工业4.0的现状

工业4.0的状态|公司可以从中学到什么领先的NextGen制造商 管理摘要 工业4.0的状态/哪些公司可以向领先的NextGen制造商学习 “工业4.0”一词是十多年前创造的通过数字化可以实现的革命性效率提升manufacturing operations. While many companies have taken initial steps为了试验和实施新技术，绝大多数人没有尚未实现工业4.0的预期改进。相反，它已经清楚地表明，各种技术和组织挑战制造业的数字化比最初预期的要复杂得多。 罗兰贝格帮助了广泛的全球和美洲制造商构建他们的工业4.0努力，并开发一个清晰的战略和愿景，以实现数字化制造的好处technologies. Based on number client engagements and interviews with领先的市场专家，我们已经确定了那些享受在过去的十年中取得了更多的成功并取得了重大进展。这些公司有几个共同的属性。 首先，他们对自己的开始有很好的了解这一点，并在此基础上提出了工业4.0的整体战略，考虑市场现实。其次，他们有一个明确的优先次序数字制造用例，专用的跨功能高级制造团队，明确的IT / OT目标格局和强烈关注员工能力建设。这有助于领导者将投资重点放在实现最高价值并从项目中提取资金的解决方案不产生一定的ROI。 制造业中较不成熟的公司可以借鉴这些最佳实践，并制定自己的愿景和全面战略，加速他们迈向“工业4.0”的旅程。 1工业4.0的现状 •机器学习用例的实现需要公司职能部门之间的合作(例如，生产和IT)在过去，经常不会“说相同的语言”当涉及到技术术语时 •经常投资于IT / OT骨干和人才有一个3 - 5年的收支平衡时间表，不一致设备资本支出的典型ROI预期。 在工业4.0这个术语之后的十多年创造出来的，我们离最初的愿景还有很长的路要走智能，完全灵活和自组织的光-工厂外。是时候盘点了。 然而，随着越来越多的用例被探索，很明显，实现完全数字化或自主生产将比预期的更陡。各种技术和组织挑战限制制造地点的速度已转换。例如： 基于众多客户参与和采访了领先的市场专家，我们确定了被视为关键价值驱动因素和吸引因素的用例数字制造业投资的最大份额。在此外，我们评估了这些公司是如何应对的识别带来的组织挑战，开发、实施和操作这些用途案例。我们还得出了工业4.0的最佳实践战略、组织设置和有效能力building. The findings, layed out in this document, can帮助各行各业的公司重新考虑他们的工业4.0的战略和战术方法。 •许多公司的制造地点都很高独立于公司总部。这给了上升到分散的活动，一个当地的供应基地，异构的基础设施，以及特定于工厂的解决方案 •生产结构的长寿命和自动化系统迫使制造商工作用一堆旧设备拼凑而成 •一些数字制造用例的价值是难以量化，只能在媒介中实现从长远来看，这使得很难证明资本为必要的投资 现有员工往往缺乏必要的技能，并且公司努力寻找他们需要的人才收获数字化的好处 2哪些“工业4.0”用例提供了最高价值? 基于检查；自主材料处理内部物流；以及沿供应的运输跟踪具有高影响力的解决方案。链。A 这六个优先使用案例占了很大一部分利用最佳实践，公司的数字制造投资。而很难评估这些用例的适用性结合集线器和跨扇区，图B给出了选定的高级视图制造业。详细说明和辐条方法，使对这些和一些令人惊讶的优先考虑的评估用例，请参阅我们的“工业4.0用例”速度和效率汽车“研究。B 达到可扩展的解决方案迅速开车实质性的价值生意”。 米歇尔·德鲁·罗德里格斯合作伙伴 答：领先的汽车制造商明确优先考虑数字制造用例 增加最大的价值汽车行业重点重点数字化制造用例 3工业4.0领导者如何最大化从用例中受益？ T他开发和实施了新的数字制造用例很少简单。它需要各种解决方案技术和组织挑战。