利用数字化举措赋能制造企业实现可持续发展.pdf

Lillian Oyen-Ustad、Sudip Pattanayak、Bettina Tratz-Ryan、Marc Halpern、Sohard Aggarwal、Alexander HoeppeGartner IT领导者利用数字化举措，利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展赋能制造企业实现可持续发展2利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展当前，为了提高企业韧性并进行风险管理，越来越多的企业开始重视可持续发展。为此，制造业CIO可利用本研究，加强企业治理，并利用数字化举措，在整个价值链实现可持续发展承诺。Gartner中国官网成为客户3概述概述主要观点主要观点 制造业CIO可利用数字化技术和数据驱动型框架，提高企业的可持续性。由于全新立法规定的出台和利益相关者的施压，提高制造业价值链的可追溯性和透明度、进而实现可持续发展目标的需求有所上升。十分之九的业务领导者发现，数字化技术对提高企业的可持续发展影响力以及可持续发展成熟度至关重要。建议建议通过数字化转型和创新赋能企业实现可持续发展的制造业CIO应该：在其转型战略中搭建数据驱动型框架，提高企业的可持续性。形成强有力的数字化技术互联网络，加强资源节约工作，实现可持续运营。使用数字化工具，提高价值链透明度，促进循环经济，开展可持续设计，实现可持续发展承诺。利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展Gartner中国官网成为客户4导语导语根据2022年Gartner首席执行官和高级业务领袖调研，环境可持续发展首次于2022年成为企业十大业务重点之一。然而，高层领导者施压并不是企业可持续需求提高的唯一因素。客户、投资者、监管者和员工都要求企业为实现可持续发展采取行动。不仅如此，在世界各地的企业都积极做出响应、克服挑战的过程中，这些内外部影响因素也在不断地变化。对于制造业企业而言，满足这些可持续发展需求的压力可能更大。在制造行业中，供应链规模庞大、十分复杂，原材料采购繁琐庞杂，资产种类繁多、数量巨大，它们共同形成了一个更加复杂的系统，因此，实现制造业的可持续发展十分困难。尽管如此，制造业仍充满了实现可持续发展的机遇。只要成功实现可持续发展，制造企业就能通过优化流程、开发创新产品以及节约成本，提高企业的韧性。CIO和IT部门在企业实现可持续发展的过程中扮演着十分重要的角色。根据2022年Gartner可持续发展机遇、风险和技术调研，十分之九的业务领导者表示，数字化技术对提高企业的可持续发展影响力以及可持续发展成熟度至关重要。有鉴于此，制造业CIO开始探索他们在可持续发展中的作用。而在本研究中，我们将向制造业CIO介绍六项数字化举措，通过这些举措加快制造企业实现可持续运营的进程。（见图1和注1）。这六项举措可分为以下三种类型：1.提高企业可持续性2.赋能可持续运营3.实现可持续发展承诺为成功实现上述举措，制造业CIO既可利用已有的数字化措施，也可以引入其他可行的数字化措施。利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展Gartner中国官网成为客户5来源：Gartner制造业组装式业务创新洞察图图1：利用数字化举措，实现制造企业的可持续发展：利用数字化举措，实现制造企业的可持续发展利用数字化举措实利用数字化举措实现可持续发展现可持续发展能源节约数字化技术循环经济可持续设计数字化公民平等数字主线赋能可持续运营实现可持续发展承诺提高企业可持续性Gartner中国官网成为客户利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展分析分析提高企业可持续性提高企业可持续性实施数字主线技术实施数字主线技术适用范围：数字主线可利用互连、循环的流程、工具和价值流，实现产品生命周期中所有产品数据的闭环（其中的信息主线以数字化资产的形式存在）。