所謂數(shù)字化工廠，是指以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評(píng)估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。數(shù)字化工廠需要具備高度的精益化和自動(dòng)化水平，同時(shí)擁有強(qiáng)大和完整的信息系統(tǒng)，連接工廠內(nèi)外，并靈活調(diào)整生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。更重要的是需要配備以價(jià)值創(chuàng)造為驅(qū)動(dòng)力的敏捷型組織及人才，才能充分發(fā)揮數(shù)字化工廠硬件及軟件的最大效能。
新建數(shù)字化工廠，在擴(kuò)大產(chǎn)能的同時(shí)，企業(yè)幾乎可以不受現(xiàn)有工廠、系統(tǒng)和人員的制約，從零起步直接設(shè)計(jì)，建造出最先進(jìn)的工廠和系統(tǒng)。然而，我們也發(fā)現(xiàn)，企業(yè)新建數(shù)字化工廠普遍存在著兩大挑戰(zhàn)。 首先，投資效率低?？偟膩碚f，過去幾十年中國投資新廠的效率較低，尤其是投入極大的高科技、高自動(dòng)化工廠，失敗的案例屢見不鮮。其次，實(shí)施難度大。中國企業(yè)的精益化和自動(dòng)化水平與先進(jìn)國家相比仍有不小的差距，數(shù)字化工廠的實(shí)施難度大。據(jù)我們了解，雖然很多企業(yè)在考慮甚至計(jì)劃新建數(shù)字化工廠，但其實(shí)并不清楚如何實(shí)施。
基于麥肯錫在國內(nèi)外的實(shí)踐和相關(guān)的專業(yè)知識(shí)與洞見，我們總結(jié)出新建數(shù)字化工廠時(shí)應(yīng)遵循的“兩化融合，以人為本”的理念?！皟苫诤稀奔醇铀偻瓿勺詣?dòng)化與信息化的融合。“以人為本”深刻認(rèn)識(shí)到人的價(jià)值：所有的創(chuàng)新都是從人（團(tuán)隊(duì)）得來，所有的產(chǎn)品最終也都是為了人（客戶）。如何做到“以人為本”？對(duì)內(nèi)，是順應(yīng)當(dāng)代員工需要的激勵(lì)方法與組織形式。對(duì)外，是如何更好地為客戶創(chuàng)造價(jià)值，與生態(tài)圈實(shí)現(xiàn)共贏。具體來說，企業(yè)應(yīng)從五大關(guān)鍵舉措入手建設(shè)全新的數(shù)字化工廠。
五步建設(shè)全新的數(shù)字化工廠
構(gòu)建一個(gè)高效的數(shù)字化工廠，需要從總體設(shè)計(jì)、軟硬件的配套選擇、組織人員的變革、數(shù)字化業(yè)績管理和生態(tài)圈的建設(shè)等五個(gè)方面入手。
1． 設(shè)計(jì)總體路徑圖
總體路徑圖勾勒出了新建數(shù)字化工廠的大方向，它包括軟硬件的配套選擇、組織架構(gòu)的設(shè)計(jì)、人員的培養(yǎng)與選拔，以及數(shù)字化的業(yè)績管理。其設(shè)計(jì)要考慮企業(yè)當(dāng)前數(shù)字化水平和未來數(shù)字化需求之間的差距。
麥肯錫的“數(shù)字化制造羅盤”工具可用于判斷企業(yè)當(dāng)前的數(shù)字化水平（見下圖），我們?cè)谌蚱渌貐^(qū)已經(jīng)廣泛使用，也嘗試應(yīng)用于中國的制造企業(yè)，效果同樣令人滿意。
接著，梳理數(shù)字工廠各個(gè)車間、生產(chǎn)線對(duì)于數(shù)字化制造系統(tǒng)的功能需求，通過對(duì)工廠信息管理系統(tǒng)、生產(chǎn)計(jì)劃、工單執(zhí)行、人員管理、物料管理、質(zhì)量管理、工藝管理、設(shè)備管理、能源管理等九大功能模塊的通盤考慮，我們就能掌握該企業(yè)的未來數(shù)字化需求。
2． 選用合適的數(shù)字化技術(shù)并落地，先易后難，先大后小
首先，分析數(shù)字化系統(tǒng)的集成框架，以保證數(shù)字化系統(tǒng)的完整有效。一般來說，數(shù)字化工廠需要包括erp系統(tǒng)（企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)），mes系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)）和plm系統(tǒng)（產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)）在內(nèi)的相互連接的一整套數(shù)字化管理體系。
其次，分析數(shù)字化系統(tǒng)各項(xiàng)功能需求的可行性和重要性，在兩個(gè)維度上進(jìn)行高、中、低三檔的排序。此過程應(yīng)邀請(qǐng)盡可能多的利益相關(guān)者參加，尤其是硬件和軟件供應(yīng)商。
