Novas tecnologias estão mudando profundamente a produção industrial, dando origem à “fábrica do futuro”. Como será a fábrica do futuro em relação à sua estrutura, tecnologias e processos? O que os fabricantes precisarão em termos de estratégia e liderança, habilidades dos funcionários e infraestrutura de TI para torná -la realidade? O estudo concentrou -se em uma pesquisa global com mais de 750 gerentes de produção de empresas líderes em três setores industriais: automotivo (que inclui fornecedores e fabricantes de equipamentos originais ou OEMs), produtos de engenharia e indústrias de processo. Os objetivos eram definir uma visão para a fábrica do futuro em 2030, avaliar os benefícios e criar um roteiro para a implementação. Nosso parceiro de pesquisa era o laboratório de metralhadoras e engenharia de produção na Universidade RWTH Aachen.
The Boston Consulting Group recently conducted a study that addressed these questions. The study focused on a global survey of more than 750 production managers from leading companies in three industrial sectors: automotive (which includes suppliers and original equipment manufacturers, or OEMs), engineered products, and process industries. The goals were to define a vision for the factory of the future in 2030, assess the benefits, and create a roadmap for implementation. Our research partner was the Laboratory for Machine Tools and Production Engineering at RWTH Aachen University.
Descobrimos que as empresas industriais têm altas ambições para aprimorar suas fábricas - 85% dos entrevistados acreditam que podem se beneficiar da implementação de elementos da fábrica do futuro. Mas eles parecem estar lutando para criar impulso. Entre os participantes da pesquisa, 74% disseram que sua empresa implementou ou planeja implementar (nos próximos cinco anos), elementos da fábrica do futuro, mas apenas 25% disseram que atingiram suas metas relacionadas no ano passado. Quando analisamos as respostas dos participantes pelo setor industrial, os resultados foram consistentes com as descobertas gerais. Além disso, descobrimos que as empresas alemãs são as mais avançadas: 47% dos entrevistados disseram ter desenvolvido seus primeiros conceitos para a fábrica do futuro. No entanto, mesmo entre as empresas alemãs, quase 1 em cada 5 disse que ainda não estão preparadas para introduzir as tecnologias relacionadas. Abaixo, fornecemos muitos exemplos desses esforços, a maioria dos quais está sendo pilotada em pequena escala em áreas específicas da planta. Para realizar nossa visão, os fabricantes devem aplicar esses avanços de maneira abrangente em suas plantas e em uma cadeia de valor integrada. Descobrimos que os custos totais de conversão serão reduzidos em até 40%. (Consulte Anexo 1.) Os custos totais de fabricação serão reduzidos em até 20%, dependendo dos custos do material. Os fabricantes também capturarão os benefícios de flexibilidade, qualidade, velocidade e segurança aprimoradas. Durante um período de dez anos, os investimentos cumulativos de uma empresa para capturar esses benefícios serão de 13% a 19% da receita de um ano. Nas últimas décadas, essas empresas têm sido os líderes na implementação de inovações na produção para melhorar a eficiência. Seus esforços iniciais para implementar a fábrica da ajuda futura para ilustrar os casos de uso e as oportunidades de melhoria e servir como modelo para outros fabricantes industriais. Discutimos os elementos de cada um e fornecemos exemplos selecionados que ilustram como os principais fornecedores e OEMs automotivos estão testando novos conceitos. Os entrevistados de nossa pesquisa da indústria automotiva esperam que a estrutura da planta seja importante na fábrica do futuro: 86% disseram que essa dimensão seria altamente relevante em 2030, em comparação com 43% que pensam que é importante hoje. com máquinas de produção. A instalação de fabricação da Audi R8 em Heilbronn, Alemanha, não possui um transportador fixo. Em vez disso, os sistemas de transporte sem motorista, guiados por um scanner a laser e tecnologia de identificação de radiofrequência no piso, move os corpos do carro pelo processo de montagem. Esses sistemas permitem que as alterações no layout da montagem sejam feitas rapidamente.
Many manufacturers have started to selectively implement elements of our vision for the factory of the future. Below, we provide many examples of these efforts, most of which are being piloted on a small scale in specific areas of the plant. In order to realize our vision, manufacturers must apply these advances comprehensively throughout their plants and across an integrated value chain.
We analyzed how conversion costs and manufacturing costs would be affected ten years after starting implementation. We found that total conversion costs will be reduced by up to 40%. (See Exhibit 1.) Total manufacturing costs will be reduced by up to 20%, depending on the material costs. Manufacturers will also capture the benefits of enhanced flexibility, quality, speed, and safety. Over a ten-year period, a company’s cumulative investments to capture these benefits will amount to 13% to 19% of one year’s revenue.
