面向工业4.0的供应链运营变革——赴德学习考察总结报告

汇鸿集团 林凡

一、前言

2015年11月,我随汇鸿集团中青年干部培训班赴德进行了为期12天的学习培训及参观访问,根据学习培训计划,我们分别在柏林和图宾根参加了SRH和巴符州出口学院的企业策略、人力资源管理与服务、跨文化管理以及IMLead(整合管理与领导力)课程培训,并参观了NETTO物流中心、大众透明工厂、BMW博物馆、奔驰辛德芬根工厂、通快(TRUMPF)公司等德国企业。通过参观学习,对德国经理人管理理念及制造业发展有了理性和感性的认识,并且结合自身工作实际,深入思考了工业4.0对供应链运营的影响及再造,希望能够为汇鸿集团的战略转型与发展提供借鉴。

二、德国工业4.0的概念与趋势

工业4.0是德国学术界、产业界面对新一轮产业技术革命而提出的智能化制造战略,并取得德国政府和议会的资助,成为推动德国工业振兴的国家战略。这一战略的提出,是在全球经济从危机中复苏,新兴市场国家产能过剩,发达国家“再工业化”的背景下,诸如美国的工业互联网、先进制造伙伴计划(AMP2.0),德国的工业4.0,法国的“新工业法国”计划以及中国的“中国制造2025”战略,虽然各自的技术基础和路径有所差异,但都指向未来的智能制造先进技术与模式,关系到各工业大国的长期竞争力。

与工业1.0的机器生产,工业2.0的电气化大规模生产,工业3.0的信息化和自动化相对应,工业4.0的驱动力量是互联网信息技术与制造业的全面融合。工业4.0的概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式,因此,对工业4.0应当理解为一个新的工业组织模式及其模式演化的过程,模式的核心是“一个网络”,即信息物理融合系统(CPS,Cyber-Physical Systems),过程的基本逻辑则是三项集成(纵向集成、横向集成和端对端集成)。

图1:工业4.0的框架体系


在工业3.0(当前德国产业形态)甚至工业2.0(当前中国产业形态)向工业4.0转变的进程中,诸多产业的商业模式将会重塑,产业生态系统必然发生深刻的变革,并表现出以下的趋势:

1.用户个性化需求驱动的系统柔性

在大规模工业化产品的阶段,标准化大批量的生产推动了工业自动化的发展,并带来制造成本的降低和效率的提升,但是单一的标准化产品往往难以满足用户个性化需求,成本、功能和交付期成为制造业的战略决策要素。德国在工业3.0阶段通过产品模块化和订单化生产,实现了一定程度的用户个性化定制,例如大众汽车德累斯顿透明工厂可以为客户提供车身颜色、内饰、动力系统等车型参数的选择,并实现个性化的交付体验,其实质是工业3.0条件下的大规模定制生产(Mass Customization)。

工业4.0则意味着产品设计、制造和生产装备的全面智能化,系统生命周期将会更富有柔性,可以在原型设计阶段就引入用户参与,在产品的功能参数层面,而不仅仅是部件层面实现用户定制。例如3D打印(增材制造)对传统铸造、冲压、切削加工工艺的替代,一定程度上避免了大规模的专用装备投入,提高了生产过程的柔性,以支持企业对用户个性化需求的响应。与传统的设计图纸+专用装备的生产模式相比,在工业4.0时代,智能化设计的产品模型不仅全面数字化,而且可以与制造装备进行数据交互,由用户需求驱动智能设计产品,由产品驱动通用性制造装备,从而构成一个更富有柔性的制造系统。