该技术通过在产品全生命周期中搭建数据驱动型框架，已帮助通用电气和沃尔沃汽车等制造商解决了复杂的制造可追溯性难题。对于可持续发展而言，数字主线可以帮助CIO汇总可持续设计和制造数据，如规格、材料清单和整个价值链的变更管理信息，进而有助于制造企业在整个产品生命周期内实现合规管理、准确监管和循环发展。负责管理产品全生命周期数据的制造数据生态系统越来越复杂，这就要求制造企业提高价值链的可信任度、可追溯性、透明度和可审计性。这在实施可持续发展等跨职能举措时尤为重要。图图2：提高企业可持续性：提高企业可持续性来源：Gartner6利用数字化举措实利用数字化举措实现可持续发展现可持续发展能源节约数字化技术循环经济可持续设计数字化公民平等数字主线实现可持续发展承诺赋能可持续运营提高企业可持续性Gartner中国官网成为客户利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展优势优势：开展全面的数据管理：数字主线能够发现价值链中的数据间隙和数据质量问题，因此有助于企业提高利益相关者的参与度，共同解决这些数据问题。另外，数字主线能够让原本孤立存在的数据具备可访问性，并实现全面的数据管理，从而有利于数据的报告、披露和治理。确定执行基准：制定可持续发展举措计划首先需要确定正在捕捉的数据和需要捕捉的数据。基于此，CIO才能够确定、评估、衡量和修补数据质量、完整性和准确性方面的差距，进而通过将可持续数字主线框架扩展到外部数据提供商和解决方案合作伙伴来提高数据质量。提高可追溯性：数字主线可以提高从原料采购到产品报废的整个产品和流程生命周期的可视性。这对减少范围3排放、确定具有环境效益的设计以及了解客户反馈十分重要（见注2）。除此之外，数字主线还有利于CIO遵循数字产品护照（DPP）等即将出台的法律法规。建议建议：绘制企业数据图谱，确定可持续发展数据的可访问性和成熟度。针对所有产品、业务经营地和业务线规范统一该数据图谱，为数据分析奠定基础。与采购、设计、制造和供应链伙伴达成合作，确定从原材料采购到产品报废和处置的整个生命周期的相关数据。利用数字主线框架，基于产品全生命周期的可访问、已验证数据，实现产品的可追溯性，为遵循即将出台的法规和循环倡议做好准备。7Gartner中国官网成为客户8利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展实现数字化实现数字化公民公民平等平等适用范围：整个社会都在加速数字化转型，将人们与数字化能力联系起来。公民能够实现工作与生活的平衡与个人的数字化能力息息相关。而数字化技术能够提高工作效率、提供情景化服务和全面统一的综合体验，如果在设计时秉持数字化平等原则，可加速推进工作场所实现协同效应。CIO可以根据用户和工作场所需求提供应用程序，是其企业内和整个工业4.0价值链中实现数字化平等参与的数字化赋能者。通过分析员工价值主张（体现员工获得赋能和平等体验的程度），制造业CIO可提高工厂及其企业对全新劳动力工具的采用率和普及率，并降低低技能和非技术员工通过人机界面、虚拟现实（VR）/混合现实（MR）工具或数字化工作场所来维护设备和使用机床工具的门槛。然而，由于隐私、道德、网络安全、信息滥用和数字化价值认知在社会中不断受到质疑，CIO需要营造一种数据可信和数字化可信的工作文化和环境。而整个价值链中的数字化平等有利于数字化产品和服务满足市场和社区需求，并有利于消费者以其数字化技能和敏捷性使用产品功能。优势优势：优化员工体验：数字化公民平等能够根据个人的技能水平、能力和发展机会，优化个人在工作场所和供应链中的体验。而忽视数字化平等只能实现集中式的数字化卓越，而非广泛的数字化卓越，从而造成决策差距，并且无法广泛提升员工的技能水平。提升员工价值主张：就精通数字化技术的员工而言，其工作效率更高。而通过实现数字化公民平等，制造业CIO能够为各种技能水平的人才提高效率、节约时间。根据2022年Gartner数字化员工调研，47%的受访者很难找到其所需的信息或数据。数字化公民平等能够赋能工作场所设计，重视新软件应用程序和工作模式的要求。推动产品研发：基于数字化平等理念，制定产品研发标准，确保产品组合的功能符合内部客户和市场的需求。