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      閱讀新聞
      [ 來自:不詳  閱讀:   時間:2015.01.05 ]
      利用工業4.0打造制造企業的穹頂弧線

        德國“工業4.0”讓世界震驚,它重新定義了制造業,描繪了未來制造業的圖景。這也引發了企業如何應對未來競爭的思考,以穹頂弧線替代微笑曲線不失為一個有價值的選擇。

        面對經濟增速的不斷下行,雖然一些經濟學家說中國經濟進入了中高速增長的新常態,但民生證券研究院執行院長管清友博士卻認為:“從中長期看,經濟最惡化的時刻遠未過去。過去房地產繁榮留存的嚴重過剩的重工業產能將長期制約中國經濟。只有等待產能逐漸出清、風險暴露干凈之后,經濟才有可能迎來長周期繁榮?!?/P>

        然而,“產能逐漸出清、風險暴露干凈”就真的會迎來長周期繁榮嗎?筆者的看法是未必。就傳統增長方式造成的問題而言,中國經濟必須去杠桿、去產能。但去完杠桿和產能后,新的增長方式是什么?新的引擎在哪里?顯然,從長周期繁榮來看,這些問題是必須要回答的。否則,中國經濟將長期陷入傳統增長方式不能自拔。

        德國“工業4.0”引發的思考

        全球金融危機后,為盡快恢復經濟,培育新的經濟增長點,西方發達國家紛紛回歸實體經濟。美國提出“再工業化”新理念,并推出《重振美國制造業框架》、《先進制造業國家戰略計劃》等。德國和日本等發達國家也不甘落后,德國制訂了《德國高技術戰略2020》,日本積極推進《創新2025計劃》。

        同時,中國也制訂培育發展戰略性新興產業、工業轉型升級、兩化融合等規劃和戰略,加速從制造大國向制造強國轉變的進程。

        顯然,美國、德國、日本,包括中國,這四個世界制造業最大的國家,正在展開一場搶占全球制造業制高點的激烈競爭。這個制高點是什么?工信部副部長蘇波認為:“國與國之間的競爭也罷,國與國之間的經濟競爭也罷,實質上就是國與國之間的裝備制造業的競爭。目前,大國之間在高端裝備制造領域的競爭,我們可以說,就是大國博弈的核心?!碑斎?,蘇波所說的裝備也并不是一般的裝備,而是融入了信息化的高端裝備,即工信部的立部之本——兩化融合的高端裝備。

        在這樣的背景下,德國推出“工業4.0”(Industry 4.0)。工業4.0原本是《德國高技術戰略2020》中的十大未來項目之一,政府投入2億歐元,最初在2011年德國漢諾威工業博覽會上提出。當時,德國人工智能研究中心董事兼行政總裁沃爾夫岡·瓦爾斯特爾教授在開幕式中提到,要通過物聯網等媒介來推動第四次工業革命,提高制造業水平。2013年4月,又是在德國漢諾威工業博覽會上,德國“工業4.0工作組”發表了最終報告——《保障德國制造業的未來:關于實施“工業4.0”戰略的建議》。

        德國工業4.0與美國的第三次工業革命的說法不同。德國將18世紀引入機械制造設備定義為工業1.0,20世紀初的電氣化為2.0,始于20世紀70年代的信息化為3.0,而物聯網和制造業服務化宣告著第四次工業革命到來。

        工業4.0的關鍵是將軟件、傳感器和通信系統集成于所謂的物理網絡系統。在這個虛擬世界與現實世界的交匯之處,人們越來越多地構思、優化、測試和設計產品。工業4.0包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變,目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中,傳統的行業界限將消失,并會產生各種新的活動領域和合作形式。創造新價值的過程正在發生改變,產業鏈分工將被重組。

        面對德國工業4.0的挑戰,一位日本機械廠商德國子公司的社長語氣凝重地說:“原本就在設計和工程領域具有優勢的德國,現在又要重新定義制造業的應有形態,以攻占潛在增長的市場。我們不能再這樣無所作為了?!?/P>