In this report, we focus on automotive suppliers and OEMs. In recent decades, such companies have been the leaders in implementing innovations in production to improve efficiency. Their initial efforts to implement the factory of the future help to illustrate the use cases and improvement opportunities and serve as a model for other industrial manufacturers.
What Is the Factory of the Future?
The factory of the future is a vision for how manufacturers should enhance production by making improvements in three dimensions: plant structure, plant digitization, and plant processes. We discuss the elements of each and provide selected examples that illustrate how leading automotive suppliers and OEMs are testing new concepts.
Plant Structure
The plant structure of the future has a more flexible, multidirectional layout, with a modular line setup and environmentally sustainable production processes. Respondents to our survey from the automotive industry expect plant structure to be important in the factory of the future: 86% said this dimension would be highly relevant in 2030, compared with 43% who think it is important today.
- Multidirectional Layout. The factory of the future deploys a multidirectional layout in which products are placed on driverless transport systems and individually guided through production by communicating with production machinery. The Audi R8 manufacturing facility in Heilbronn, Germany, does not have a fixed conveyor. Instead, driverless transport systems, guided by a laser scanner and radio frequency identification technology in the floor, move the car bodies through the assembly process. Such systems enable assembly layout changes to be made quickly.
- Configuração da linha modular. A Toyota está montando linhas de produção “simples e slim” em fábricas no México e na China. A montadora usará um transportador modular, construído no piso da fábrica, em vez de em um poço, dando aos trabalhadores maior flexibilidade na alteração da duração da linha e na movimentação do equipamento do lado da linha. The plant structure of the future has interchangeable line modules and production machinery that can be easily reconfigured. Toyota is setting up “simple and slim” production lines in factories in Mexico and China. The automaker will use a modular conveyor, which is built on the factory floor instead of in a pit, giving workers greater flexibility in changing the length of the line and in moving the line-side equipment.
- Produção sustentável. A Webasto equipou suas instalações em ARAD, Romênia, com iluminação LED e um sistema de resfriamento noturno ativo, reduzindo significativamente o consumo de energia. Dos entrevistados automotivos, 70% disseram que a digitalização da planta seria altamente relevante em 2030, em comparação com 13% que acham que é importante hoje. As empresas estão permitindo a automação mais inteligente e promovendo a eficiência de várias maneiras. The factory of the future is designed for ecologically sustainable production, including the efficient use of energy and materials. Webasto has equipped its facility in Arad, Romania, with LED lighting and an active nighttime cooling system, thereby significantly reducing energy consumption.
Plant Digitization
Manufacturers are increasingly using digital technologies. Of automotive respondents, 70% said that plant digitization would be highly relevant in 2030, compared with 13% who think it is important today. Companies are enabling smarter automation and promoting efficiency in various ways.
- Instalando robôs inteligentes. Robôs podem executar tarefas mais complexas do que os trabalhadores humanos. Os robôs também podem coletar informações de cada peça de trabalho que está sendo produzida e ajustar automaticamente suas ações às suas características. Changan Ford instalou robôs industriais flexíveis em uma linha de soldagem "corpo em branco". A empresa planeja usar a funcionalidade dos robôs, juntamente com um sistema de quadro de corpo, para processar seis modelos em uma única linha de soldagem, realizando uma troca para acomodar modelos diferentes em 18 segundos.
- usando robôs colaborativos. Na pré -assembléia do trem de energia na fábrica da Volkswagen, em Wolfsburg, Alemanha, um robô colaborador apóia os trabalhadores, apertando os parafusos difíceis de alcançar. Para construir o Rolls-Royce Phantom, a BMW usou a impressão 3D em produção em série para criar mais de 10.000 peças, como suportes de plástico para botões de bloqueio central, bem como para freios de estacionamento eletrônico e soquetes. Essa assistência é especialmente útil, por exemplo, montagem, manutenção e logística. Em uma fábrica na Alemanha, a Volkswagen fornece óculos inteligentes em 3D a trabalhadores de logística para facilitar a colheita de pedidos. Robots can collaborate with humans without protective fences. In the power train preassembly at Volkswagen’s plant in Wolfsburg, Germany, a collaborating robot supports workers by tightening screws that are difficult for them to reach.
