制造企业数字化转型类型与触发机制

□ 张 培 张苗苗

(河北工业大学 经济管理学院,天津 300401)

一、引 言

随着大数据、云计算、移动互联网、人工智能等数字技术的发展,人类社会逐渐步入数字时代。宏观方面,数字经济成为全球经济发展的新引擎,微观方面,企业面临数字化转型的机遇和挑战。制造业作为国民经济的支柱产业和经济增长的发动机,其数字化转型成为各国经济发展新的增长点,因此,各国纷纷发布国家级战略,争抢制造业数字化转型先机:德国于2013年首次提出“工业4.0”,紧接着美国提出“工业互联网”,中国于2015年提出“中国制造2025”。中国制造业必须抓住数字革命带来的新机遇,通过发展智能制造突破发达国家对我国的技术封锁[1]。而新冠肺炎疫情这一“黑天鹅”事件,导致数字工厂、数字营销等大规模需求爆发,引发制造企业对数字化转型的战略思考[2]。

然而,数字化转型是一个十分复杂的过程,涉及使用数字技术重构产品、服务、组织结构,甚至是商业模式[3]。由于制造企业所涉及的价值活动、业务流程和现场作业等较为庞杂,涵盖从业务层、工业层和设备层到数据层、管理决策层等多层次系统数字连接,使得其数字化转型中关联的情境因素多且影响大。制造企业如何开展数字化转型,首要问题是确定数字化转型的切入点,即从价值活动和业务流程的哪个环节触发数字化转型?选择合适的触发场景成为制造企业数字化转型的首要决策问题。回答这一问题要对制造企业数字化转型实践和趋势展开分析,识别制造企业数字化的转型类型和触发场景。

关于数字时代企业转型的类型识别,从转型成熟度维度，可以分为四种企业类型:“初学者(Beginners)”、“新潮者(Fashionistas)”、“保守派(Conservatives)”、和“数字人(Digirati)”[4]；从转型策略维度可以分为四种类型[5]:颠覆型(Disruptive),商业模式主导型(Business model led),技术主导型(Technology led)和数字模拟主导型(Proud to be analog),上述类型划分提供了一些启发性较强的观点,但这些研究多侧重于数字化转型中和转型后阶段,对企业数字化转型前、尤其是制造企业数字化转型的具体触发场景把握不足。有学者就需求预测、产品设计、定价与库存管理、供应链管理等关键环节探讨数字化赋能提升企业运营效率的路径和方法[6],但目前尚缺乏对制造企业不同触发场景相关触发机制的研究成果,如制造企业选择C(Costumer)端触发或M(Manufacturing)端触发有哪些不同影响?不同触发场景下触发机制是怎样的?这些问题尚未给出合理的理论解释。基于此,本文构建制造企业数字化转型逻辑分析框架,识别数字化的转型类型及其触发场景,分析不同触发场景的触发机制,弥补现有研究的理论缺口,为制造企业数字化转型提供理论指导。

二、制造企业数字化转型类型分析

制造企业从客户类别分为消费品和工业品两类,从其服务属性分为自营性服务企业、协作性服务企业、生产性服务企业[7]。而制造企业的数字化转型类型尚缺乏理论分析,本文认为可从内在驱动力和外在推动力两个维度探讨。

(一)数字化转型逻辑框架

本文对制造企业数字化转型类型划分的逻辑框架包括横向和纵向两条逻辑线,纵向逻辑线是指“技术推动力”,包括横向技术推动力和纵向技术推动力;横向逻辑线是指“价值驱动力”,包括客户体验价值和流程优化价值,根据内、外力两个维度,搭建制造企业数字化逻辑框架。

