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            工業4.0時代來臨 中國制造該如何邁進?

            中國也提出了要實施 “中國制造2025”,加快從制造大國轉向制造強國,并上升到了“中國夢”組成部分的高度,這就是中國的工業4.0版本,而問題是,我們的工業2.0,工業3.0在哪里呢?中國是一個相對特別的社會,我們不是脫胎于發達資本主義經濟形態,而是脫胎于半封建半殖民社會,沒有經過工業革命的洗禮,生產力遠遠落后,改革開放以來,我們從生產力極度落后的農耕文明直接一步邁進到工業文明,表面上看是生產大繁榮,中國制造風靡全球,而實質上這個繁榮是來自于我們泱泱大國擁有充足的廉價生產力,還有豐富的各種資源,我們輸出的也只是廉價生產力和基礎的生產制造,對于追求更先進的生產力,對于工業4.0,我們的根基是不穩的,我們是手工作業、工業1.0、2.0、3.0混雜在一起度過了改革開放的30多年,我們沒有在工業2.0、工業3.0中得到充分的沉淀和積累,而這些正是工業4.0的基礎。

            目前在中低端制造業,我們存在產能過剩的問題,發達國家的生產線逐步遷移到越南、泰國、緬甸等東南亞等國家,那里的生產力更便宜,當地為促進工業發展給出的優惠政策更誘人;而擁有自主產權的高端制造業,我們與歐美日韓等發達國家相比仍有不小的差距?,F實就是目前中國的工業處于中間地帶,首尾兩端受到擠壓,廣州話里有一句俗語“兩頭不到岸”,這是難受的狀態。在這樣的狀態下提工業4.0注定是得其形而不得其神,所以我們看到的國內關于工業4.0提得多的就是以機器人代替人,產線智能化,生產率得到多少多少的提升,這只是形。那“神”是什么?“神”就是你生產什么。

            西方發達國家提出工業4.0還有一個背景是它們過去基礎勞動力不足,或者勞動力成本太高,于是把產線地放到了中國,因為這里有充足的而廉價的勞動力,多年以后,發現這些地方的勞動力的價格也逐漸上升了(雖然現在還有越南、緬甸等地過渡,但這些地方的勞動力價格也必然會隨時間增加),另外,產線離自己太遠,可控性太差,還時不時都有什么雇傭童工、排污超標啊等麻煩事情受到人權組織、環保組織的抨擊。既然現在工業4.0可以實現機械自動化,智能生產,不需要太多人工作業了,那干脆把產線挪回國內吧,既省錢又省事,還能幫助政府改善下失業率。既考慮了未來的產業引領,又考慮了當下的生產力提升,這是他們這么風風火火地搞工業4.0的原因。

            然而,對中國而言,工業4.0意味著什么呢?過去二十幾年里中國取得了令人矚目的發展,其很大程度上是歸功于人口紅利,改革開放以來,歐美日韓港臺等外來資本的進入,珠三角、長三角等地區加工制造業大規模興起,同時隨著城市化進程的發展,大量農村人口涌向城市,進入工廠,在相當長一段時間里,廉價勞動力成為中國的一個標志。

            其實這中間的矛盾已經很明顯了,一方面是中國以人口紅利作為發展的動力,另一方面發達國家希望實現產線智能化,減少用工規模,提高生產率。這個矛盾意味著什么呢?簡單來說,一旦發達國家工業4.0落地實施發揮效用了,就意味著我們不能代工iphone了,以后只能代工小米了。但,中國像小米這樣的企業有什么呢?缺乏創新驅動的小米模式又能走多遠呢?

            更重要的問題,被機器代替的人將去往何處?據媒體報道,富士康昆山工廠自2010年投入巨資對車間進行自動化改造,采用自主研發機械手臂上線生產,在其中的一個生產流程中,15臺設備在3名工人的看護下,一天就可以生產130萬件中間產品,而在過去則需要幾百名工人在同一條生產線上接力24小時作業。自從自動化產線上線以來,富士康昆山工廠前后共裁減掉5萬人。

            敲開工業4.0之門

            2013年4月,德國頒布了《關于實施工業4.0戰略的建議》白皮書,標志著工業4.0的概念正式誕生。這一概念此后迅速席卷全球,并成為我國的熱門話題。

            《工業4.0:即將來襲的第四次工業革命》一書,由德國多位資深業界人士合著,對技術問題進行了較為深入的探討,有較高的權威性和參考價值,但該書的概括性很強,技術涉及較淺,導致了很多爭議。要理解這本書,就要了解更多的背景。

            工業4.0的特征,是將信息物理系統(CPS:Cyber Physical System,又譯賽博物理系統)用于生產、營銷、研發、服務等各個方面,全面深入地推進智能化。CPS是由信息系統和物理系統深度融合而成的,可智能化地應對系統內外部狀態與環境的變化。在工業4.0時代,典型的常規生產將無人值守,設備自主協調運轉,生產定制化的產品。這樣,工人就能從一線的生產勞動中解脫出來,轉而從事維護、創新、優化、服務等技術含量高的工作并創造更高的價值,那時他們不僅收入更高,也會更自由。所以,工業4.0不僅會帶來技術進步,也為人類社會勾勒出更加美好的未來。