Gartner中国官网成为客户利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展建议建议：开展数字化公民平等评估（如需要覆盖的用户数量、工作场所或流程），将社会可持续发展纳入贵企业的数字化路线图中。利用低代码/无代码的数据分析环境，在企业内外以民主化的方式获取数字化价值。基于角色感知的信息检索，将数字化思维与角色可获得的自助服务联系起来，设计客户/用户体验。创造较低的技能使用门槛，营造鼓励能力有限但热情积极的员工不畏数字化项目失败的文化，增强不同数字化素养员工的能力，提高其对数字化的了解。这有利于实现“以人为本”的人才管理以及致力于提高整个社会数字化韧性的员工价值主张。9Gartner中国官网成为客户利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展赋能可持续运营赋能可持续运营节约能源节约能源适用范围：在全球实现碳减排目标、原料成本上升和能源供应不稳定的背景下，各大企业越来越重视能源节约（旨在通过避免能源浪费，减少能源消耗、成本和温室气体排放，进而提高能源的安全性和韧性）。能源节约涉及多方面的努力，但从高层次上讲，是通过更有效地使用能源和改变行为模式以减少能源消耗来实现的。在这个过程中，制造业CIO对能源节约至关重要，这是因为CIO可以通过评估和实施各种技术和解决方案，加强对能源的监控、分析和优化，从而实现可持续运营。图图3：赋能可持续运营：赋能可持续运营来源：Gartner10利用数字化举措实利用数字化举措实现可持续发展现可持续发展能源节约数字化技术循环经济可持续设计数字化公民平等数字主线提高企业可持续性赋能可持续运营实现可持续发展承诺Gartner中国官网成为客户利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展优势优势：提高可视性：监控能源使用情况，可提高整个价值链的可视性。为此，企业可以使用能源监控和优化系统（EMOS）等企业软件监控能源，并利用物联网（IoT）等数字化技术实现自动化监控。了解整个企业运营过程中的能源使用情况还能进一步监控能源的成本和供应情况，或确定最具节能效果的具体领域。降低风险：节约能源是降低企业风险的关键所在。这一点在英国和欧洲这种目前能源不安全制约了天然气供应的地方尤为重要（更多内容请参阅欧洲能源市场动荡不安：主要发现和建议）。根据2022年Gartner可持续发展机遇、风险和技术调研，受能源成本增加影响、进而无法开展业务运营的受访业务领导者百分比高达45%。而齐心协力、共同节约能源将有利于企业提高运营韧性。节约成本：节约能源就是减少能源消耗，就是节约成本。由于全球企业都面临着能源供应不稳定、通货膨胀率上升和经济不确定性增加等问题，节约能源变得越来越重要。根据2022年Gartner可持续发展机遇、风险和技术调研，能源成本是企业做出能源决策时最重要的考量因素，其中，34%的业务领导者将能源成本列为首要的考量因素，72%的业务领导者将能源成本列为前三大考量因素。企业重视能源节约，还可降低运营成本。建议建议：制定能源数据战略，部署相关技术，主动优化负载和生产计划，有效跟踪能源使用情况。审查技术投资，将重点放在主动的能源管理上，重视能源节约。利用智能制造举措中使用的数字化技术，如自动化、物联网、数字孪生和人工智能（AI），进一步开展节能工作。11Gartner中国官网成为客户12利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展利用数字化技术，开展数据分析利用数字化技术，开展数据分析适用范围：数字化技术能够为实现可持续发展目标提供所需的分析、可追溯性、通信、数据建模和协作能力，最大限度地实现：商业智能：物联网、数据分析以及可持续发展行业云等技术将加快可持续发展数据和风险模型的收集、监测、评估和计算。通过收集和分析各种可持续发展参数的数据（包括能源和资源使用情况、温室气体排放情况和供应链表现），制造商可以获得相关洞察，并基于此实施可持续发展相关的举措。产品优化：基于生成式AI的设计和仿真软件等平台有利于可持续材料在设计和验证方面符合可持续发展的要求。