文章作者丨貝恩：曾偉民、劉維波、高加貝

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“未來工廠”在您眼中意味著什么？對于不少企業高管來說，圍繞未來工廠的討論往往完全集中在技術層面，以及數字化如何改變工廠生產方式。有些高管則更關注具體用例和個別改善，比如在裝配線上如何使用增強現實（AR）眼鏡，或預測性維護如何提高設備的正常運行時間等。可持續發展可能會成為一項會議議程，但當高管們要去評估如何改進企業的環境、社會和公司治理（ESG）戰略時，可持續發展往往會被單獨列為一個附加事項。舉例來說，大多數運營人員通常不會在供應鏈的各個環節都將可持續發展納入考慮范圍。

領先制造企業不能再以如此片面、狹隘的方式來構想未來工廠，否則就有可能在未來幾年面臨艱難挑戰，繼而步履維艱。目前來看，客戶期望不斷提高、國際局勢風云變幻和供應鏈短缺加劇，這些都意味著企業亟需提高運營韌性和靈活性。貝恩近期調研顯示，制造業COO們已將韌性和靈活性列為兩大目標。

此外，通貨膨脹攀升和能源價格上漲迫使大多數制造企業將降低成本作為未來發展的首要任務。但更嚴峻的問題是，制造業人才總體呈逐年下降趨勢。與此同時，市場和客戶對可持續產品的要求越來越高，也愈發青睞那些注重可持續生產、資源循環利用和減少浪費的企業。

為了應對這場新工業革命催生出的多種需求，許多制造企業正在更加廣泛地界定各自的未來工廠愿景。領先企業在部署工業4.0新技術的基礎上，采用全局視角和一體化制造戰略，打造出融合了數字化、精益生產和可持續發展、且面向未來的生產體系，主要由信息技術系統和運營技術系統（IT/OT）、先進制造技術以及新的組織與人才體系支撐和推動。

全局視角

全局視角是指企業不僅僅關注四面墻內的車間運營，還需同時考慮到信息系統和整體供應鏈戰略。企業高管對數字化的潛在用例進行評估，思考在精益生產、TPM（全員生產維護）和其他流程優化方法的基礎上，如何利用數字化為生產流程帶來額外的直接增益。因此，工業4.0不單單是圍繞個別用例開展試點工作，而是要與更廣泛的制造戰略、方法和流程緊密關聯起來。

對于企業來說，采取全局視角有利于規劃出一條更加清晰的發展道路，而這也意味著要立刻著手設計未來工廠，以便在接下來的十年里不斷發展壯大。為此，高管們紛紛采用“現狀往前和未來回溯”的方法，一方面要明確如何塑造未來網絡和生產系統，另一方面則要當下采取相關措施，推動精益生產、數字化和可持續發展緊密融合。

支撐要素

未來工廠不僅僅是對網絡和生產系統進行升級換代，還要實現信息技術系統和運營技術系統（IT/OT）、先進制造技術和組織架構及人才體系的高度協同（如圖1所示）。

這三者的高度協同意味著企業要同步升級制造技術、IT/OT架構及組織人才配合等多方面的核心支柱來實現未來工廠的價值。如圖2所示，先進的制造技術包含了精益制造四大要求如生產流程的優化、清晰的標準、完善的管理體系和透明信息。

信息技術系統和運營技術系統（IT/OT）是連接串通現場自動化設備、數據采集硬件、數據存儲和業務端軟件系統的經絡。在IT/OT方面，工廠和生產網絡的數字化架構已經成為了未來工廠的重要支柱。IT/OT需要針對現有制造技術和未來創新技術，提供相應的引用結構、數據架構、數據庫和接口。謹慎部署新的制造技術有利于提高企業的運營成熟度。此外，這些制造技術還要與IT/OT數據架構、洞察工具和運營商互聯設備相互適應。

要發揮未來工廠的最大價值，與之匹配的人才儲備、靈活的組織架構管理體系、精益文化及變革管理能力也同樣不可或缺。面向未來的人才儲備至關重要。要想為未來工廠奠定扎實基礎，COO們需要對組織進行調整，而組織調整的核心就在于人才。那么，如何吸引并留住未來工廠所需的合適人才？是否意味著企業要招聘更多的軟件開發人員或數據科學家，或者為目前尚不存在的崗位提前儲備人才？與此同時，企業應當進一步培養現有員工，幫助他們勝任新的崗位，從而打造出一個崇尚自主學習的敏捷型組織，在跨職能合作中推動制造業價值創造。

能否兼顧上述要素將決定企業在建設未來工廠的過程中能否占據優勢，更好地把握機遇、應對風險。以國內某領先食品飲料制造企業的老工廠數字化轉型為例，為了提升管理效率，進一步精進工廠的質量、成本、效率，企業開始了產線數字化試點，通過在現有產線上加裝傳感器配合IT/OT及相關數顯系統來打開多年的生產數據黑盒子。在落地實施升級的過程中遇到了安裝、使用、實現價值等諸多方面的挑戰。最終該企業通過組建數字化特工隊，以IT/OT系統的試點應用為開端，進一步推動生產制造的改善升級，配合現場人員的培訓協同取得了初步改善成效。

升級安裝遇到的挑戰：

由于該企業的老工廠設備年限已久，很多老設備內部沒有傳感器且設備內部PLC制式語言不統一，因此該企業第一步采用了外掛傳感器的方式快速試點收集上傳老產線信息，在此安裝升級的過程中遇到了諸多挑戰。

供應商協調管理復雜：該企業生產流程上需實時監控的數據類型多，如流量、壓力、溫度等，因而需要多家傳感器及軟件系統供應商的共同支持，協調管理供應商共同解決現場安裝和數據校準的難度高，花費了大量時間進行溝通確認。

