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智能制造背后的逻辑——工业4.0的重新解读

谈到工业革命史,当德国人提出工业4.0概念时,对工业革命的断代方法是与众不同的。

原先的工业革命划分是以某项技术的发明为标志物,它的局限性是单一地认为是技术推动了工业革命。基于这种判断,我们自然就得到了一个结论,以为只要拥有(发明或复制、引进)先进的技术,那么就可以获得竞争优势。

这一论断在经济发展的初期是有效的,但随着时间推移,效果越来越差强人意,或者远没有达到预期目的。此时我们才开始慢慢地意识到,单凭技术推动生产力这样的模型过于简单化了。中国的制造业发展到今天,已经不是再靠进口几台先进设备就能解决问题的阶段。我们需要重新认真地思考整个工业革命的发展到底给我们带来了什么样的启示?

技术只是催生变革的一种力量

技术与工业革命之间是一种相辅相成的关系。表面上看起来,一项重要技术的发展加速和催生了一场革命,比如蒸汽机。事实上,蒸汽机技术并非工业革命才被发明出来。

只是因为动力问题的解决,促使大规模生产成为可能。商品才能以极低的价格向普通民众销售,消费者这一角色的出现,反过来又进一步促使持续的工业技术革新,最终汇集成为第一次工业革命。

因此,是背后的商业需求选择了蒸汽机作为释放产能的工具。是工厂对效率的追求推动了工业革命发展,而非蒸汽机本身。蒸汽机商用的研发成功,只是将这种需求得到了成功地释放。

工厂效率越高,生产规模越大,商品单价越低,潜在消费者市场规模越大,工厂获得利润越大,发明新效率技术的积极性越大,更多的技术设备和工具被发明,使得工厂效率越大。形成了一个持续迭代不断正积累的闭环。

似成相识——飞轮模型

本质上,蒸汽机和互联网一样,完成的是不同社会发展阶段一样效果的使能技术。这种变革,是需要技术与商业匹配,才能运转起来。

在德国人的工业革命分类中,不仅仅是体现了技术,同时也将背后的商业逻辑清晰地展现出来。当我们回过头再审视这项X.0断代的工业革命史观点时,会得到不一样的体会。

工业1.0实际上解决的是外部能源转化为生产动力的问题,真正的大规模生产要到2.0才实现。在工业1.0的大部分时间里,生产的形式仍然是以手工作坊为主。在工业1.0时代,品质成为了各作坊之间竞争的主要因素。品质并非质量一个维度,也包括给顾客带来的尊贵等主观上的体验。在工业1.0时代,我们现在称为工匠精神,成为了那个时代的人才的关键。

工业1.0的形态今天仍然在一些奢侈品行业里保留,在奢侈品行业,是用规模生产无法达到的品质与稀有为其核心竞争力。一旦失去了这两个特点,奢侈品即会沦为普通商品。奢侈品行业最大的敌人就是规模化。一旦规模化生产,不论是通过培训大量的低水平的操作工扩大产能(会严重降低品质),还是通过工业2.0以后的大规模机械化生产(损害稀缺性),都会使得该行业迅速消亡。

因此,工业1.0主要解决的是一个外部能量运用来提高单人生产效率的问题,这个问题随着电、气、磁等其它介质的出现,作为工业革命发展的一条主线,贯穿了整个工业文明。但真正让工业成为人类历史转折点的是工业2.0时代,一个真正意义上大规模释放产能的转折点。

德国人提出的工业2.0概念,与我们传统最大的不同,并非以电力为标志,而选择了一个屠宰场的流水线为起点。流水线的生产方式一旦被发明,它从真正意义上改变了人类的生产组织方式。工业2.0流水线的发明这件事的意义,不亚于任何其它技术方面的发明。

在工业1.0时代,靠筛选种群当中最优秀的人来进行发展的模式最大的问题在于:精英总是有限的,更何况很多情况下所谓的精英是人为设定的。

随着流水线的发明,过去一项复杂的工作,现在被分解到了一个普通人经过简单培训之后即可上手的地步。这样做的结果就是将大量没有希望培养成精英工匠的普通人也可以加入工业生产,使得产能大量的释放了出来。产能大量释放的结果,使得企业主第一次有可能大规模地积累财富,资本的阶层才真正地出现。出于产能无限的想像力,金融也开始出现,投资变得有意义。这些产生的后果,对人类现代经济与社会的形成的作用不可估量。

事实上,人类生产活动的组织形式同样也是工业文明除技术这一条主线外,另一条关键性的主线,同样也贯穿了整个工业史。

流水线的发明,导致了以下几个结果:

