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面对数位转型导入的技术性阻碍与课题
从日本企业的发展经验找出对策
[作者 盧傑瑞]   2021年08月12日 星期四 浏览人次: [2133]

数位转型的现实与理想之间存在巨大差距。根据一份研究报告显示,企业对於数据的利用不但没有增加,甚至比前一年的利用率呈现下降的状况。


最近,越来越多的企业将数位转型(Digital Transformation,缩写为DX)的导入视作次世代策略之一。可以说,未来整个社会和产业都离不开数位技术的渗透。因此在业务中使用数位和数据,对於产品开发、客户管理和一般营运都产生的至关重要的影响。


日本政府在2017年提倡了「Connected Industries」的概念,指透过数据来连接设备、技术和人等各种事物,达到创造新的附加价值,并解决产业的问题。在这样一个理想的理念中,数据的收集、分析和利用是不可或缺的,这是因为将产品、生产技术或客户数据等,链接到工程师链或供应链,有机会达到提高生产力并创造附加值。这也就是所谓,积极性的推动企业导入数位转换(Digital eXchange)(图1)。



图1 : 日本政府提倡「Connected Industries」的概念。(source:日本经产省;智动化整理)
图1 : 日本政府提倡「Connected Industries」的概念。(source:日本经产省;智动化整理)

日本的IT基础设施在全世界得到高度评价,但数据利用率并未得到提升。根据一份日本经济产业省在2020年针对DX现况调查,所发表的「2019调查结果」可以发现,现实与理想之间存在巨大差距。报告里的统计结果是,企业对於数据的利用不但没有增加,甚至比前一年的利用率呈现下降的状况。


很难设定出什麽才是DX的目标

当询问日本制造业者是否对生产过程相关的设备运行状态进行数据收集时,截至2019年12月,持续进行数据收集的企业比例为51.0%,几??达到了一半。但是,根据 2018年12月的调查结果显示,比例却是58.0%,这意味着这是在减少而不是增加。


此外还询问了这些企业关於运营流程的改进,以及海外工厂数据利用的进展,但其结果也都没有明显的进展。例如,有22.3%的企业正透过感测器和IT,来实现单一设备运转状态的「可视化」,或是在整个生产线/制造过程中,让整体设备达到「可视化」。这一比例为17.9%,这个数字也与前一年的调查几??相同。


由於DX是一个非常广泛的措施,存在一个很难设定目标的问题。使用DX创造出新价值,并不意味着在现有作业架构上增加一些东西。应该将其视为构建全新的服务。因此,即使了解DX的重要性,在很多情况下,并没有明确的愿景或目标设定,例如「做什麽」和「目标是什麽」。


另一个问题是IT人力资源的短缺。为了确保DX的推动,必须培养和确保IT人才来。然而,全球各地都持续呈现IT工程师的短缺。例如日本,从数字上来看,2019年IT人材的可就业人数似??已经这几年来的最高峰,但是随着产业的IT资讯化不断的发展,预计2030年IT人力资源缺囗仍旧超过50万人。


老旧的系统阻碍了DX,以及难以与现有系统整合

基於这样的结果,该白皮书更进一步的讨论,是否是因为IT系统的问题,而对制造业推动DX造成一定程度的影响。分析结果显示,大约80%日本企业的IT系统都呈现复杂、老旧和黑箱化(Black box)的情况,而约有70%的企业均认为这些系统是DX的最大障碍(图2)。



图2 : 日本制造业设备投资趋势和设备老旧化的现况。(source: ITMedia、财务省法人企业统计、日本机械工业联合会、经济产业省生产设备保有期间实态调查;智动化整理)
图2 : 日本制造业设备投资趋势和设备老旧化的现况。(source: ITMedia、财务省法人企业统计、日本机械工业联合会、经济产业省生产设备保有期间实态调查;智动化整理)