2.从成本导向转变为价值导向

关于价值链的“微笑曲线”理论认为,在产品研发、制造加工、市场营销三个环节中,研发与营销环节的附加值较高,而制造加工环节则由于成本压力,附加值趋于降低,因此企业应当将价值重心向两端延伸,而将制造加工环节外包给大规模低成本的代工企业。在对德国TRUMPF等工业企业的考察中,我们发现德国企业更加重视产品的质量、可靠性、及时交付和持续创新,很多家族企业专注于制造工艺技术的改进提升,致力于在细分领域创造出超越用户期望的产品(“隐形冠军”),制造加工环节的附加价值非但没有被挤压,反而成为“德国制造”的竞争优势所在。作为德国工业4.0核心“一个网络”的信息物理融合系统(CPS),就是充分利用德国在工业嵌入式系统方面的技术优势,软硬件融合,确立数据化和制造技术的高标准,提升“微笑曲线”中间环节的附加值。可见,在工业4.0的新趋势之下,企业不再是一个资产的组合,而成为一个产品解决方案的集成者。作为传统制造业大国,中国需要重新认识“微笑曲线”,在制造加工环节以价值导向、能力导向取代成本导向,摆脱低成本竞争的循环,满足并超越客户期望,才有可能赢得“再工业化”进程的主导权。

3.互联、集成与生态

物联网、传感器、数控加工、机器人等技术实际上是先于工业4.0的概念出现的,并且已经成为工业3.0时代的重要技术手段,而工业4.0并不是一项新的或者说单一的技术,而是跨技术领域的集成。工业4.0将要实现加工对象与加工设备的互联(数据交换)、智能制造技术在多个层面(车间-工厂-供应链)的系统集成,乃至于网络化社会化生产的商业生态环境。

我们在奔驰汽车辛德芬根工厂考察了车身制造“信息盒子”的应用。通过传感器实现了车身焊装过程中机器人与加工工件的数据交换,控制机器人操作工艺的自动切换,由加工对象携带的信息驱动,而非中央控制系统指令驱动制造工艺过程,这是“分布式计算”的一个实例,也是单体“智能工厂”的雏形。

而在横向集成方面,德国企业是通过长期的协作关系形成产业集群,推动横向集成即供应链协同的发展,在德累斯顿和慕尼黑等重要工业城市,围绕大众、宝马等大型企业,有着较为成熟和稳定的供应链体系,而SAP等工业软件商正在致力于建立供应链级别的软件平台,实现工业4.0横向集成(价值网络)所要求的产品平台化、数据标准化。

端对端集成(横跨价值链)是工业4.0的高级阶段,即个性化制造的生态系统。不仅要把供应链企业,而且将用户、大数据、装备、材料供应商和分销渠道都集成到动态的价值网络中,完成一个全程智能化的产品设计、交付、使用和反馈过程。这个阶段需要大数据分析、智能CAD、智能物流、智能工厂等技术的支持,设计/制造流程外包和供应链集成服务将成为具有普遍性的生产组织方式。

三、工业4.0与供应链集成服务

基于互联网的商业模式具有“去中间化”、“去中心化”的特性,传统贸易商生存空间正在受到挤压;与此同时,供应链运营模式随着信息技术的发展趋于网络化平台化,为贸易商转型融入供应链体系提供了战略机遇。汇鸿集团提出“从传统贸易商向供应链集成服务商转型”的战略目标,这一目标在贸易类企业的转型发展过程中具有一定的共性,但贸易型企业如何在新一轮产业技术革命和全球再工业化进程中寻求转型机遇和路径,如何把握工业4.0趋势下的供应链运营模式,应对智能化时代的商业模式再造,仍然是一个重要但并不明朗课题。

在传统的产品生产流通模式下,产品研发、原材料和零部件供应、生产、流通销售是相对隔离的环节,各环节之间是交付-交易的单向链式关系;而在工业4.0时代,用户定制化生产、流程外包、快速响应、大规模数据集成和价值网络成为供应链的主要特征,供应链一体化趋势得到进一步加强,供应链联盟的关系趋于紧密,商流、物流、信息流、资金流复杂交汇,涌现出供应商库存管理(VMI)、供应链金融、B2B/B2C/C2B、服务型制造等新的商业模式。工业4.0不是单个企业的自动化,也不是大型制造企业的纵向一体化再扩张,4.0的制造业具有服务型制造的产业形态,即以个性化定制、流程外包、动态价值网络为特征的协作系统。工业4.0时代的供应链无疑应该是一个智能化的网链结构,商流、物流、信息流、资金流仍然是供应链管理的对象,而敏捷、柔性则是面向工业4.0的供应链运营变革方向。

