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麥肯錫:AI賦能工業(yè)4.0——制造業(yè)變革更廣、更快、更優(yōu)

http://m.casecurityhq.com 2024-08-14 09:27 來源:麥肯錫

對制造商而言,世界已變。隨時應對不確定性已是行業(yè)常態(tài)。企業(yè)高管預測,未來5年【1】,地緣政治、氣候變化、技術突破、供應鏈安全等因素帶來的負面影響將增加15%~25%。

隨著第四次工業(yè)革命(4IR)的步伐不斷加快,企業(yè)的績效實現了飛躍,與此同時,勞動力包容性和可持續(xù)性也在不斷提升。經過5年的發(fā)展,全球燈塔網絡【2】已為全球制造商累積了豐富的范例。每年,新加入的燈塔工廠均會對未來3~5年的價值鏈運營進行深度展望,為行業(yè)的持續(xù)發(fā)展貢獻智慧與力量。

新晉的一批燈塔成員證實了4IR拐點的到來,其中有兩大特征頗為顯著:一是機器智能已達到前所未有的成熟水平。與過去試圖模擬人類智能不同,現在的機器被賦予了專業(yè)智能,能夠在信息物理系統(tǒng)中勝任復雜的生產任務;二是在產業(yè)應用層面,領軍企業(yè)正重新定義“試點”的范圍。為了推動規(guī)?;瘧?,這些企業(yè)不再局限于單個用例,而是將視野拓展到整個生產網絡,通過全面布局推動轉型升級。

圍繞該話題,我們擬發(fā)布系列文章(共三篇),將立足于全球制造業(yè)的發(fā)展實際,深入探討領軍制造商對AI的戰(zhàn)略部署,以及企業(yè)在實現AI快速、大規(guī)模部署過程中需要構建的核心能力。作為系列文章的開篇,本文將重點詮釋為何AI的成熟標志著4IR拐點的到來,解碼領先制造商如何利用AI重塑競爭優(yōu)勢,并列舉制造商在行業(yè)競爭日益激烈的當下,需要考慮的三種戰(zhàn)略對策——創(chuàng)新、加速以及追趕。后續(xù)兩篇文章將分別聚焦AI對制造業(yè)的規(guī)?;绊?,以及推動AI應用所需的基本能力。

新技術采用的S曲線

通過對歷史上多次工業(yè)革命的回顧與分析,我們不難發(fā)現,它們的發(fā)展軌跡均呈現出一種S型的曲線特征。一階段是“學習曲線”,往往歷時較長,且早期先行者會在摸索如何使事物運轉的過程中不斷試錯;二階段是“應用曲線”,此時的技術基石已十分穩(wěn)固,企業(yè)開始在生產網絡中部署相關技術;三階段是“優(yōu)化曲線”,各行業(yè)圍繞技術采用的最佳實踐進行調整。在此階段,新的標準與程序逐漸稱為常規(guī)操作,且成本開始趨于穩(wěn)定(見圖1)。如果回看智能手機的發(fā)展歷程,我們也能清晰看到這種三階段的S曲線。

截至目前,全球燈塔網絡有153家成員。這些制造業(yè)的領軍者在4IR技術的采用上,要平均領先于其他制造商3~5年。如今,用例試點已不再是他們的關注焦點。對擁有多個燈塔工廠的企業(yè)而言,其生產網絡都可作為大規(guī)模網絡部署的試點。現在,領先企業(yè)可同時在10或50家工廠中捕捉4IR技術的價值,而其他企業(yè)仍在努力尋找單個工廠的價值。

隨著燈塔企業(yè)不斷加速發(fā)展,在成熟度上,領先與落后企業(yè)間的差距也在不斷拉大。而近幾年愈發(fā)復雜多變的商業(yè)環(huán)境, 也讓這一差距愈發(fā)突出。新冠疫情期間,85%的燈塔企業(yè)營收降幅低于10%;而僅有14%的其他制造商實現了這一點。燈塔企業(yè)的反應速度顯然更快:面對供應鏈風險,在2022年,65%的燈塔企業(yè)已經開始實現多貨源采購并增加安全庫存,而只有24%的其他企業(yè)推行了這項舉措。

AI正在定義第四次工業(yè)革命

AI位于4IR技術金字塔的頂端,也是重要的“指揮家”。在AI的引領下,4IR技術演奏著一曲“蕩氣回腸的交響樂”(見圖2)。

以生產現場的快速換線為例(見圖3),企業(yè)不僅需要柔性機器設備來處理不同的產品,自動導引小車(AGV)來運送物料和零部件,3D打印來定制生產線夾具,還需要可穿戴技術賦能管理與技術人員,幫助他們了解實時數據。如何協(xié)調這些復雜元素之間的相互作用?答案是:AI。

然而,AI的部署離不開數據的加持。企業(yè)可從系統(tǒng)軟件、設備傳感器、互聯基礎設施,以及員工等多個來源,生成和收集海量數據。數據是燈塔企業(yè)領跑行業(yè)的重要原因之一。他們領先一步,更早地投資建立了數據基礎設施,雖然在早期承擔了一定的風險,但在后期成功釋放了AI的潛力。

走出規(guī)?;牡凸?/strong>

從燈塔企業(yè)身上我們不難看出,AI擁有的新用例不計其數,有望帶來難以想象的績效提升。

用例啟迪能力,能力引領規(guī)模。2018年,前沿用例的具體表現還是高級分析和自動駕駛汽車的本地化應用、高度透明的數據連接和可視化儀表板,以及類似的數字精益解決方案。與現在相比,當時部署用例所需的時間更長。多數早期部署相關用例的燈塔企業(yè)稱,前5個用例的部署平均花費了10~20個月;而現在,75%的燈塔企業(yè)表示,他們在6個月內便可完成5個用例的部署。不僅如此,30%的燈塔稱,他們甚至可在三個月內完成。

