工业4.0让半导体产业进入残酷竞争时代

2017-04-18 11:55 行业报道   

导读在这个年代投入半导体产业,是最充满挑战的时期。传统制造业的工资、能源价格一直不断在提升,厂商的成本来负担越来越重。同时,市场上愈来愈多新进竞争者,已有规模的业者也不断的提高并购价格,他们都希望透过这些行动,带动下一波生产力的提升。  

在这个年代投入半导体产业,是最充满挑战的时期。传统制造业的工资、能源价格一直不断在提升,厂商的成本来负担越来越重。同时,市场上愈来愈多新进竞争者,已有规模的业者也不断的提高并购价格,他们都希望透过这些行动,带动下一波生产力的提升。

要在如此艰困的环境里保持竞争力,晶圆厂开始思考如何提高营运效率。虽然过去精简组织、制程,减少浪费,让组织能持续改进效率的做法,发挥了非常重大的功用。但新兴的工业4.0 却是一个全新的概念,透过大数据分析来增加制程中自动化的比例,这样的作法让半导体制造业进入物种淘汰的残酷竞争时代。

在数位化工具的转型下,工厂在改造后可以 实现30%~50%的劳动效率提升,并减少机器消耗,在下次维修前可以提高10%~20% 的产量。 整体设备效率(OEE)平均提升10%~15%,产量提高1%~3%,客户投诉减少30%~50%。

工业4.0的效率提升效果全都看得见、算得清

工业4.0的核心作法,就是赋予机器“智慧”,透过在机器上装设传感器收集数据,达到提高整体效率的目的。比如说,作业员的触摸时间占了整体工作时间的 30%~50%,但他们在等待机器每次生产周期的过程中,都是空闲的。这就是一种劳力浪费。在有传感器帮助的状况下, 工程师可以据此数据调整工业参数,确保人机比率在最有效率的状况,提高整体工作效益 。

又例如: 过去的工厂计算整体设备效率(OEE)都只算机器可用或不可用的绝对时间,却忽略了微小的故障导致的停机 。同时对于生产损失的估计都是用手动的登记,这样会导致生产效率的不精准评估。在工业4.0 的数位化转型解决方案帮助下,我们可以精准得知机器的状况,每次停机导致的停损,进行精准的产能评估。同时还可以更确实的了解机器状况,进行预防性的维护, 帮助机器在完全损坏前可以贡献更多产值 。

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最后一点,生产的良率若是产生了问题,过去的作法是去面谈生产线的员工,了解哪个环节出了问题。工业4.0 的作法,可以让每个生产过程的“可追踪性”都大大升高,此时再成立专职团队,根据收集到的大量数据去对整个产线作优化,就可以精准的提高工作效率。

透过传感器给机器智慧,劳斯莱斯发明新商业模式

举个实例来说,全球前三大商用喷射引擎公司——英国劳斯莱斯(Rolls-Royce),在 90 年代末期就发现到航空公司最关键的需求其实是“使飞机能随时保持在最佳的飞行状态”。在了解顾客真正的需求后,率先在业界将商业模式由原先的“贩卖引擎”转换为“贩卖飞行时数”。

要能够运行这样的商业模式,先决条件是传感器地技术,劳斯莱斯编制了约400 人左右的“引擎健康管理部门”,进行全面性的革新,大力发展引擎感测技术。之后便在所有出租的引擎上加装了传感器,记录飞行时数来计费。航空公司也在出租期间享有劳斯莱斯所有维修管理的服务。

而后续劳斯莱斯也持续改进引擎的“智能”,近来透过带有“人工智能”感应器的飞机引擎,分析飞行中所产生得亿万等级数据资料,并即时向机组汇报资料,提供操作建议。

硬件公司必备的“转型软件思维”

工业4.0 快速延烧的过程中,也有很多半导体厂商开始改变思维:如果硬件赚不了钱,为什么我们不用其他东西赚?这就是所谓的新思维,硬件送你,软件赚钱、或是耗材赚钱。但 传产要如何有效的转型成软件主轴,并以此营利?麦肯锡管理公司提出了几点意见,有助于硬件公司转型为软件思维:

