字浪費”，并通過更好的整合和使用數(shù)據(jù)的方法改善價值流。——編譯者注
2 Hadoop是一個開發(fā)和運行處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的軟件平臺,可在大量計算機組成的集群中對海量異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式計算。——編譯者注
3 zeromq，計算機術(shù)語，指的是類似于Socket的一系列接口。——編譯者注
4 由Apache軟件基金會開發(fā)的一個開源消息系統(tǒng)項目。——編譯者注
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