        但德國機械工業聯盟(VDMA)解釋說:“關于傳統制造業,被中國等亞洲國家的企業趕超只是時間問題。所以,我們正在探索一條不會被亞洲企業趕超的其他道路?!笨磥?,德國人更加憂慮的還是“龍行天下”的中國制造。

        就在美國等西方發達國家實施“再工業化”戰略、德國推出工業4.0的同時,中國制造正在思考著如何解決轉型升級之困,進而從制造大國轉變為制造強國。

        轉型早在“九五”期間就已提出,但至今仍沒轉過來,現在又提出了產業“升級”的任務。過去沒有解決的問題和新的問題交織在一起,這就使中國制造遇到了前所未有的挑戰。

        業界認為,中國制造業的產業結構不盡合理、自主創新能力不足、缺乏核心技術、產品附加值低、產品質量和生產效率不高、資源利用效率偏低,產業發展的資源環境約束進一步增強。近年,又遭遇了勞動力和土地等生產要素成本快速上升等問題。

        在國際市場,中國制造還面臨著歐美發達國家和發展中國家的雙重夾擊,已經陷入“高端失守,低端混戰”局面。此外,高端制造有向發達國家回流之勢,低端制造也逐漸開始向比中國制造成本更低的發展中國家轉移。這使中國“世界工廠”的地位受到威脅。

        其實,更為重要的問題,是中國制造面臨著全面的產能過剩,并伴隨著制約轉型升級的體制障礙。

        面對空前的困境,中國制造何去何從?裝備制造業能否為中國實現制造強國的目標提供先進的裝備?問題和解決問題的辦法同時出現,《中國制造2025》規劃應運而生。這個規劃與中國工程院的“制造強國戰略研究”重大項目有淵源關系。據一位知情專家透露,“在制造強國戰略研究項目成立之初,規格就比較高,工信部部長苗圩擔當顧問,中國工程院院長周濟和朱高峰院士任項目組組長,目標也很明確,就是要通過調研和報告確定我國成為制造強國的階段性目標和指標,提出在2020年進入制造強國行列的指導方針和戰略對策?!?/P>

        2013年初,“制造強國戰略研究”重大項目調研團正式成立。就在調研團調研期間,德國在漢諾威工業博覽會(2013)上推出了“工業4.0”戰略規劃。這標志著德國在全球拉開了以智能制造為主導的新工業革命大幕。

        德國人的搶先一步,讓“制造強國戰略研究”項目組的院士和專家意識到,中國也需要自己的“工業4.0”中長期規劃。

        據《中國企業報》報道,2014年1月,項目組成員在向國務院副總理馬凱做了階段性成果匯報之后,首次提出制定《中國制造2025》規劃的設想,為中國制造業在2025年前后邁入世界制造業強國行列提供戰略指引。這一建議得到了馬凱的肯定,并明確責成工信部牽頭,會同相關部委編制《中國制造2025》規劃。

        《中國制造2025》規劃強調四大轉變和一條主線:即由要素驅動向創新驅動轉變;由低成本競爭優勢向質量效益競爭優勢轉變;由資源消耗大、污染物排放多的粗放制造向綠色制造轉變;由生產型制造向服務型制造轉變。主線則是將體現信息技術與制造技術深度融合的數字化、智能化制造作為今后發展的主線。

        在2012年主要工業化國家的制造業綜合指數分布中,美國遙遙領先,處于第一方陣,德國、日本處于第二方陣,而中國及英國、法國、韓國則處在第三方陣?!吨袊圃?025》規劃提出了一個30年的發展目標:中國制造業將在2025年進入世界制造強國的第二方陣;2035年位居第二方陣的前列;2045年進入第一方陣,成為全球制造強國。

        從“制造強國戰略研究”到《中國制造2025》規劃的轉變,在國家戰略需求的驅動下,政府對于從制造大國向制造強國轉變的“中國夢”又有了新的認識。

        技術頂天,但要市場立地

        中國政府對德國工業4.0非常重視。2014年3月,國家主席習近平訪問德國時在《法蘭克福匯報》發表署名文章時重點提到德國“工業4.0”戰略。這被認為是吹響了中國加速推出《中國制造2025》規劃的號角。

