Tecnologias avançadas prometem ter o que se destacará, o que pode ser o que pode ser usado em que os nativos de engenharia e o desenvolvimento de engenharia nos últimos 4 anos de trabalho, que se reproduzem no tempo, o que se reproduzia em que os nativos de engenharia e o que se reeve, o que se destaca e, em que os seguintes, o que se reproduse em que os que se reenscaram e o que se reproduzia em que os outros são os que se tornam os nativos digitais e os nativos digitais e os nativos de engenharia e os próximos 400 são os que se reproduzem nos últimos 400. Executivos e investidores do setor. As potências de engenharia mais tradicionais estão fazendo seus próprios avanços - e às vezes estão liderando o caminho - em campos como a Internet das Coisas (IoT), Inteligência Artificial (AI) e aprendizado de máquina.
Há apenas 20 anos, os avanços do que era frequentemente chamado de Engenharia 3.0-incluindo o design, simulação e gerenciamento de dados de produtos auxiliados por computador em 3D-estavam na vanguarda. Agora, essas inovações foram ultrapassadas pela capacidade de integrar dados coletados de toda a empresa (inclusive de máquinas na fábrica e máquinas no campo) com ferramentas amigáveis para acelerar os tempos de ciclo de desenvolvimento, desenvolver produtos com mais eficiência e garantir uma qualidade mais alta e melhor atender às necessidades e usos dos clientes. Bem -vindo ao Engineering 4.0.
A corrida para o futuro está ligada e já está sendo executada em um ritmo vertiginoso. As empresas que desejam permanecer na liderança ou pular para a frente precisam se concentrar em seis áreas. A primeira é a visão e o roteiro deles - como eles planejam avançar. Os próximos três são técnicos: plataformas de dados, arquitetura de software e ferramentas digitais. Capacidades e habilidades avançadas são mais uma área que será essencial para realizar resultados. E novas maneiras de trabalhar-especificamente, um ambiente ágil que permite que as equipes multifuncionais item rapidamente com base nos dados de uso e no feedback do cliente-serão um diferencial primário para as empresas que desejam correr para a cabeça do pacote.
A corrida para o futuro está ligada e já está sendo executada em um ritmo vertiginoso.
Muitas empresas já estão ativas em uma ou mais dessas áreas. Os vencedores farão de olho no rápido progresso nos seis. Veja como eles podem fazer isso. Um é mais uma mudança de etapa no poder de computação; A tecnologia continua a fornecer a capacidade de processar mais dados e criar simulações cada vez mais complexas. A IoT conecta máquinas equipadas com sensores e monitores para alimentar processadores com mais-e mais detalhados-dados que podem ser usados para o design orientado a dados. A IA automatiza a otimização do design e é especialmente útil no desenvolvimento de projetos para fabricação aditiva (também chamada de impressão 3D) porque seus processos algoritmicamente acionados são irrestritos por convenções de engenharia. Eles também estão permitindo maior colaboração e produtividade humanas. As tecnologias em nuvem permitem novas maneiras de trabalhar juntas. O acesso aberto reduz ou remove as restrições ao acesso e uso de inovações e designs de outros, por isso significa acesso mais rápido e mais amplo ao trabalho de várias fontes. E métodos de trabalho ágil, que foram além do desenvolvimento de software e P&D, usam novas ferramentas e formas avançadas de trabalho em equipe, além de colaboração para aumentar a velocidade e a flexibilidade.
The Transition to 4.0
Multiple factors are combining to create a fourth generation of engineering capability. One is yet another step change in computing power; technology continues to provide the ability to process more data and create ever more complex simulations. The IoT connects machines equipped with sensors and monitors to feed processors with more—and more detailed—data that can be used for data-driven design. AI automates design optimization and is especially helpful in developing designs for additive manufacturing (also called 3D printing) because its algorithmically driven processes are unconstrained by engineering conventions.