我们使用我们的与美洲客户和市场的讨论专家们更好地了解1)组织设置和运营模式，以及2) IT / OT一流玩家所依赖的架构这些挑战。 C4.0。一流的公司分享这一愿景，并拥有实施工业的类似蓝图4.0用例，如下所述。 组织设置和操作 MODEL 从历史上看，制造工厂有一个相对较高的组织自治程度。实施因此，数字制造用例的数量往往由每个工厂的本地自动化部门驱动（通常与供应商合作）。这导致在整个公司的冗余活动中，开发难以推出的解决方案跨多个植物。虽然在 虽然具体设置因公司而异公司，很明显，三个要素(硬件/用例[如第2章所述]；软件/数据&分析；组织)需要解决同时实现工业的全部利益 C：轴辐式组织已被证明是实现数字化的最有效组织 制造用例 汽车制造商中的数字先驱集中优先考虑用例，并与当地工厂密切合作 “工业4.0……”...战略和路线图，用例优先级排序和发展… 生产......挑战，用例想法、数据、反馈... 许多公司(尤其是规模较小的公司)，成熟的参与者在他们迈向数字化的旅程中取得了进一步的进步制造。 捕获需求，引起反馈和试点新用例。有关NextGen Manufacturing的更多信息，请阅读我们的新报告制造商扰乱自己：通过下一步提高竞争力和弹性发电制造。图D说明了这种类型领先公司使用的组织设置。他们依靠用例驱动的方法，并采用五步识别、开发和推广用例的路线图生产网络：D NextGen制造公司创建了新部门或子部门专门用于推动新的解决方案。作为数字化的实施制造用例需要数据分析、IT和生产技能，新成立的单位通常结合专家。数字制造团队与生产工厂密切合作 D：明确定义和仔细调整的运营模式对于高效运营至关重要 数字制造单位引领“工业4.0”的汽车OEM运营模式 数据与分析：IT / OT架构而用例驱动的方法具有优势可以迅速实现的切实成果直接链接到特定的业务案例，它也with challenges. If use cases are implemented one by第一，总是存在冗余接口和数据存储，以及缺乏总体architecture. Leading players that have implemented许多用例已经在努力管理不同的用例特定的实现。为了应对这一挑战，IT / OT总目标建筑需要作为个人使用的准则cases. This includes uniform MES / ERP systems, but also控制级别的标准化和互操作性（传感器，视觉系统，PLC等），以实现快速在全国范围内推出新的数字制造用例IioT（工业物联网）解决方案在这些目标体系结构中也发挥着重要作用（请参阅我们关于基于云的制造的最新研究）。许多公司已经开始大规模-扩展项目以开发其未来的目标系统架构。例如，所有主要的汽车OEM已经定义了基于云的IioT平台架构。未来，许多原始设备制造商不仅打算整合他们自己完整的工厂网络，但也是一级供应商和设备和自动化提供商这些平台。不太先进的公司仍然关注更多关于基础知识和内部IT架构的信息，协调整个网络中的ERP和MES。而我们看到一些公司推进中央IT和分析函数，它们通常只投资于有限的基于云的架构中的学位。这是由于他们较低的数字制造成熟度和较少的可用性capital. 1.通过收集机会和植物提出的想法和/或通过在专门的工业4.0测试实验室2.根据类型、可扩展性、添加的价值(停机时间减少、OEE收益等)、业务案例(ROI、NPV等)和资本支出要求3.通过汇集专家开发原型来自不同的领域，如数据分析、IT和生产4.密切合作运行用例试点项目与中试工厂一起识别需求，接收反馈并验证技术可行性和商业案例5.通过以下方式在生产网络中推出用例与其他人分享最佳实践和经验教训植物 专门的数字制造单位负责用于识别、确定优先级和开发新用途cases. Plants and employees are usually involved in通过建议新的用例的识别过程和基于日常挑战的应用程序。