运营管理是工业4.0从需求研究的关键学科

　　工业4.0的战略是德国政府提出，并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出。工业4.0战略刚刚推出之时，在国内并没有引起多大反响，直到2014年11月李克强总理访问德国，并与德国签订了《中德合作行动纲要：共塑创新》，宣布中德开展工业4.0合作之后，中国各级政府、企业、投资机构、媒体纷纷跟进工业4.0，工业4.0从14年底到15年一直都是中国制造业发展的热点话题。

但是有一个一个困惑：当去书店买工业4.0的书的时候，在书店的那个分类目录下找工业4.0的书呢？是管理类，技术类，还是经济类呢？笔者曾经去海淀图书城买工业4.0的书，发现工业4.0的书分布在了不同的区域：管理类，互联网类，经济类。这里就有一个问题，工业4.0作为一个跨学科的新领域涉及管理、经济、技术（包括自动化、信息化、网络化、智能化、互联网）相关领域知识，那么工业4.0应该以哪个领域为主呢？从哪一点着手研究工业4.0好呢？

作为和君智能制造研究中心首席研究员，首先需要思考的是如何尽快培养研究中心人才，让他们进早的熟悉工业4.0，但是对于一个初学者，第一本教材应该是什么呢？

最近研究了一下工业4.0的专家的研究，其实工业4.0从不同维度研究的着手点不同，现在工业4.0的介绍中，以技术研究为主的比例最高，还有从产业、资本、角度研究的。当然从另外一个维度，介绍企业的解决方案的比例也非常高。

笔者提出第一个问题：工业4.0的研究，是应该从制造业的需求（主要指企业难点）研究呢？还是应该从技术变革为企业带来的价值来研究？

如果从制造业需求研究，主要是研究现在制造业有哪些没有解决的痛点，是否有企业为了解决这些问题做过研究？为什么这些痛点没有解决？解决这些痛点的技术瓶颈是什么？

如果从技术变革的角度来研究，主要是研究技术发展的趋势，研究新的技术可以带来的价值，猜想这些技术会带来的价值，把技术应用到实践，不断通过实践，修正技术路线、技术方向。

对于技术驱动的发展，一方面是创造新的产品，另外一方面是创造工具（也可以说是新产品）。工业4.0这个行业，对于制造企业，主要研究的是技术工具，而对于解决方案企业而言，新的产品就是制造企业的工具。所以从技术驱动的角度讲，主要研究工具能如何提升价值？那么需要研究的工具主要包括：CPS，自动化的解决方案，IT解决方案，云计算，智能技术，机器人等等。

其实无论是从需求研究，还是从技术驱动研究，未来一定是行业需求与技术发展两者相融合。从技术角度研究，通过技术发展带来的工具来寻找这个技术可以解决的需求。而从需求研究者，则是在不断寻找可以解决痛点的技术。两者相结合，工业4.0才会真正实现。

笔者认为，无论是从需求研究还是技术研究，都可以找到工业4.0发展之路。研究者的背景不同，选择的路径不同。笔者研究工业4.0喜欢从企业需求出着手。

德国工业4.0战略计划实施建议中，工业4.0的需求是那些呢？

工业4.0解决哪些需求呢？从《德国工业4.0战略计划实施建议》一文中，可以看到需要解决的难点：

１、满足用户个性化需求

工业4.0允许在设计、配置、订购、规划、制造和运作等环节能够考虑到个体和客户特殊需求，而且即使在最后阶段仍能变动。在工业4.0中，有可能在一次性生产且产量很低的情况下仍能获利。

２、灵活性

基于CPS的自组织网络可以根据业务过程的不同方面，如质量、时间、风险、鲁棒性、价格和生态友好性等，进行动态配置。这有利于原料和供应链的连续“微调”。也意味着工程流程可以更加灵活，制造工艺可以被改变，暂时短缺可以得到补偿，输出的大量增加可以在短时间内实现。