1.敏捷供应链:原型迭代设计与智能物流

工业自动化提升了大规模流水线生产过程的效率,但从整个产品生命周期来看,通过实施工业4.0智能系统,在产品设计和物流环节可以对供应链的敏捷程度有更大的提升空间。一是将用户的需求定义和使用反馈纳入产品的设计阶段,采用迭代设计的思想,基于CAD/PLM等软件快速对产品原型进行优化改进,从而使供应链具备快速交付用户个性化需求的产品的能力;二是在物流环节适应流程外包和JIT的生产组织方式,建设网络化的智能物流系统,将工厂内部物流的准时高效率扩展到整个供应链。

在工业4.0敏捷供应链的演进中,由贸易商转型的供应链集成服务商能够利用自身熟悉客户、熟悉产品的禀赋优势,搭建深度供应链数据平台,选择产品定制化设计中心(ODM)和第三方物流服务(3PL)作为转型融入供应链运营的关键价值环节,为供应链创造增加值。

图2:敏捷供应链-设计/物流集成服务商业模式


2.柔性供应链:分布式生产与数据交换

当前供应链的组织者或核心企业,往往是大型的总装制造企业或品牌商,这是由于终端产品及其销售是整个供应链价值实现的关键环节,资产或收入的附加值集中于该环节,此处的产业集中度也往往最高。但是,以苹果、小米等智能硬件厂商为代表,与专用性装备投资相关联的“资产型”供应链,正在向信息物理融合系统(CPS)为核心的“智能型”供应链转变,CPS将会驱动价值网络,展开分布式的生产和大规模数据交换,并催生新的供应链组织形式:产品平台和制造能力的动态组合。

可以预测,在4.0时代产品商不再需要拥有制造能力而只需配置和管理供应链,通过供应链平台组织分布式生产和数据交换;在制造端,3D打印、机器人、激光/数控加工中心等更具有产品柔性的装备将逐步取代专用模具、专用装配流水线等,纵向一体化的大型制造企业会衰退,甚至装备制造业将直接向生产流程外包商转变。

在新的供应链组织形式下,贸易商由于缺乏专业技术资源禀赋,将难以向高端制造能力的外包服务商转型,亦难以成为平台级产品开发商。但贸易商可依托对商流、资金流的管理,与数据服务商合作,介入设备融资租赁、资产证券化等业务,对以中小企业为主的专业化制造商提供供应链金融增值服务,更有效的配置供应链资产。

图3:柔性供应链-金融服务商业模式

四、结论

工业4.0意味着互联网信息技术与制造业的全面融合,“智能工厂”将在物联网技术的基础上实现产品与设备、设备与设备之间的大规模交互,并拓展到整个供应链,从而使供应链具备某种自适应、自组织的分布式智能。未来的智能供应链将如何重新定义产品的设计、制造、交付和服务,如何重构价值网络,目前还很难清晰地描绘。但毫无疑问,供应链运营商在未来智能供应链生态系统中的价值需要基于新的产业形态,基于自身的供应链集成与商业模式再造。

现阶段随着互联网电子商务对于传统行业的冲击,B2C电商营销渠道的全面渗透,服务型制造网络的扩展,贸易商必须更加深度地融入供应链运营,加速信息化和互联网转型,依托或搭建供应链大数据管理的信息平台,不仅仅是在交易的环节,还要在产品迭代、物流、金融、生产组织和用户体验等多个环节切入供应链运营,才能在工业4.0发展趋势下,以供应链集成服务的模式创造商业价值。

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