宣传活动展示了价值数字制造单位到工厂和确保他们的支持。一些公司也建立了测试员工可以在其中尝试新的实验室技术。 要确定用例的优先级，请考虑业务等因素案例(ROI)、可扩展性、附加值、技术可行性并考虑了实施的成本和工作量。 或更多选择的植物。这些可以是专用的数字制造试点基地或工厂建议了具体的用例。如果成功，数字制造单元管理到所有的整体推广网络中的相关工厂。 4我们可以从工业4.0中学到什么领导者 融入他们的工业4.0战略。现实愿景 与数据生态系统相关 Rahul Gangal高级合伙人 用例增加多少价值在很大程度上取决于经济环境。减少直接劳动力成本显然对高成本国家的商业案例比低成本国家的商业案例成本国家。OEM和供应商拥有数百个美洲和世界各地的植物可能不会能够计算每个工厂的所有业务案例单独。但他们可以定义植物原型基于基于代表性的经济假设，以便优先考虑整个网络中的用例展开。使用增加大量价值的案例通常表现为 而一个专用的工业4.0单元，驱动变革对于成功过渡到NextGen至关重要制造业，整个组织需要沿着这个旅程。领先的制造商正在努力打破孤岛。公司需要积极实现跨职能协作，而不是仅在制造和IT之间，但在所有方面组织单位，实现行业效益4.0解决方案。 相对先进的技术成熟度，这使得快速实施，或高度标准化的流程或实现高可扩展性的机器。例如，预测性维护和基于视觉的自动化检查相对成熟，可以实现成本短期内的储蓄。这些的价值主张技术相对较高，量化简单。 虽然工业4.0通常被视为一项巨大的投资只有长期回报，有很多可提供快速高价值影响的解决方案和强大的ROI。在过多的可用解决方案的数量是当前成功的关键环境。 人才和培训 整体设备效率和正常运行时间高自动化工厂将在很大程度上取决于预测性维护、快速错误解决和设备的正确处理。这将需要公司重新培训操作员并建立先进的使用自动化设备的制造技能。同时，车间和运营领导者必须更好地了解数字制造解决方案及其潜力。获得植物和区域领导购买数字制造用例，当地团队必须能够管理他们并实现他们的好处。定期沟通和知识刷-ups对于保持高技能水平至关重要。 HUB - AND - SPOKE Organization 推动识别、优先排序和快速实现用例，无需冗余，集中式(中心辐射)方法是necessary. A central unit cannot be attached only to IT or生产：它需要结合这两组能力。由于许多数字制造用例需要数据-驱动方法、数据分析能力和资源must also be incorporated in the central unit. While close中央数字制造之间的合作部门和工厂是不可避免的，单位也需要必要的权威来推动发展和做出最终决定。 Inaddition, currentlyscarcesourceslikemental需要技术人员和控制工程师来设置，运行和维护数字制造硬件。这些对于许多公司来说，角色已经很难填补远程工厂位置。领先的公司正在寻找在内部提高他们的高绩效操作员的技能并正在从事资格认证计划，通常与当地教育机构，以发展所需的能力。 系统的双向知识转移数字制造单元功能和工厂是非常有价值的。但也必须确保植物购买了这种发展并保持committed. Communication activities need to ensure中央工业4.0单位团队的工作是透明，被认为是有价值的。这样的运动必须明确该单位支持植物和不是在象牙塔里做研究。知识库可用于使该单位的工作及其行业4.0相关的专业知识，所有工厂都可以使用。 制造组织内的新角色将出现更高的技能水平，如高级自动化和机器人工程师、物联网专家和数据工程师。大多数公司目前没有设置吸引训练有素的人为他们的植物。 IT / OT目标景观和路线图 轴辐式设置可以帮助缓解需求通过建立负责数字的团队类似或连接的植物，以减少对专家。无论如何，公司