一、高层领导将转型纳入现有的企业战略,同时软硬整合并进

软件公司需要更频繁的产品升级、长期支援,为了达成这个目标,公司要由高层带领制定完整的计划。但 软件的战略制定要考虑过去的核心:硬件业务 。透过良好的软硬整合也可以获得客户对公司软件产品的偏好,例如,NVIDIA 基于最新一代的 GPU 推出了深度学习软件,也吸引大家使用他们的硬件。

过去很多半导体公司由 IT 部门的中阶主管领导设计软件策略,若是要破坏性转型,将公司重点变成软件,没有高层支持,个别业务部门很难设计出市场规模足够、投资报酬率又高的软件。因此 转型计划必须由高层领导,方能确保方向正确,且得到支持 。

在软硬整合的道路上,会遇到研发优先顺序的问题。过去先研发硬件,再研发软件。但这会导致开发时间过长,还有硬件跟软件的同步问题。因此,应该采用并行开发策略,软件开发不用等硬件开发好再开始,工程师可以在虚拟样机上面对程序进行测试、修改。但硬件团队和软件团队必须要在关键点上面了解彼此的进展、需求。例如:目标、时间表、需具备功能的共识。

二、想办法发挥硬件“天生优势”,但也要注意软件价值

半导体公司可能会冒险进入软件新创蓬勃发展的区域。但是这样的举动其实是很有风险的,因为他们通常缺乏新创的敏捷性与速度,以及高度专业的软件技能。那么硬件公司该如何做?他们应该 善用现有的优势 ,例如:强大的客户群、品牌忠诚度、广泛而多元的硬件组合、硬件领域知识。

很多公司都透过可以透过本身的优势成为软件的领导者,顺带带动硬件的销售。例如:西门子为制造行业创造新的自动化硬件和软件来抓住商机,该公司现在供应了 80% 的原始设备制造商(OEM)生产线。强大的硬件产品还可能带动软件销售,例如:苹果在 iPhone上市后能够从Appstore 赚取巨额收入。

纵然硬件公司希望透过软件带动硬件销售。但若要转型,应该要思考更多的创新定价方案。例如:

·软件免费,但客户必须付钱购买改进的功能或功能。

·使用按需订阅服务,客户仅在使用软件时付费。公司收取任何必要的硬件费用

·使用固定订阅服务,定期向客户收取费用,无论他们使用软件多久或接受升级

半导体公司的客户们可能会反对这项创新,因为他们习惯拿免钱的,所以要想办法创造引人入胜的软件,给客户足够的动机购买。

三、招募人才要比过去想更多,用软件人才管理软件人才

身为一个转型公司,硬件公司在招聘软件人才时要更积极、有策略。

了解高科技人才到底想要什么是绝对必要,诸如薪水等要素。雇用一堆有才华的工程师听起来很棒,但是半导体公司应该要先专注在寻找处理接口规格和其他关键任务的软件、系统架构师。若没有他们,团队很难有关键进展。同时应该要考虑软件人才密集的地区,并在那边建立通路与联系窗口。如果公司有建立软件能力的时间压力,或是根本找不到足够的工程师,可以考虑收购一家软件公司。这种做法更有效率,但有一个问题:收购软件公司可能比收购硬件公司还要贵上2~5 倍。

硬件公司应该 招聘来自其他行业,经验丰富的领导者。而不是要求内部的硬件专家来管理转型 。同时祭出奖励条款鼓励领导者建立软件业务,并给予相当的决策自由。任命知名的软件行政人员,也会释放出一个很明确的消息:软件将成为公司的新核心。也可藉此吸引其他有才华的工程师来工作。

最后,软件工程师跟硬件专家在思考、工作、行为上都有诸多的不同。要解决这个问题很简单, 硬件公司必须要调整他的组织架构,而不是期待新员工们改变工作方式 。他们应该把软件工程师整合成有自己的治理机构、并拥有决策权的单一组织。

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