        2014年10月10日,中國國務院總理李克強訪問德國期間,中德雙方發表《中德合作行動綱要:共塑創新》,宣布兩國將開展“工業4.0”合作。中德雙方認為,合作進程應由企業自行推進,兩國政府提供政策支持。

        《中國制造2025》規劃是由研究機構和政府共同發起并編制,但它的落地必須要有企業參與,甚至主導。針對《中國制造2025》規劃落地的問題,原機械工業部副部長陸燕蓀問道:“現在戰略有了,但如何把戰略變成規劃,規劃變成計劃,計劃變成行動呢?也就是如何將它落地,落到企業層面?”陸燕蓀的提問,顯然是個尚未解決的問題。

        把政府的戰略、規劃和計劃落實到企業層面,這在計劃經濟時期是輕而易舉的事情,但在市場經濟情況下則不盡然。按計劃經濟辦事,政府和企業都不用考慮是否盈利的問題;按市場經濟辦事,政府可以不考慮投入產出問題,但企業如果也不考慮盈虧的話,在市場競爭中將一敗涂地。

        《中國制造2025》規劃的主線強調的是兩化融合的數字化、智能化制造。這顯然更加強調了技術的作用,但對企業而言,如何把技術和市場結合在一呢?也就是說,技術頂天了,如何市場立地呢?對于這個問題,我們可以先從“微笑曲線”的思維框架來思考。

        微笑曲線像一個人微笑時嘴的形狀,兩端朝上。把微笑曲線應用到產業鏈中,附加值更多體現在兩端,即研發設計和品牌營銷,而處于中間環節的加工制造則附加值最低。高端環節獲利占整個產品利潤的90-95%,底端環節只有5-10%,甚至1-2%。

        從市場競爭角度來看,微笑曲線的左端,研發設計屬于全球性競爭;微笑曲線的右端主要體現為區域性競爭。

        微笑曲線揭示了兩個要點:一是附加值在哪里,二是競爭形態。

        當前,全球制造已供過于求,中國制造更是全面過剩,這使本來就處在微笑曲線底端的、低利潤的中國制造更加困難。因此,中國制造向微笑曲線兩端延伸就成了必然之舉,在左邊加強研發設計創造知識財產,在右邊加強以客戶為中心的品牌營銷和服務。

        《中國制造2025》規劃實質上是在號召中國企業向研發設計這一端發力,參與全球競爭。如果企業有這樣的實力,當然是好事;如果企業沒這實力,那應另當別論。

        筆者曾接觸過這樣一家裝備制造企業,當年在國家級的重大工程中,這家企業耗盡了企業資源自主研發一項關鍵部件,但項目結束后,市場卻沒那么大了,結果使企業陷入困境。這就是沒有考慮微笑曲線右端的結果,技術頂天后,未能市場立地。這樣的企業并非個案。

        過去,中國政府制定了許多戰略、規劃,政府一招呼企業就蜂擁而上。今天的產能過剩與此有密切關系,傳統產業全面過剩不說,即使新興產業如太陽能、風電等也都是在政府規劃下導致產能過剩,最后遭殃的還是企業。

        一個制造企業,在經營選擇上,向微笑曲線兩端發展是應該的,但不能不考慮自己的實力,一味地只向技術一端延伸。企業不能忘記,微笑曲線的右端也有高附加值。

        由于經濟全球化的不斷深入,技術特別是高技術競爭實質上已是全球性的競爭,所以,在微笑曲線左右兩端均具實力的企業,通常就是一家超強的跨國公司,是世界性的企業,如美國GE、蘋果、德國西門子、日本三菱重工等。如果一家企業缺少可以和人家比高低的技術,其實多想想微笑曲線的右端,是更為現實的選擇。技術進步是一個長期積累的過程,對企業而言,要靠長期不斷地投入和努力。

