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项立刚:5G能解决中国制造业的哪些困境?

2019-06-27 08:04:26

【文/ 项立刚】

工业与物流业变革

每一次的变革都是一场思维革命和技术革新。迄今为止,人类社会经历了三次工业革命,其中第一次工业革命的影响最为深远。

许多国人在小时候的课外读物上阅读过一篇文章,题目叫《瓦特与茶壶的故事》:在英国的一个小镇上,家家户户都生火烧水做饭。有个叫瓦特的小男孩在祖母做饭的时候,盯着灶上正烧着的水壶,水开了以后,壶盖被顶开,随着沸腾的水跳动起来。好奇的瓦特问祖母为什么壶盖会动,祖母说,因为水烧开了。但是,对于瓦特进一步的询问,祖母回答不上来,也就没再理会。怀着强烈的好奇心和刨根问底的精神,瓦特对于水蒸气的兴趣与日俱增,于是就有了跨时代的发明:万能蒸汽机。

蒸汽机的出现是第一次工业革命的标志。在资产阶级确立统治地位的政治环境下,英国资本主义迅速发展,通过海外贸易、殖民统治,不断扩大生产,吸收先进的生产技术。1765年,哈格里夫斯发明“珍妮纺纱机”,英国开始了机器生产;1785年,瓦特将蒸汽机进行改良,大力推动机器生产,英国正式进入到“蒸汽时代”;到了1840年,英国大机器生产基本取代传统的手工劳作,率先完成工业革命。18世纪末,法国和美国相继开始工业革命。19世纪中期,世界其他地区也先后走上了工业革命的道路。

工业革命的洗礼,让人们的思维方式从传统的手工思维向机械思维转变,进而带来了更多的发明和变革:19世纪初,英国人史蒂芬孙发明了火车;1843年,英国发明家查尔斯•瑟伯(Charles Thurber,1803-1886)创造出转轮打字机。机械思维让各行各业都迎来了产业革新,成为人们解决问题的思维模式:瑞士的钟表匠制造出精致的机械表;德国人利用机械制造出可编程计算机Z1,甚至还有能够演奏音乐的雅典表。

第一次工业革命主要为纺织业、煤矿、冶金、机械制造工业带来了变革,也让一些曾经名不见经传的小镇急速扩张,一跃成为工业大城市,比如英国的曼彻斯特和伯明翰。走在技术变革前端的英国从中受益,成为世界的领头羊,保持着“日不落”的神话。

瓦特改良蒸汽机车

第一次工业革命打开了技术革命之门,紧接着第二次工业革命随之出现,人类社会从蒸汽时代进入到电气时代。内燃机和电力的使用成为第二次工业革命的主导力量,带动了交通运输的发展:汽车、飞机和轮船制造强势兴起。

20世纪50年代开始的第三次工业革命,“计算”和信息技术成为了主导。电子计算机技术、纳米技术、航空航天技术、核技术和基因技术等尖端科技,引领着大国之间的综合国力竞争。2017年1月6日上映的美国电影《隐藏人物》,讲述了美苏争霸期间在航空航天领域的角逐,影片中出现了大量的计算、数据核实的场景,将“计算”在大国之间争斗中的重要作用体现得淋漓尽致。电子和信息技术的发展,让美国“硅谷”、中国中关村频繁出现在公众视野中。

当前的人类社会,正处于第三次工业革命的末端,而即将来临的5G时代或将开启第四次工业革命或技术革命的浪潮。与前两次技术革命不同,为了顺应时代发展,从第三次工业革命开始,交叉学科就相继出现,让工业与科技有机结合,给人类带来一场全新技术革命的盛宴。在未来的5G时代,工业和物流将在全新技术革命的洗礼中迎来颠覆式的发展。

2010年7月,德国政府发布《德国2020高技术战略》,首次正式提出“工业4.0”概念。德国联邦教育局及研究部、联邦经济技术部联合资助,预计投入2亿欧元,全力支持工业和制造业的智能化进程。2014年,中国国务院总理李克强访问德国,双方发表《中德合作行动纲要:共塑创新》,正式宣告中德开展“工业4.0”合作。