因此,日本企业大约80%的IT相关成本都用於当前业务的维护和运营,无法将资金和人力资源分配到战略IT投资上。遗留系统(Legacy System:旧系统、保留系统)不仅本身不适合DX,而且还直接或间接地阻碍了DX的推动,甚至进行DX投资时,更变成了一件非常困难的事情。


简而言之,遗留模型是现有系统。遗留模型是一个已经被系统构建和膨胀的模型。日本公司的每个部门都有复杂的系统。将现有系统与新系统重新组合需要大量的劳动力和成本。为了推动DX,必须克服遗留模型的挑战,可以说从旧机型升级到包含DX的新系统并不容易。


利用DX达到在大量的资讯中寻找正确的材料组合

已经有许多案例证明数位技术,可以在制程化生产中实现DX。一个例子是精简的材料开发。随着消费者手中的终端产品市场不断的快速变化,制造业者需要更频繁地开发新产品,并缩短上市的准备时间。在材料的开发过程中,研究人员不得不在大量的资讯中寻找正确的材料组合,以达到理想的性能。AI(人工智慧)技术的应用就可以大大减少这种工作量和所需时间。这就是对所谓的「材料资讯学」的需求越来越大。


此外,在材料开发过程中进行的实验,和验证所获得的资料往往都是由个别研究人员管理,这些资讯都被记录在笔记本和其他纸张的表格中。但是一个公司在开发过程中,所收集的资料量可能是非常巨大的。因此在全公司范围内分享和利用这些资料,就需要透过DX来完成资料数位化。



图3 : 传统材料开发过程中,资讯都被记录在笔记本和其他纸张的表格中。(source:DMCA)
图3 : 传统材料开发过程中,资讯都被记录在笔记本和其他纸张的表格中。(source:DMCA)

针对制造业的DX,Microsoft也提出了一些解决方案。透过云端计算平台为这些数据利用提供了运算基础。可以让研发部门所积累的庞大数据进行集中管理,并透过人工智慧等技术,达到高效利用数据提供环境。而利用云端,不仅可以集中管理研发,还可以集中管理从整个价值链中收集的各种数据,例如制造和销售。如果透过搜索的功能,还可以从大量积累的资讯中,有效地检索出必要的资料,来达到资讯共享。


目前许多公司大多都是对整体制造过程进行资料整合,但也有不少的公司会使用单独的透过系统,来收集每个过程的资料。在这种情况下,每个系统的资料格式往往是不同,这就会造成很难全面地使用这些资料。


资料模型是一种为应用而优化的资料格式,而利用分析和组织资料来获得资料模型的过程就被称为资料建模。资料建模可以在假设资料将在多个应用程式之间共用的情况下进行,以便资料模型易於被所有共享资料的应用程式使用。


为了加强这种资料建模技术,微软在2020年收购了ADRM软体公司,开发出「CDM(Common Data Model)」,这项技术可以实现在云端运算平台上,实现各种服务的无缝支援,从最大限度地利用公司内部的数据。


日本的「2025年的悬崖」与「SAP 2025问题」

经常关注日本制造业数位转换趋势的研究者,应该很多人都听过「2025年的悬崖(2025年?崖)」这个词。这是由日本经济产业省「数位化转型研究小组」在2018年9月7日所公布一份名为《克服IT系统2025悬崖和DX全面发展》的DX报告,而成为DX业界热门议题。


这份报告内容简单说就是,如果所有的日本公司不能按原定计画推动DX,那麽每年最大的经济损失将是12兆日元。而这只是一个「年度」,因此经济产业省强烈警告,如果未在2025年完成推动,那麽每年将会发生12万亿日元的经济损失。


计算的基础是,截至2014年为止,日本制造业因系统故障(如数据遗失和系统停机)造成的损失约为4.96兆日元,而另一项调查显示,约80%的系统问题是由遗留系统造成的。因此经产省估计,即使在当前阶段(截至报告发表的2018年),经济损失已经是「4.96兆日元×80%=约4兆日元」。