        辛辛那提大學教授李杰認為,中國目前的制造業還處于提升質量、控制成本的自動化初級階段,如何在自動化的過程中達到最佳效益,做到損耗最小、污染最少,國內目前這方面還比較缺乏。他說,中國工業跳躍式發展了幾十年,在快速跳躍中,忽略了許多制造的過程,缺少對細節的領悟。比如,飛機發動機要達到安全、舒適、少噪音、少振動,其中涉及很多制造細節,包含許多人的經驗分享。所以,中國要進入工業4.0,亟需對制造過程有更多、更深的認識。

        “這次是抄不了了,因為里面的傳感器、軟件設計和計算機模型都不可能拿來就用,所以有很大的挑戰?!崩罱苷f。

        從微笑曲線到穹頂弧線

        無論是德國工業4.0,還是《中國制造2025》規劃,事實上都顛覆了現在的制造業,重新定義了制造業的應有形態。

        例如,工信部部長苗圩就曾說:“互聯網理念擴展到工業生產和服務領域,催生了眾包設計、個性化定制等新模式,將促進生產者與消費者實時互動,使得企業生產出來的產品不再大量趨同而是更具個性化?!?/P>

        “企業生產出來的產品不再大量趨同而是更具個性化”,這只是未來制造業的一個特點。但這就足以引起我們的注意和思考。比如,過去企業競爭,無非就是同質化和差異化兩種。同質化競爭通常就是打價格戰,差異化競爭就是品牌競爭。但企業之間的競爭都是建立在規?;?、大批量生產方式之上,即使是品牌的差異化,也與產品的個性化制造有本質區別。

        而未來制造業的最大的點就是滿足個性化需求的智能制造。智能制造重新定義了制造業,改變了企業的價值鏈,同時也改變了企業之間的競爭模式。按照杰里米·里夫金在《零邊際成本社會:一個物聯網、合作共贏的新經濟時代》一書的預測,資本主義將被“零邊際成本社會”取代。預言經濟運行邊際成本為零可能過于激進,但智能制造確實能夠極大地降低交易費用,降低邊際成本。在這種情況下,大工業時代產生的微笑曲線將陷入困境。它既無法解釋個性化需求如何滿足,又無法解釋智能制造時代高附加值在新價值鏈的何處。在智能制造時代,新的價值鏈將重新定義高附加值。批量化生產的品牌差異性,也將被滿足個性化需求所取代。

        我們有無辦法解決微笑曲線遇到的困難?筆者認為,用穹頂弧線思維框架替代微笑曲線的思維框架,將是企業應對未來競爭的有效選擇。

        穹頂弧線的左端底部是制造,右端是市場(消費者、用戶),穹頂是設計。在穹頂弧線中,設計把制造和市場連接在一起。

        穹頂弧線頂端的設計不同于微笑曲線中的設計。微笑曲線中的設計,通常指傳統的產品設計,或傳統的工業設計,為大工業批量生產而設計。穹頂弧線中的設計,是包含了創新內容和滿足個性化需求的現代設計,是誕生在智能制造時代的現代設計。

        把設計提高到價值鏈的最高端,是滿足個性化需求的智能制造時代的要求。正像德國工業4.0所強調,“在這個虛擬世界與現實世界的交匯之處,人們越來越多地構思、優化、測試和設計產品?!边@是什么意思呢?其實,這正是我們強調的智能制造時代的現代設計,它在穹頂之巔。

        穹頂設計既包容了路甬祥院士倡導的“創新設計”,也涵蓋了清華大學柳冠中教授定義的工業設計的本質。

        路甬祥把創新和設計連在一起,稱為創新設計。

        關于創新,人們一直有不同的理解。在中國,創新一般是指技術創新,官方把技術創新定義為原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新三種形式。

        但經濟學家并不認為創新僅指技術創新。例如,經濟學大師約瑟夫·熊彼特提出:創新是指把一種新的生產要素和生產條件的“新組合”引入生產體系。包括五種情況:引進一種新的產品、采用一種新的生產方法、開辟一個新的市場、獲得或控制原材料或半成品的一種新的供應來源、任何一種工業執行新的組織。