- Implementing Additive Manufacturing. Manufacturers are implementing 3D printing of tools and components. To build the Rolls-Royce Phantom, BMW has used 3D printing in series production to create more than 10,000 parts, such as plastic holders for center lock buttons as well as for electronic parking brakes and sockets.
- Employing Augmented Reality. The use of augmented reality, such as through smart glasses, enables employees to see information as an overlay on their visual field. This assistance is especially helpful in, for example, assembly, maintenance, and logistics. At a plant in Germany, Volkswagen provides 3D smart glasses to logistics workers to facilitate order picking.
- Aplicando simulações de produção. A simulação 3D dos fluxos de material em Faurecia permite respostas mais flexíveis às mudanças e permite que os operadores visualizem os fluxos de trabalho antes de ajustar a linha de produção. Manufacturers are using real-time, 3D representations of production to optimize processes and material flows. The 3D simulation of material flows at Faurecia enables more flexible responses to changes and allows operators to visualize workflows prior to adjusting the production line.
- Desenvolvendo sessões de treinamento imersivas. A Mercedes-Benz desenvolveu linhas de montagem virtual com modelos digitais dos componentes do veículo e montagem. Os funcionários usam um avatar no ambiente virtual para analisar a melhor maneira de executar uma tarefa de montagem. A Bosch está desenvolvendo ferramentas que detectam sua localização na planta. Com base na localização de uma ferramenta e nas informações que ele recebe sobre a posição exata de uma peça de trabalho, a ferramenta carrega automaticamente o programa apropriado para executar uma ação específica. Por exemplo, uma chave de fenda ajusta seu torque para apertar os parafusos em uma determinada peça de trabalho. Para produzir cabeças de cilindro em sua fábrica em Untertürkheim, Alemanha, a Mercedes-Benz usa análises preditivas para examinar mais de 600 parâmetros que influenciam a qualidade. De fato, nossos resultados da pesquisa indicam que a otimização de processos da planta será ainda mais importante no futuro: 97% dos entrevistados automotivos disseram que o gerenciamento enxuto seria altamente relevante em 2030, em comparação com 70% que disseram que é importante hoje. Dois elementos -chave do gerenciamento enxuto que estão sendo aprimorados ainda mais pelas tecnologias digitais são a centralização do cliente e a melhoria contínua. Training methods have been developed that use 3D simulations to help workers learn in a realistic environment. Mercedes-Benz has developed virtual assembly lines with digital models of the vehicle and assembly components. Employees use an avatar in the virtual environment to analyze the best way to perform an assembly task.
- Implementing Decentralized Production Steering. Companies are using advanced technology to enable communication among work pieces, machines, and people, thereby creating autonomous production processes. Bosch is developing tools that detect their location in the plant. On the basis of a tool’s location and the information it receives about the exact position of a work piece, the tool automatically loads the appropriate program to perform a specific action. For example, a screwdriver adjusts its torque to tighten screws on a given work piece.
- Using Big Data and Analytics. Manufacturers are using applications to automatically analyze large amounts of data. To produce cylinder heads at its plant in Untertürkheim, Germany, Mercedes-Benz uses predictive analytics to examine more than 600 parameters that influence quality.
Plant Processes
By using new digital technologies, manufacturers are taking lean management to the next level and exploiting its full potential. Indeed, our survey results indicate that optimizing plant processes will be even more important in the future: 97% of automotive respondents said lean management would be highly relevant in 2030, compared with 70% who said it is important today. Two key elements of lean management that are being further enhanced by digital technologies are customer centricity and continuous improvement.
- Centricidade do cliente. As empresas estão, por sua vez, usando essas idéias de clientes para melhorar seus projetos de produtos e processos de produção. As empresas também estão imaginando o uso de novas tecnologias para permitir que os clientes forneçam informações sobre a produção de seu veículo. De acordo com a Daimler, os clientes poderão solicitar modificações de última hora, como uma alteração na cor de um veículo enquanto estiver em rota para a loja de pinturas. Manufacturers are gaining a better understanding of customer needs by, for example, applying big data analytics to obtain insights into how customers use products. Companies are, in turn, using these customer insights to improve their product designs and production processes. Companies are also envisioning using new technologies to allow customers to provide input regarding the production of their vehicle. According to Daimler, customers will be able to request last-minute modifications, such as a change to a vehicle’s color while it is in route to the paint shop.
