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為什么很多公司上了ERP、MES等系統,仍效率很低?企業數字化3大挑戰

  混沌大學  2020-07-31 00:00:00
數字化不是靈丹妙藥,數字化是個工具,關鍵是靠管理者和員工共同使用好這個工具。

本文由混沌大學(ID:hundun-university)授權轉載。

數字化不是靈丹妙藥,數字化是個工具,關鍵是靠管理者和員工共同使用好這個工具。

授課老師 | 尹正 施耐德電氣全球執行副總裁、中國區總裁

撰稿 | 普通小夏

01

從巴黎鐵塔的每一塊鋼說起

傳統制造業數字化轉型是一個很大的題目。我先從保安三問開始今天的講解:你是誰?你從哪里來?要到哪兒去?

施耐德電氣有184年的歷史,本身就是從一個非常傳統的制造業慢慢轉型過來的。

我們最早是做鋼鐵的,巴黎埃菲爾鐵塔上的每一塊鋼都是施耐德電氣制造的;在當時工業產業革命最輝煌的時候,我們逐步轉型到電力;70年代,逐步明確兩個大方面,一個是能源管理,一個是自動化;現在所謂的第三次工業革命中,通過數字化真正賦能,將能源領域與自動化結合提升效率,產生更多的潛力。

根據產業革命的轉移,我們調整了工業,做國際化,現在北美、亞洲、歐洲的營業額一樣大。在工業制造領域智能化方面,施耐德電氣在全球有200家工廠,98個物流中心。

講到整個IOT(物聯網),無外乎是三個層面的事兒。第一層在物理層面互聯互通;第二層是數據采集的自動化、可視化和可拓展性;第三層是對數據的分析判斷和應用。

大家覺得IOT聽上去很簡單,它真正難的地方在于IT和OT結合,因為每個行業需求完全不一樣,不同的工藝段需求也不一樣。所以如何能夠將兩者結合好是根本。這也是施耐德電氣一直在做的。

這個時代有幾個大趨勢,對每一個人,每一個國家,每一個區域,都有非常大的影響。

第一個是能源變革。

工廠要做數據化,對能源的需求最起碼還要翻一倍。但是我們只有一個地球,所以能源效率必須提升50%,做到未來20年、50年,總能耗和今天一樣。

首先是電氣化。現在一次能源的增長并不快,因為以前我們使用的更多是石油資源,但現在用電實際上增長很快。比如以前做飯燒煤氣,現在做飯用電飯煲、微波爐,實際上使用的還是這些能源,只不過你更多用電。把化石能源首先轉變成電氣,有什么好處?因為電更接近數字化,比燃氣,燃煤,燃氣更好控制。

而且燃煤發電會造成溫室效應。所以我們要從一次能源開始降低含碳量。比如使用可再生能源,水電、風電、太陽能等,現在也有更多的技術再做如何把碳捕捉回來。含碳量在整個能源系統上減少是最根本的。

第二個是數字化。

現在如何把機器和人鏈接起來,做好機器與人,人與人之間的交互。現在數據有點多,但是光有數據,不懂專業沒有用。人工智能最終目標也是技術和專業領域的結合。

整個能源和數字化的結合,實際上是IOT帶來最根本的技術推動,同時也是整個社會最大的需求。

| 疫情期間絕對的贏家:數字化

現在中國基本上從疫情中出來,當時我們碰到了什么問題?

第一,復工的時候怎么辦?這時企業業務的韌性就非常重要,這么多設備在遠程,人不能去的時候,有沒有辦法知道設備工作狀態如何?在遠端的客戶,有沒有辦法支持他們?

第二,疫情帶來一個特別有意思的地方,就是這個世界不太同步。以前任何危機,世界都是比較同步的。

但是2月中國疫情嚴重的時候,歐美實際上經濟很好;而等中國復工了,歐美又進入疫情的高峰期。這對供應鏈來說是一個非常可怕的事情。

原來供應鏈的模式是全球化大分工,全球貿易產品由分布在不同國家的幾十家甚至幾百家企業共同生產,數以萬計的生產節點通過全球供應鏈得到連接和流通。不同步的話,這根線實際上是斷掉的。這就到了考驗企業供應鏈能力的時刻。

之前我們一直在說消費升級,但疫情后變成了消費降級。見客戶,第一件事說降本。因為大家掙錢都不容易了,做生意第一件事肯定問你能不能降價。企業效率提升這時是非常重要的。