1. 技术推动力

从企业外部视角来看,企业受到的外部技术推动力是不同的,这源于制造企业与数字技术之间的距离,因此,借助“技术距离”可以阐述制造企业技术推动力的来源。“技术距离(technological distance)”这一概念是由Griliches[8]在1979年首次提出,他认为厂商的自有知识不仅源于自身的研发和知识积累,也源于产业之间的知识溢出。因此,厂商从外部某一个产业获得知识的多少取决于产业之间的“技术距离”;Jaffe[9]在1986年提出“技术位置变量(technological position vectors)”,这为两个产业之间的技术相似度的测量提供方法。之后学者进一步细化“技术距离”的定义,有将“技术距离”分为横向技术距离和纵向技术距离[10],横向技术距离是指产业之间或者区域之间的技术相似性的差异,纵向技术距离是指同类技术之间的对比,即技术差距;也有从广度和深度两个方面剖析技术距离[11],广度距离表现为技术内容的异同,深度距离表现为技术性能的高低。

基于上述研究,结合制造企业数字化转型的具体情境,本文将技术距离分为横向技术距离(技术领域差距)和纵向技术距离(数字技术成熟度)。当横向技术距离近时,可产生横向技术推动力;当纵向技术距离近时,则形成纵向技术推动力。

从横向技术距离的角度分析,由于制造企业经营领域不同,与数字前沿技术的距离是不同的[12]。数字化的表现之一是自动化与信息化的融合,因此,当企业处于自动化行业时,横向技术距离近,可以得到横向技术推动力触发数字化转型;从纵向技术距离来看,相比较产业互联网,消费互联网数字技术成熟度高,企业可以获得纵向技术推动力。当企业有了外力的“助跑”,可以更快速触发数字化转型。因此,可以从横向与纵向两个角度,分析制造企业技术距离的远近,判定制造企业能否获得技术推动力。

2. 价值驱动力

从企业内部视角来看,只有当数字化转型可以为企业创造价值,企业才会转型。而制造企业的价值驱动力来源有两类,“节流”和“开源”,“节流”是指企业获得流程优化价值,降本增效,“开源”是指提高用户体验价值,维系和保持客户,占据更多市场份额。

当数字技术的应用可以优化生产制造流程,提高制造效率时,企业可以获得流程效率价值。如步科在“工业互联网”概念提出后,更新软件信息系统,并与金蝶国际软件集团有限公司(简称“金蝶”)合作,打破生产作业环节与其他业务环节的“数据壁垒”,完成“数字工厂”改造,形成“数据尺”,找到生产环节的“瓶颈点”,加以分析并改造,达到了柔性制造和精益制造水平,产线的产能实现最大化,一天产品可出库,缩短了工单制造周期,不仅提高了生产效率,还可以在发现错误时及时止损,库存用于原材料存放,而不是传统工厂中的半成品,实现资源利用的最大化,进而提升了供应链效率。

但是,流程的高效只能帮助企业实现“节流”,无法实现“开源”,企业的利润最终还是来自于客户,只有获得客户对产品和服务的认可和购买,通过数字技术的应用,创造客户体验价值,才能占据更多市场份额,获得竞争优势,产品和服务的用户体验是企业竞争力的重要一环。如iPhone之所以受到消费者的热烈追捧,其重要的原因是它将手机的用户体验做到了极致。简洁的产品设计和用户界面,完整的苹果生态业给用户带来了一种全新的体验,用户体验是影响企业保持客户和获取客户的重要因素之一;类似地,通用电气通过提供数字化服务,预测故障为顾客提高生产效率,减少计划外停机,降低罚款的风险和维护成本。通过数据分析为客户提供运营优化方案,为顾客创造更多价值,带来不一样的消费体验。

(二)四种数字化转型类型

围绕企业内部价值驱动力与外部技术推动力这两条逻辑线,将现有制造企业划分为以下四种企业类型:“借力型”、“并驱型”、“内驱型”和“无力型”,如图1所示。

图1 制造企业数字化转型类型

1.借力型。“借力型”制造企业凭借消费互联网技术的发展,通过纵向技术推动力,成功触发数字化转型。这种企业一般为B2C类型,由客户端触发数字化转型。原因在于:随着消费互联网的发展,移动终端、宽带和二维码等数字技术基础设施发展十分完善,加上大量80后、90后的互联网原住民,消费慢慢转移线上,因此该类型企业以“客户端”为突破口,凭借纵向技术推动力,成功触发数字化转型,即“借力型”制造企业匹配客户端的触发场景。典型企业如包装企业昇兴集团利用发展成熟条码技术,顾客利用移动终端进行扫码,实现客户端数据的采集;通过发放红包、优惠券等方式改善顾客购买体验,帮助品牌商直接触达客户,精准分析客户数据,实现线上客户运营的闭环。

