本文(wen)由劉寅、唐紅科、侯(hou)文(wen)皓、王嘉(jia)駿、Eleftherios Charalambous、Thomas Czigler、Sebastian Reiter和Patrick Schulze合作撰寫，代(dai)表麥(mai)肯錫化學品(pin)及農業(ye)(ye)事(shi)業(ye)(ye)部(bu)觀點。

當(dang)下(xia)正是水泥(ni)價值鏈(lian)的(de)核(he)心——水泥(ni)工(gong)廠建(jian)立韌性的(de)關(guan)鍵時期。2020年，水泥(ni)行(xing)業深受(shou)新冠(guan)疫情(qing)影響，全球(qiu)需求下(xia)降了約7%-8%——但各地區(qu)所受(shou)影響不盡相(xiang)同(tong)【1】。在疫后(hou)復蘇較(jiao)好(hao)的(de)中國(guo)，水泥(ni)行(xing)業也(ye)面(mian)臨(lin)著限產和減排的(de)壓力。盡管工(gong)廠只是水泥(ni)價值鏈(lian)上的(de)一個(ge)環節，但在引導行(xing)業應對(dui)顛覆性趨勢、推動企業取得未來成功方面(mian)卻是至關(guan)重要。

前方(fang)的道路非常清晰：擁抱(bao)數字(zi)化和(he)可持續發展。將(jiang)這兩(liang)個趨(qu)勢置于未來規(gui)劃的首位，關鍵在于要(yao)一(yi)邊建立高(gao)效的數字(zi)化工作新模式，一(yi)邊提升水泥企業面對顛覆時的韌性。

未(wei)來水泥工廠的(de)運營模式將與現在(zai)迥然不同。在(zai)本文中(zhong)，我們將描繪有韌性、敏(min)捷(jie)、綠色(se)、高效的(de)未(wei)來工廠愿(yuan)景，探討其商業(ye)價值，以(yi)及高層(ceng)在(zai)確立發(fa)展路線(xian)時應考量的(de)戰(zhan)略要素。

未(wei)來(lai)的水泥工廠將通過優化能效、配方和產(chan)能來(lai)降(jiang)低運(yun)(yun)營(ying)(ying)成(cheng)本，提升資產(chan)價值，借助更(geng)具(ju)針對性(xing)的有效維(wei)護延長設備(bei)的運(yun)(yun)行(xing)周期。每家工廠的環(huan)境足跡都(dou)降(jiang)至最低，以(yi)確(que)保在其運(yun)(yun)營(ying)(ying)的地區(qu)都(dou)能獲(huo)得經營(ying)(ying)許可。工廠根據(ju)實時客(ke)(ke)戶數據(ju)動態調(diao)整生產(chan)和物流，以(yi)滿(man)足客(ke)(ke)戶所需。無附(fu)加(jia)值的工作實現自(zi)動化，員(yuan)工可以(yi)將工作熱情傾注于增(zeng)值活動中。各(ge)層級管理者遠程即可獲(huo)取(qu)實時信息(xi)，以(yi)更(geng)好地制定決策。

未來已來。我們(men)的(de)分析顯示，數字(zi)化和(he)可(ke)持續抓手將(jiang)是(shi)水(shui)泥(ni)工廠大幅提高產能(neng)和(he)效率的(de)關鍵舉措（圖1）。它(ta)們(men)可(ke)以將(jiang)每(mei)噸水(shui)泥(ni)的(de)利潤提升(sheng)3-6美元(yuan)【2】，讓工廠的(de)成(cheng)本(ben)曲線升(sheng)至(zhi)同等(deng)技術裝備工廠中排名前25%的(de)水(shui)平(ping)。（詳見“今天的(de)水(shui)泥(ni)工廠”）

實現轉型所(suo)需(xu)(xu)的資(zi)金數(shu)額取決于(yu)所(suo)采取的舉措。例如，為(wei)回轉窯設(she)置先進分析試(shi)點【3】需(xu)(xu)要專家工作2-3個月，以(yi)收集并分析歷史(shi)數(shu)據(ju)，建模和訓練系統；投(tou)資(zi)替(ti)代燃料裝置需(xu)(xu)要高達(da)數(shu)百萬(wan)乃至(zhi)上千萬(wan)美元的資(zi)金，以(yi)及長達(da)一(yi)年的試(shi)運行時間；更為(wei)激進創新的方案則需(xu)(xu)要更多的資(zi)金和時間。除此(ci)之(zhi)外，業(ye)內常見的卓越運營或合規性要求，以(yi)及其他一(yi)些規定也都需(xu)(xu)要資(zi)金投(tou)入(ru)。