“工业4.0”,就是第四次工业革命,革命的主导力量就是智能,在历经了蒸汽时代、电气时代、计算机信息时代以后,人类社会将在第四次工业革命中走向智能时代。智能时代的三大主题就是智能工厂、智能生产和智能物流。

无人车间成为基本生产模式

1995年,德国库卡机器人有限公司成立,之后进入快速发展的轨道,成为世界工业机器人制造行业的翘楚,产品销往北美、南美、亚洲、欧洲。库卡机器人主要用于工业和制造业各个领域的车间生产,承载物流运输,代替了大量人工劳动和人机生产的模式。在如今发达的互联网环境下,库卡机器人在多家企业车间实现了机器与机器的互联,大大提高了生产效率。

面对机器人时代的来临,加上智能时代大数据等各种最新科技层出不穷,混战不已的国内家电行业开始把眼光转向未来,海尔、美的、格力三大家电企业都在积极谋求智能化家电的转型。

2017年1月,中国美的集团收购库卡机器人公司94.55%的股权。在此之前,美的已经在广州建立了全智能生产线,其空调产品的车间生产已经引入了机器人标准化作业:所有的工件都有自己的条码,在物联网下,通过条码识别,机器人可以接收到相应识别信息,从而完成对应零件和机型的装配,还能通过信息捆绑,进行数据分析,及时发现问题和纰漏,管理效率大大提高。探索的路总是充满坎坷,引入机器人生产是美的集团的大胆举措,因为公司需要花费大量的资金来投入运营,传统家电向智能化转型也需要耗费大量成本。纵观整个家电行业,美的集团率先开始大力实施机器人车间。未来5G时代,在万物互联的趋势下,按照目前的发展势头,美的集团很有可能冲出三大家电企业各自为王的局面,在家电市场独领风骚。

据《科技日报》2014年4月10日报道,联合国欧洲经济委员会和国际机器人联合会统计显示,从20世纪下半叶开始,世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头,世界工业机器人市场前景很好:1960-2006年,全球已累计安装工业机器人175万余台;2005年以来,全球每年新安装工业机器人达10万套以上;2008年以后,全球工业机器人的装机量已超过百万台,约为103.57万台,且这一数据还在增长。

国际机器人联合会预测,到2020年,全球工业机器人保有量将从2016年底的128.8万台增长到305.3万台。

工业机器人的投入使用,让无人车间生产的场景不断出现,在智能互联网的高效运营下,生产效率将达到前所未有的高度。

在国内,富士康公司也大力主张无人车间生产模式。

2016年11月17日,在第三届世界互联网大会上,富士康总裁郭台铭作了题为《智能制造引领数字经济的发展》的报告,该报告指出,目前在物联网大数据的支持下,富士康已经有几座工厂可以关灯生产。

未来智能互联网全面爆发以后,无人车间将不再是少数企业的试验工厂,而是大多数制造商的常规生产模式。用于工业和制造业生产的机器人,将越来越走向精细化操作,体积也将变小,不仅生产效率急速提升,产品质量也将大大提高。到了那个时候,人机操作的模式也渐渐不再有必要,劳工会完全被机器人取代。

定制化生产大行其道

在电商发达、生产智能化的数据时代,消费者正在经历并接受一系列新的变化,对于诸多新奇的商业模式,人们从早期的惊喜到后来的习以为常,消费者的品位不断升级,消费需求也开始多样化。过去,制造商批量生产商品投入市场,对消费者进行单项的产品输出,如果这些产品中并没有客户期望的颜色、款式,那么会出现两种情况:一是消费者凑合买了一件稍微符合自己期望的产品;二是消费者放弃购买。这样的情况屡见不鲜,对生产商和用户来说,都有一种十分无奈的感觉。如果用户把该产品买回家,但由于产品不是自己十分中意的款式,用不了多久便弃之不用。此外,一旦出现大量产品无人购买的情况,只能变成库存,造成资源浪费,对生产厂商来说,无疑是一大笔损失。