第三,這一輪的變化雖然是由病毒引起的,但也可能是地球給人類的一個警告。因為病毒的爆發和人口的爆發有關系。如果一個地方沒幾個人,它傳播不起來。所以恢復經濟,我們得想如何更加綠色和持續化。

當下很多人只說要把失去的時間搶回來。但是大家可能沒有反思這件事。歐盟這次差不多拿了10%的GDP做刺激,希望經濟是以更綠色的方式回來,這是一個非常好的想法。

這跟我們國家的政策很相同。做制造業首先要合規,因為現在環保各方面要求越來越高。第二能耗直接是成本,同樣的產出,你減少5%的能源,在成本支出上就少了5%。這時候數字化會帶來非常多好處。

但數字化不是靈丹妙藥,數字化是個工具,關鍵是靠管理者和員工共同使用好這個工具。

02

數字化轉型

趨勢、挑戰和措施

制造業數字化轉型首先要理解四個融合。因為我們做的所有事情最終都是為了提高效率,這四個融合就是解決效率問題的。

| 四維融合

第一個是能源管理與自動化融合

以中國為例,以前能源是集中生產,一個巨大的坑口發電站或者核電站集中發電,然后通過一張大的電網輸送到各地。這是一個非常計劃經濟的想法。

現在有了新能源。首先新能源呈現分布式趨勢。雖然有集中的風場,光伏場,但更多的是這邊有個風車,那邊有幾塊瓦片,包括很多工廠的樓頂都放了太陽能版。

第二風電、光伏、水電是靠天吃飯,比如一片云來了,整個光伏場的效率就會不一樣。

這時會出現一個很大的問題,在沒有儲存技術的時候,電是即發即用的,這里就會造成需求側和供給側之間的不平衡。

所以這對整個能源管理要求從集中式的更多向分散式轉變。

這和數據中心一樣,以前數據中心也是一個非常集中化的做法,現在越來越地采用邊緣計算。雖然也有集中的,但是很多計算可以在邊緣進行。比如每個人的智能手機本身就是一臺電腦,它的算力可能比N年前一個數據機房的算力還要大。不管是能源也好,自動化也好,都處在一個從分散到集中又到分布一個變化中。所以兩者結合非常重要。

第二個是縱向的終端到云端融合

這就是物理層的互聯互通,到數據采集的自動化、可視化、直到整個分析的數字化服務。我這里做了一個展示圖。

完整的云邊結合能力

首先有一個邊緣的感知,包括你的控制系統、設備,在不同情況下,你來采集數據,可以用公有云,在邊緣也可以用私有云。最重要的是數據的管理和分析,不同來源的數據怎么融合起來。

當你有了這些東西,就既可以提供遠程的服務,也可以提供線下的服務。實際上在數字化里面也有O2O的概念。

第三是橫向的全生命周期融合

任何工藝都是有生命周期,工廠從工藝設計,然后建廠,再到運營維護是一個生命周期。設備從設計制造,到開始使用,再到維護棄用,也是一個生命周期。

其實跟人一樣,一個新設備就像年輕小伙子一樣沒病,有病也不去看。但是你不好好維護,本來一個設備有20年壽命。設備里面有易損件,也有非易損件,易損件壞了該換不換,可能導致整個車間設備壽命不劃算。所以這時候你可以做一個延壽。

以前的常規是設計一撥人,制造單位一撥人,交付一撥人,運營一撥人,數據都是紙面的。從設計到制造都有很多改動,運營時候的機器狀態又不一樣,這些數據沒有疊加在原始數據上,所以沒有辦法形成一個閉環。

現在有一個新的理念叫數字化雙胞胎或者數字孿生「數字孿生:數字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據,集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程,在虛擬空間中完成映射,從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。」

loT全生命周期數字化服務

從最初的工藝設計開始數字化建檔,然后在設計和建造過程中不斷地對這個電子文檔進行修改,一直到運營的時候有大量的運營數據又可以疊加在原來的設計文檔上。

同樣對整個設備的維護也是一樣,從設備開始使用,到對設備的歷史情況,維修情況,現在的狀態,來做一個預測性的維運。因為設備壞了,整個生意就沒了。

大家知道,特別是連續工藝是需要找到時間點來做維護,那就得很理解應該怎么來做制造業整個全生命周期的數字孿生。這是未來制造業效率提升的根本。

最后一個是從分散式管理到集成化的企業管理

以前企業規模小,老板一般都是技術專業和營銷專家,底下人都看得見,有幾個客戶也都知道。等你做大了,企業有1000人,1萬人、原來只有1個車間,現在有5個車間,慢慢變成5個工廠,分布在5個地方。這時候靠個人經驗和人來管理肯定能是不行了,怎么把這些信息能夠融會貫通起來。

