工业 4.0 的关键要素是什么？精益数字化如何为所有人提供一个更好的商业环境？开始数字化转型的企业通常会遇到哪些陷阱？我们与来自精益管理专家 Four Principles 的顾问团队进行了交谈，让我们近距离了解这些问题。

无论是哪个行业，成功企业都会不断努力优化日益复杂的业务来提高速度、效率和利润。

但为了在当今竞争激烈的商业环境中保持领先地位，企业面临着持续的压力，须不断提高生产率、质量以及（可能最重要的）客户服务交付。近年来，对于寻求利用新技术优化自身业绩的雄心企业而言，“工业 4.0”(Industry 4.0) 一词代表了下一轮机遇。

什么是工业 4.0？

工业 4.0 是继 18 世纪末引入机械制造系统、20 世纪引入大规模生产和电能、1970 年代电子驱动自动化之后，现代制造业的第四次工业革命。工业 4.0 涉及的绝大多数颠覆性趋势都与数字技术进步有关。根据麦肯锡的表述，工业 4.0 由“四次分裂[1]”驱动：

  • 计算能力、数据量和连通性的提高
  • 分析和商业智能功能的出现
  • 与科技互动新方式的发展，包括触摸屏和增强现实
  • 将机器人技术、3D 打印和其他将数字指令引入物理世界的方式

工业 4.0 代表了企业在每个运营领域看待和实施技术的阶梯式变化，同时有望在效率和业绩方面带来可观收益。但这并不是故事结尾。通过结合工业 4.0 的技术驱动潜力与以业绩为中心的精益管理原则，企业可以实现更大改进和卓越的竞争优势。

波士顿咨询集团 (BCG) 建议，这种组合方法是迄今为止最高效的：虽然独立或连续引入工业 4.0 和精益原则会带来一些益处，但“在大多数情况下，精益管理和工业 4.0（我们称之为精益工业 4.0）的综合应用是一种提高卓越运营水平的最有效方法[2]”。

这种差异是“因为集成方法使精益管理和工业 4.0 相辅相成”，这意味着集合改善潜力优于这两种单一方法所实现潜力的总和。[3] 

了解实际影响

精益原则提倡“创建一种以客户价值最大化为重点的文化，同时让浪费最小化，目的是通过严格使用度量指标来保持工作一致性，以达到明确的业务结果[4]。”

当这种方法结合使用工业 4.0 的巨大数字化杠杆（从数字化绩效管理和远程监控到智能能源消耗和预测维护）时，就能迸发出巨大潜力，能够改善质量、资产利用率、上市时间以及资源和劳动力管理，进而创造价值。

麦肯锡认为，仅使用先进分析技术就能让大多数公司在短短两年内将毛利率提高 30%[5]。

企业采用这种方法可实现指数增长的关键领域包括：

  • 大数据，使组织能产出巨大回报。例如，一家非洲矿业公司在发现一种从传感器获取更多数据的新方法后，每年节省了 2000 万美元[6]。
  • 高级分析，用于大幅度提高产品开发。例如，一家汽车制造商将在线和购买数据相结合，将一款车型可及库存减少到仅 13,000 辆（其竞争对手提供了 27,000,000 辆）。
  • 人机交互，例如 Knapp AG 使用增强现实耳机帮助员工更快地找到物品，并将错误率降低 40%，其中装有一个能捕捉序列号的集成摄像头，能实现实时库存跟踪[7]。迪拜电力和水务局 (Dubai Electricity and Water Authority，DEWA) 也在使用类似技术监控涡轮机[8]。
  • 数字到实物的转换，Local Motors 已成功实施这些技术，“几乎完全通过 3D 打印”来制造汽车，并将新车型的研发时间从 6 年缩短至 1 年[9]。毫不奇怪，像沃克斯豪尔和通用汽车这样的主要制造商已经在探索 3D 打印的潜在好处。
  • 精密传感器——在纸浆和造纸行业，远程温度传感器可监测关键指标，而最先进的工具能够分析和自动调整炉火焰强度。技术进步可节省高达 6% 的燃油和提高 16% 的产量。

数字转型往往面临着艰巨挑战
工业 4.0 发展潜力不容忽视。事实上，BCG 发现，汽车行业有 97% 的生产经理认为，精益管理将在 2030 年实现高度相关性（2017 年是 70%），70% 的认为工厂数字化将在 2030 年实现高度相关（2017 年是 13%）。

然而，实施精益工业 4.0 的决策仍然需要慎重规划。超过 80% 的数字转型都失败了，只有 50% 的公司成功实现了数字转型战略，但这足以证明企业的努力和投资。从货币角度来看，Genpact 研究所计算出，大型企业平均每年在数字转型项目上花费 4000 亿美元，而这些项目并没有带来预期效益[10]，而且知名企业数字转型失败案例比比皆是：