到了4G时代,电商平台的普及,网店的全面开花,时尚潮流的个性标签,为大众带来了多样化的消费选择。随着经济飞速发展,年轻一代倡导个性张扬,他们迫切需要彰显自己个性的产品,因此消费者的需求也越来越个性化。电子商务的出现可以满足这样的个性化需求,卖家通过与买家的沟通,了解到买家对产品的需求,就可以进行定制化生产,而且这样的生产完全无需大规模量产。

除了直接与店家沟通,在购买产品时,在线操作的页面上也会出现多种搭配菜单供客户选择。比如,如果我们在外卖软件上购买一杯咖啡,就会看到除了有各个调味品种的选择,还可以选择糖和奶的比例,以满足不同消费者的口味;如果没有选项设置,用户也可以在店家设置的备注栏里注明自己的口味需求。这种个性化的产品定制模式也因此让外卖市场迎来大爆发。

在大数据和物联网的支持下,部分商品正逐步从大规模生产模式开始向个性化定制模式转型,生产商利用互联网为用户开设定制化平台,利用大数据对客户需求、原材料的成本和数量、库存管理、现金流掌控进行分类、统计,根据数据进行销售战略部署,根据不同客户的个性需求进行定制生产方案。许多一线品牌也加入了定制化生产的大军,包括耐克、阿迪达斯推出的个性化私人定制运动鞋;巴宝莉联合梦工厂动画公司,通过可视化技术,推出定制围巾;京东公司联合国内众多定制知名品牌,推出衣饰穿戴的定制服务。

顾客利用手机定制围巾 图自华商网

2016年,美国轻奢品牌Kate Spade收购定制品牌Bag Bar。从2017年开始,Kate Spade强势推出Bag Bar定制平台,为客户量身定做个性手袋。Bag Bar在业界向来以定制化生产而知名,可以根据客户喜好替换封面和配件,满足客户的个性化需求。而Kate Spade收购Bag Bar之后, 将致力于自己品牌旗下的手袋业务,利用Bag Bar定制系统迎合客户不同的个性化需求。客户在定制产品时,不仅有各种制作原材料的选择,还可以选择手袋的边缘、垫圈、装饰等等,不同的选择配以不同的价位,让用户无须亲自动手就能拥有自己创作的手袋。

5G时代,小规模的定制化生产模式不仅将逐步取代传统大规模量产,而且在物流技术上也将迎来新的产业变革。未来,在智能物联网的强大支持下,大数据将得到充分利用,所有的商品都配有感应器,物流配送将实现透明化。买家无须再查询是否发货,订单什么时候到达下一个站点,而是可以直接实时追踪自己的商品到了哪个具体位置,正在以什么样的速度向哪个方向移动。之前被曝光的伪造国际快递单和报关税单这种情况,在以后物流公开透明的机制下,将被杜绝。

此外,大数据的加入,也让未来的工业、制造业和物流配送的管理机制不再有安全方面的漏洞。

每一个环节都被管理

2018年,在德国汉诺威工业博览会上,来自世界各地的参展商、媒体和各界人士看到了信息和自动化技术实现人机合作、机器与机器互通的高科技场景。德国作为东道主和率先提出“工业4.0”概念的国家,为全世界展现了其强大的研发实力,数字化智能生产、联网能源系统、智能化物流解决方案作为展会亮点,让人们看到未来工业、制造业、物流融入信息产业的大趋势。

作为制造业大国,中国主要出口纺织产品、服饰、鞋类、机电产品等,“中国制造”长期以来一直是中国打入世界市场的主要方式。然而,一个残酷的现实是,迄今,大多数“中国制造”都是低附加值产品,如果是与外商合资,也是由外商掌控核心技术和销售渠道,国内的生产线所赚取的利润十分微薄,中方还要支付昂贵的专利费。随着经济的快速发展和电商的发达,传统的制造业面临产能过剩、附加值低、税负过重、高端人才缺乏、运营成本高等重重困难。在管理上,传统的产业链需要经过原料采购、生产、质检、推向市场这样一个流程。这样的产业链不仅周期长,而且在上下游、供应端、仓储、调度等各个环节都非常冗杂,并且由于环节割裂,信息传递效率低,一旦出现问题,就有可能导致不必要的损失。