舉個例子,阿布扎比國家石油公司,每天有300多萬桶的石油產量,150艘船,底下有16個分公司。所以我們給它做了一個三米高,十幾米長的大全屏,把全部信息整合在一起,大概有10萬多個點,200多萬條數據。

| 三大挑戰

第一個挑戰肯定在管理上面,其實最根本的還是戰略

首先得理解自己戰略目標是什么。有的企業是大批量生產相對單一的產品,有的是小批量定制化的。我們剛才講了有連續工藝,也有離散制造。如果你是做小批量定制化產品的,再去搞大型的自動化,未必是一個最好的解決方案。

講完戰略,接下來是文化,很多時候制造業在做數字化,員工覺得這是IT部門,信息化部門,自動化部門的事兒,和我沒什么關系。沒有一線員工的參與,數字化做不起來。因為整個數字化變革是一個循序漸進的過程,不是拿自動化設備把人替換掉這么簡單。

在沒有數字化之前,企業常規用比較簡單的KPI進行管理,比較生硬。要做數字化,需要相對對這個組織的寬容度所有提升,允許大家試錯,允許相互合作跨界。如果是KPI分得特別細的企業文化,沒有人愿意試錯、創新。

以前的組織結構基本上是事業部,每個部門都是自己的小天地,一層一層把事情匯報上去,再一層一層把任務布置下來。未來組織首先要扁平化,因為有了數據以后,不需要當中那么多人做總結。我們可以將這些人力解放出來,做更有創造力的事情。

現在很多公司上了ERP、MES等各種各樣的系統,但是系統之間竟然不連在一塊。本來想做數字化,結果造成了千島湖。每個地方湖里的水確實挺多,但是它淤在那邊沒有效率。所以這個問題也得解決。這又跟前面的組織、文化、戰略息息相關,系統是你組織文化的一個映射。不解決這些問題,數字化最后會造成更多的千島湖。

第二個是能力挑戰

首先講人的方面。以前說術業有專攻,現在其實需要的更多是相對跨界,因為我們現在做的事情,跟原來的角度不同。這又和整個公司對人的培養方向和思路有關,如何建立一個學習型組織,鼓勵員工學習,他山之石可以攻玉。

很多制造型企業,以前一直在減員增效,造成組織內部沒有年輕人。怎樣才能吸引更多的年輕人加入制造業?老中青摩擦會帶來不同的火花。

IT和OT結合后,對公司技術能有不同的延展要求。首先通訊技術能力有所提升,當然你不需要知道怎么把5G產品生產出來,但是你需要在廠里規劃如何互聯互通。也可以請專業的公司幫助做這件事,但你要有這方面的意識和想法。

第二是對數據采集和分析能力的要求。現在不是數據太少,而是數據太多,再加上有這么多千島湖,所以我們需要有能力更好地運用數據。大家突然發現,現在很多制造業公司都有數據工程師了。

第三是對整個流程的再造。如果你公司大了,如何才能把這些東西重新組合起來。所以需要整個數據處理和流程的整合能力。

第三個數字化真的要成功,要以效益為第一位

大家覺得社會效益跟經濟效益矛盾,但我覺得這一點也不矛盾。

工廠每年規定降5%的能耗,一開始很容易,只需要把走廊里兩排燈關掉一排。過了兩三年不行了,這就會逼著你去想如何精益管理。知道每一度電,每個能耗用在什么地方,哪些地方可以省,才能把節能持續做下去。這樣你的管理效益提升了,肯定有經濟效益。同時省電節能,怎么沒有社會效益?