            互聯網是推動工業4.0的東風

            在技術革命的過程中,技術進步不是孤立事件:某個關鍵技術的出現,就像倒下一塊多米諾骨牌,會引發一系列的創新和變革。關鍵技術之所以重要,是因為它能為其他技術的誕生創造條件、提供平臺,直接或間接地促進其他技術的發展。所以,認識技術革命,不僅要重視關鍵技術本身,更要理解技術間的關聯,才能看到技術發展的全貌和邏輯。在這樣的視野下,我們可以看看前三次工業革命的歷程。

            第一次工業革命是蒸汽機催生的。它解決了機械動力問題,為紡織、運輸、冶金等行業的機器化生產奠定了基礎;機器的廣泛使用又進一步帶動了機械制造、材料技術的發展,進而引發了內燃機、電動機的產生,為第二次技術革命鋪平道路。

            在第二次工業革命中,電氣設備得到了廣泛的應用。在這場革命中,流水線起到了關鍵的作用。流水線的建設思路,是將復雜的生產過程分解為簡單、標準的動作。由于這些動作恰好適合機器完成,就為電氣設備的廣泛應用搭建了平臺、開拓了空間,并為控制技術的發展以及自動化產線的誕生奠定了基礎。

            第三次工業革命是信息技術推動的。PLC、DSC等控制設備的應用,提升了生產效率和加工精度,還帶動了機器人、自動化生產線等工具的產生。在數控機床內部和自動化的流水線上,機器幾乎代替了所有的體力勞動,把操作工變成了“控制單元”:通過電話、按鈕、計算機來收集、處理和發送信息。這時,就來到了工業4.0的門檻上。

            推進工業4.0,只關注技術邏輯是不夠的。無人工廠是工業4.0的終極目標之一。但是,初的無人工廠早在1984年就誕生了,但卻沒有被企業界采納。為了避免重蹈覆轍,還要理解背后的原因。先進技術能否被企業采用,本質上取決于經濟因素。例如,國內機器人的使用量很少,因為勞動力成本低,采用機器人不合算。過去建無人工廠,經濟上往往不合算。要實現自動化,要把生產過程拆分成適合機器自動完成的簡單動作;生產越復雜,拆出的環節就越多、投資就越大、經濟性就越差。同時,這種產線往往缺乏柔性,只能生產相對固定的產品,難以適應市場的變化??上驳氖?,隨著工業機器人、數控機床、PLC等智能設備的發展,現在建設全自動產線的復雜度和成本逐漸降低,無人工廠逐漸逼近經濟可行的門檻。

            在生產過剩的年代,經濟增長要依靠更好的服務,工業4.0推崇個性化定制就是這個原因。但要實現個性化定制,僅改變工廠是不夠的,如何得知用戶需求?設計成本和效率如何?如何獲得后續服務?部件質量和交貨期能否保證、采購成本如何?應對這些空前的挑戰,必須依靠互聯網,將用戶、研發、服務、銷售、供應商聯系在一起,形成全新的價值網絡,就可更經濟地解決這些問題。

            所以,推動工業4.0的“東風”其實是互聯網。如果把CPS比喻成火車頭,互聯網就是鐵路:有了互聯網,CPS的作用才能發揮出來;用“火車”運送“服務”就具有了經濟性。事實上,人類在幾十年前就開始使用CPS,重視服務也不是近的觀念。但只有在互聯網高度發達的今天,“服務”才能更好地落地,CPS的開發和應用才變成“木桶的短邊”,成為第四次工業革命的關鍵技術。

            中國與工業4.0

            工業4.0將是個漫長的演進過程。要保持冷靜的頭腦,防止拔苗助長。

            把握規律,就要遵循技術發展的邏輯。例如,4.0是從3.0進化來的;體力勞動由機器完成、操作工成為“控制單元”時,無人工廠建設就比較容易;反之,就要進行改造。

            推進工業4.0,要學會算經濟賬。要估算勞動力成本、設備和軟件成本;要分析維護費用和能耗是否變化、研發和制造效率能否提高等。推進工業4.0需要結合行業特征:規模大、附加值高、產品結構穩定、自動化水平高的行業的經濟性往往更好,容易成為突破口。

            要提高經濟性,就要充分利用互聯網,加強與用戶的聯系,用服務來放大產品的價值;要推進數字化研發和服務,還要重視組織和商業模式的創新。

            我國重視工業4.0,不僅是為了追上國際趨勢,還有深刻的社會原因:在2022年開始的10年中,我國勞動力總人口要減少一億左右。這是嚴峻的挑戰,但也為企業轉型發展提供了驅動力。

            在全球化的時代,設備、軟件都能買到,成功的關鍵在人。智能工廠的設計和運作,需要高素質的管理和技術人才、認真敬業的態度和科學的方法。

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