- Melhoria contínua. A Bosch implementou software que analisa dados sobre sua produção de injetores de combustível em tempo real. O software monitora a adesão e reconhece tendências. Ele transmite automaticamente informações sobre desvios para os operadores, permitindo que eles melhorem o processo de acordo. Manufacturers are using a wide variety of new technologies to perform more value-adding activities and to continuously improve production processes. Bosch has implemented software that analyzes data about its production of fuel injectors in real time. The software monitors process adherence and recognizes trends. It automatically transmits information about deviations to operators, allowing them to improve the process accordingly.
Uma cadeia de valor totalmente integrada
na fábrica do futuro, a cadeia de valor - feita para cima de fornecedores; fabricação de componentes; Pressione, corpo e lojas de pintura; assembléia final; e o cliente - estará totalmente integrado, embaçando os limites tradicionais. (Consulte o Anexo 2.) Ao longo da cadeia de valor, a fabricação será facilitada pela integração abrangente dos sistemas de TI e pela disponibilidade de todos os dados de produção necessários. Dentro de uma empresa, essa integração fortalecerá as conexões em P&D, produção, vendas e outras funções. Por exemplo, o Continental Tire acelerou o teste de produtos, configurando uma instalação de pesquisa e produção na qual todas as máquinas estão totalmente integradas usando sistemas e software de sensores. Essa integração também será possível fora dos limites de uma empresa, criando conexões em tempo real com fornecedores e clientes. A loja de imprensa de uma OEM, por exemplo, poderá ajustar os parâmetros de prensagem para uma bobina específica com base nos dados fornecidos pelo fornecedor. Os clientes poderão visualizar a produção de seu veículo em tempo real e solicitar alterações de última hora. Dos entrevistados automotivos, 87% disseram que as cadeias de valor integradas serão relevantes em 2030. Esses entrevistados reconheceram esmagadoramente os benefícios: reduzindo os custos e melhorando a flexibilidade, a qualidade e a velocidade de produção para que este que tes Cadeia de valor integrada, os entrevistados automotivos forneceram informações sobre o que consideraram serem os elementos mais importantes nas dimensões da estrutura da planta, digitalização da planta e processos de plantas. (Consulte Anexo 3.)
For each plant shop in this integrated value chain, automotive respondents provided insights into what they considered will be the most important elements in the dimensions of plant structure, plant digitization, and plant processes. (See Exhibit 3.)
Manufatura de componentes
A fabricação de componentes se beneficiará de maior flexibilidade e bens de trabalho em condições de trabalho. Por exemplo, 80% dos entrevistados automotivos citaram a relevância da direção descentralizada da produção e, em particular, o ajuste automatizado dos parâmetros da máquina na fábrica de 2030. Quase todos esses entrevistados apontaram para melhorias de flexibilidade atualmente decorrentes da comunicação entre máquinas e produtos. Ao produzir eixos de cames, a Thyssenkrupp atribui a cada um código de matriz de dados que compreende dados do produto. As máquinas de produção digitalizam o código de cada árvore de cames e fazem ajustes adequados aos seus parâmetros antes de executar tarefas de fabricação. Além disso, mais de 70% dos entrevistados observaram que a fabricação aditiva (comumente conhecida como impressão 3D) será relevante para a fabricação de componentes em 2030. As principais aplicações citadas para fabricação aditiva hoje não são apenas a criação de protótipos, mas também a impressão de ferramentas e peças de reparidade. Dos entrevistados automotivos, 93% citaram a relevância da manutenção preditiva em 2030. De fato, a maioria dos entrevistados implementou ou planeja implementar nos próximos dois anos, suas primeiras aplicações de manutenção preditiva. Schuler desenvolveu robôs que não apenas movem as peças ao longo da linha de imprensa, mas também monitoram a condição dos componentes e do sinal aos trabalhadores se for necessária uma substituição. A Fraunhofer IWU está conduzindo pesquisas para determinar como permitir que uma imprensa tome medidas corretivas com base nas informações que recebe sobre as características específicas de uma matéria -prima. Espera -se que a eficiência energética seja relevante em 2030 em 85% dos entrevistados. O ŠKODA Auto recuperará energia liberada durante a prensagem, instalando linhas de imprensa que consomem até 15% menos energia, em comparação com os sistemas convencionais. Mais de 80% dos entrevistados automotivos disseram que robôs inteligentes e simulações de produção serão relevantes na oficina em 2030. Já, os fabricantes automotivos estão usando robôs inteligentes que se comunicam com o corpo do carro e ajustam suas ações em resposta às informações recebidas, enquanto as simulações auxiliam no planejamento e na configuração do layout da loja. Para a oficina que constrói o Jeep Wrangler, Kuka e Microsoft desenvolveram um sistema inteligente que não apenas conecta todos os robôs, mas também monitora seu desgaste. A Magna implementou um programa de simulação desenvolvido pela Siemens que facilita o planejamento digital e replica os processos da loja, como a interação de até seis robôs.
