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工業(yè)4.0時(shí)代來(lái)臨 中國(guó)制造該如何邁進(jìn)

中國(guó)也提出了要實(shí)施 “中國(guó)制造2025”,加快從制造大國(guó)轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國(guó),并上升到了“中國(guó)夢(mèng)”組成部分的高度,這就是中國(guó)的工業(yè)4.0版本,而問題是,我們的工業(yè)2.0,工業(yè)3.0在哪里呢?中國(guó)是一個(gè)相對(duì)特別的社會(huì),我們不是脫胎于發(fā)達(dá)資本主義經(jīng)濟(jì)形態(tài),而是脫胎于半封建半殖民社會(huì),沒有經(jīng)過工業(yè)革命的洗禮,生產(chǎn)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后,改革開放以來(lái),我們從生產(chǎn)力極度落后的農(nóng)耕文明直接一步邁進(jìn)到工業(yè)文明,表面上看是生產(chǎn)大繁榮,中國(guó)制造風(fēng)靡全球,而實(shí)質(zhì)上這個(gè)繁榮是來(lái)自于我們泱泱大國(guó)擁有充足的廉價(jià)生產(chǎn)力,還有豐富的各種資源,我們輸出的也只是廉價(jià)生產(chǎn)力和最基礎(chǔ)的生產(chǎn)制造,對(duì)于追求更先進(jìn)的生產(chǎn)力,對(duì)于工業(yè)4.0,我們的根基是不穩(wěn)的,我們是手工作業(yè)、工業(yè)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(yè)2.0、工業(yè)3.0中得到充分的沉淀和積累,而這些正是工業(yè)4.0的基礎(chǔ)。

目前在中低端制造業(yè),我們存在產(chǎn)能過剩的問題,發(fā)達(dá)國(guó)家的生產(chǎn)線逐步遷移到越南、泰國(guó)、緬甸等東南亞等國(guó)家,那里的生產(chǎn)力更便宜,當(dāng)?shù)貫榇龠M(jìn)工業(yè)發(fā)展給出的優(yōu)惠政策更誘人;而擁有自主產(chǎn)權(quán)的高端制造業(yè),我們與歐美日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有不小的差距,F(xiàn)實(shí)就是目前中國(guó)的工業(yè)處于中間地帶,首尾兩端受到擠壓,廣州話里有一句俗語(yǔ)“兩頭不到岸”,這是最難受的狀態(tài)。在這樣的狀態(tài)下提工業(yè)4.0注定是得其形而不得其神,所以我們看到的國(guó)內(nèi)關(guān)于工業(yè)4.0提得最多的就是以機(jī)器人代替人,產(chǎn)線智能化,生產(chǎn)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(chǎn)什么。

西方發(fā)達(dá)國(guó)家提出工業(yè)4.0還有一個(gè)背景是它們過去基礎(chǔ)勞動(dòng)力不足,或者勞動(dòng)力成本太高,于是把產(chǎn)線地放到了中國(guó),因?yàn)檫@里有充足的而廉價(jià)的勞動(dòng)力,多年以后,發(fā)現(xiàn)這些地方的勞動(dòng)力的價(jià)格也逐漸上升了(雖然現(xiàn)在還有越南、緬甸等地過渡,但這些地方的勞動(dòng)力價(jià)格也必然會(huì)隨時(shí)間增加),另外,產(chǎn)線離自己太遠(yuǎn),可控性太差,還時(shí)不時(shí)都有什么雇傭童工、排污超標(biāo)啊等麻煩事情受到人權(quán)組織、環(huán)保組織的抨擊。既然現(xiàn)在工業(yè)4.0可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化,智能生產(chǎn),不需要太多人工作業(yè)了,那干脆把產(chǎn)線挪回國(guó)內(nèi)吧,既省錢又省事,還能幫助政府改善下失業(yè)率。既考慮了未來(lái)的產(chǎn)業(yè)引領(lǐng),又考慮了當(dāng)下的生產(chǎn)力提升,這是他們這么風(fēng)風(fēng)火火地搞工業(yè)4.0的原因。

然而,對(duì)中國(guó)而言,工業(yè)4.0意味著什么呢?過去二十幾年里中國(guó)取得了令人矚目的發(fā)展,其很大程度上是歸功于人口紅利,改革開放以來(lái),歐美日韓港臺(tái)等外來(lái)資本的進(jìn)入,珠三角、長(zhǎng)三角等地區(qū)加工制造業(yè)大規(guī)模興起,同時(shí)隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展,大量農(nóng)村人口涌向城市,進(jìn)入工廠,在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間里,廉價(jià)勞動(dòng)力成為中國(guó)的一個(gè)標(biāo)志。

其實(shí)這中間的矛盾已經(jīng)很明顯了,一方面是中國(guó)以人口紅利作為發(fā)展的動(dòng)力,另一方面發(fā)達(dá)國(guó)家希望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線智能化,減少用工規(guī)模,提高生產(chǎn)率。這個(gè)矛盾意味著什么呢?最簡(jiǎn)單來(lái)說,一旦發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)4.0落地實(shí)施發(fā)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(guó)像小米這樣的企業(yè)有什么呢?缺乏創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的小米模式又能走多遠(yuǎn)呢?