整個制造型企業,不要擔心社會效益跟經濟效益不平衡。我覺得只要你想明白經濟效益,別做違規的事情,這肯定是平衡的。

| 兩大舉措

解決方案也很簡單。第一抓管理,改革企業文化,但這是一個循序漸進的過程。組織靈活性要改變,更好的適應變化。最后你的流程必須再造,千萬不要只是把現有的流程用代碼重新映射到數字空間,那就糟了。

第二提高能力。搞清楚要建設什么能力,哪些先建,哪些后建,哪些是可以請別人幫忙。其次要吸引人才,而且關鍵是能夠讓現有的人才也能學習新的東西。

03

輕重工業數字化轉型實例

接下來我用幾個案例詮釋上邊所講的四個緯度融合和三大挑戰。一個是離散行業,輕工業,能耗較少,規模相對較小的企業;另一個是重工行業,連續工藝,體量非常大的企業。

漢威電子

漢威電子是一個做傳感器的公司。這個行業的特點是多品類,訂單特別小,有時候一個訂單里面就一兩個東西。

這個企業突然發現自己增長不下去了,因為超越了管理的極限。它對客戶承若比如多少天的交期,但是一直不知道到底有沒有做到,因為有的時候客戶也不那么較真。但是它發現員工每天都在工廠里加班,效率非常低。

第一先醫后藥,我們先給它做了一個診斷,主要管理是個黑箱,但是不知道怎么打破這個黑箱。管理的根本是把目標說清楚,不能盲目地先上設備。

第二先軟后硬,先把信息打通,然后再考慮硬件的問題。當信息沒有打通的時候,上越多的硬件,造成信息不流通或者不匹配更加嚴重。

為了把信息打通,他們加上了電子掃描qiang,把原來圖紙移到電子白板上。以前問題都是零散的千島湖,每個班組的問題傳遞到總經理辦公室可能是一個月以后的事。現在每個人都能在幾小時內看到問題,甚至在班組層面,產線層面解決問題了。

第三小步快跑,一點點解決問題。作為一個企業,不能讓大家停下來,啥也不干只解決問題,這不現實。

我們幫助它做了精益整個生產的一些工藝路線改變,比如把長線改短線,短線改U形線等。兩者結合起來,效率馬上就提升了。同樣的廠房,一下子產能多出22%,人均產值提高了14%。我們給它算,半年就投資回報率回來了,所以它的積極性很高,不斷在推這件事。

所以先醫后藥,先軟后硬,小步快跑。

寶鋼

寶鋼1580車間是工信部的智能制造的一個試點。它是一個熱軋車間,希望實現無人行車「行車,是人們對吊車、航車、天車等起重機的俗稱,與我們所稱的起重機基本一樣。」以前都是靠人坐在行車上抓取這個板坯。

它的管理目的比較明確。第一,安全。因為這種工作強度很大,人稍微不留神,就很容易出安全事故,希望把人減少。第二,準確度。以前板胚掛在哪里全部靠人記,所以準確率一直只有30%幾。

這個改造對技術要求很高。第一要做到無人。第二這么大一個車間運營,中間會有很多阻攔,需要人工智能部分識別障礙。第三得有記憶功能,及時找到板胚,提高準確率。

我們和寶鋼合作,把IT技術和我們對OT的理解綜合起來,做了一個實時在線的全無人智能系統。

做完后20個人工省了,不僅是省錢,更多是安全了。第二它的準確率達到90%以上,產生一下子就提升了,經濟效益就來了。

所以重工行業,一旦理解管理需求,以及把工藝設計想明白,然后把技術綜合起來,就可以到達很好的效果。

04

小結

制造型企業做數字化轉型,得先醫后藥、先軟后硬、小步快跑、效益第一。從舉措來講,肯定是從管理、能力、效益入手。

回到今天,每一年好像覺得比前一年更難。但也有很多企業,把這些能力組合得更好,實際上它的業務會更與韌性。比競爭對手對客戶有更好的掌控,同時對上游供應鏈,下游運輸有更好的匹配。這樣在一個快速變動的世界,你可能更有先機。

效益是從效率里出來的,掙錢一定要提供效率。同時合規也帶來了社會效益,所以會更加可持續。

可持續不但是指金山銀山,數字化變革是循序漸進的過程。有時候自上而下,有時候自下而上,是從一個試點慢慢鋪開,從0到1、從1到N的持續迭代的過程。

施耐德電氣過去184年的轉型,也是這么一步步走過來的。看上去很長,是一個非常艱苦的過程,也是自我革命的過程。一旦你有持續轉型的文化,一個信念和能力,那你應對整個變化的世界、變化的競爭態勢、變化的客戶,就會立于一個不變不敗的境地。

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