OEM - 個別機器模組或複合機器 / 系統的供應商 - 擁有以經濟成功的方式為機器使用者提供關鍵功能作為最重要的差異化特色的技術訣竅,並將這些功能擴展至數位 IIoT 元件和服務。
生產系統的數位化:既要聰明,又要避免傷害?
生產系統的數位化 / IIoT 主題在一般報導媒體中無處不在,在專業媒體中也佔據重要地位。在這個過程中,越來越多新的關鍵字出現。亞馬遜 (Amazon) 和 Uber 等公司經常被列為範例,向全世界展示了數位化策略如何透過持續的線上貿易和物流數位化(亞馬遜),或透過數位媒介使用現有資源(Uber),取得經濟上的成功。因此,資本貨物的 OEM 也在問自己:我們能否透過數位化取得同樣快速的成功,如果可以,又該如何實現?
首先,生產系統數位化 / IIoT 的議題需要進一步縮小。我們將考慮典型機器生命週期 (VDMA) 中可能的數位化步驟,或更精確地說,僅考慮與可提供給終端使用者的產品、服務或其他效能相關的措施。我們不會考慮技術上可以想像,但目前沒有法律架構的全新技術和商業模式 (例如機器對機器的訂單和付款)。有一個基本方面應該事先提及。有些專家質疑機械與工廠工程的數位化與 IIoT 技術是否有潛力為現有的商業模式帶來根本性甚至是破壞性的改變。正如作者、商業天使和 IBM 前 CTO Gunter Dueck 博士在此背景下所評論的:"當洪水來臨時,要建造的是船隻,而不是堤防......我們是否正在建造通往數位未來大陸的航船?這意味著我們正在尋找能塑造我們新時代的數位創新"。
「我們一定會繼續做機械工程師」
Hans Böckler 基金會在 2018 年進行的一項研究「機械工程的數位化」將事情具體化,並引述一位來自德國公司的專家的話:「我們一定會繼續做機械工程師,而不會變成軟體公司」。但我們需要軟體和網路來更好地銷售我們的機器,並確保它們保持吸引力。以數位化為基礎,我們希望幫助客戶更好地解決問題。"最重要的是,我們希望充分利用數位潛力,確保我們與客戶之間沒有任何障礙。這是一項前瞻性策略,再加上對沖策略,這樣就不會讓亞馬遜、Google、微軟或類似的破壞者最終疏遠我們的客戶」。最後,競爭壓力讓資本貨物的 OEM 廠商別無選擇:他們必須面對新興的數位化!因此,這不是是否的問題,而是如何的問題。然而,對於數位化的現況以及機械與設備工程所需的優先順序,相關各方的評估卻大相逕庭。例如,VDMA 的 IMPULS 基金會在 2016 年一份研究報告的前言中,對現狀作了如下總結:"工業 4.0 已經在德國的機械和設備工程領域悄然來臨。公司正在發揮領導作用,尤其是作為數位網路技術和服務的提供者......。為全球客戶創造更多附加價值"。
倍加福董事会主席、现任 ZVEI 总裁 Gunther Kegel 在 2018 年 6 月接受采访时发表了如下评论:"然而,我確實認為......我們前進的步伐相當緩慢。可能性是如此的多樣化,以至於我們必須非常有意識地選擇使用眾多資源中的哪一種,允許自由度,也許會建立一些新的東西。必須衡量哪些必須執行,哪些尚未執行,因為這似乎仍太遙遠。這些聲明顯示了參與者本身對機械工程狀況的不同評估。2019 年底,德國商業銀行股份公司嘗試對德國機械工程行業的數位化進行量化評估:"邁向數位公司的決定性發展是平台解決方案的整合,無論是在流程和服務層面,還是在銷售層面。與此同時,該行業每四家公司中就有三家表示,這樣的 IIoT 平台對他們來說很重要,而且將近 30% 的公司已經在使用相應的解決方案"。這表示超過半數的德國機器與設備製造商尚未就數位化 / IIoT 的議題採取任何行動。在其他擁有類似機械工程產業的國家,情況也大同小異。
數位化的成功模式
身為生產系統的 OEM,辨識產業內數位化 / IIoT 領域中最重要的參與者 - 並考慮他們的角色、能力和利益(另請參閱 VDI/VDE 狀態報告 [9]),是非常重要的:
此外,資本貨物領域的數位化不能被視為孤立的趨勢,而必須嵌入當前的主要趨勢中。最重要的有
工業 4.0 / 個別產品的工業生產- 最終用戶期望製造系統的變化性越來越高:必須能夠利用相同的系統製造盡可能多樣化的中小批量產品。
生產工廠必須具備可擴充性,並在產能與產出方面提供現有系統具成本效益的後續擴充選項。
新裝置的 OEM 利潤下降,加上終端使用者對維護和服務的高期望,使得以 LCC 為基礎的商業模式(LCC = Life Cycle Costs,包含維護、服務、改裝服務等新商業概念,例如「預測維護」)的擴展,對 OEM 來說也越來越經濟,因此也更有意義。
用戶對於機器模組和子系統互操作性的期望不斷提高;來自不同供應商的機器和機器模組應盡可能容易地組合到單一生產線中。這使得 OEM 的可比性更高,競爭更激烈。只有當生產系統持續模組化、可在各階段擴充並且最終可網絡化時,才能在機器和工廠建設中非常有效地調和所有這些需求,無論是在技術還是經濟方面。只有使用模組化的網路機器,才能獲得長期的經濟成功 - 詳情請參閱浩亭有關模組化的文章:"生產技術可以多細緻?
