工业4.0是制造企业数字化转型升级的引擎

产业智能官

彭俊松博士 SAP天天事

今天介绍的一个话题分成两个部分,第一个部分是谈一谈我们SAP在工业4.0时代一个战略。第二个主题也是应大会要求去做一个工业4.0案例分享。

工业4.0是制造企业数字化转型升级的引擎

在这里我想提醒大家一下,这几年我们叹了很多工业4.0,我们谈到了很多互联、智慧和大数据,在这里所有的这些东西背后有一个共同的支撑,就是软件,软件在工业4.0的时代显得更加重要。

SAP作为全球最大的管理软件公司,我们有很多的客户,在全球500强里面有超过90%以上在使用SAP的软件,在青岛市也看到了很多老的客户,对于我们来讲工业4.0扮演了三个角色,第一个角色作为一个发起者,这张照片里面其实在德国工业4.0,他工作组的组长,就是SAP的前CEO,一直工作20年,从产品经理一直做到了CEO,退休之后加入到德国国家工程院做院士,工业4.0也是在他的组织下推出的,下周他会作为默克尔访华一个前站,到北京来和客户见面,SAP积极参与到了工业4.0当中一个发起。

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第二块来讲,SAP作为一个传统管理软件的厂家,我们积极把我们的软件进行转型,工业4.0时代对软件的需求和工业3.0有一个非常大的区别,我片子里面给大家做一个介绍。第三点,我们积极参与中德双方关于工业4.0上技术的交流合作,无论是在汉德为博览会上面,还是在中国政府去参观德国会议考察期间,SAP作为接待方和参与方积极配合。

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这张图(上图)是过去几十年以来,从SAP的角度我们整理一下整个软件行业,或者整个IT行业发展的脉络,这张图从上面来看是IT的视角,IT的视角从我们开始做应用系统,从SAP在1971年开始成立公司,开始做企业软件,慢慢地把这个软件不断地集成壮大,一直做到ERP的系统,像CRM这些软件,此外在工业现场领域里面,也随着技术标准的不断进步,也逐步开始向更加集成方向发展,所以今天谈到更多是ITOT的融合,应该讲这样一个传统的金字塔型的企业软件架构,在2000年左右已经基本上成行,过去十年里面围绕这样一个架构,像我们供应链价值链上下游进行扩展,包括向制造端、销售端和供应商扩展,随着工业4.0时代到来,工业3.0在4.0时代发生一个很大的转变,给SAP也提出一个挑战,同时也是我们很好的一个机遇。

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这张图(上图)从SAP的视角,我们所理解的未来在工业4.0时代,软件架构这样一个变化,左边这张图其实是今天我们看的典型的一个企业软件平台,以ERP为核心,下面有MS系统,一直到车间级POC。

这样基于控制力,集中的管控模式,未来工业4.0时代是更加强烈自主,自制,通过分布式控制集成,实现更复杂的制造管理的架构,未来这种架构情况下,我们整个企业SAP的平台要发生一个转变,金字塔的结构变成一个云端的结构,这样一个云端结构为什么会有这样一个变化。

第一,它很好反映了今天为了迎接工业4.0生产的一些特点,比如说柔性化的生产,比如说生产线上面柔性的动态去选择产品生产的路线和路径,这样一种动态的路径对于企业的软件来讲也必然有一种动态的方式来应对。第二更好迎接我们整个价值链端从我们虚拟世界怎样去更好地影射物理世界,随着企业的IT,管理范围不断扩大,不断要管理企业工厂内部信息流,也要管理供应商,同时要管理客户,管理到产品生命周期每个阶段,这样大的一个环节里面涉及到更多供应商、实体、合作伙伴,物体,大家构成了很大的网络。这样大的一个网络,对于软件公司来讲就是一个云。

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从传统金字塔阶段向云端扩展,大家可以想象这是一个非常大的改革,非常大的投资,从SAP的角度来讲,我们对于整个工业4.0,有一个很深刻的理解,应该讲工业4.0这两天谈了很多,有三个大的特点:水平集成、垂直集成、端到端的集成。所谓水平集成要真正能够涵盖研发到销售物流到制造使用的各个环节,某一两个环节谈不上集成,一定要做到端到端的集成,一定要对每个环节的业务流程,对于每个环节数据的特点要有深刻的认识和理解。