2.内驱型。“内驱型”制造企业依靠工业互联网技术,并且位于非自动化行业。从技术推动力来看:由于工业互联网发展刚刚起步,相关数字技术仍处于探索阶段,因此纵向技术推动力弱;非自动化行业的位置导致横向技术距离远,因此横向技术推动无力。但是从企业内部价值驱动力来看,企业迫切追求外部客户体验价值或者内部流程优化价值,由于价值驱动力很强,从而触发数字化转型。这种企业可能是B2B和B2C类型的企业,当企业追求客户体验价值时,企业很可能从研发端触发数字化转型;当企业追求流程优化价值时,企业会从制造端触发数字化转型。

研发端触发的原因在于,只有通过加大研发力量,打破领域空白,弥补技术距离远的劣势,为客户创造新的体验价值,以获得竞争优势,因而成功触发数字化转型。典型企业如通用电气构建Predix工业互联网平台,为发电机、涡轮机等大型发动机配备了不同的传感器,以监控温度,振动和其他状况,这可以在故障发生之前预测并进行预防性维护,建立新的业务板块,树立自己的竞争优势,为顾客创造更多体验价值[13]。

制造端触发的原因在于,该类企业信息化程度较高,但是由于该类企业早期按项目制或“烟囱式”来建设IT系统,这些IT系统所采用的技术、数据规范、运行环境都有可能不同,就像在企业内部树立一座座相互孤立的“烟囱”,导致业务和数据的隔离、资源不能共享,形成信息孤岛,很难实现生产流程和业务流程的数据协同。因此,该类型企业只有通过升级和扩展信息系统,实现生产数据的流动性,才能进一步优化流程,实现生产效率的提高和资源配置率最大化。

因此,“内驱型”制造企业根据价值驱动力不同,分别匹配研发端和制造端的触发场景。当企业追求工厂内部流程优化价值时,就会触发制造端数字化转型,匹配制造端触发场景;当企业追求带给客户独特体验价值,就会触发研发端的数字化转型,匹配研发端触发场景。

3.并驱型。“并驱型”制造企业位于自动化行业,横向技术距离近,受到横向技术推动力作用,此外,价值驱动力强,只有各项流程都高效运作,才能保证低成本,形成价格壁垒。因此,企业希望通过改善工厂生产流程,提高资源利用率和生产效率,获得流程优化价值,从而成功触发数字化转型。这种企业通常是B2B类型的自动化企业,通过制造端触发数字化转型。原因在于:首先,企业位于自动化行业,通过自动化与信息化的交互,实现“数字工厂”的建设;其次,企业对于流程优化价值的迫切需求。由于多品种、小批量订单成为趋势,制造企业必须实现生产过程的透明化、柔性化,才能找到“瓶颈”点,并重点突破。例如步科专注于自动化控制核心部件和工业物联网软硬件产品的研发、生产,因此横向技术距离近,横向技术推动力强,同时对于流程优化价值的追求,驱使步科与金蝶联手实现信息系统与生产作业环节的数据协同,成功完成“数字工厂”改造,触发制造端的数字化转型。因此,“并驱型”制造企业匹配制造端的触发场景。

4.无力型。“无力型”制造企业的技术推动无力,价值驱动力弱。这种类型的企业内外部均没有动力来源,因此很难触发数字化转型,通常是私人拥有并且历史悠久的奢侈品行业。一方面,距离自动化领域较远,相关数字技术也不成熟,技术推动力弱;另一方面,奢侈品行业的特性强调手工制作,顾客购买它们并不是为了具体的功能或成本/收益比最大化,而是为了获得满足感,成为身份的象征。品牌是这类企业最有价值的资产,对所有的创新方式都保持保守态度,因此该类型企业数字化转型积极性低。但是企业发展是动态而非静止,可以改变内外部环境,触发数字化转型。主要有两种路径:第一,通过提高企业对价值追求的力度,转变为“内驱型”,实现由“研发端”或者“制造端”触发数字化转型;第二,通过拉近企业外部的技术距离,借助消费互联网平台,转变为“借力型”,实现“客户端”触发的数字化转型。