Press Shop
The press shop will benefit from improved equipment effectiveness. Of automotive respondents, 93% cited the relevance of predictive maintenance in 2030. In fact, most respondents have implemented, or plan to implement within the next two years, their first applications of predictive maintenance. Schuler has developed robots that not only move parts along the press line but also monitor the condition of components and signal to workers if a replacement is required. Fraunhofer IWU is conducting research to determine how to enable a press to take corrective measures on the basis of information it receives about a raw material’s specific characteristics. Energy efficiency is expected to be relevant in 2030 by 85% of respondents. Škoda Auto will recover energy released during pressing by installing press lines that consume up to 15% less energy, compared with conventional systems.
Body Shop
Automotive companies are using new technologies to promote greater flexibility in the body shop. More than 80% of automotive respondents said that smart robots and production simulations will be relevant in the body shop in 2030. Already, automotive manufacturers are using smart robots that communicate with the car body and adjust their actions in response to the information received, while simulations assist in the planning and configuration of the shop’s layout. For the body shop that builds the Jeep Wrangler, Kuka and Microsoft have developed an intelligent system that not only connects all robots but also monitors their wear and tear. Magna has implemented a simulation program developed by Siemens that facilitates digital planning and replicates body shop processes, such as the interaction of up to six robots.
Paint Shop
A loja de pintura se beneficiará de tecnologias que melhoram a eficiência energética e a qualidade da pintura. Dos entrevistados automotivos, mais de três quartos disseram que a eficiência energética será relevante na loja de pinturas de 2030. Por exemplo, em sua fábrica de Leipzig, a Porsche atualmente usa calor residual de uma usina de biomassa próxima para fornecer um suprimento neutro em carbono de até 80% dos requisitos de calor da loja de tintas. Quase três quartos dos entrevistados automotivos observaram que o big data e a análise serão relevantes. A maioria das empresas automotivas já começou a usar big data na loja de pinturas. O objetivo é analisar dados para identificar os fatores que causam variações nos trabalhos de pintura e, assim, melhoram a qualidade. Cada vez mais, as empresas automotivas terão que oferecer uma variedade maior de modelos de carros para atender às expectativas mais altas dos clientes e regulamentos governamentais; Um layout multidirecional permitirá a produção de uma variedade maior, mantendo a alta produção de produção. Mais de 90% dos entrevistados automotivos esperam que uma configuração de linha modular seja relevante na montagem final em 2030, com a substituição flexível e econômica dos elementos de linha vistos como especialmente importantes. Por exemplo, a Toyota está introduzindo linhas menores e mais flexíveis, levando a investimentos reduzidos de linhas. Oitenta e cinco por cento dos entrevistados citaram a relevância dos robôs inteligentes na assembléia final. As empresas esperam avanços na robótica que permitiriam que esses dispositivos realizassem tarefas que exigem alta precisão. E mais de 75% dos entrevistados observaram que a logística da planta digital será relevante. Isso pode ser usado, por exemplo, para reabastecer automaticamente as estações de trabalho com peças pré-montadas. O uso de simulações de produção, por exemplo, permitirá que os fabricantes aumentem a “puxar” na produção, reduzindo assim os tempos de espera e o trabalho em andamento. A realidade aumentada (por exemplo, óculos inteligentes) apoiará os operadores na execução de atividades de montagem e manutenção, exibindo procedimentos operacionais. Ao analisar dados de produção com algoritmos avançados de big data, os fabricantes obterão uma visão geral significativamente melhor de cada etapa de produção, permitindo que eles melhorem continuamente os processos de produção. Apenas 7% dos entrevistados automotivos esperam que as novas tecnologias tornem o gerenciamento enxuto obsoleto. As empresas devem tornar a estratégia da fábrica do futuro parte integrante de sua estratégia corporativa e adaptar seus estilos de liderança a novas maneiras de trabalhar. Os fabricantes também devem se concentrar na construção de uma força de trabalho com o novo conjunto de habilidades necessárias para executar tarefas de produção centradas na tecnologia. Finalmente, as empresas devem instalar a infraestrutura de TI que suporta conectividade em toda a cadeia de valor, garantindo a segurança dos dados. Dos entrevistados automotivos, 35% veem questões relacionadas à organização como um grande desafio. As empresas devem atender a três requisitos organizacionais:
Final Assembly
Final assembly will benefit the most from a more flexible, multidirectional layout. Increasingly, automotive companies will have to offer a wider variety of car models to meet higher customer expectations and government regulations; a multidirectional layout will enable producing a wider variety while maintaining high production output. More than 90% of automotive respondents expect a modular line setup will be relevant in final assembly in 2030, with the flexible and cost-efficient replacement of line elements seen as especially important. For example, Toyota is introducing smaller and more flexible lines, leading to reduced line investments. Eighty-five percent of respondents cited the relevance of smart robots in final assembly. Companies are hoping for advancements in robotics that would allow these devices to take on tasks requiring high precision. And more than 75% of respondents noted that digital plant logistics will be relevant. This can be used, for example, to automatically replenish workstations with preassembled parts.