        按經濟學家的描述,筆者繪出一個簡化了的創新線性模型:

        發現——發明——創新

        在這個模型中,創新通常是以科學家的發現為基礎,再由發明家研究出各種技術并獲得專利,最后由企業家完成產品化和商業化。技術成果通常被稱作發明(invention),而創新(innovation)則指“對新想法的成功利用”。創新既包括新想法,也包括商業利用。經濟學家所說的創新包括了技術進步,但在這里,發現、發明、創新也有明顯的不同,不能混淆。

        關于設計的內涵,路甬祥說,“設計是人類對有目的創造創新活動的預先設想、計劃和策劃,是具有創意的系統綜合集成的創新創造。設計也是將信息知識和技術創意轉化為產品、工藝裝備、經營服務的先導和準備,并決定著制造和服務的價值,是提升自主創新能力的關鍵環節?!?/P>

        路甬祥認為,我們可以將農耕時代的傳統設計表征為“設計1.0”,工業時代的現代設計表征為“設計2.0”,全球知識網絡時代的創新設計表征為“設計3.0”。與之相應,誕生于工業時代的“工業設計1.0”自然也將進化為全球知識網絡時代的“工業設計2.0”。它們將伴隨著全球網絡,科學技術、經濟社會、文化藝術、生態環境等信息知識大數據等創新發展,設計價值理念、方法技術、創新設計人才團隊和合作方式也將持續進化發展。

        與路甬祥的觀點略有不同,柳冠中認為,由于分工的細化,需要有一種職業來協調需求、制造、流通和使用各環節的關系。這種考慮系統整體利益的理論、方法、程序、技術和管理以及社會機制的活動統稱為工業設計。同時,工業設計也是人類的整體文化對工業文明的修正,所以,必須要考慮到人和環境,既要講以人為本,還要講以生態為本。

        柳冠中分析說,一個物品在工廠里叫做產品,要解決制造的矛盾;到了商場叫做商品,要解決流通的矛盾;到了家里叫做日用品,要解決使用的矛盾;最后扔到垃圾箱里叫做廢品。所以,對設計師來說,我們看到的不是一臺機床、一個杯子,它是一個大概念,而應該是制造、流通、使用和回收問題,即產品、商品、用品和廢品融為一身。

        最近,中國工業設計研究院有一份資料,介紹了工業設計網站Core77對11位來自美國頂尖工業設計院校教授的采訪。加州藝術學院Sandrine Lebas認為,“有很多新的因素影響著設計過程,比如說商業模式、生產能力、原材料采購、文化契合度、情感連接等等?!?“最近,我們看到技術對人們的日常生活起到越來越大的作用,比如無線通訊和傳感技術融合。這就為設計師發揮更大的作用提供了無數機遇?!?佐治亞理工學院Jim Budd支持了Sandrine Lebas的觀點。

        克蘭布魯克藝術學院Scott Klinker說:“工業已經從傳統大批量生產轉變為網絡社會的用戶提供創新產品?!W絡社會已經出現了新的設計文化,更草根,自下而上,和工業時代自上而下的文化形成了鮮明對比?!?/P>

        甚至有人說,我們進入了一個設計師創業的時代,或者說萬眾創新的創客時代(Makers),而眾籌這個與之相匹配的金融工具又可以讓創客們直接接觸市場,這與以往有很大的不同。最近,中國也已開始了股權眾籌的試點。

        無論是路甬祥定義的創新設計、柳冠中描述的工業設計,還是國外那些頂尖工業設計專家們對設計的新認識,從穹頂弧線框架來解釋,就是充分滿足個性化需求的智能制造時代必須要用設計來連接制造與市場,而設計既要包含創新元素,滿足個性化需求,又要體現以人為本和以環境為本的理念。

        伴隨著智能制造時代的來臨,設計在新的價值鏈中將居于穹頂弧線之巔,是附加值最高之所在,是企業競爭的主戰場。

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