产品生命周期管理（PLM）可在产品研发和供应的早期阶段提高可持续材料的使用率。体验强化：基于模型的系统工程（MBSE）可以模拟产品中替代能源、电气和绿色工程（绿色工程可验证二氧化碳排放、水消耗和酸化对环境的影响）的应用情况。而产品的数字孪生可优化可持续产品的体验感，增加可持续产品的价值和采用率。部分制造业CIO已经使用了数字化技术，并可根据业务紧迫性快速将数字化技术用于实现可持续发展目标（更多内容请参阅使用数字化技术实现可持续发展目标）。最终，先进、全面的可持续发展软件生态系统将逐渐满足更加复杂的用例情况。优势优势：实现卓越运营：在整个制造价值链中整合数字化技术，将有利于企业做出以数据为中心的决策。其中，物联网等技术可以监控员工安全情况和环境状况，并提供实时的设施监控和警报。而反过来，可持续发展还将进一步推进智能制造和工业4.0的发展。获得可追溯性：数字主线将使有利于企业访问具有可持续性属性和制造流程的产品设计数据。而研究人员和工程师将利用产品、资产和订单以及供应商的数字主线，优化企业内外的决策。根据可持续发展目标优化产品设计将提高产品的可追溯性，减少原材料的消耗、碳足迹和废物的产生。构建软件环境：利用数字化技术实现可持续发展，需要组装式的软件架构。为此，CIO和IT领导者需要审查其软件环境，创建一个集成式的软件网络，如环境、社会和治理（ESG）、环境、健康和安全（EHS）、EPR和PLM，并积极利用物联网、AI和数字孪生等技术。Gartner中国官网成为客户利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展建议建议：确定并使用可促进企业可持续发展的技术，从使用电子表格等单一的记录工具转变为使用数字化数据库。与致力于减少环境和社会影响的技术和服务提供商合作，加快实现数字化可持续发展目标。使用学习管理系统（LMS）部署数字化学习和培训系统，向整个企业的利益相关者宣传有利于实现可持续发展的数字化技术。13Gartner中国官网成为客户利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展实现可持续发展承诺实现可持续发展承诺大规模发展循环经济大规模发展循环经济适用范围：循环经济既是目标，也是方法，有助于制造商在实现增长的过程中减少资源消耗，并缓解气候、生物多样性和污染这三重地球危机。秉持循环经济原则，制造商可以形成一个更具可持续性和再生性的经济循环闭环，不断循环利用资源（生产新产品）、减少浪费，并最大限度地提高资源利用率。2022年Gartner循环经济调研显示，在过去3.2年，只有21%的制造商在其16.7%的产品组合中应用了循环经济原则，这表明整个制造业都有必要加快采用循环经济原则。而为了推动循环经济的发展，以下几个因素也十分重要：更新经济政策 鼓励制造商和客户/消费者进行回收利用 出台环境法规，确定可持续设计需求 使用数字化技术，履行数字产品护照（DPP）等法律义务图图4：实现可持续发展承诺：实现可持续发展承诺来源：Gartner14利用数字化举措实利用数字化举措实现可持续发展现可持续发展能源节约数字化技术循环经济可持续设计数字化公民平等数字主线实现可持续发展承诺赋能可持续运营提高企业可持续性Gartner中国官网成为客户利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展制造业CIO应从以下两个方面入手实现循环经济：产品：在构思阶段通过技术和数字化平台设计产品，避免浪费。通过进一步了解客户使用情况、服务和维护历史，最大限度地延长产品的使用寿命，优化/重新设计产品，并最终以环保的方式回收材料。企业：实现企业内部IT运营的循环发展，确保工作设备（笔记本电脑、服务器和屏幕）和其他IT资产能够循环利用。优势优势：财务和非财务优势：减少负面的环境影响 提高原材料的安全性 缩短、精简供应链，提高供应透明度和敏捷性 增加客户参与度使用数字化技术：PLM和生命周期分析（LCA）等应用软件有助于企业更全面地了解产品和相关供应链对环境的影响，从而帮助企业发现减少浪费和节约资源的机会。