· 竞争的主题变成了规模、效率,商品追求性价比

· 分工的精细化,使得制造环节的人被弱化成了机器

· 生产线的布局变得越来越长,协作厂之间形成拉式即时生产的协作,越来越多的协作商

· 分工导致管理的需求产生,大量工程师的职业需求出现了

· 协作使得各种基于系统工程的科学管理方法出现

· 专业分工,产生了创新、生产、管理、商业的分工和层级

工业2.0时代商品服务的对象从1.0时代的富裕阶层转向普通大众,产品的品质从过去追求尊贵转向追求功能。在工业2.0时代出现的流水线方式,代表人类的生产活动进入了以组织行为为优势的阶段。生产组织及相应而来的企业组织构架等同样也是伴随着工业文明的进展而不断地发展。但背后的逻辑是因为技术引爆的大众消费市场通过激烈竞争倒逼着生产方式的改变。因此,是商业逻辑驱动了整个商品供应链体系的自我进化。而消费市场一旦引爆,自身也会经历从初级产品功能满足,到不断个性化需求追求的趋势,这是人性使然。安全、生理等基础需求满足后,认同、价值实现等高层需求就会浮现。

工业3.0,是以出现机器自动生产为标志。这是人类首次实现将智慧安装到机器上进行生产。虽然这种智慧只是按照既定条件触发固定的动作,但这种自动化装置的确是首次开始代替人的工作。

虽然理论上自动化技术可以代替人来工作,且不知疲倦。但在实际运用中,机械结构的灵活性仍然无法与人类训练后的手指相媲美。同时,引进机器带来的一个潜在损失是产线的灵活性。

但是,针对那些需要大规模生产的成熟产品(功能性产品)而言,自动产线相比于人工线的进步,在效率提升方面并非是必然,但是3.0的自动生产比2.0的人工生产具备更高的一致性。一致性对于产品的品牌是至关重要的基础。

与工业2.0时代的功能性竞争不同,进入工业3.0时代的产品逐渐沦为常规产品。比如家用电器。人们已经不在意哪家厂商的产品功能有多大的差异。因此,对于中国制造2C的厂商而言,在经历了短暂的规模扩张(工业2.0)后,需要首要解决的问题是在产品品质一致性的基础上构建品牌。

然而,当各品牌厂商的竞争继续白热化,使得消费者在心智上认为各品牌所能提供的品质也都差不多时,竞争进入了新的阶段。品牌建设需要进入更高的层次,即观点的表达。当人们在功能得到满足(工业2.0)、品质得到保证(工业3.0)后,开始追求更高的人性需求,即社会认同和个性表达。至此,工业4.0时代的基础已然初步具备。

在工业4.0时代下,为了迎合商业模式的转变,从制造环节来看,除了保持过去大规模生产所具备的效率、成本、品质等优势外,更重要的是要具备更快的市场适应能力。

于是,全生命周期产品管理的理念被提了出来,运用数字化技术实现知识的分享和传承,给企业带来更快的上市时间和更高的按时交付率。同时,信息化系统也从过去层级结构、孤岛结构向平台结构、云结构方式转变。不仅企业内部信息共享,也需要与消费者形成随时互动的关系。社群运营、顾客参与设计等,不断收集好的创意,并快速在研发、制造环节中得到产品的迭代。

在工业4.0时代,由于消费者的个性化趋势,使得制造环节发生了巨大的变化。企业灵活的制造环节来需要更具创新能力的人才。

灵活性成了关键要素,人与机器之间的分工更加科学。由于小批量订单的创新型产品越来越成为企业生产的主流,过去长达数公里的精益生产流水线被更短的、模块化的4.0生产线代替。适应能力更强的机器人成为了生产的主流,机器更多地成为了人的伙伴,而人成了更高层的主人负责复杂决策。

这种创新能力不仅体现在为客户创新价值层面,也不仅体现在技术的研发层面,还体现在哪怕最底层的操作层面。企业内每一个人都是创新环的一份子,都围绕着自己的业务进行迭代创新。客户不仅仅是企业与消费者之间的关系,企业内部各岗位间按照价值链也形成了内部客户关系。组织结构从过去的严格层级,变成了倒三角,甚至鱼网结构。

随着这种组织形式的出现,对人才的要求从过去单一的精专,而向更多元化的跨专业跨学科方向发展。知识创新也不再依赖一两个团队进行,而更多地通过生态圈、供应链来完成,技术象资本一样跨越国界流动。

纵观整个工业革命的发展,可以梳理出至少以下五条主线:

· 一条主线是能量的使用,整个趋势是越来越精细化,从蒸汽到电力,未来更多的新的能量运用方式,都是朝着更节能、更精密的方式发展。

· 第二条是生产组织方式,及其带来的人机互动关系。机器从最初的工具,到人的代替品,现在逐步成为伙伴。人从主角,到类机器,到服务者,到管理者。

· 第三条是组织结构变化,从团伙方式到层级方式到倒三角扁平方式到将来的鱼网方式。

· 第四条是智能的使用,从人作为控制器,到固化的智能,到越来越多人与机器的协作智能。

· 第五条是与之相适应的,人的能力的变化,从技艺到熟练,再到设计、组织,再重新回到创新。

实质上,这些主线背后推动的是商业的变化,市场需求的变化驱动了商业竞争主题的变化。而工业是这种变化的反馈。所以,当我们谈论技术之前,首先要考虑的是如何实现商业成功?技术是手段,是工具,而不是目标。

事实上,工业革命的断代,在大部分情况下确实是一种工业发展水平的度量。但是,同时也不能忽略一个事实,即不同的行业的特点是不同的,并非所有行业都需要进化到工业4.0。

来源:工业4.0

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