当电商平台联合私人定制这样的全新模式兴起以后,过去以产品为导向的单向输出的低端制造开始暴露出弊端,一些小企业的日子越发难过。

2017年,一篇题为《制造业已然死路,兼探讨神州未来崛起之路》的文章轰动网络,该文作者以自己叔叔的制造厂为例,描述了国内的低端制造在数据时代走向溃败的惨状。文中提到的制造厂主要业务是加工耳机,与台湾客户建立了长期合作,但由于后期人力成本增加,盈利空间急速缩小,工厂老板也谋求转型,将设备进行了自动化升级,但却达不到客户要求。无奈之下,老板只好再次采用劳动密集型的传统管理模式,在推出产品的时候寻找代理商,然而遇人不淑,代理商频繁拖欠货款或者携款而逃,加上市场竞争残酷,大量产品积压。最后,台湾客户放弃合作,把重心转移到人力成本更低的越南,这家工厂被迫宣告歇业。

这个故事着实令人感慨不已,工厂老板为了维持工厂运作,寻求各种办法,本着为企业负责,也为员工负责的态度努力经营,结果却不尽如人意。如果制造商能够转变经营思维,将目光放得更远,在管理上突破传统机械思维模式,充分利用大数据技术,结局很可能大不相同。

传统工业制造生产的管理长期受到机械思维模式的影响,缺乏灵活性和可变性,导致生产管理十分“刚化”,而“工业4.0”的概念,主打“柔性”生产。“柔性”将是未来工业加工和制造业生产的核心竞争力。与传统的螺丝钉式的生产流水线不同,“柔性”制造致力于加工制造的灵活性、可调节性和可变动性,以生产效率最大化为最终目的,进行资源的优化配置,将最大限度降低成本、提高利润落实到各个环节。

出于传统生产的转型需要,各个国家现在对这方面的人才尤其是专业管理人才的需求十分迫切。因此,许多顶尖高校也陆续设置相应的新兴交叉学科,比如“工业工程”,大力培养这方面的人才。相关专业在各大高校,尤其是美国顶尖院校已经成为大热门专业,对学生的数理统计、概率论、线性代数、大数据分析能力要求十分苛刻,并且还要求学生掌握商务管理知识。这样的人才一旦走出校园,致力于工业、制造业加工管理工作,就能与智能时代的大数据思维管理模式接轨,成为5G时代传统产业转型的中坚力量。

“工业4.0”是顺应未来智能物联网时代的产物,是人类社会发展的必然趋势。在大数据和物联网的强大支撑下,感应将成为下一代技术主导。工业加工、制造业生产的整个产业链会越来越精细化。产业链上下游、供应链并存于一个信息系统之内,各环节实现扁平化运作,任何信息都会被其他环节的相关工作人员知晓,所有的管理环节都会实现透明化。不仅如此,在大数据的存储记录中,优秀的管理人员会运用最好的数据建模,进行最佳数据核算来实现利润最大化,全方位无死角地高效管理每一个角落,将运营每一个环节的成本都降到最低,真正贯彻生产的柔性化。

在2018年德国汉诺威工业博览会上,西门子公司展出了多乐士数字化涂料厂,利用数字技术实现虚拟现实的工业化生产装置;博世公司展出了人工智能机器人完成多种复杂作业的智能工厂运作模式;SAP公司展出了自动化仓储管理系统。在德国,“工业4.0”的观念已经深入到本土各个企业,许多工厂都采用了联网机器。智能制造的管理模式每年为德国带来超过100亿欧元的经济增长。

第四次工业革命的浪潮已经兴起,中国采取积极主动的态度,与德国加强合作,大力发展人工智能。我们有理由对未来“中国制造”的标签进行重新定义,也相信中国制造商能充分展示出勇于创新的能力,在智能物联网时代重新扬帆起航,打破长期以来根深蒂固的机械思维,创新数据化柔性管理模式,实现资源优化配置。