運營領跑者：賦能數字化及先進分析 

和其他(ta)行(xing)業相比，水(shui)泥(ni)(ni)行(xing)業尚(shang)處于全面數(shu)字化(hua)轉型的初級(ji)階段。在54家被認為(wei)是“燈塔”（即應用工(gong)業4.0技(ji)術的領先者）的制(zhi)造(zao)(zao)工(gong)廠中(zhong)，沒有一家是水(shui)泥(ni)(ni)工(gong)廠（詳(xiang)見“制(zhi)造(zao)(zao)4.0：世(shi)界(jie)經濟論(lun)壇定義的燈塔工(gong)廠”）。然而，監管趨嚴、需求降低，以(yi)及建筑生(sheng)態系統發生(sheng)的廣泛變化(hua)，使得水(shui)泥(ni)(ni)行(xing)業迫切需要應用工(gong)業4.0技(ji)術以(yi)確(que)保競爭力(li)。

在(zai)未來的(de)(de)水泥工(gong)廠中，價值（而不(bu)見得是(shi)產(chan)(chan)量）至關重要。基于(yu)數(shu)據實時(shi)進行(xing)決策將(jiang)是(shi)常態(tai)，工(gong)廠會通過(guo)持續(xu)的(de)(de)調整(zheng)適應生(sheng)(sheng)態(tai)系統的(de)(de)變化(hua)。產(chan)(chan)品組(zu)合(he)增至現(xian)有規模的(de)(de)5-10倍，通過(guo)動態(tai)的(de)(de)約束條件和目標尋優(you)來管理運(yun)營，并(bing)同步調整(zheng)相(xiang)應的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)參數(shu)。數(shu)字孿生(sheng)(sheng)（Digital twins）模擬并(bing)優(you)化(hua)了(le)外部變化(hua)對運(yun)營的(de)(de)整(zheng)體(ti)影響，將(jiang)從燃燒等復雜工(gong)藝到(dao)維護等更結(jie)構化(hua)的(de)(de)活動都囊(nang)括在(zai)內。

必須留在工(gong)作現場的(de)員工(gong)進(jin)一步減少，互動式(shi)線上儀表盤讓管理(li)者可以通過遠程(cheng)(cheng)合作解(jie)決問題，他們能夠根(gen)據全面的(de)信息與團隊(dui)一起快速決策。設(she)備(bei)工(gong)程(cheng)(cheng)師(shi)會被及時(shi)告(gao)知(zhi)設(she)備(bei)故(gu)障或(huo)即(ji)時(shi)維(wei)護工(gong)單，并在增強現實的(de)幫助(zhu)下，按照(zhao)操作指南一步步進(jin)行修復。

強大的(de)技(ji)術(shu)基礎將推動(dong)水泥(ni)價值(zhi)鏈全面整(zheng)合(he)，包(bao)括不同職能(neng)之間的(de)融合(he)。先進(jin)分析算法改善(shan)了物耗(hao)、產量、質(zhi)量、能(neng)效(xiao)以(yi)及熟料摻(chan)加量【4】。通過對設備(bei)綜合(he)利用率（OEE）損失的(de)自動(dong)追蹤以(yi)及先進(jin)分析賦能(neng)軟(ruan)件，可以(yi)定制設備(bei)管理策略，提(ti)升設備(bei)可靠性并延長(chang)使用壽(shou)命（圖2）。

碳中和下的水泥行業：應對氣候變化的先鋒

2017年，水泥(ni)生產為全球貢獻(xian)了(le)7%的(de)二(er)氧化碳排放量。持(chi)續收(shou)緊的(de)排放標(biao)準(zhun)，以(yi)及(ji)社會和政府的(de)共同(tong)脫碳目標(biao)都將(jiang)對行業產生重(zhong)大(da)影響，可(ke)能會顛覆整體價(jia)值鏈。水泥(ni)制(zhi)造商需要重(zhong)新(xin)審視(shi)其產品、投資組合及(ji)合作(zuo)伙伴，并努力(li)實現碳中和。