综上四种转型类型的特征各不相同,分别匹配不同触发场景,如表1所示。

表1 制造企业数字化转型类型

三、制造企业数字化触发机制分析

基于对制造企业转型类型和触发场景的分析,本文进一步从触发点、触发条件和触发阈值来分析制造企业数字化转型的触发机制。

(一)触发点

触发点是制造企业数字化转型的起点,也是重大突破点。从价值链视角分析,制造环节的上游可能包括研发设计、采购等环节,下游可能包括营销、仓储运输以及客户服务等环节[14]。制造企业数字化触发点可能是价值链上的不同价值创造环节。有学者从“智能产品研发—智能制造生产—智能营销管理”三个层面展开制造业智能化转型的机理分析[15]。借鉴这一观点,本文认为触发点主要是营销服务环节、生产制造环节和研发设计环节,并分别对应三类触发场景即客户端触发、制造端触发和研发端触发。

“借力型”制造企业数字化转型的触发场景是客户端触发,触发点是客户营销和服务环节,集中在消费者客户端,通过收集客户数据,实现“客户端”的数据闭环,创造营销数字化价值,进而倒逼和拉动企业的设计、研发、采购、生产等环节的数字化转型,进而实现整个价值链的数字化转型。

“并驱型”和追求内部流程优化价值的“内驱型”企业,数字化转型的场景是制造端触发,触发点是生产制造环节,通过“制造端”的数字化转型,形成生产环节的“数据尺子”,从而令企业掌握主动权,自发改善生产过程,提高产能,创造成本价值,进而拓展至其他环节的数字化转型。

追求客户体验价值的“内驱型”制造企业,数字化转型的触发场景是研发端触发,触发点是研发设计环节,通过设想出产品的新功能,开发相应软件和程序使产品成为“智能互联产品”[16],创造更多的体验价值,源头环节的数字化必然会带动整个价值链的数字化转型。

(二)触发条件

触发条件是指企业外在的促进数字化触发的因素,侧重于外部环境的变化。客户端触发场景中,触发条件是客户在线化。由于电子商务、社交网络、移动支付等新兴商业形态的涌现,客户转居线上,对企业的销售和售后服务产生新的要求。企业可以利用成熟的消费互联网数字技术基础设施,针对营销和服务业务板块,进行客户端的数字化转型。

制造端触发场景中,触发条件是客户需求趋向个性化、碎片化。企业生产面对大品种、小批量的挑战,在节约成本的前提下要求企业实现“柔性定制”,势必冲击企业的传统生产方式,企业要想突破困局,于是触发制造端的数字化转型。

研发端触发场景中,制造企业的触发条件来自竞争对手的压力,制造企业需要开发新的业务,发展新的业务增长点。由于天生带有“数字细胞”的一批“数字巨头”公司(如亚马逊、阿里巴巴等)的崛起,冲击了传统商业模式,利用数据和算法开发新产品和服务,进而抢占老牌制造企业的市场份额。因此,传统制造业的标杆企业需要从源头,即研发设计环节开始数字化创新。如企业可通过“快速设计”为顾客创造出需要的产品功能,为顾客提供更加极致的服务;或者致力于开发工业软件平台,进行开放式数字化应用开发,提供数字化转型服务。

(三)触发阈值

触发点和触发条件是企业数字化转型的两个关键诱因,而触发阈值是用来表征企业启动数字化难易程度的综合指标。不同触发场景的触发阈值有差异,可以从投资成本和对当前业务的影响程度来具体分析。当技术距离近时或者企业信息化程度高时,对于业务数字化的投资成本低;当业务模块化程度高时,业务活动在做数字化改造的“加法”运算,对当前业务的波动性越小。当业务模块化程度低时,业务活动在做数字化改造的“乘法”运算,对当前已有业务产生波动性大。投资成本高且对当前业务的影响程度高则会导致企业数字化触发阈值较高,反之则较低。