资源配置效率更高

“工业4.0”的目标,是实现定制化智能生产,让每一个消费者都能按照自己的意志支配商品的生产,甚至无须亲自操作,通过智能家居的万物互联就能自动帮用户接单,完成定制化生产。比如,家中的智能冰箱能够感应到里面食材的减少,根据数据库中记录下的购买信息,精确判断出用户的饮食习惯和口味,自动向电商平台和产品商发送订购信息,店家自动接单以后,会及时发货送到家里。

5G时代,我们想要实现上述场景,工业加工、制造业生产、物流配送等环节就必须优化资源,才能实现高效率的资源配置。

中国的制造业在当下面临各种困局,转型之路似乎异常艰难,在未来智能物联网的大数据时代,摒弃传统的机械思维,积极转换成大数据思维,以新的思维方式重新整合资源配置,是中国制造业可行的出路之一。当前,已经有许多企业和工业区正在探索这条全新的道路,并且得到政府的支持,取得了很大的成效。

2013年下半年,苏州市吴江区首次尝试在全区所有工业企业建立大数据系统,试图通过大数据分析,精准掌握全区工业的运营情况,分析企业效益,制定资源配置政策。为了解决企业识别的唯一性问题,吴江区政府大力推动,对税务部门专用的识别码、工商部门专用的企业注册号、供电公司专用的识别码,进行筛选、规整,以组织机构代码作为各个企业的唯一代码,并与其他部门代码匹配,实现各个单位部门的数据整合。经过几年努力,吴江区纳入大数据系统的企业达到16000多家,实现各个企业全面覆盖。通过分析和评价整个工业企业的详细数据,相关部门在进行资源优化、发展新兴产业、淘汰低端产能时,有了坚实的科学依据,大大提高了产业改革推进的效率。这套大数据系统名为“工业企业资源集约利用信息系统”,通过该套系统,吴江全区工业企业的运营情况、用地、用能、产出和排放量等数据都一目了然。不仅如此,该系统还能按照各个区域、产业分类、企业分类进行数据专题分析。

目前,吴江区政府正继续努力,争取更大的政策支持,积极落实差别化土地使用税、工业供地、用电、水价、排污量各方面的政策,以及相关试点政策。

除了地方政府的试行,一些传统制造业也在积极利用大数据思维进行资源的重新整合。

2016年,沈阳机床厂进入世界500强,作为我国机械制造业的代表,沈阳机床厂积极谋求转型,全球首创研发了i5M8系列平台型智能机床。与传统的刚性制造模式不同,这套智能机床本身有着极高的柔性,由电脑控制,是一个集工业(industry)、信息(information)、互联网(internet)、智慧(inelligence)、集成(integration)于一体的智能系统(这也是i5名称的由来,以这五个英文单词的首字母i命名)。该套智能机床以互联网为平台,可以进行智能校正、智能诊断、智能管理,并且拥有智能学习的强大功能,在加工产品时,也能够通过互联网传送实时数据,兼顾储存和分析大数据的云平台角色。通过这样一套系统,智能机床还能帮助管理者进行资源配置,快速解决成本核算和远程操控的问题,为生产任务调配、产品定制化生产、机床租赁等一系列环节提供高效配置。

i5M8系列打破了传统制造的运营模式,通过智能程序,自动生成加工工艺,并远程传输到机床平台,让机械设计工作者在家里就能轻松快速地获得这些复杂的机械零件。受益于这套系统的不仅是生产商,管理者通过i5M8智能系统,与智能物流打通,用户可以看到整个产品的生产进度:从设计师图纸到最后的成品,实现个性化定制和“我想即我得”的场景。

5G时代的“工业4.0”,将迎来管理无死角、生产和物流各个节点严格把控的新局面,在这样的运作模式下,实现资源配置的高效率。

《5G时代》,项立刚著,中国人民大学出版社(想入手的点这里

项立刚

项立刚

职业经理人,中国通信业知名观察家

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来源:《5G时代》 | 责任编辑:吴立群
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