德國工程院acatech推動亞琛RWTH工業(yè)大學(xué)、德國人工智能研究中心DFKI和弗朗恩霍夫研究院等幾家機(jī)構(gòu)，推出了《工業(yè)4.0成熟度指數(shù)報告》。本文節(jié)選編譯內(nèi)容為中篇。

　　1、工業(yè)4.0評測模型

　　《工業(yè)4.0成熟度指數(shù)》（以下簡稱工業(yè)4.0指數(shù)）的基本模型，源自與一線實(shí)踐的結(jié)合。為了確保該模型能夠完全代表制造型企業(yè)，《工業(yè)4.0指數(shù)》是以“生產(chǎn)和管理框架”為基礎(chǔ)。該框架將企業(yè)的內(nèi)在方面分為三大板塊：企業(yè)結(jié)構(gòu)是指對企業(yè)的商品生產(chǎn)和服務(wù)必不可少的方面；企業(yè)流程是指企業(yè)各個環(huán)節(jié)的過程鏈；而企業(yè)發(fā)展是指企業(yè)的戰(zhàn)略和運(yùn)作發(fā)展。

　　圖1：生產(chǎn)管理框架

　　《工業(yè)4.0指數(shù)》將企業(yè)結(jié)構(gòu)分解為資源、信息系統(tǒng)、文化和組織結(jié)構(gòu)四個結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。每一結(jié)構(gòu)領(lǐng)域都包含兩個指導(dǎo)原則和必要能力。這些能力用于實(shí)現(xiàn)各個發(fā)展等級，并為制造型企業(yè)向敏捷型組織的轉(zhuǎn)型提供基礎(chǔ)。

　　圖2：企業(yè)結(jié)構(gòu)四大件

　　企業(yè)流程則是《工業(yè)4.0指數(shù)》所考察的五個功能領(lǐng)域，包括了研發(fā)、生產(chǎn)、物流、服務(wù)和銷售五個功能領(lǐng)域，每一個功能領(lǐng)域的愿景都描繪了學(xué)習(xí)型敏捷企業(yè)的特征。

　　圖3：企業(yè)結(jié)構(gòu)與企業(yè)流程的展開圖

　　在上述模型的基礎(chǔ)上，最后描述了《工業(yè)4.0指數(shù)》的應(yīng)用。在使用過程中，結(jié)構(gòu)領(lǐng)域、功能領(lǐng)域和成熟度等級被結(jié)合起來，以確定制造型企業(yè)的總體成熟度和各個功能領(lǐng)域的成熟度。

　　一旦企業(yè)建立了當(dāng)前的成熟度等級，就可以制定數(shù)字化路線圖，其中包含功能領(lǐng)域和結(jié)構(gòu)領(lǐng)域所需的具有特定順序的具體措施。

　　2、企業(yè)結(jié)構(gòu)的四大件的成熟度評估

　　企業(yè)結(jié)構(gòu)，主要有四個組成部分。

　　圖4：企業(yè)結(jié)構(gòu)的四分象限與生產(chǎn)管理框架的對應(yīng)關(guān)系

　　1）資源結(jié)構(gòu)的成熟度等級

　　《工業(yè)4.0指數(shù)》中，“資源”指有形的物質(zhì)資源，包括企業(yè)的勞動力（人力資源）、機(jī)械設(shè)備、工具、材料以及成品。企業(yè)勞動力必須具備一定的職業(yè)能力，從而充分利用獲取的信息。相互補(bǔ)充且正確配置的技術(shù)資源有助于緩解數(shù)據(jù)和行動的延遲。企業(yè)除了完成他們的特殊功能外，還需要盡力保證資源與物理和數(shù)字世界之間的連接，由此建立數(shù)字世界（數(shù)字孿生）的信息視角，推進(jìn)增強(qiáng)企業(yè)敏捷性所需的學(xué)習(xí)過程。兩個原則遵循以下兩點(diǎn)。

　　第一，資源必須具備以信息化方式作用的必要能力。

　　第二，只有將不同的信息碎片拼湊完整才能展現(xiàn)清晰的總體局勢。為了確保信息的質(zhì)量，應(yīng)該盡可能的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和結(jié)構(gòu)化，這就要求適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)連接以及通信目的的統(tǒng)一。

