工业制造行业：2022年数字化工厂转型调研报告

数字主干、用例和技术、组织设置、战略和路线图，以及投资重点2022年数字化工厂转型调研报告普华永道2022年数字化工厂转型调研报告由普华永道出版，作者是Reinhard Geissbauer，Michael Bruns和Jens Wunderlin保留所有权利。未经编辑人员明确许可，不得以任何形式复制、复制到缩微胶片上或在任何数字媒体上保存和编辑本材料。本出版物旨在为我们的客户提供资源，其中提供的信息以作者所具备知识在出版时尽可能保证正确。在做任何决定或采取任何行动之前，您应该咨询这里列出的来源或联系人。本文反映的是作者的观点。图片可能包含舍入差异。© 2022 普华永道。版权所有。普华永道系指普华永道网络及/或普华永道网络中各自独立的成员机构。详情请进入 www.pwc.com/structure。hY9UrVkZiY8VhY8ZjZcXaQcM9PtRqQsQpNlOpOtRjMmMmP6MoMnMvPpMmNvPpMtO危机时期，数字化工厂转型至关重要工业制造企业正在经历一场前所未有的危机:从全球新冠肺炎大流行打乱现有供应链，造成广泛的交付挑战，导致需求波动性显著增加；到东欧政治危机给当地制造业带来额外的压力，因而需要重新分配产量。最终，微芯片和电子元件以及钢铁和基础材料等关键材料的短缺阻碍了完整产品的制造，大幅增加了投入成本。这些运营挑战正在相互结合、相互影响，推动大型制造公司重新思考他们的运营模式，并推动数字化战略需求的转变: 领先的制造商正在实施数字化解决方案，并推动更高的生产灵活性和更好的交付弹性。解决方案包括集成运营规划解决方案、质量和维护分析、数字孪生或先进的流程可视化和KPI展板。面对不稳定的需求和不断变化的供应链配置，交付能力正变得越来越重要。效率改进措施仍在数字制造冠军企业优先事项清单上享有高度优先级，具体包括通过工厂自动化或基于人工智能的效率解决方案等。利用数字解决方案推动环境可持续性也愈发重要。全球范围内日益增多的环境立法、来自资本市场的压力和日益增长的客户需求，迫使企业作出飞跃式改革，并在降低二氧化碳排放方面实现一步优化，例如通过基于人工智能的能源管理解决方案等。普华永道2022年数字化工厂转型调研基于全球700多家制造企业的信息输入总结而来。结果表明，最有效的公司（我们称之为“数字冠军”）正在实施一整套工厂级别的数字技术以提高制造的灵活性和弹性，并通过工厂自动化降低运营成本。根据调研结果，只有10%的企业已经完全实施数字化工厂解决方案或目前处于最后阶段，而近三分之二的企业只能看到部分成果，甚至还处于数字化之旅的开始阶段。与我们2016年的第一次调研相比，工厂数字化的进展比当时公司的预期要慢得多，原因包括复杂的系统环境和多样化的机器版图，以及在整个生产网络中推广单个解决方案的相关挑战。2022年数字化工厂转型调研报告3Reinhard Geissbauer 博士合伙人普华永道德国Michael Bruns合伙人普华永道德国Jens Wunderlin 高级经理普华永道德国调研还显示，愿意投资数字化转型的公司享有更高的回报。我们发现，在全球范围内，工业企业每年在数字化转型解决方案上投资1.1万亿美元。作为回报，最专注、最先进的企业，即数字冠军企业，通过提升成本效率和更高的运营灵活性，正在创造两位数的回报。今时今刻可能被证明是一个千载难逢的转折点。数字化转型需要基于强有力的IT和数据基础设施之上，并正确组合应用程序和实用技术 —— 从 协 同 机 器 人 或 自 动 导 引 车 辆（AGV）集成到运营价值链，再到通过数字化规划工具提高运营灵活性和弹性。