最后，根據(jù)可行性和重要性排序，制定數(shù)字化系統(tǒng)落地的實(shí)施路徑，明確短期、中期、長期的發(fā)展目標(biāo)。
3． 打造敏捷組織，選拔優(yōu)秀人才
首先，為確保新工廠的高效運(yùn)營，需要打造敏捷組織。它能夠使信息與決策更快地在組織上下流動(dòng)，使戰(zhàn)略和結(jié)構(gòu)跟上瞬息萬變的市場(chǎng)變化，員工具備更強(qiáng)的能力來解讀信息并解決復(fù)雜問題。傳統(tǒng)組織的敏捷轉(zhuǎn)型需要從組織架構(gòu)、流程及人員這三個(gè)方面來打造組織穩(wěn)定主心骨及動(dòng)態(tài)能力。其次，做好關(guān)鍵核心崗位（總經(jīng)理）的人員選拔。可采取外招和內(nèi)部選拔兩條腿走路。選拔總經(jīng)理從企業(yè)和新工廠需要的特質(zhì)出發(fā)，設(shè)計(jì)合理有效的考核選拔制度。內(nèi)部選拔可按業(yè)績和領(lǐng)導(dǎo)力來考量。
4． 數(shù)字化業(yè)績管理
傳統(tǒng)的業(yè)績管理很難將高層和底層的關(guān)鍵業(yè)績指標(biāo)完全對(duì)應(yīng)，更不可能實(shí)時(shí)反饋和糾正。數(shù)字化業(yè)績管理則將關(guān)鍵指標(biāo)層層分解，達(dá)到上下的統(tǒng)一和透明，并定期更新。在數(shù)字化業(yè)績管理體系下，每個(gè)人都可以直接看到生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)反饋和遠(yuǎn)程解決問題。
5． 構(gòu)筑生態(tài)圈，充分調(diào)動(dòng)各方力量
數(shù)字化工廠的核心是實(shí)現(xiàn)整個(gè)價(jià)值鏈的端到端互聯(lián)，因此企業(yè)必須借助各種力量構(gòu)筑生態(tài)圈或成為生態(tài)圈的一員，充分調(diào)動(dòng)自身、外部咨詢機(jī)構(gòu)、設(shè)備供應(yīng)商、技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)、政府機(jī)構(gòu)等各方的資源。
在工業(yè)4.0大潮的拍擊和本屆政府“中國制造2025”戰(zhàn)略的鼓勵(lì)之下，數(shù)字化工廠成為實(shí)現(xiàn)跨越式創(chuàng)新的關(guān)鍵一步，對(duì)中國的產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要的意義。建設(shè)全新的數(shù)字化工廠不失為一個(gè)選擇，但投資效率低和實(shí)施難度大是不容忽視的兩大挑戰(zhàn)。我們建議，企業(yè)應(yīng)以“兩化融合，以人為本”為理念，從五大關(guān)鍵舉措入手新建數(shù)字化工廠，即總體設(shè)計(jì)、軟硬件的配套選擇、組織人員的變革、數(shù)字化業(yè)績管理和生態(tài)圈的建設(shè)。
2016年上半年，中國某車輛制造企業(yè)從零開始新建了數(shù)字化工廠，并輔之以規(guī)劃運(yùn)營及組織的轉(zhuǎn)型。該企業(yè)在國內(nèi)擁有十多家工廠，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷美國、澳大利亞、中東、非洲等地，其規(guī)模及技術(shù)均處于行業(yè)領(lǐng)先。為保持其行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，并進(jìn)一步拓展全球市場(chǎng)，該企業(yè)投資新建數(shù)字化零部件工廠，并以此為模范工廠引領(lǐng)整個(gè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。該數(shù)字化工廠要承擔(dān)起工業(yè) 4．0 模范工廠的重任，成為世界最優(yōu)秀的多品種小批量的車輛零部件供應(yīng)商，必須在硬件上投入合適的自動(dòng)化設(shè)備，在軟件上投入靈動(dòng)的數(shù)字化軟件 plm、mes，在組織上向敏捷轉(zhuǎn)型， 在人才上形成卓越的數(shù)字化能力。
經(jīng)過數(shù)月的努力，該企業(yè)順利完成了數(shù)字化工廠的設(shè)計(jì)、組織頂層架構(gòu)的搭建、核心人才的選拔及數(shù)字化業(yè)績的管理方案，并已經(jīng)與系統(tǒng)供應(yīng)商達(dá)成共識(shí)，啟動(dòng)了第一階段工廠爬坡計(jì)劃。根據(jù)測(cè)算，數(shù)字化制造系統(tǒng)有望將工廠的設(shè)備利用率提高15％，進(jìn)而為該企業(yè)帶來每年1000萬元以上的成本節(jié)降。