　　圖5：“資源”結(jié)構(gòu)區(qū)的能力

　　2）信息系統(tǒng)的成熟度等級

　　信息系統(tǒng)是社會技術(shù)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，人們基于經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則，通過信息和通信技術(shù)提供信息。這些系統(tǒng)制備、處理、存儲和傳輸信息和數(shù)據(jù)。企業(yè)信息系統(tǒng)的配置是確保有效數(shù)據(jù)和信息能夠被用于決策的關(guān)鍵。企業(yè)數(shù)字化的進(jìn)展意味著借助數(shù)字影子，制造型企業(yè)越來越容易實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的實(shí)時決策。但是，出于以下兩個原因，仍然有許多企業(yè)未能實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)和信息對決策者的支持。

　　首先，采集的數(shù)據(jù)沒有被處理成信息，因?yàn)闆]有適當(dāng)?shù)男问絺鬏?，所以員工不能在工作中使用這些數(shù)據(jù)。

　　其次，相同、集中化的數(shù)據(jù)使用并未貫穿企業(yè)的不同環(huán)節(jié)。

　　圖6：“信息系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)區(qū)的能力

　　3）組織結(jié)構(gòu)與評測等級分析

　　企業(yè)通過上述技術(shù)實(shí)現(xiàn)向?qū)W習(xí)型敏捷企業(yè)轉(zhuǎn)型的同時，還需要實(shí)施適當(dāng)?shù)慕M織結(jié)構(gòu)。在我們的模型中，組織結(jié)構(gòu)指的是企業(yè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)和作業(yè)流程）及其在價值網(wǎng)絡(luò)中的地位。與“文化”結(jié)構(gòu)領(lǐng)域（參加下文）相比，“組織結(jié)構(gòu)”建立的是組織企業(yè)內(nèi)外協(xié)作的強(qiáng)制性規(guī)則，而“文化”涵蓋的是企業(yè)內(nèi)部的價值體系，因此說明的是協(xié)作的軟性因素。但是，這兩個結(jié)構(gòu)領(lǐng)域相互依賴且必須保持一致。

　　有機(jī)的內(nèi)部組織和價值網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的動態(tài)協(xié)作這兩個原則貫穿結(jié)構(gòu)領(lǐng)域“組織結(jié)構(gòu)”，因此，“組織結(jié)構(gòu)”是對組織從內(nèi)部和外部兩個角度的描述。

　　圖7：“組織結(jié)構(gòu)”結(jié)構(gòu)區(qū)的能力

　　一個是有機(jī)組織。這是機(jī)械組織的對立面。在有機(jī)組織中，員工的限制較少，承擔(dān)的個人責(zé)任更大。因此，這種組織形式特別適合于具備動態(tài)環(huán)境中的高技術(shù)勞動力的組織。

　　第二個是價值網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的動態(tài)協(xié)作。這是指不同企業(yè)之間的自動化無縫信息交互可以實(shí)現(xiàn)更加動態(tài)的企業(yè)合作并提供日益增強(qiáng)的市場透明度，同時還有利于減少實(shí)現(xiàn)更高靈活性的部分阻礙，例如，詢問、訂購和訂單處理等手動流程。憑借如今的IoT技術(shù)，操作可視化可以擴(kuò)展至包括供應(yīng)商的生產(chǎn)狀態(tài)和質(zhì)量性能，從而實(shí)現(xiàn)更為高效的信息、產(chǎn)品和服務(wù)交流。

　　顯然，企業(yè)首先通過當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部更加高效的全面合作，更加接近實(shí)現(xiàn)靈活、開放市場的目標(biāo)。同時，橫向訂單數(shù)據(jù)整合和一般數(shù)據(jù)交換平臺（如聯(lián)合開發(fā)項(xiàng)目）可以作為合作的催化劑。