With respect to plant processes, lean principles will be important throughout the value chain in 2030. Two-thirds of automotive respondents expect that new technologies will enhance lean management and the continuous improvement of production processes. The use of production simulations, for example, will enable manufacturers to increase “pull” in production, thereby reducing waiting times and the work in progress. Augmented reality (for example, smart glasses) will support operators in executing assembly and maintenance activities by displaying operating procedures. By analyzing production data with advanced big data algorithms, manufacturers will gain a significantly better overview of each production step, allowing them to continuously improve production processes. Only 7% of automotive respondents expect that new technologies will make lean management obsolete.
The Three Enablers
To realize the vision of the factory of the future, auto manufacturers must address topics related to three enablers: strategy and leadership, employee skills, and IT infrastructure. Companies must make the factory-of-the-future strategy an integral part of their corporate strategy and adapt their leadership styles to new ways of working. Manufacturers also must focus on building a workforce with the new set of skills required for performing technology-centered production tasks. Finally, companies must install IT infrastructure that supports connectivity throughout the value chain while ensuring the security of data.
Strategy and Leadership
Manufacturers must include their strategy for implementing the factory of the future as an element of their overall company strategy and put in place organizational structures that promote rigorous governance. Of automotive respondents, 35% see issues relating to the organization as a major challenge. Companies must address three organizational requirements:
- A estratégia e o roteiro. Aproximadamente um terço dos entrevistados automotivos veem a estratégia de fábrica do futuro como um grande desafio. Muitas empresas não têm uma visão estratégica para orientar um processo de implementação estruturado. Aproximadamente um terço dos entrevistados automotivos veem a governança como um grande desafio, com as principais questões sendo a falta de comunicação entre os departamentos, responsabilidades pouco claras e comprometimento de gerenciamento insuficiente. The strategy for implementing the factory of the future must be anchored in the overarching company strategy. Approximately one-third of automotive respondents see the factory-of-the-future strategy as a major challenge. Many companies lack a strategic vision to guide a structured implementation process.
- Governance. To realize their vision, manufacturers must put in place organizational structures (such as clear responsibilities for steering and coordinating all efforts related to the factory of the future) and define the processes required to ensure that their factory-of-the-future strategy is translated into implementation actions. Approximately one-third of automotive respondents see governance as a major challenge, with the main issues being a lack of communication among departments, unclear responsibilities, and insufficient management commitment.
- Novos estilos de liderança. A liderança transformacional e orientada para o grupo também ganhará importância. Aproximadamente 50% dos entrevistados automotivos disseram que esperam empregar mais trabalhadores com habilidades de TI e aproximadamente 25% esperam que o número de funcionários de TI aumentará mais de 10%. (Veja a Figura 4.) Aproximadamente um terço dos entrevistados esperam precisar de mais trabalhadores com competências em manutenção e controle de qualidade, enquanto cerca de 25% esperam precisar de pessoas com habilidades de planejamento de produção e logística. Esses recursos de pessoal adicionais serão necessários para responder às idéias fornecidas pelo tesouro de novos dados disponíveis. (“Big” ou “Enorme”) desafio. (Consulte o Anexo 5.) Para garantir que sua força de trabalho evoluir adequadamente, as empresas devem se concentrar na construção de competências técnicas e sociais. Eles também devem implementar novas abordagens para qualificar seus funcionários e garantir que as habilidades certas estejam em vigor. Os entrevistados automotivos esperam que as capacidades, eletrônicas e “mecatrônicas” (habilidades mecânicas, eletrônicas e de TI) sejam mais relevantes em 2030, enquanto as habilidades puramente mecânicas serão menos relevantes. Em vez de executar principalmente tarefas repetitivas, eles geralmente serão chamados a resolver problemas como membros de equipes interdisciplinares. Mais de 90% dos entrevistados automotivos veem cada uma das quatro principais competências sociais - capacidade de aprendizagem, trabalho em equipe, responsabilidade e solução de problemas - como relevante para 2030. Automotive respondents say that an advisory leadership style will be more important in the factory of the future, while an authoritarian style will be less relevant. Transformational and group-oriented leadership will also gain in importance.