根據我們的分析，到(dao)2050年，水泥(ni)行業的碳排放(fang)量將較(jiao)2017年減少75%。其中，約20%來(lai)自(zi)運營進步，如能效提(ti)升(sheng)和熟料(liao)替(ti)代；另(ling)10%來(lai)自(zi)替(ti)代燃料(liao)——然而，各地區替(ti)代燃料(liao)的可得性不(bu)同，鋼鐵、電力等相關行業在脫碳方面的進展情況也有所不(bu)同。天(tian)然火(huo)山灰、工業副產品【5】等熟料(liao)替(ti)代品也面臨類似情況。

碳(tan)(tan)捕集、利用(yong)(yong)與封存（CCUS）等創新技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)將(jiang)有助于建設更綠(lv)色、高效(xiao)的(de)(de)(de)工(gong)廠。在推(tui)廣(guang)方(fang)面，CCUS技(ji)術(shu)(shu)或許是最先進(jin)的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)方(fang)案。水泥廠家使用(yong)(yong)該技(ji)術(shu)(shu)捕集排(pai)放的(de)(de)(de)二氧化碳(tan)(tan)，獲取碳(tan)(tan)固化水泥（一種將(jiang)二氧化碳(tan)(tan)鎖(suo)定在終(zhong)端(duan)產(chan)品中的(de)(de)(de)利用(yong)(yong)方(fang)法），或者(zhe)將(jiang)碳(tan)(tan)存儲在之前的(de)(de)(de)油(you)氣田中。其他(ta)的(de)(de)(de)清潔理(li)念，包括電(dian)解(jie)和細菌(jun)產(chan)生碳(tan)(tan)酸(suan)鈣都需要(yao)(yao)大(da)量投資來落地，且先發優勢(shi)明顯。最重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)是，工(gong)廠與水泥生產(chan)的(de)(de)(de)整體價(jia)值鏈緊密掛鉤，有助于其以(yi)最有效(xiao)的(de)(de)(de)方(fang)式實現碳(tan)(tan)減排(pai)和碳(tan)(tan)捕集。做實排(pai)放追蹤、開展端(duan)到端(duan)碳(tan)(tan)核算，以(yi)及構(gou)建全價(jia)值鏈透明度都有利于實現最優情況。

如今(jin)，大多(duo)數工(gong)廠(chang)仍然依賴人工(gong)或過時(shi)技(ji)術，采用傳統、非敏捷的運(yun)營(ying)方式(shi)，并在(zai)尋找(zhao)和(he)留用重(zhong)要崗位上的熟(shu)練工(gong)人方面(mian)挑(tiao)戰重(zhong)重(zhong)。過往兼(jian)并的以(yi)(yi)(yi)及(ji)大量有(you)待完成的新項目需要投資，使得(de)工(gong)廠(chang)無心也(ye)無力(li)開(kai)展(zhan)徹底變革。此外，盡(jin)管(guan)在(zai)過去20年里(li)，水泥(ni)行業(ye)的IT基礎設施和(he)運(yun)營(ying)技(ji)術已經取(qu)得(de)了極大進展(zhan)，但新的“企業(ye)-資源-規劃(hua)”系統、流程(cheng)優化工(gong)具，甚至(zhi)預見性維護因遭遇管(guan)理(li)變革的挑(tiao)戰以(yi)(yi)(yi)及(ji)不(bu)(bu)同工(gong)廠(chang)間的文(wen)化差異，以(yi)(yi)(yi)致效果(guo)不(bu)(bu)夠理(li)想。

水泥企業(ye)應著手對其(qi)工(gong)(gong)廠乃至(zhi)整個價值鏈進(jin)行評估，了解在每個市(shi)場(chang)細分領域的差距(ju)和(he)機遇。如此一來，企業(ye)不僅能確定實(shi)際的數字化和(he)可(ke)持(chi)續愿景，還能推動(dong)有關綜合戰略的探(tan)討(tao)，并將之(zhi)融入每座工(gong)(gong)廠的詳細轉型路線圖。水泥企業(ye)可(ke)以自上而下地為每座工(gong)(gong)廠設立(li)目(mu)(mu)標(biao)，也可(ke)根據工(gong)(gong)廠的實(shi)際抓手自下而上地確定目(mu)(mu)標(biao)。無論采(cai)取哪種方式，他(ta)們都能通過專門的能力學院來同步建(jian)設數字化能力。做好能力建(jian)設之(zhi)后(hou)，工(gong)(gong)廠應志存高(gao)遠，聚焦于能夠為企業(ye)和(he)客戶創(chuang)造最大利潤的活動(dong)。