更重要的問題,被機(jī)器代替的人將去往何處?據(jù)媒體報(bào)道,富士康昆山工廠自2010年投入巨資對(duì)車間進(jìn)行自動(dòng)化改造,采用自主研發(fā)機(jī)械手臂上線生產(chǎn),在其中的一個(gè)生產(chǎn)流程中,15臺(tái)設(shè)備在3名工人的看護(hù)下,一天就可以生產(chǎn)130萬(wàn)件中間產(chǎn)品,而在過去則需要幾百名工人在同一條生產(chǎn)線上接力24小時(shí)作業(yè)。自從自動(dòng)化產(chǎn)線上線以來(lái),富士康昆山工廠前后共裁減掉5萬(wàn)人。

敲開工業(yè)4.0之門

2013年4月,德國(guó)頒布了《關(guān)于實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》白皮書,標(biāo)志著工業(yè)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(guó)的熱門話題。

《工業(yè)4.0:即將來(lái)襲的第四次工業(yè)革命》一書,由德國(guó)多位資深業(yè)界人士合著,對(duì)技術(shù)問題進(jìn)行了較為深入的探討,有較高的權(quán)威性和參考價(jià)值,但該書的概括性很強(qiáng),技術(shù)涉及較淺,導(dǎo)致了很多爭(zhēng)議。要理解這本書,就要了解更多的背景。

工業(yè)4.0的特征,是將信息物理系統(tǒng)(CPS:Cyber Physical System,又譯賽博物理系統(tǒng))用于生產(chǎn)、營(yíng)銷、研發(fā)、服務(wù)等各個(gè)方面,全面深入地推進(jìn)智能化。CPS是由信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)深度融合而成的,可智能化地應(yīng)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)外部狀態(tài)與環(huán)境的變化。在工業(yè)4.0時(shí)代,典型的常規(guī)生產(chǎn)將無(wú)人值守,設(shè)備自主協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn),生產(chǎn)定制化的產(chǎn)品。這樣,工人就能從一線的生產(chǎn)勞動(dòng)中解脫出來(lái),轉(zhuǎn)而從事維護(hù)、創(chuàng)新、優(yōu)化、服務(wù)等技術(shù)含量高的工作并創(chuàng)造更高的價(jià)值,那時(shí)他們不僅收入更高,也會(huì)更自由。所以,工業(yè)4.0不僅會(huì)帶來(lái)技術(shù)進(jìn)步,也為人類社會(huì)勾勒出更加美好的未來(lái)。

互聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)工業(yè)4.0的東風(fēng)

在技術(shù)革命的過程中,技術(shù)進(jìn)步不是孤立事件:某個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的出現(xiàn),就像倒下一塊多米諾骨牌,會(huì)引發(fā)一系列的創(chuàng)新和變革。關(guān)鍵技術(shù)之所以重要,是因?yàn)樗転槠渌夹g(shù)的誕生創(chuàng)造條件、提供平臺(tái),直接或間接地促進(jìn)其他技術(shù)的發(fā)展。所以,認(rèn)識(shí)技術(shù)革命,不僅要重視關(guān)鍵技術(shù)本身,更要理解技術(shù)間的關(guān)聯(lián),才能看到技術(shù)發(fā)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(yè)革命的歷程。

第一次工業(yè)革命是蒸汽機(jī)催生的。它解決了機(jī)械動(dòng)力問題,為紡織、運(yùn)輸、冶金等行業(yè)的機(jī)器化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ);機(jī)器的廣泛使用又進(jìn)一步帶動(dòng)了機(jī)械制造、材料技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)而引發(fā)了內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)生,為第二次技術(shù)革命鋪平道路。

在第二次工業(yè)革命中,電氣設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。在這場(chǎng)革命中,流水線起到了關(guān)鍵的作用。流水線的建設(shè)思路,是將復(fù)雜的生產(chǎn)過程分解為簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作。由于這些動(dòng)作恰好適合機(jī)器完成,就為電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用搭建了平臺(tái)、開拓了空間,并為控制技術(shù)的發(fā)展以及自動(dòng)化產(chǎn)線的誕生奠定了基礎(chǔ)。

第三次工業(yè)革命是信息技術(shù)推動(dòng)的。PLC、DSC等控制設(shè)備的應(yīng)用,提升了生產(chǎn)效率和加工精度,還帶動(dòng)了機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等工具的產(chǎn)生。在數(shù)控機(jī)床內(nèi)部和自動(dòng)化的流水線上,機(jī)器幾乎代替了所有的體力勞動(dòng),把操作工變成了“控制單元”:通過電話、按鈕、計(jì)算機(jī)來(lái)收集、處理和發(fā)送信息。這時(shí),就來(lái)到了工業(yè)4.0的門檻上。