第二点,从垂直角度来看,SAP来讲我们是一家纯的软件公司,我们不会涉及到硬件,我们会在各类硬件物理的协议基础上面,通过虚构的设备管理器搭建云的平台。第三点,我们意识到今天很多客户依然还是在独立部署的(英文)平台上面使用自己的软件,这样的变迁是平滑稳步的过度,未来是支持大数据和混合云计算的平台,在这里我想强调三点。第一点是对于数据的支持,今天我们工业4.0里面有大量的数据,除了有ERP里面的传统数据,也有大量来自于工业现场的物联网数据,IT和OT融合,对于数据第一点要对于大数据的支持。第二点,我们从数据结构上面真正体现我们的集成,SAP试图在研发制造端怎么样解决这样一个产品数据集成,以及在销售使用端的数据集成,分别在原有产品数据结构上面进行了很大的升级。第二点,业务流程,应该讲我们面对很多大的数据,它也许给我们提供智能,我需要事后智能,我们需要时时指导我们的工作,我们把智能融合在业务流程当中,通过业务流程推动我们工作,业务流程的支持是非常重要的。第三点作为一个大的平台,SAP所搭建的平台,我们可以开发自己的软件,将原来SAP的系统不断迁移升级到支持物理云计算,可以开发针对于行业针对特定场景的技术,这就是我们工业4.0未来我们所希望的平台。

在过去的IT架构里面,应该像陈总讲到的,我们是以ERP为核心的上下游左右展开的架构,在过去我们形象的把ERP比成是企业的骨干系统,通过这样一个骨干系统把资源整合在一起,通过这样一个系统,财务,业务物流整合在一起,未来我们面向开放网络化的世界,在开放网络化世界里面很多用到公用云的服务。

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对于企业来讲,企业拥有什么样的系统,拥有什么样的IT能力,这里面SAP提出了一个未来,我们对于工业4.0时代,作为一个企业IT的核心来讲要有数字化的核心,结合企业核心的竞争力,结合企业数字化的特点,要打造一个可以支持大数据、物联网,可以支持核心关键业务流程数字结构的这样一个数字核心。很明显,传统的ERP无论从数据支持角度来看,还是从它的扩展性来看,存在一些欠缺。SAP基于这样一个数字化核心,我们推出一个可以支持大数据,混合云计算,可以支持把我们整个内核全部改写,面向工业4.0和未来物联网环境进行改写。以上是我给大家回顾和介绍SAP在工业4.0时代我们软件的一个策略。

接下来应大会邀请,我想给大家很快过一个案例,这是我目前为止看到一个工业4.0方面一个非常经典的案例,工业4.0带来一个变革,这个变革需要有代价和企业的投入,为什么花这么大一笔钱从3.0到4.0,这个企业他是有深深的切肤之痛,当企业的销售极具下滑,当客户群极具老化的时候,他怎么应用工业4.0这样一个方法技术流程来改造自己,他将自己原有的工厂彻底推掉,完全盖了一个新的工厂,这个案例从09年到2012年,应该讲这是一个非常新的案例,接下来时间我给大家很快做一个介绍。

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哈雷摩托大家都很熟悉,这是美国精神的一种代表,应该讲哈雷摩托在80年代90年代有很高速的成长,每年有15%的年平均复合增长率,应该讲那个年代通过工业3.0时代大规模生产,取得了很大的成功。

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但是进入到2000年代,尤其是到了经济危机的时代,发生了三个大的转变。第一个大的转变在金融危机下,客户开始不再那么愿意去投入买奢侈产品。第二点,他的客户群发生了变化,作为哈雷摩托传统的客户是当时二战结束之后的一代婴儿潮,这批客户进入到2000年之后,慢慢已经到了40几岁之后的年龄,从体力上来讲慢慢不再适应哈雷摩托这种比较大型的重型摩托车的驾驶。

所以他在2008年做了一个统计,他们客户群以每年0.5岁的速度在增长,也就是说到了08年他的平均目标客户群已经到了43岁。大家知道43岁,一个成年男性对于驾驶摩托车来讲,购买摩托车一定有非常慎重的考虑,所以每年大目标客户群每年以几百万速度在下降。第三点,面临很多新的挑战,来自于日本的一些新型的摩托车,非常地个性化,非常地张扬,非常有特点。

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对于哈雷来讲怎么去应对这样一个挑战,所以这张图(上图)反映在了销量上面,从08年09年开始,一直到09年销量有了明显的下滑,整个企业感觉到了压力和冲击,他们迅速提出了业务转型战略,包括聚焦哈雷品牌的战略,把一些附属品牌,欧洲业务进行了出售。

第二改变他产品的开发,前面我们很多同仁同事都谈到了,作为哈雷来讲,他要应对客户个性化需求,怎么样从模块化开发,模块化定义,从销售过程,制造过程去体现这一点,这一点哈雷不但做到了这样的业务,同时也做到了一个很好的反映。

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第三,重构整个制造业务,原有的制造业务是很庞大的工厂群的业务,通过他这样的改变,这张图(上图)可以看到,左边好像还有水泥的痕迹,但是其实左边已经是他老的厂全部拆掉,右边是他新的厂房,所以他整个的厂房从14万平方米,削减到6万平方米,缩减了一半还要多。