成功的(de)(de)道(dao)路不止一條，每家工廠都應根據自身情況、目(mu)標、集中化(hua)意(yi)愿、現(xian)有內部(bu)能(neng)(neng)力等(deng)因素(su)選擇(ze)適(shi)合(he)自己的(de)(de)路徑。啟程(cheng)之前，亟待水泥企業思考的(de)(de)問題(ti)都與價值創造相關——哪些(xie)應用(yong)和技術能(neng)(neng)夠(gou)最(zui)大(da)幅度(du)地提升價值？效率最(zui)高和產(chan)能(neng)(neng)最(zui)大(da)，究竟哪個才能(neng)(neng)帶(dai)來整(zheng)體價值最(zui)大(da)化(hua)？實現(xian)全(quan)整(zheng)合(he)的(de)(de)生產(chan)流程(cheng)能(neng)(neng)否產(chan)生更高利潤？

疫情讓水泥(ni)企業意識到開啟數字(zi)化轉型(xing)旅程宜早不宜遲。數字(zi)化、可(ke)(ke)持續的(de)未來(lai)愿景(jing)更能幫助工廠在(zai)產能、效率和韌性上獲得長期優勢，這(zhe)一認(ren)知(zhi)要比獲取外部投資更為可(ke)(ke)貴。

每(mei)座工廠(chang)都(dou)需要建立(li)敏捷(jie)運(yun)營(ying)模式(shi)，包括對組(zu)織架構(gou)、能力、基礎設施、流程和(he)合作(zuo)伙(huo)伴進行調整。領導者需要獲(huo)得授權以(yi)引領團(tuan)隊達(da)成目標，保持(chi)開(kai)放(fang)透明、以(yi)客戶為中(zhong)(zhong)心，并樹立(li)團(tuan)隊的(de)(de)(de)責任(ren)感。工廠(chang)不(bu)能只(zhi)聚焦(jiao)成本，在以(yi)精益方式(shi)開(kai)展日常(chang)運(yun)營(ying)的(de)(de)(de)同時，還要關注能夠創(chuang)造(zao)更高價值(zhi)的(de)(de)(de)各(ge)項(xiang)舉措。穩定的(de)(de)(de)組(zu)織架構(gou)能夠確(que)保組(zu)織有共同的(de)(de)(de)目標、標準、平臺(tai)、文化和(he)價值(zhi)，從而實現(xian)開(kai)放(fang)、簡(jian)單的(de)(de)(de)知識分享。更具效率、更可(ke)(ke)持(chi)續的(de)(de)(de)發展只(zhi)是未來愿景的(de)(de)(de)一部分，在接下來十(shi)年中(zhong)(zhong)，水泥企業(ye)必須(xu)在價值(zhi)鏈(lian)各(ge)環節開(kai)展行動，確(que)保水泥生產兼(jian)具經(jing)濟性和(he)生態可(ke)(ke)持(chi)續性。

注釋：

【1】      Paul Roger，《新冠疫情對全(quan)球(qiu)水泥(ni)市場的影響》，全(quan)球(qiu)水泥(ni)市場，2020年6月，cemnet.com

【2】      不考(kao)慮創(chuang)新設備對減(jian)排的影響

【3】      Eleftherios Charalambous、Robert Feldmann、Gérard Richter和Christoph Schmitz，《AI生產：重資(zi)產制造商的變局要(yao)素》，2019年3月7日，McKinsey.com

【4】      Eleftherios Charalambous、Thomas Czigler、Robert Feldmann和Patrick Schulze，《AI促進核心資產》，國際水泥評論(lun)，2019年2月，cemnet.com；Charalambous、Feldmann、Richter和Schmitz，《AI生產：重(zhong)資產制造商的變局要(yao)素》

【5】      Thomas Czigler、Sebastian Reiter、Patrick Schulze和Ken Somers，《為零碳水泥打下基礎》，2020年5月， McKinsey.com