  • 丹麦玩具制造商乐高 (LEGO) 放弃了专有数字设计师虚拟建筑项目，并于 2016 年停止提供升级。[11]该项目于 2004 年发布，是一项基于定制模型的自动化指令战略，旨在改善客户体验。
  • 运动服装巨头耐克 (NIKE) 在 2014 年将数字业务削减了一半，并关闭了可穿戴硬件业务，因为在这个竞争激烈的市场，耐克难以创造出消费者愿意买单的优质体验。[12]
  • 英国广播公司 BBC 放弃了 1 亿英镑的数字创新项目[13]，该项目旨在改变工作人员开发、使用和共享视频和音频材料的方式。广播公司总经理承认，这个项目“浪费了大量许可费支出”。

正确进行数字转型

为成功抓住工业 4.0 及其数字化带来的相关益处，公司必须改变他们的经营方式，不仅仅是指依赖新技术。

“当工业 4.0 这样的转型力量完全突显时，一切都已经太迟了。公司必须现在采取行动——观望太久会严重阻碍增长和盈利能力。”

“工业 4.0 要求在基础设施、项目设计、业务流程和人员运营方面进行根本性变革，如果操作得当，可发展成为一项非常精益复杂的工作，”Four Principles 首席顾问 James Ryan 表示。“从工业 4.0 中获益离不开高层领导的承诺，以及持续监控和改进。”

精益管理旨在提供卓越运营，这与工业 4.0 背景密切相关。“那些采用工业 4.0 趋势来努力优化运营的制造商可通过整合精益管理原则来有效实现这一目标，”Four principles 首席顾问 Stefano Gaspari 表示。“我们相信，这种统筹规划、分步实施的方法能产生巨大影响，并获得最大效益。集成组合带来的收益要超过工业 4.0 本身。”

已证实，精益思想原则是有效实施工业 4.0 的基础。例如，成功数字化需要整个组织具备变革思维，而不仅仅是 IT 部门。评估整个价值链、消除浪费、启动和学习旗舰试点项目，以及通过创造实践来支持持续创新，精益是以统筹思维看待企业。

自动化和人类智能的结合

在企业即将从工业 4.0 自动化进步中获得显著利益的同时，精益行业悠久历史可以追溯到几十年前的丰田集团，甚至更早之前，创造了第一个基本精益制造过程的亨利福特就与此息息相关。

在精益词典中，“Jidouka”代表了自动化和人类智能的结合，换句话说，是一种人性化的自动化。

Jidouka 是丰田生产系统的一个关键支柱，其历史可以追溯到 20 年代初，当时丰田章男发明了一种简单的机械装置，可以探测到断裂线并关闭自动织布机。

这项发明使一名操作人员能够监督许多织布机，同时维持高质量标准。

在现代世界中，有了 Jidouka，自动化机器就可以检测出问题，传达问题，并停止生产线。

然后管理人员修复问题，并将改进集成到标准工作流中。在 Jidouka 模型中，由于生产线停止，因此就不会制造出不合格产品，并且一个操作员可以监视多台机器，因为机器被设计成自动停止，从而大幅提高生产率。

在数字世界中，如今软件集成使公司能实时分析大量数据，包括生产状态和能源消耗。这些自动化进步意味着资源可以迅速重新分配，节省了成本，并使生产系统更为灵活。

例如，机械工程公司博世力士乐 (Bosch Rexrothis) 正在建设一个“未来工厂”，在这里，所有事物都从现场连接到基于云的 IT 系统。成熟的软件解决方案能收集、传输和处理自动化生产过程数据，供人们分析和优化。该公司以用户、设计师和决策者为工作中心。这种持续的信息交换促进了智能协作和灵活性。最终，让力士乐客户受益，因为他们能享受到单位成本更低和更为经济的单件商品生产和批量生产。

工业 4.0 和 Jidouka 并不局限于制造行业。位于西雅图的非营利地区医疗服务提供商 Virginia Mason 采用 Jidouka 来将条码药物管理 (BCMA) 技术整合到护理工作流程中，并最大限度降低了干扰。通过 BCMA，护士扫描患者腕带上的条形码，以验证患者的身份，然后扫描药物上的条形码，以确保正确用药剂量、技术和时间。条形码可提供有价值的信息，与此同时，护士拥有最终决定权。

BCMA 代表数字自动化，护士的智能判断完成了 Jidouka 概念。在实施 BCMA 后，违反安全操作剂量的次数从每 100 剂 54.8 减少到 29，药物错误的数量从每 100 剂 5.9 减少到 3。

当提及采用工业 4.0 时，经过时间考验的精益原则（如 Jidouka）奠定了成功基石。麦肯锡认为，“工业 4.0 与其说是一场革命，不如说是一场有价值（且%