安裝位置受限：受限于原有產線結構與空間，外掛傳感器合適的安裝位置較少。在調試過程中，遇到了多次傳感器讀數波動大的情況，后發現多是因為安裝位置不當或在生產過程中傳感器位置被員工誤碰后發生變化。同時，部分傳感器的安裝和改造甚至可造成質量問題。

安裝改造時間長：產線升級改造需重新鋪設電路、網線等基礎設施，需要數天的停線安裝時間，這在銷售旺季時給工廠滿足客戶訂單造成了一定影響。

傳感器及數字化看板使用遇到的挑戰：

在傳感器成功安裝、數字化看板投入使用后的前幾周，由于該企業缺乏對傳感器及數據庫的維護、前線人員的經驗主義及部分需要人工收集填寫的重要數據難以按時上傳等原因，在傳感器及看板的使用上也遇到了阻礙。

團隊維護能力不足：外掛傳感器和數據庫均需要定期維護調試，但由于現場缺失專業的運維團隊，發生了多次數據未正常存儲及傳感器數據異常的問題，影響了后續的數據分析。

生產人員依賴經驗主義缺乏使用數據看板的習慣：工廠生產人員習慣于依靠產線觀察和經驗決策操作和運營，普遍對于看板上的數字不甚關注，雖然看板投入了使用但卻未真正建立起使用看板輔助工作的習慣。

傳感器數據不全面：部分重要的產線數據仍需通過人工收集填寫并上傳，時效性準確性存在風險。

通過數字化實現價值時遇到的挑戰：

企業數字化并非上線看板或是系統就可一蹴而就，打好數據基礎只是第一步。該企業在實現產線初步信息化之后管理層對如何應用解讀收集的海量數據產生了疑問，如何通過數字化賦能運營、改善和決策成了信息化后的最大的討論點。在多次復盤討論之后，該企業發現團隊數字分析的能力和意識不足是核心原因。

團隊數字分析的能力不足：工廠團隊多為制造背景，IT部門多為技術背景，企業上下缺少既懂得制造技術也精通數據分析的人才，導致積累了數據卻難以發揮應有的價值。

團隊數據分析的意識不足：工廠團隊關注的仍然是KPI績效相關的結果指標，對大量生產過程指標的重要性和如何讀懂分析過程指標缺少理解，難以建立過程指標和結果指標的關聯和意識。

解決方案和經驗：

為了應對以上提到的數字化中的挑戰，該企業意識到需要建立數字化特工隊，將積累多年的傳統制造技術、IT/OT架構及組織人才有機結合推動數字化轉型。該企業的數字化特工隊從共識目標、建設團隊能力和統籌設計IT/OT整體架構三個方面協助推進可數字化工廠的落地和價值實現。

對齊數字化目標：在數字化升級之初，數字化特工隊獲得了企業一把手的授權，從而幫助管理層在組織內上下拉通明確數字化目標，通過小步快跑的方式落地最小化可行產品（MVP），進而驗證并對齊企業的數字化目標和價值。

建設團隊數字化能力：

首先，培養團隊數字化分析的意識和能力是重中之重，數字化能力包括了對數字的會取、會讀、會用三個層面。數字化特工隊幫助工廠設計了第一批數據收集表格，如重要數據維度、數據收集頻次、數據展現方法及數據分析方法，通過標準化的表格及看板展現，把經營活動、生產制造的人、事、物都轉換成數字信息，發現改善機會。同時攜手研發，通過實驗設計驗證優化已有的工藝參數。

其次，由于企業內大量老員工缺乏對數字化的理解，缺乏基礎的精益及統計基礎，數字化特工隊聯合外部專家老師，從試點工廠試點產線開始，通過日會、周會結合培訓課程和現場實踐多方面培訓代練，培養出第一批工廠數字化改善骨干后再通過現場學習和經驗分享會的形式一步一步搭建企業的第一批數字化改善人才。

建立IT/OT整體架構：由于老廠設備限制，數字化特工隊采用了小步快跑、快速迭代的方法試點搭建老工廠的IT/OT架構。老工廠產線的數采方式、邏輯、數字化看板和系統都需快速迭代試錯（如哪些是最核心的數據，怎樣的展示方式最佳如日度、周度、月度等），找到適合企業且投資回報合適的定制化配方。同時，老廠的數字化要做好未來拓展及和新廠的系統和數據庫連通。軟硬件及IT/OT架構都需保持拓展性，通過鏈接軟件系統與硬件設備，將多維度的數據打通整合，包括生產數據、財務數據、倉儲物流數據等，并將各類數據從設備層-控制層-信息層直至云端無縫對接，進而統籌分析，賦能企業運營改善。

該企業的產線數字化升級試點經驗印證了單一增加先進數采及自動化設備難以實現真正的數字化價值。IT/OT系統與硬件設備的配合協同、基于數據不斷挖掘價值改善工藝改善設備的習慣及現場操作及管理人員的數字化能力三者需齊頭并進，互相支撐，才能夠真正通過數字化升級實現工廠質量、成本、效率上的改善。

同時，在數字化過程中的數字化特工隊身負重任。他們不僅需要具備深厚的數字化能力和基礎，還需要能夠給工廠團隊授之以漁、培訓代練。因而數字化特工隊的組成同樣至關重要。數字化特工隊成員需要從各業務部門抽調有數字化能力的業務骨干，結合部招聘數字化專家，內外共同推進改革，同時由于數字化變革涉及大量組織上下的意識、文化、溝通方式、組織架構甚至KPI的變化調整，數字化特工隊內部還需要深諳變革管理精髓的外部專家，外部變革管理專家團隊可幫助企業帶來外部視角和經驗，協助培訓，幫助打破部門墻、推動企業上下共同落實數字化變革。

編輯 | Jinya

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