　　4）文化與評測等級分析

　　企業(yè)的敏捷性高度依賴于員工行為。20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)間有關(guān)精益管理的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，成功實(shí)現(xiàn)整個企業(yè)的精益管理的關(guān)鍵是改變企業(yè)文化，也就是改變員工心態(tài)。這一點(diǎn)同樣適用于工業(yè)4.0中學(xué)習(xí)型敏捷企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。如果企業(yè)只是簡單的引進(jìn)數(shù)字技術(shù)，而未進(jìn)行企業(yè)文化的相應(yīng)改變，則無法實(shí)現(xiàn)期望的敏捷性目標(biāo)。因此，企業(yè)必須首先確定企業(yè)未來的行事方式及其員工所需的技能，只有這樣，企業(yè)才能夠識別和引進(jìn)支持企業(yè)預(yù)期工作方式所需的技術(shù)。數(shù)字輔助系統(tǒng)就是一個恰當(dāng)?shù)睦?。就其本身而言，此類系統(tǒng)的引進(jìn)并不能實(shí)現(xiàn)企業(yè)增值。在數(shù)字輔助系統(tǒng)開始增加價值之前，企業(yè)必須具備一種文化，即員工信任系統(tǒng)，并且準(zhǔn)備好接受系統(tǒng)的建議。

　　必要的企業(yè)文化轉(zhuǎn)型包括兩個關(guān)鍵問題。第一，員工在多大程度上愿意不斷審視自我行為并使行為適應(yīng)變化的環(huán)境？第二，員工在多大程度上認(rèn)為其行動應(yīng)該接受基于數(shù)據(jù)和事實(shí)認(rèn)知的引導(dǎo)？顯然，文化的第二原則——社會協(xié)作，有助于加快企業(yè)內(nèi)部的認(rèn)識分享。

　　圖8：“文化”結(jié)構(gòu)區(qū)的能力

　　3、贏得信任：流程和信息系統(tǒng)

　　20世紀(jì)70年代以來對信息技術(shù)的引入提醒我們，僅重視功能需求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

　　只有相關(guān)人員從一開始就參與信息系統(tǒng)的建設(shè)并積極發(fā)揮作用，才能確保對IT和系統(tǒng)的認(rèn)可和系統(tǒng)應(yīng)用。

　　同樣的，如果員工參與到相關(guān)信息系統(tǒng)的設(shè)計中，全體員工必須認(rèn)識到只有系統(tǒng)化地應(yīng)用，才能從這些信息系統(tǒng)中受益。只有當(dāng)學(xué)習(xí)型敏捷企業(yè)的員工信任選擇的流程和信息系統(tǒng)時，才可能實(shí)現(xiàn)記錄的認(rèn)識在不同角色之間的情境化快速分享。這種信任來源于員工對信息系統(tǒng)決策方式和建議的具體效益的了解。

　　圖9展示了到達(dá)“適應(yīng)性”成熟度階段的制造型企業(yè)需要具備的特征。社會協(xié)作存在于員工之間、員工和客戶以及與合作伙伴之間。對系統(tǒng)和流程的信任可以保證流程的高穩(wěn)定性。人們愿意將所獲得的認(rèn)識加以記錄并與他人分享。民主領(lǐng)導(dǎo)方式重視人們所作的貢獻(xiàn)，還有開放式交流的企業(yè)文化。另外，企業(yè)員工具備包容性和改變的意愿。他們通過采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，隨時接受創(chuàng)新方法，并且參與塑造改變的過程。員工能夠深刻意識到不斷提升自我技能和能力的需要。雖然依舊會犯錯，但員工能夠認(rèn)識到自我價值，即推動發(fā)展的潛力。

　　圖9：“文化”結(jié)構(gòu)區(qū)所需的能力

　　作者簡介

　　周峰：北京郵電大學(xué)碩士，中國軟件評測中心主任助理，主要研究面向工業(yè)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的安全可靠測評技術(shù)、智能化能力評價技術(shù)。

　　安琳：北京航空航天大學(xué)博士，賽迪集團(tuán)旗下賽迪智能制造工程技術(shù)測評中心有限公司總經(jīng)理，主要從事企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型能力研究和咨詢服務(wù)工作。

　　林雪萍：南山工業(yè)書院發(fā)起人，北京聯(lián)訊動力咨詢公司。