These types of advances aren’t just about machines that can do more. They are also enabling greater human collaboration and productivity. Cloud technologies allow for new ways of working together. Open access reduces or removes restrictions on the access to, and use of, innovations and designs by others, so it means faster and broader access to work from a variety of sources. And agile methods of working, which have moved beyond software development and R&D, use both new tools and advanced forms of teamwork as well as collaboration to increase speed and flexibility.
É uma combinação poderosa. (Veja, por exemplo, “ Por que as montadoras estão correndo para se tornar digital, ”Artigo do BCG, abril de 2018.) Nossa análise indica que as empresas que adotam completamente a execução adequada da engenharia 4.0 podem melhorar o tempo para o mercado por um fator de quatro e fazer melhorias materiais na maneira como seus produtos atendem às necessidades do cliente. Mas não ocorreu o dia a dia. As plataformas, ferramentas e recursos certos, bem como acesso amplo a dados e maneiras ágeis de trabalho. Um plano bem definido ajuda as empresas a priorizar e definir o momento das iniciativas digitais e outras propostas. Em seguida, as empresas precisam desenvolver um forte caso de negócios para cada iniciativa e estabelecer metas, prioridades e cronogramas viáveis. Os horários devem ter como objetivo capturar sinergias através da utilização de recursos entre projetos e evitar resíduos com uma visão clara das dependências entre iniciativas e do caminho crítico para a conclusão.
Six Building Blocks
Moving to Engineering 4.0 requires real effort to put the necessary building blocks in place. The benefits are achieved by empowering engineering teams with the right platforms, tools, and capabilities as well as broad access to data and agile ways of working. Most companies will need to build or augment their resources and abilities in each area. (See Exhibit 1.)
A Clear Vision and Roadmap. A well-defined plan helps companies prioritize and define the timing of digital initiatives and other proposals. The first step is agreeing on a portfolio of initiatives that is sufficiently robust to promote a step change in the operations and slim enough to ensure that the company maximizes its available resources. Next, companies need to develop a strong business case for each initiative and set feasible targets, priorities, and timelines. The timetables should aim both to capture synergies through cross-project resource utilization and to avoid waste with a clear view of dependencies between initiatives and of the critical path to completion.
Plataformas de dados. As empresas de melhor prática aplicam dados de uso do produto para melhorar o design e a manutenção. Eles criam loops de feedback automatizados que fornecem dados de diagnóstico e sensor do campo para que possam ser usados para manutenção e para resolver problemas de design na próxima iteração do produto. Eles também fornecem acesso a dados abertos para os engenheiros, reduzindo os atrasos administrativos de carga e desenvolvimento que normalmente resultam de solicitações de dados complicada e lenta. Em nossa experiência, três pontos principais que as empresas precisam abordar com relação ao acesso aberto são as dificuldades atuais no acesso a informações, a redundância do esforço causada por arquivamento duplo ou armazenamento de informações e os riscos potenciais de segurança de dados que surgem de más práticas de gerenciamento de dados. Product data availability and open data access for engineers are essential to boosting productivity. Best-practice companies apply product usage data to improving design and maintenance. They create automated feedback loops that deliver diagnostic and sensor data from the field so that it can be used for maintenance and to address design issues in the next product iteration. They also provide open data access for engineers, reducing the administrative burden and development delays that typically result from cumbersome and slow data requests. In our experience, three main points that companies need to address with respect to open access are the current difficulties in accessing information, the redundancy of effort caused by dual archiving or information storage, and the potential data security risks that arise from poor data management practices.