推進(jìn)工業(yè)4.0,只關(guān)注技術(shù)邏輯是不夠的。無(wú)人工廠是工業(yè)4.0的終極目標(biāo)之一。但是,最初的無(wú)人工廠早在1984年就誕生了,但卻沒有被企業(yè)界采納。為了避免重蹈覆轍,還要理解背后的原因。先進(jìn)技術(shù)能否被企業(yè)采用,本質(zhì)上取決于經(jīng)濟(jì)因素。例如,國(guó)內(nèi)機(jī)器人的使用量很少,因?yàn)閯趧?dòng)力成本低,采用機(jī)器人不合算。過去建無(wú)人工廠,經(jīng)濟(jì)上往往不合算。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,要把生產(chǎn)過程拆分成適合機(jī)器自動(dòng)完成的簡(jiǎn)單動(dòng)作;生產(chǎn)越復(fù)雜,拆出的環(huán)節(jié)就越多、投資就越大、經(jīng)濟(jì)性就越差。同時(shí),這種產(chǎn)線往往缺乏柔性,只能生產(chǎn)相對(duì)固定的產(chǎn)品,難以適應(yīng)市場(chǎng)的變化?上驳氖牵S著工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、PLC等智能設(shè)備的發(fā)展,現(xiàn)在建設(shè)全自動(dòng)產(chǎn)線的復(fù)雜度和成本逐漸降低,無(wú)人工廠逐漸逼近經(jīng)濟(jì)可行的門檻。

在生產(chǎn)過剩的年代,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)要依靠更好的服務(wù),工業(yè)4.0推崇個(gè)性化定制就是這個(gè)原因。但要實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制,僅改變工廠是不夠的,如何得知用戶需求?設(shè)計(jì)成本和效率如何?如何獲得后續(xù)服務(wù)?部件質(zhì)量和交貨期能否保證、采購(gòu)成本如何?應(yīng)對(duì)這些空前的挑戰(zhàn),必須依靠互聯(lián)網(wǎng),將用戶、研發(fā)、服務(wù)、銷售、供應(yīng)商聯(lián)系在一起,形成全新的價(jià)值網(wǎng)絡(luò),就可更經(jīng)濟(jì)地解決這些問題。

所以,推動(dòng)工業(yè)4.0的“東風(fēng)”其實(shí)是互聯(lián)網(wǎng)。如果把CPS比喻成火車頭,互聯(lián)網(wǎng)就是鐵路:有了互聯(lián)網(wǎng),CPS的作用才能發(fā)揮出來(lái);用“火車”運(yùn)送“服務(wù)”就具有了經(jīng)濟(jì)性。事實(shí)上,人類在幾十年前就開始使用CPS,重視服務(wù)也不是最近的觀念。但只有在互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)的今天,“服務(wù)”才能更好地落地,CPS的開發(fā)和應(yīng)用才變成“木桶的短邊”,成為第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。

中國(guó)與工業(yè)4.0

工業(yè)4.0將是個(gè)漫長(zhǎng)的演進(jìn)過程。要保持冷靜的頭腦,防止拔苗助長(zhǎng)。

把握規(guī)律,就要遵循技術(shù)發(fā)展的邏輯。例如,4.0是從3.0進(jìn)化來(lái)的;體力勞動(dòng)由機(jī)器完成、操作工成為“控制單元”時(shí),無(wú)人工廠建設(shè)就比較容易;反之,就要進(jìn)行改造。

推進(jìn)工業(yè)4.0,要學(xué)會(huì)算經(jīng)濟(jì)賬。要估算勞動(dòng)力成本、設(shè)備和軟件成本;要分析維護(hù)費(fèi)用和能耗是否變化、研發(fā)和制造效率能否提高等。推進(jìn)工業(yè)4.0需要結(jié)合行業(yè)特征:規(guī)模大、附加值高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、自動(dòng)化水平高的行業(yè)的經(jīng)濟(jì)性往往更好,容易成為突破口。

要提高經(jīng)濟(jì)性,就要充分利用互聯(lián)網(wǎng),加強(qiáng)與用戶的聯(lián)系,用服務(wù)來(lái)放大產(chǎn)品的價(jià)值;要推進(jìn)數(shù)字化研發(fā)和服務(wù),還要重視組織和商業(yè)模式的創(chuàng)新。

我國(guó)重視工業(yè)4.0,不僅是為了追上國(guó)際趨勢(shì),還有深刻的社會(huì)原因:在2022年開始的10年中,我國(guó)勞動(dòng)力總?cè)丝谝獪p少一億左右。這是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),但也為企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了驅(qū)動(dòng)力。

在全球化的時(shí)代,設(shè)備、軟件都能買到,成功的關(guān)鍵在人。智能工廠的設(shè)計(jì)和運(yùn)作,需要高素質(zhì)的管理和技術(shù)人才、認(rèn)真敬業(yè)的態(tài)度和科學(xué)的方法。

 

 

發(fā)布時(shí)間:2015-9-19 訪問次數(shù):1727