Employee Skills
Although the greater use of robotics and computerization will reduce the number of jobs in assembly and production, the number of manufacturing jobs requiring skills in IT and data science will increase. Approximately 50% of automotive respondents said that they expect to employ more workers with IT skills, and approximately 25% expect the number of IT employees will increase by more than 10%. (See Exhibit 4.) Approximately one-third of respondents expect to need more workers with competencies in maintenance and quality control, while about 25% expect to need people with production planning and logistics skills. These additional staffing resources will be needed to respond to the insights provided by the trove of new data available.
Recognizing that they need to adapt their workforce to the factory of the future, 38% of automotive respondents see employee skills as a major (“big” or “huge”) challenge. (See Exhibit 5.) To ensure that their workforce evolves appropriately, companies must focus on building technical and social competencies. They also must implement new approaches to qualify their employees and ensure that the right skills are in place.
- Technical Competencies. Manufacturers need to strongly focus on technical skills and backgrounds when training or hiring employees. Automotive respondents expect that capabilities in IT, electronics, and “mechatronics” (combined mechanical, electronic, and IT skills) will be more relevant in 2030, while purely mechanical skills will be less relevant.
- Social Competencies. The pace of change in the factory of the future means that workers must be willing and able to continuously learn new skills. Rather than primarily performing repetitive tasks, they will often be called upon to solve problems as members of interdisciplinary teams. More than 90% of automotive respondents see each of the four key social competencies—learning capacity, teamwork, responsibility, and problem solving—as relevant for 2030.
- Treinamento e qualificação. Para fazer a transição com sucesso para a fábrica do futuro, os fabricantes precisam desenvolver uma abordagem para o treinamento e os trabalhadores qualificados. A maioria dos entrevistados automotivos em nossa pesquisa (53%) citou um treinamento adicional dos funcionários como a principal rota para criar as habilidades necessárias. Significativamente, menos citou a contratação de novos funcionários (29%) ou reeducação (18%). Manufacturers cannot expect workers to build the necessary technical and social competencies on their own. To successfully transition to the factory of the future, manufacturers need to develop an approach to training and qualifying workers. Most automotive respondents in our survey (53%) cited further training of employees as the main route to building the required skills. Significantly fewer cited hiring new employees (29%) or reeducation (18%).
- Aprendizagem baseada em tecnologia. Os programas de auto-aprendizagem em dispositivos móveis, não as apresentações de slide em uma sala de aula, são a maneira preferida de obter informações. Os entrevistados automotivos parecem reconhecer a necessidade de oferecer aprendizado inovador e baseado em tecnologia. Eles vêem o aprendizado fazendo, o e-learning e o treinamento imersivo usando ambientes virtuais como mais relevantes em 2030. Eles vêem os cursos de treinamento tradicionais como menos relevantes em 2030. The new generation of workers wants training options that enable flexibility in terms of where and when instruction is available. Self-learning programs on mobile devices, not slide presentations in a classroom, are the preferred way to obtain information. Automotive respondents appear to recognize the need to offer innovative, technology-based learning. They see learning by doing, e-learning, and immersive training using virtual environments as more relevant in 2030. They see traditional training courses as less relevant in 2030.
IT IT Infrastructure
Um terço dos entrevistados automotivos vêem infraestrutura de TI como um grande desafio. Dois requisitos relacionados devem ser atendidos:
- Cloud and Connectivity. Os entrevistados disseram que o uso de serviços privados em nuvem como uma plataforma central para armazenamento de dados e software como serviço aumentará em importância, mas são céticos em relação ao uso de serviços públicos em nuvem. Os dois principais desafios para melhorar a conectividade em toda a planta são a falta de padrões de rede e a má infraestrutura de rede. De fato, a segurança dos dados é uma grande preocupação das empresas automotivas. Mais de 40% dos entrevistados automotivos veem a segurança dos dados como um grande desafio e cerca de 30% citaram preocupações com a incerteza da propriedade dos dados. Manufacturers need plant-wide connectivity infrastructure (such as a wireless local area network) and technology to capture and store production data. Respondents said that using private cloud services as a central platform for data storage and software as a service will increase in importance, but they are skeptical about using public cloud services. The two main challenges for improving plant-wide connectivity are a lack of network standards and poor network infrastructure.