由於機械工程產業的數位化在經濟上的成功可能因區隔不同而有很大差異,而且還取決於公司的重點和商業模式等因素,因此我們不會在此提出任何建議。
要回答這些問題,應參考目前的研究:例如 MHP [9] 的「工業 4.0 晴雨表 / 2019 年摘要」或 VDMA / M. Rothhöft [10] 的「工業通訊 / 工業 4.0 市場研究」。
根據浩亭客戶在機械工程的各個細分領域和不同國家的經驗,有三個方面需要首先解決:
必須對初始系統的功能和現有軟體元件進行優先排序:
反映 OEM 核心競爭力的關鍵功能;
適用於整個系統但與核心專業知識無關的基本功能;
附加或輔助功能,對 OEM 和終端使用者而言是次要的,通常以子系統的形式購買;
2.然後收集最終使用者(客戶)和您自己的專家對於可能的數位化專案 的專業知識,並優先考慮高優先順序的功能和軟體元件。如果可能的話,與競爭對手的專業知識進行比較,並以此制定需求清單。 這必須由始至終採用模組化結構,並盡可能具體化,將重點放在具有相關軟體的優先功能上。
3.下一步是評估個別功能模組數位化的可行性 。在這個步驟中,建議您讓自己所有的 OEM 專家都參與到服務鏈中 - 開發與設計、專案規劃與銷售、製造與組裝、文件、服務與售後服務。此外,還可從外部專家處獲得評估,任何已制定的規格或標準都可作為範本(例如來自 umati)。請記住這句話:「我們一定會繼續做機器製造商,不會成為軟體公司」。
OEM 面臨的最大挑戰
客戶對機器 多樣化的個性化需求 ,與經濟上必須維持 較少的 模組/製程數量 (特別是關鍵功能)之間的矛盾。今天,OEM 廠商已經透過持續將他們的系統「分解」為邏輯單元和模組化來解決這個問題。為了在數位化這個領域採取經濟的行動,應該考慮以下幾點。
在未來的數位化專案中,應盡可能使用現有的技術和機器相關資料,並在「最低」的模組層級上加以彙整,也就是說,應使用已有的來源、資料以及機器和流程模型。應特別注意先前未使用或使用不足的自動化元件「智慧」,例如驅動器、機器或製程狀態的感測器等。
在所有較高層級 (邊緣及以上) 中,重點應放在具備儘可能開放且面向未來標準的實體介面,以及最新的軟體和通訊協定。
目標過高且定義模糊,再加上對數位化經濟效果的過度期望,都會導致挫敗感。一方面,OEM 管理層對相關專案的期望往往過高,但另一方面,卻沒有提供足夠的資源。因此,對於數位化專案的開發、執行與持續支援,最好不要嘗試一次達成所有目標。
相反,以下情況適用:
子專案 應以單一模組為基礎進行定義,並將重點放在高優先級的關鍵功能上。
實體層級和資料層級的介面設計應儘可能達到最先進的 水準,並對後續的軟體更新和增強(特別是針對終端使用者)持開放態度。
參與者應 分成跨領域的專案小組 ,一方面可持續進行動態的資訊交流,另一方面可隨時在短時間內接觸 OEM 的管理階層以修正目標。
因此,最重要的規則是:
如果數位化專案(「軟體」)的模組化緊隨機器和系統(「硬體」)的模組化,並配備最新的物理和資料介面,那麼作為 OEM,您就擁有了一個在經濟和技術上都能滿足當前客戶需求的最佳系統。
這套系統也能以最佳狀態應付不斷成長的需求,在某些情況下,甚至是未知的未來需求。
介面在模組化網路生產系統中扮演重要角色:它們是「生命線、神經通路和突觸」,並為模組和機器轉換、邊緣區域、工廠和其他更高層次建立必要的基礎架構。浩亭技术集团為現代及未來生產系統的控制、驅動、人機介面及通訊技術所需的所有介面提供解決方案,以便在此領域中不受功能限制地實施及持續進行數位化。
參考資料
M.Bode, F. Bünting, K. Geißdörfer, "Rechenbuch der Lebenszykluskosten" (生命週期成本計算書), VDMA Verlag, ISBN 978-3-8163-0617-7
G. Dueck,「Heute schon einen Prozess optimiert?(您今天優化流程了嗎?),2020 年,Campus Verlag,ISBN 978-3-593-51084-2
Jürgen Dispan、Martin Schwarz-Kocher,「Digitalisierung im Maschinenbau」(機械工程數位化),2018 年,Hans Böckler 基金會,杜塞爾多夫
IMPULS 基金會、VDMA;研究「生產中的數位網路思維」(Digital-Vernetztes Denken in der Produktion),2016 年 11 月,卡爾斯魯厄
Commerzbank AG,《德國機械工程產業報告》(Maschinenbau in Deutschland),2019 年,美因河畔法蘭克福、
行業報告 Commerzbank AG VDI/VDE 狀態報告「Digitale Chancen und Bedrohungen - Geschäftsmodelle für Industrie 4.0」(數位機會與威脅 - 工業 4.0 的商業模式),2016 年 5 月
T. Huber, A. Henkel, MHP Management and IT Consulting Ltd., Inc."Industrie 4.0 Barometer, Zusammenfassung 2019" (Industry 4.0 Barometer, Summary 2019)
工業 4.0 晴雨表,2019 年摘要 M.Rothhöft, VDMA "Marktstudie Industrielle Kommunikation / Industrie 4.0" (工業通訊 / 工業 4.0 市場研究), VDMA 電氣自動化協會
Jakob Dueck
職位: 機械業部門經理
- 部門: 行業區隔管理
- 公司名稱: 浩亭技術集團