此外还需要说服员工和其他利益相关者，即通过向所有员工提供正确的技能组合，表明数字化转型不是威胁，而是个人发展的良好机会。2022年的调研显示，面对前所未有的危机时刻，数字化转型是构建运营灵活性和弹性的可选路径，且将进一步推动卓越运营。调研结果还显示，这些数字运营解决方案需要一个符合目的的IT和数字主干，以确保互操作性和可延展性，实现预期效率增益和成本优化。它们由标准化的核心IT架构协调，包括集成企业资源规划（ERP）、制造执行系统（MES）或制造运营管理（MOM）、工业物联网（IIoT）和数字化产品生命周期管理（PLM）。虽然领先企业专注于标准化核心IT架构与现代云服务相结合，但他们也在嵌入式团队驱动区域或业务单元特定实现的方式中构建了相当大的灵活性。这些公司成为了一种新的数字实体，即一种嵌入式数字组织，其系统、用例、技术和标准管理是集中和严格控制的，但执行足够灵活，且允许根据本地需要模块化或局部解决方案。对于领先企业来说，数字化转型总是人性化的: 转型需要正确的组织架构，员工亦需要为数字化转型提供支持。4 2022年数字化工厂转型调研报告中国市场数字化工厂实践洞察和启发基于普华永道思略特在中国市场服务不同行业众多客户智慧工厂项目经验，我们认为成功的智慧工厂需要遵循以下三大原则：一、运营管理基本原则是智慧工厂成功基石智慧工厂智能解决方案是提升工厂运营效率的赋能手段，工厂运营管理基本原则是成功智慧工厂与实现卓越运营的基石。建设卓越运营的世界级领先工厂是长期且体系化的工程，企业应秉承精益原则，建立长效管理团队与运转机制，同时关注工厂运营诸多重点管理环节。工厂数字化、智能化固然重要，但更多的是承担赋能作用，协助企业更好地解决具体环节中的实际问题、提高管理效率，而并非违背或代替工厂管理的基本原则。综合自身所处行业特征，践行精益原则、以人本位的全面运营管理，是推动智慧工厂实践的核心要素。脱离运营管理的智慧工厂解决方案往往使企业陷入“用更高效方式做效果欠佳工作”的困局，难以提升效率，甚至增加工厂运营的投入与管理难度，适得其反。二、智慧工厂规划应基于工厂战略定位、赋能核心能力建设打造标杆智慧工厂，建立企业内部可复制模板，是制造业企业推动工厂数字化转型的重要举措之一。智慧工厂的规划应基于工厂战略定位，围绕工厂发展所需建立与提升的核心能力，量身定制一系列匹配核心能力的智能解决方案，进一步增强企业核心竞争力。在不同类型企业，对核心能力有着不同的关注重点。离散生产型企业，通常更加关注物料供应与计划执行管理能力，例如通过智能解决方案提升齐套管理、计划管理和生产执行，实现从计划到交付的核心能力提升；而对于连续生产型企业，则更关注设备预防性维护、设备效率管理和生产异常预警等赋能生产效率核心能力提升的智能解决方案；此外对于这两类企业，也存在诸多共同关注点，例如人员排班管理、能源管理、端到端的供应链可视化，供应风险管理等。2022年数字化工厂转型调研报告5随着国内人工智能、大数据和云计算等技术发展速度的不断加快，外企或国内出海企业，需考虑国内外数字化技术生态的差异。在国内，区别于海外智能制造生态，从物联网传感器、云平台到网络安全等不同技术类别，中国具有不同的供应体系。此外，还需要考虑国内用户对于数字化工具的独特偏好和使用习惯，以及政府监管等要素。在技术生态差异化前提下，企业更应通过底层核心系统平台的统一规划，以保证对旗下工厂运营全局整体管理的透明度。随着智慧工厂应用技术的逐渐成熟，涌现出例如设备预防性维护、在线质量监测、能耗管理等适用于众多