３、决策优化

为了在全球市场上获得成功，在短时间内能够做出正确决定变得越来越关键。工业4.0提供了端到端的实时透明，使得工程领域的设计决策可以进行早期验证，并且既可以对干扰做出更灵活的反应，还可以对生产领域中公司的所有位置进行全局优化。

４、资源生产率和利用效率

工业制造过程的总体战略目标仍然适用于工业4.0：在给定资源量（资源生产率）的前提下，得到尽可能高的产品输出：使用尽可能低的资源量，达到指定的输出（资源利用效率）。CPS在贯穿整个价值网络的各个环节基础上，对制造过程进行优化。此外，系统可就生产过程中的资源和能源消耗或降低排放进行持续优化，而不是停止生产。

５、通过新的服务创造价值机会

工业4.0开辟了创造价值的新途径和就业的新形势，比如通过下游服务。智能算法可用于各种大量数据，这些数据是为了提供创新服务而由智能设备所记录的。尤其是对于中小企业和初创公司来说，有显著的机遇发展B2B（企业对企业）服务。

６、应对工作场所人口的变化

通过工作组织和能力发展计划相结合，人与技术系统之间的互动合作将为企业提供新的机会，将人口变化转化为自身的优势。面对熟悉劳动力的短缺和日益多样化的劳动力，工业4.0将提供灵活多样的职业路径，让人们的工作生涯更长，并且保持生产能力。

７、工作和生活的平衡

使用CPS的公司更加灵活的工作组织模式，意味着它们可以很好的满足员工不断增长的需求，让员工在工作与私人生活之间，以及个人发展与持续的职业发展之间实现更好的平衡。例如智能辅助系统将提供新的组织工作的机会，即提供一种灵活的新标准以满足公司的需要和员工个人的需求。随着劳动力规模的缩减，CPS公司在招聘最优秀员工方面将具备明显优势。

８、高工资仍然具有竞争力

工业4.0的双重战略将使德国保持供应商的领先地位，并且成为工业4.0解决方案的主导市场。

（以上摘自《德国工业4.0战略计划实施建议》）

将以上８个工业4.0的需求归纳一下，其核心是个性化，灵活性，决策优化，而其他更多的还是效率和能源问题。

在工业4.0概念出现之前，是否有研究这些需求的学科？这个学科是什么？这个学科有什么痛点还没有解决？

如果能够找到这样的学科，这个学科可以作为工业4.0需求研究方式的切入点。而笔者根据比对，发现运营管理这个学科，主要就是研究以上企业需求。

笔者研究了最为经典的罗切斯特理工学院的WilliamJ.Stevenson教授的著作《运营管理》。现在罗列部分章节，并简单说明。

第三章介绍预测。而预测在工业4.0中横向集成是非常重要的。企业上下游之间信息集成之后，可以实时传递需求信息。而对于企业产能的规划，以及对下游订单的承诺，需要根据预测来作出计划。没有预测就没有计划，没有计划企业管理层的横向集成就没有价值。

第四章是产品和服务设计。这一章介绍的是如何设计产品、如何做生产设计，如何做服务设计。其实工业4.0的个性化设计需求，那么企业将来产品种类将大大增加，而这些产品的设计将对设计能力提出更大的需求。在产品设计层面，工业4.0将会发生巨大的变化。如果要研究工业4.0的设计方式，首先要研究透之前如何设计产品，然后才能找到瓶颈点，在瓶颈点突破，从而提高设计产能。

第五章产品和服务运营能力战略规划。工业3.0时代，解决的问题是产品生产能力的规划，而工业4.0时代，产品的生产能力，服务的提供能力，新产品的设计能力都需要有一门学问来规划。

第六章工艺选择与设施布置。工业4.0将实现同一个生产线生产多个产品，以及产品的规划。而产品的工艺选择，实施的布置将会是巨变。但这个基础理论还是应当掌握的。

比如运营管理的工作系统设计、质量管理、库存管理、准时生产和精益生产、供应链管理、项目管理、等候队列等等都是工业4.0研究者需要掌握的。

非常建议原来从事技术趋势研究的工业4.0的研究者，学习一下运营管理。从而在技术设计上更加接地气。