除此之外,再加上另一份企业核心系统运行年限的报告,以及经产省统计资料,到2025年时,60%企业所采用的系统将运行21年以上。 因此,假设来自遗留系统的系统风险将上升到目前水准的三倍为基础,报告估计从2025年起,每年的经济损失将达到12兆日元左右。


不过对於日本的制造业来说,以2025年为分水岭的不只有「2025年的悬崖」这个问题。目前制造业大多地的系统都导入了SAP,因为对SAP ECC的技术支援将在2025年底结束,迫使这些使用者需要采取因应的措施,而被称为「SAP 2025问题」,不过,在2020年2月又宣布了将技术支援延长到2027年底,所以现在被称为「2027年问题」。SAP建议使用者以及采用其他方法的用户,升级转换到被称为下一代DX-ready ERP的S/4HANA。


在过去当更换设备时,不得不以某种方式修改ERP系统。在未来,越来越多的企业期??能透过云端来使用ERP,因为目前的方式已经成为系统部门的主要负担。


在云端使用ERP的优势是,可以很容易地与云端的各种功能整合在一起。例如,将ERP与具有学习能力的人工智慧结合起来,实现各种任务的自动化,并从资料分析中获得各种数据。


所以,S/4HANA是一个针对未来的企业资源规划(ERP)系统,融合了AI、机器学习和高级分析等智慧技术。这和SAP ECC一样,提供了广泛的功能和最隹作业能力。包括了,可以在云端导入企业内部,或公共空间、私有空间三种混合应用,以及内建人工智慧、分析和流程自动化达到数位转换,记忆体中提供资料库和简单的资料模型实现快速资料存取等。



图4 : 「2025年的悬崖」与「SAP 2025问题」的背景。(source:VAIO;智动化整理)
图4 : 「2025年的悬崖」与「SAP 2025问题」的背景。(source:VAIO;智动化整理)

以目前来说,基本上会有有四种方式来处理「2027年问题」:


继续维持SAP ECC运作


基本上暂时不做太大的更动,这对目前的业务影响最小,也没有2027年的最後期限。然而在2028年之後,将不再支援定期维护,导致DX的作业将被延迟。同时,也存在着失去竞争力的风险。


转换到其他ERP软体系统


无视目前业务的限制,直接导入新的业务操作,并适应最新的解决方案。这可能是一个昂贵而耗时的过程,因为必须从头开始重建,或许资料的移转也相当困难。


从头开始重建核心系统


这比贸然更换ERP具有更多的灵活性,但是通常需要更多的时间和成本。不过,如果能够有效地使用云端原生(Cloud Native)技术,一旦重建完成,就可以保持较低的运营和维护成本。


迁移到S/4HANA


除了上述S4/HANA的所有四个好处外,这可能是四种方法中成本最低、速度最快的一种(尽管其他方法可能更有优势,不过是取决於品质和数量)。


建立起数位基础平台是实现DX的第一步

为了在制造业中推广DX,重要的是要积极利用IoT/IT,将所有资料转换为数据。尤其是数位分身(Digital Twin),可以从3D角度直观地检查收集到的数据。


此外在考虑制造业的远端工作时,数位分身也很有效。如果将生产设备转换为物联网,并对本地实际产品进行3D扫描,就可以从远端位置检查工厂设备。这与传统模拟不同的是,可以根据即时数据变化进行调整,进一步的改变制造现场的工作方式。但是,为了达到有效利用数位分身,首先需要将现场的所有资讯数位化。


DX的实现不可能一蹴而就。因为必须在了解现场需求的同时,推动数据集中管理,用数位化的力量一一解决作业现场隐藏的问题,稳步推进数位化转型。


所以,首先要考虑的是透过生产控制系统等工具整合各种数据,以及在设计规格变更、交货期、制造进度等讯息共享较为复杂的部份,必须对销售、设计、材料、制造、会计等各个部门的数据进行集中管理。为了达到这些庞大数据的有效利用,而建立起数位基础平台是制造业实现DX的第一步。


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