客户端触发场景中,“借力型”企业依托移动互联网技术、智能终端设备等基础设施的快速发展和普及应用,企业对于数字技术的投资成本较低,同时触发点的业务模块化程度高,该业务的数字化改造对已有业务的影响较小,因此客户端触发场景中触发阈值最低。

研发端触发场景中,“内驱型”企业的技术距离远,缺乏技术推动力,这意味着投资研发新的数字技术,投资成本高,触发点的业务模块化程度低,该环节数字化改造对现有业务影响较大,因此研发端触发场景下的触发阈值最高。

制造端触发场景中,业务的模块化程度低,该环节的数字化改造会影响现有业务,但是有一定信息化基础,投入成本较高。因此触发阈值比客户端触发场景的触发阈值高,但是比研发端触发场景的触发阈值低。

综合已有分析,不同触发场景中三个触发要素表现特征不同,表明其触发机制有差异,如表2所示。

表2 不同触发场景的触发机制

四、 数字化触发场景案例对比分析

(一)客户端触发场景案例

昇兴集团成立于1994年,是金属包装行业的领先企业,于2015年4月在深圳上市,2017年成立物联网子公司,凭借具备广告传媒、快消品营销,以及游戏IT等多样化行业经验的团队快速融入互联网行业。由于“二维码”技术发展成熟,腾讯等消费互联网平台生态化,所以昇兴集团的技术距离近,可以获得纵向技术推动力,即属于“借力型”企业,对应的是客户端触发场景。

昇兴子公司借助“一物一码”技术搭建大数据平台,利用二维码营销技术直接收集消费者数据,直观洞察快销品行业的营销痛点,了解产品的市场接受度,延长产品寿命,精确分析消费者个性化需求,为快消品行业提供“一物一码”大数据营销服务,其触发点是营销和服务环节;由于消费互联网的发展,对包装行业提出新的要求,触发条件是消费者在线化;客户营销和服务环节的模块化程度高,且二维码技术发展成熟,投入成本低,因此触发阈值低。通过与品牌商营销进行有机结合,依托腾讯提供的微信平台,引进喜马拉雅、携程等消费服务类互联网企业,为客户提供更多优质产品与增值服务,提高产品复购率,创造了数字营销价值。

(二)制造端触发场景案例

步科自动化股份有限公司1996年以贸易起家,成立深圳市歩进科技有限公司,代理销售国外的制造软件;2002年开始自有硬件的研发与生产,进入HMI(Human Machine Interface,人机界面)市场;2014年通过上新MES(Manufacturing Execution System)系统,尝试做生产车间的数字化改造。由于步科本身处于自动化行业,因此技术领域差距小,技术距离近,获得横向技术推动力;此外,多品种、小批量的顾客需求促使步科追求内部流程优化价值,属于“并驱型”制造企业,对应“制造端”触发场景。

2015年1月与金蝶达成合作,金蝶负责ERP(Enterprise Resource Planning,企业资源计划)、PLM(Product Lifecycle Management,产品生命周期管理)、CRM(Customer Relationship Management,客户关系管理)软件层面,工厂不需要重复将数据录入系统;步科负责执行层,包括设备生产现场中的程序汇报、设备的数据连接至软件;最上层的云端进行云层监控,通过移动端实时监测工厂的生产状况,包括设备的生产效率、运行状态等信息,联合实现工厂的数字化、智能化。该案例触发点是生产制造环节,触发条件是客户需求的碎片化:顾客的订单趋向多品种、小批量,对柔性制造的要求越来越高;由于步科内部信息化水平高,和金蝶合作完成工厂的数字化改造提升供应链效率,其触发阈值较高,步科数字工厂实现了数据驱动下的流程优化价值。