Arquitetura de software. Hoje, os líderes seguem um punhado de princípios comuns. Eles “escrevem uma vez, implantam em qualquer lugar”-compensando a implantação flexível de novos recursos que usam nuvem, nevoeiro e computação de borda para otimizar as interações entre dispositivos de campo e sistemas de back-end. Eles dependem da escalabilidade baseada em nuvem de poder de processamento e armazenamento. E eles buscam alta produtividade, desenvolvimento paralelo e implementação de microsserviços granulares, como codificação, garantia de qualidade, teste de integração e implantação. Essas ferramentas permitem o trabalho em equipe virtual, os gêmeos digitais (a representação virtual de sistemas ou módulos reais de sistemas) e prototipagem rápida de modelos de escala usando design auxiliado por computador e tecnologia de impressão 3D. Os engenheiros podem buscar processos rápidos de prototipagem, teste e resolução de problemas que lhes permitam identificar e corrigir problemas de design antes da fase de produção física. Além disso, as ferramentas digitais criam novos métodos de colaboração virtual. Better data collection and open access typically require that companies redesign their software architecture. Leaders today follow a handful of common principles. They “write once, deploy anywhere”—enabling the flexible deployment of new features that use cloud, fog, and edge computing to optimize the interactions between field devices and back-end systems. They rely on cloud-based scalability of processing power and storage. And they pursue high productivity, parallel development, and the implementation of granular microservices such as coding, quality assurance, integration testing, and deployment.
Digital Tools. In addition to computer-aided design and engineering software, engineers today can employ such tools as digital mockups that simulate product functionality and performance and thereby obviate the need to produce physical models. These tools enable virtual teamwork, digital twins (the virtual representation of actual systems or modules of systems), and rapid prototyping of scale models using computer-aided design and 3D-printing technology. Engineers can pursue fast prototyping, testing, and problem-resolving processes that allow them to identify and fix design issues before the physical production phase. In addition, digital tools create new methods of virtual collaboration.
Recursos e habilidades avançadas. Em nossa experiência, as empresas adotam uma das duas abordagens para adquirir ou construir suas capacidades, dependendo de suas aspirações e da amplitude da lacuna entre essas aspirações e suas capacidades atuais. A abordagem de toque leve busca desenvolver novas habilidades na estrutura atual da empresa, com treinamento interno e recrutamento externo, além de estabelecer parcerias com empresas que fornecem serviços digitais. A abordagem mais agressiva envolve um Digital tools and techniques require people with advanced capabilities and skills, such as data scientists and software architects, among others. In our experience, companies take one of two approaches to acquiring or building their capabilities, depending on their aspirations and the breadth of the gap between those aspirations and their current capabilities. The light-touch approach seeks to develop new skills within the company’s current structure by up-grading internal training and external recruiting as well as establishing partnerships with firms that provide digital services. The more aggressive approach involves a Build-Operate-transfer (bot) Centro que acelera o desenvolvimento de uma massa crítica de talento digital internamente e serve como um catalisador de transformação em toda a empresa. Na era digital, as empresas precisam acelerar a implementação de iniciativas, eliminar atrasos caros e melhorar continuamente a experiência do cliente. O Agile, que se baseia em equipes multifuncionais e em uma abordagem iterativa rápida, tem um histórico comprovado nessas áreas. As organizações podem reduzir a complexidade das operações internas e criar oportunidades poderosas para reduzir os tempos de ciclo, projetar melhores produtos e aprimorar os relacionamentos com os clientes. (Ver "
Agile Ways of Working. The final building block may be the most important—adopting an agile approach to product design and development. In the digital era, companies need to accelerate the implementation of initiatives, eliminate costly delays, and continually improve the customer experience. Agile, which relies on cross-functional teams and a fast iterative approach, has a proven track record in these areas. Organizations can reduce the complexity of internal operations and create powerful opportunities to shorten cycle times, design better products, and enhance customer relationships. (See “ Levando muito além do software , ”BCG Artigo, julho de 2017.)
Barreiras para atingir 4,0
Tomado por conta própria, cada um desses blocos de construção é uma força poderosa para melhorar a produtividade e a melhor resultado. Mas, em nossa experiência, é o impacto combinado: a maior parte ou de todos os que levam a uma mudança de etapa. Resistência e restrições atuais. Organizações. Eles devem equilibrar a necessidade de transformar a tecnologia (bem como os modelos e operações de desenvolvimento de produtos em geral) com a necessidade igualmente crítica de gerenciar seus negócios durante a transformação. Muitos têm cuidado com os caros programas de transformação de tecnologia de vários anos que geram valor (ou às vezes não) apenas no final do processo.