- Data Security. Enhanced supply chain connectivity is essential, but safeguards are required to ensure the secure exchange of data. Indeed, data security is a major concern of automotive companies. More than 40% of automotive respondents see data security as a major challenge, and about 30% cited concerns over the uncertainty of data ownership.
Introdução
O BCG aplicou as idéias do estudo para desenvolver um roteiro de implementação para a fábrica do futuro. (Consulte o Anexo 6.) Cada fabricante deve adaptar o roteiro ao seu ponto de partida específico. Na maioria dos casos, os fabricantes devem se concentrar na digitalização da planta no curto e médio prazo, para evitar ficar atrás dos concorrentes que já estão implementando casos de uso para digitalização. Alterações na estrutura da planta devem ser perseguidas a médio a longo prazo, porque essas modificações afetam todos os equipamentos e o layout da planta. Tais alterações geralmente são realizadas ao mesmo tempo em que as plantas são revisadas ou novos modelos de produtos são lançados. Para processos de plantas, os fabricantes devem implementar continuamente novas tecnologias para melhorar os processos e a satisfação do cliente como uma extensão de sua atual agenda de gerenciamento enxuto. Os fabricantes devem lançar imediatamente os esforços para implementar os facilitadores fundamentais, porque o treinamento de funcionários atuais e a contratação de novos, além de instalar uma infraestrutura de TI, são esforços demorados. Roteiro, o BCG desenvolveu uma "verificação de saúde", que avalia rapidamente o estado atual dos esforços de implementação de uma empresa. Os resultados são então comparados com outras plantas, a média da indústria ou grupos de pares para determinar o ponto de partida. Para identificar casos de uso para exame, as empresas podem aplicar filtros ao banco de dados da BCG de mais de 200 exemplos de aplicações de fábrica do futuro, classificação por aplicabilidade a indústrias específicas, bem como pela dimensão ou loja de plantas. Os especialistas da OIC discutem o uso em detalhes com a equipe de plantas de uma empresa e avaliam uma lista de possíveis fornecedores de tecnologia para identificar as oportunidades, avaliar os benefícios financeiros e não financeiros esperados e quantificar os custos de implementação relacionados e o investimento necessário. No entanto, alcançar essa visão exigirá muito mais do que implementações isoladas de casos de uso discretos. Através da aplicação holística de novos princípios de design e tecnologias digitais, os principais fabricantes podem coordenar de maneira inteligente todos os aspectos de suas operações de plantas e integrar a cadeia de valor que vai de fornecedores a clientes finais. Os primeiros fabricantes a ter sucesso na transição para a adoção em escala completa serão lançados em uma nova era de operações industriais. Contribuições para este relatório. Daniel Küpper
To help manufacturers customize the implementation roadmap, BCG has developed a “health check,” which quickly assesses the current state of a company’s implementation efforts. The results are then benchmarked against other plants, the industry average, or peer groups to determine the starting point.
To understand how to address the points identified in the health check, company executives and staff can participate in workshops on and demonstrations of advanced technologies at the model factories operated by BCG’s Innovation Center for Operations (ICO). To identify use cases for examination, companies can apply filters to BCG’s database of more than 200 examples of factory-of-the-future applications, sorting by applicability to specific industries as well as by the plant dimension or plant shop. ICO experts then discuss use case applications in detail with a company’s plant team and evaluate a list of potential technology vendors to identify the opportunities, assess the expected financial and nonfinancial benefits, and quantify the related implementation costs and required investment.
As the many examples presented in this report illustrate, manufacturers are already working with bits and pieces of our vision for the factory of the future. However, achieving this vision will require much more than isolated implementations of discrete use cases. Through the holistic application of new design principles and digital technologies, leading manufacturers can intelligently coordinate all aspects of their plant operations and integrate the value chain that runs from suppliers to end customers. The first manufacturers to succeed in transitioning to full-scale adoption will usher in a new era of industrial operations.
Acknowledgments
The authors would like to thank their colleagues Andreas Dinger, Konrad Eltz, Philipp Konecny, Aclan Okur, Felix Pfeiffer, Jan Schlageter, and Bernhard Strack for their contributions to this report.