(三)研发端触发场景案例

为了更加全面的描述研发端触发场景,选取两个典型实践案例展开分析。

1. 国外案例——通用电气

通用电气公司(General Electric Company,GE)创立于1892年,是超大型多元化服务性公司,从飞机发动机、发电设备到金融服务,从医疗造影到电视节目的塑料。2012年,GE率先提出了工业互联网的概念;2013年,GE投资PaaS(Platform as a Service,平台即服务)厂商Pivotal,随后开发工业互联网平台Predix;2014年,Predix宣布开源开放;2015年,GE推出Predix 2.0,推出开发者平台Predix.io,第三方开发者可以利用平台来开发软件。作为装备制造行业的标杆企业,通用试图通过创造新的客户体验价值,引领行业发展,属于“内驱型”企业,对应的触发场景是研发端触发。触发条件是来自IBM、微软等软件公司抢占市场份额的危险,需要建立自己的竞争优势;GE整合软件和IT资产,成立数字部门GE Digital,GE数字业务将机器数据流、分析能力与人相连接,为工业企业提供行业洞察,使其更有效地管理资产和运营。此外,研发Predix工业云平台,汇聚技术人才和软件实力,驱动数字工业,推动生产力的可持续提升。由于研发设计投入大,研发端的数字化改造必然影响已有业务,因此触发阈值最高,其价值创造在于通过快速设计,与客户实现共感,创造新的产品和功能,给客户带来新的体验价值。

2. 国内案例——尚品宅配

尚品宅配成立于2004年,在成立初推出家具制品的个性化定制业务,并率先提供前期免费服务,即免费上门量尺、通过设计软件为消费者提供免费的设计方案,再利用软件平台向消费者销售个性化定制家具[17]。前身是广州圆方软件公司,由于家居设计软件发展还未成熟,难以获得技术推动力;但尚品宅配希望创造全新家具消费模式,通过设计软件,让顾客享受免费设计和参与式设计的消费体验。因此企业对于客户体验价值的追求迫切,属于“内驱型”企业,对应的是研发端触发场景。

由于利用设计软件进行营销的理念还未成熟,市场接受度低,这种市场环境触发尚品宅配在设计环节的数字化,开发新的数字业务建立竞争优势;尚品宅配利用已有的软件技术优势,和消费者共同设计家具,触发点是设计环节。具体过程是设计师使用圆方公司的图形设计软件,免费为消费者设计图纸、提供设计方案,消费者全程参与设计,与设计师交流创意构想,最后消费者还可免费获得彩色效果图[18]。在这一过程中,尚品宅配需要收集数千个楼盘、数万种房型的数据建立“房型库”、“产品库”甚至“空间解决方案”,这需要投入大量的工作量和云计算、大数据等技术支持,因此前期投入巨大。此外,研发环节的数字化必然会导致前端和后端数字化,从2006年初在佛山南海开办工厂,2010年以来尚品宅配进行了多次信息化流程改造,并且自主开发排产软件,因此触发阈值最高,其价值创造在于为顾客创造免费设计、定制服务的消费体验。

通过昇兴、步科、通用电气和尚品宅配这4个案例分别刻画了客户端触发、制造端触发和研发端触发,三个触发场景的特点和差异性，如表3所示。

表3 不同触发场景下触发机制的案例比较

五、结 论

基于技术推动力和价值驱动力构建制造企业数字化逻辑分析框架,将制造企业数字化转型分为“借力型”、“并驱型”、“内驱型”和“无力型”,以识别制造企业的数字化触发场景,分析认为“借力型”通常在客户端触发、“并驱型”以制造端触发场景为主、“内驱型”可能有研发端或制造端两个触发场景,而“无力型”可能会演变并触发数字化。然后,从触发点、触发条件和触发阈值分析制造企业三种触发场景的触发机制,案例分析表明数字化转型触发场景对其触发机制产生差异化影响,触发阈值从客户端、制造端到研发端是逐步提高。

主要贡献:一是弥补制造企业数字化转型类型与触发场景、触发机制的研究缺口,回答了制造企业数字化转型的首要问题,即如何选择数字化转型切入点。从理论层面解释了制造企业数字化转型类型与触发场景的匹配性,揭示了不同触发场景的触发机制,丰富了制造企业数字化转型理论体系。二是本论文提出的数字化转型逻辑分析框架,有助于识别制造企业数字化转型类型,尤其是在新冠肺炎疫情的情势下,为制造企业提供更加清晰、快捷的分析方法,帮助企业合理选择数字化触发场景,提供企业数字化转型决策的理论支撑。□