Moreover, identifying and attracting employees who possess the newly required digital capabilities can be challenging for companies that have little or no track record in these fields. Not only are such experts hard to find, but talent attracts talent; companies that do not currently have a critical mass are doubly challenged because they must compete for needed skills with those that do, such as digital natives and other tech-focused organizations.
And, of course, companies face the hurdle of making the transition from traditional, often monolithic, product and IT architectures to digital technologies—while maintaining business continuity. They must balance the need to transform tech (as well as product development models and operations generally) with the equally critical need to manage their business during the transformation. Many are wary of costly multiyear technology transformation programs that generate value (or sometimes don’t) only at the very end of the process.
As empresas devem equilibrar a necessidade de transformar a tecnologia com a necessidade igualmente crítica de manter a continuidade dos negócios.
Introdução
After working with numerous companies on the transformation of their engineering and design capabilities, we have developed a three-phase process that starts with a tight focus on the issues that a particular company faces, pilots solutions while the company builds the necessary capabilities, and then rolls out tested solutions across the organization. (See Exhibit 2.)
Phase One: Diagnosis and Pilot Identification. The first step for any company is to understand the impediments and pain points in its current engineering and design process through bottom-up diagnosis. This exercise also helps build digital awareness and raise the priority of digital transformation within the ranks of senior management.
Phase Two: Delivery of Short-Term Impact and Buildup of Capabilities. In phase two, the objectives are to show the kind of results that Engineering 4.0 can achieve through short-term, high-impact pilot projects while simultaneously highlighting the new capabilities that the company needs to build (such as agile ways of working) in order to make the transition to 4.0. Pilots also enable managers and engineers to experience working in agile teams. The pilot approach works best when the selected projects address big issues and relevant pain points for the organization.
Fase Três: Escala de Recursos de Engenharia 4.0. In the third phase, the company uses the successes and lessons from the pilot programs to develop a vison, roadmap, and business case for a broader rollout that will shape the transformation of the engineering organization.
grandes mudanças, grandes resultados
A maioria das empresas precisa fazer grandes alterações na maneira como operam para a engenharia 4.0, e essas mudanças levam tempo. Mas os resultados valem o esforço. Uma das principais montadoras conduziu um diagnóstico abrangente para identificar os pontos problemáticos e os obstáculos em suas operações de design e engenharia. O diagnóstico levou a um programa de transformação que envolveu uma mudança para sistemas e software digital, bem como novas abordagens e maneiras de trabalhar em várias áreas, incluindo como a empresa usa dados em design, como várias funções colaboram e como os engenheiros empregam ferramentas de virtualização e IA em pilotos e simulações de novos produtos. (Veja o Anexo 3.) A empresa lançou 19 pilotos bem -sucedidos e alcançou uma melhoria de duas a quatro vezes no tempo do ciclo de desenvolvimento. Ao usar ferramentas digitais, a montadora conseguiu eliminar cerca de 40% dos problemas encontrados nos processos de design físico. E como as tecnologias digitais avançam em velocidades de aceleração, os leads que essas empresas abrem só ficarão mais amplos. Dada a complexidade da transição para 4.0 e o tempo que a jornada leva, outros desejam iniciar suas próprias jornadas em breve - enquanto ainda têm a capacidade de recuperar o atraso. Eugene Foo
For companies that have seized the opportunity, Engineering 4.0 is fast becoming a competitive advantage. And because digital technologies advance at accelerating speeds, the leads that these companies open will only get wider. Given the complexity of the transition to 4.0 and the time that the journey takes, others will want to start their own journeys soon—while they still have the ability to catch up.