这将进一步促进企业可持续发展，提高企业的竞争力和韧性。15赋能供应链：CIO可以进一步促进供应链目标的实现，如降低服务成本、提高服务水平、确保原材料供应和克服原材料价格上涨问题。以施耐德电气公司为例，其12%的营收都来自其循环活动。通过在产品中使用可再生成分和可回收材料，施耐德通过租赁和按使用付费的方式延长了产品寿命；从2018年到2020年，施耐德回收计划共节省了10吨主要资源。提高信任度和透明度：为提高产品全生命周期内端到端的透明度，物联网、高级分析、AI/ML、地理空间数据、云计算和数字孪生等技术必须与现有的信息技术（IT）/运营技术（OT）/工程技术（ET）结合使用。因此，制造业CIO必须了解流程之间的相互依赖性，制定战略路线图，实现从产品设计到采购、制造、使用和报废处置的全过程的透明化管理。建议建议：与供应商、客户、行业团体、监管机构和其他组织建立伙伴关系，扩大循环利用规模。评估与循环商业模式相关的机遇，如产品即服务、再制造、翻新、资产共享和替代有机原材料或二次原材料等等。绘制财务和非财务价值驱动因素图，制定循环经济商业案例。Gartner中国官网成为客户16利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展开展可持续设计开展可持续设计适用范围：有意实现可持续发展的CIO必须了解设计和工程软件及相关实践对可持续发展的影响。可持续设计涉及影响产品制造、使用、服务、处置或报废以及回收的所有决策，对制造业整体影响巨大。在概念设计阶段，工程师必须考虑产品如何才能实现客户所需的价值。例如，虽然化学、热力学、电子和机械过程对生产制造必不可少，但却会产生多余的热量、废气和污染物，对生态系统造成负面影响，并增加能源消耗量。然而，为了实现可持续发展，这些必不可少的工艺必须在不影响产品功能的前提下最大限度地减少环境影响。可持续设计要求生产过程中的材料和成分应尽量减少污染物的排放。特别是对于消费品包装而言，选择合适、耐用且可回收的包装材料至关重要。可持续设计还必须考虑服务需求。有时，提高制造效率的设计决策会增加服务成本和需要回收的废弃物数量。例如，为了减少制造过程中的装配步骤，设计师有时会在单个塑料零件上增加多个功能。但是，如果大型、复杂塑料零件上的一个功能出现故障，就必须更换整个零件。因此，产品设计应该秉持模块化原则，并不断进行优化，以满足服务、可持续性以及制造需求。优势优势：提高实现循环经济的可行性 减少生产作业的时间、成本和环境影响 减少产品服务所需的时间、成本和废品率 减少产品生产、使用、维护和回收过程中的能源消耗 提高可回收产品率Gartner中国官网成为客户利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展建议建议：投资内置生成指南的计算机辅助设计和计算机辅助仿真工具，秉持可持续设计原则开展工程工作。使用与设计工具互联互通的需求管理软件，满足工程设计的可持续要求，并对可持续性目标的实现情况进行验证和核查。投资包装设计软件，开展相关培训，减少包装废弃物的影响（更多内容请参阅关注废弃物，降低包装可持续成本和风险）。在产品设计过程中部署生命周期分析（LCA）工具并普及其使用，评估产品设计对产品全生命周期的可持续性影响。使用带有分析功能的数字主线技术，跟踪可持续设计的后续表现并持续优化产品。17Gartner中国官网成为客户利用数字化举措，赋能制造企业实现可持续发展电子书电子书智能工厂需要更智慧的投资转型中的投资新方案制造业首席信息官正在寻求以变革性的方式扩大智能工厂规模。即刻下载即刻下载视频视频智能制造和智能工厂的数字化创新了解如何通过数字化和智能化手段，重振传统制造业的发展活力。现在观看现在观看信息图信息图汽车企业人工智能用例图解使用Gartner用例图解，甄选理想AI机遇。即刻下载即刻下载电子书电子书制造业的组装式业务创新洞察制造企业的解决方案蕴藏于“组装式业务”概念中。了解更多了解更多已经是Gartner客户？您可在客户门户网站上获得更多的资源。点击登录为贵企业IT部门获得成功做好准备。探寻为CIO和IT领导者提供的其他免费资源和工具：可行的客观洞察18Gartner中国官网成为客户