燈塔企業(yè)在用例部署早期,需要對其數據采集和數據傳輸層進行“推倒重建”:設計技術堆棧,增加或升級傳統(tǒng)基礎設施,訓練員工使用先進工具,以及調整組織架構,快速部署數字解決方案并獲得反饋。打牢“地基”后,企業(yè)便能快速部署新用例。例如,某燈塔企業(yè)表示,生成式AI技術顧問只需短短幾日或幾周便可部署,而非以月或年為單位。

挑戰(zhàn)接踵而至,燈塔企業(yè)從“試點陷阱”走向“規(guī)模化低谷”。許多燈塔企業(yè)已完成一階段的“學習曲線”,在工廠層面初步建立了變革所需的各項能力。但規(guī)?;M程的停滯不前也帶來了試點陷阱后的第二個重大挑戰(zhàn)——規(guī)?;凸取<夹g從單一工廠向整個生產網絡的擴展絕非易事,這涉及到宏觀層面的數據、技術、人才和組織調整。此外,二者面臨的解決方案也不盡相同。以上文提到的生成式AI技術顧問為例,若想讓其在20多家工廠發(fā)揮作用,這些工廠必須做好充分的前期準備。

走出規(guī)模化低谷,重新定義成功。成功擺脫規(guī)?;凸鹊钠髽I(yè)能為行業(yè)樹立新標準。例如,豐田公司對大規(guī)模生產的進一步改良,使得精益生產和六西格瑪成為全球企業(yè)的標配,進而催生了新標準、協(xié)議、認證和監(jiān)管措施的出現。至此,創(chuàng)新成為了社會制度的一部分;豐田為“新常態(tài)”設立了行業(yè)基準,是“優(yōu)化曲線”的有力案例。在科技和銀行等制造業(yè)外之外的行業(yè),由于AI的應用已相當成熟,因此關注焦點主要是標準的建立和監(jiān)管合規(guī)性。

縱觀第一次工業(yè)革命中的蒸汽機技術,以及科技和銀行業(yè)中的AI部署,我們預計4IR的突破性技術將在10年內迅速普及。燈塔企業(yè)正立于革命潮頭,在新的候選燈塔工廠中,基于AI的用例占比高達60%,而這一數字在2019年僅為11%。

燈塔領航:內部提升良性循環(huán),外部差距不斷拉大

生成式AI與其他前沿技術在制造業(yè)的廣泛應用無法一蹴而就,但燈塔企業(yè)已成功在工廠層面實現了應用。所有新晉燈塔成員都至少有一個正在進行中的AI試點項目,部分新成員甚至已在短短幾天或幾周內(而非幾個月或幾年)實施、測試和迭代了AI用例,并獲得了正面反饋。他們的成功離不開改革的關鍵助推因素:堅實的數據和技術基礎設施,強大的人才基礎,以及敏捷的運營模式。

除上述推動因素外,他們還建立了清晰的業(yè)務戰(zhàn)略和有效的變革管理。尤為值得一提的是,燈塔企業(yè)的技術投資并非“面子工程”,而是“快、狠、準”地確保每個用例都能帶來明確的業(yè)務價值。所謂“穩(wěn)中求進”,他們采取了耐心、謹慎的方法,從而取得了突飛猛進的發(fā)展——用例實施周期通常在10~20個月之間,投資回報期約為兩年半。有了耐心的耕耘和扎實的付出,收效也十分顯著:燈塔企業(yè)的4IR用例在三年內取得2~3倍回報,在5年內取得4~5倍回報。

燈塔企業(yè)在規(guī)?;凸戎胁粩嗝鞯耐瑫r,也在逐步提升快速部署用例的能力。最近三批燈塔新成員的用例實施速度要比前三批快26%,75%的燈塔企業(yè)稱,他們僅需6個月不到的時間,便能部署新的前沿用例,而30%的燈塔企業(yè)稱,他們甚至可以在3個月之內完成。技術應用是個良性循環(huán)過程:進步越大,速度越快。企業(yè)能夠在此過程中更加敏捷,并獲得應對顛覆的能力,但也進一步加大了與其他制造商的差距【3】。

其他制造商:創(chuàng)新、加速,還是追趕?

對制造商而言,拐點意味著什么?隨著燈塔企業(yè)等領軍制造商逐漸擺脫規(guī)?;凸龋?IR技術的影響力擴展到整個生產網絡,其他企業(yè)也需反思今后的走向。

答案不止一個:首先,企業(yè)可在生產網絡層面實現數字化創(chuàng)新。與許多燈塔企業(yè)一樣,作為行業(yè)探路者,他們敢于冒險,并有能力證明自己選擇了正確的方向;其次,企業(yè)可以選擇成為行業(yè)加速器。這些企業(yè)專注于實現規(guī)?;绊懀蛇M而重塑整個行業(yè)格局;最后,奮起直追者也面臨著巨大的機遇。這些企業(yè)可熟記前人譜寫的“游戲規(guī)則”,在捕獲價值的同時,巧妙避開學習曲線上的各個低谷(見圖4)。

我們認為,上述三種對策都是明智的戰(zhàn)略對策。4IR拐點的到來為企業(yè)帶來了重大機遇與重要選擇。但在時代的拐點,不進則退,“無為”或將意味著失敗,企業(yè)需根據自身情況和業(yè)務發(fā)展需要,因地制宜,選擇最合適的發(fā)展路線。

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