像以前哈雷摩托螺栓都要自己制作,现在都抛弃了,原来他是典型大规模生产的模式,有很多条生产线,每个生产线生产一种品种的摩托车,他的摩托是在提前半年时间开始囤货,每天下半年开始大量的生产,迎接第二年,他面临着生产多少,送到哪个经销商那里,他可以做到整个混线的流行化生产,他整个生产体系进行了大幅度的削减和优化,对于他的用工体系来讲,传统美国有非常复杂的工会主导下的用工体系,非常反锁的这种复杂的合同的流程,在通过跟工人谈判,把流程削减,通过这样的变革哈雷取得了很好的效果,最后我会讲哈雷取得的经济上的一些数字。

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这里我想给大家分享几点,对于这样一场大的变革,从我们工业3.0时代到工业4.0时代,从大规模生产到大规模定制,这里面其实有很多难点,不是简单的通过工厂自动化能够做到,这里我想强调几点。

第一点是产品配置数据管理,这里要真正要能够看到数据从研发到销售,到生产,数据结构是什么样子的变化?只有我们能够精确地描绘这样一个事物,我们才能够在研发过程当中,才能够在销售过程当中,在生产过程当中真正地去运行基于数字化生产的工业4.0。

第二点,是产品配置的科学需求的预测,如果我们一旦把车型变成一种配置化管理,预测变显得非常重要,根据产品配置进行预测,工业4.0虽然是动态化的柔性化生产,我们可以把它当成纯粹的市场经济,但是市场经济情况下,我们也要防止市场经济当中一些失灵,同样也要做计划,做计划的前提要有预测,怎么样通过产品预测进行产品长远性预测。

第三点,要实现流的生产配送交付这样一个支持全程透明的一个流的生产。

第四,生产现场动态物流的执行,哈雷根据生产的要求自动驱动他到某一个特定的工位。

最后一点,要去和他的设备进行互联,进行大数据分析,帮助他减少车间设备的能耗,降低他各方面的浪费,去降低成本,这几个方面来讲,后面是有一套完整的体系。

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SAP在这里面做的工作是涵盖了他从他的研发、销售、制造,以及他最后使用的整个流程,客户可以去直接下单购买,也可以去供应商购买,我们也可以通过这种基于配置预测,下预测订单,当然会去消耗他前期其他的订单,然后通过我们变量配置的工具去配送,将销售描述,计划描述叫做一个集成的产品的工艺工程。

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SAP有自己的POM系统,我们有自己的MS系统,我们有对这几套系统最深刻的洞察力,我们可以把它们整合在一起,根据SAP一个生产现场,叫做APU高级的计划优化器,对远期生产计划可以进行排序,哈雷涵盖他52周的生产计划,以及他到当天每天的生产精确到分秒级的订单,以及到底层通过叫做制造的智能与集成的MII,这是跨越不同的系统,我们让你能够对整个工厂群制造上面获得一个洞察,包括ME和工厂的连接器和设备进行集成。

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接下来我挑几点很快的给大家做一个汇报。这里是在之前,传统的基于大规模生产下的一种,对于每一种产品,只要有任何不同,有很多方式,面对3600的定制来讲,他形成2500种变量,能够实现了真正基于规则化的描述,客户可以在配置上面自己定义描述自己的产品。

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摩托车是借于一般的消费品和真正复杂的轿车或者工程车辆之间的一种产品,配置方法,复杂程度,相对比较高,复杂性是比较大的。

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这里哈雷成功完成这样转型,在这里我们可以把面向销售的这样一种变量配置的描述,和把我们产品变量结构,工厂布局把这种IPPE驱动我们的计划,以及向MS进行转移,形成产品数据流无缝的集成,通过这样的集成既可以在前端让客户描述产品,我们也可以对客户所有的配置进行预测,同时也可以驱动生产。

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这张图是我们可以通过在系统当中定义预测量,我们的订货量,对产品的配置在事先进行一种预测,即便是柔性化生产,我们还是要考虑到实际物理的物流的时间,这张图是SAP实现了从ERP到供应链管理系统,到ME和MI,实现了真正的所谓的垂直集成,从客户到最后交付这样一个垂直集成的数据流,在这里对于SAP来讲,我们也通过ERP的方案,通过ERP做配送,很多是在MS里做,因为我们了解集成,可以在ERP里面做。

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最后看一下哈雷摩托通过三年的改造取得的效果,整个对于产品要货时间,从21天缩短到了6个小时,成本降低,净利润提高,以及对于普通分红都有一个很明显的数字,所以这是我们通过哈雷案例给大家看到的一个成果。最后给大家看一段哈雷摩托自己的宣传片,大家可以感受一下,通过这样一场变革,哈雷工厂的工人是多么地自豪,他通过一场转型重新拾得了对美国工业的信心。

最后我想说一句工业4.0不是教科书的一个名词,它是实实在在发生在我们身边,通过工业4.0去改变企业的命运,去改变我们工人命运一个实实在在的工具,谢谢大家的时间。

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