工业4.0时代关于智能制造的若干思考

    2015年以来，我们从事制造业者频繁接触到以下几个热词：中国制造2025、德国“工业4.0”、 美国“工业互联网（物联网）”、日本智能机器人、中国制造业成本已接近美国 ，面对如此纷繁的世界，我们传统制造业究竟该如何面对以及采取什么应对之策才能跟上时代的步伐？为此，笔者根据广东生益科技股份有限公司的实践提出一些思考。为免误导，本思考是假定至少具备以下条件的情况下所进行的讨论。

    1. 技术创新能满足公司成长和应对市场的需要；

    2. 企业已实施了信息化管理，有较好数据处理和信息化管理的平台；

    3. 企业已具备强大的品管体系，已有数年精益生产、流程再造的实践并已获成果；

    4. 企业已有扎实的技术积累并能转化为有效的工艺控制。
 
一、争夺新世纪工业发展模式的话语权

    众所周知，我们已经历了三个工业时代，分别为：始于1780年英国主导的蒸汽机、纺织为代表的第一次工业革命；始于1870年美国主导的电气化、流水线为代表的第二次工业革命；始于1965年美国主导的信息化、互联网为代表的第三次工业革命； 而进入二十一世纪之后，未来的工业发展模式应该是怎样的？乘第三次工业革命之势，在控制了世界互联网的今天，以美国为代表提出了工业互联网<也称物联网、Internet of things（简称IOT）或Internet of everything（简称IOE）>。而以制造见长的德国则在2013年提出了“工业4.0”的概念，简称Cyber，对此，译文很多，意译为“信息物理系统”，直译“赛博”，就是将虚拟与现实进行有机的互联。现在不少的文章将上述二者并列为似乎同一概念，但细细整理之下，发现二者还是有所不同。  

图1 德国4.0与美国工业互联网之不同

    当然这是汇总许多专家的分类后整理出来的，二者其实也互为渗透，并不是泾渭分明、截然不同的，上述分类仅仅是为了便于理解而做的。

    假设上述分类是成立的，则我们会发现，美国工业互联网就更接近于中国政府倡导的互联网+（或者“+互联网”），也可以反过来讲中国政府提倡的“互联网+”与美国的工业互联网模式类似，即以互联网的思维或互联网的技术整合传统的工业、农业、商业、服务、金融、医疗等等行业，如此类推，在中国X米公司更像是这种类型。当然，最具经典的是苹果公司，它控制了技术设计和市场营销两端，将制造部份外包，即用互联网技术控制了“微笑曲线”的两端，整合供应链，获得了最大的利益。这正说明了这种模式一定是建立在技术先进，控制市场的二个要件上，反之，没有这样的能力，则难以套用此模式，或是不能持久的按此模式运营。

    我们覆铜板、印制线路板工业属传统工业，我们的设计端一般都掌握在终端手上，换句话说，微笑曲线的一端事实上一定不掌握在我们手上，而我们现在的订单不论大、中、小订单又一定是定制化的，具有较强的“定制加工”性质，所以，我们暂时无法企及互联网的模式，反而是极具“工业4.0”的特征，所以选择“工业4.0”的模式来构建我们未来的工业发展模式可能更有针对性。

二、管理创新

    其实，不论我们选择什么的模式，我们都会痛切地感受到，今天对于大多数的中国企业而言，最难跨越的是“技术”的门槛，这倒与“中国制造2025”相当吻合。“中国制造2025”强调的是创新驱动，在我的理解中，这里强调的是技术和管理的创新，相对技术而言，管理创新倒是相对容易一些。我们每个企业都清楚，我们今天获取技术的道路十分漫长和混沌，国外对技术的封锁十分严密，而即使是公知技术，我们学习、验证也十分艰难，代价也十分高昂，更难的是市场不给予我们容错的机会，这就令我们在这方面的突破十分艰难。

    相比较而言，管理方面国外则显得十分大方地愿意转让各种方法和技术，有时甚至过分“先进”。如体系管理、卓越绩效、6σ、QCC、流程再造、精益生产等等。在电子信息辅助管理方面的各种思想和技术，尤其是ERP和MES等的系统和数据处理技术会有无数的公司帮我们实施，在这方面倒是有可能实现弯道超车的，关键是我们的学习态度和学习能力。只要我们愿意学习和愿意实践，还是可以有“后发优势”的。

    在讨论管理问题时，我们一定离不开劳动生产率，在工业增加值方面：美国、德国平均为50%；日本平均为40%；中国平均为25%。而中国的工业增加值的增长率：2010年为15.07%，2011年为13.9%，2012年为10%，2013年为9.7%，2014年为8.3%。呈明显的逐年下降趋势，对此，相信中国的企业均会有深刻的体验！由此就带出了一个问题，大约在数年前在国内用了几十万工人的一著名台湾企业提出了一个“十万机器人”计划，最近广东省、东莞市也提出了“机器替代人”的理念，马上又有人提出了“黑灯工厂（即无人工厂，全是机器人，不用灯光）”，更有人提出已建成了具有完全“德国工业4.0”模式的工厂等等。

    我们在不同场合一直反对片面的（政府对机器替代人是有解释的，是指在特定条件下的表述）讲机器人、自动化。因为从4.0的角度看至少有三个层面需界定，一是机器人、自动化并不仅仅是为了解决“劳动力不足”（千万不能被此误导！）；二是企业需非常清晰地界定在自己的企业内机器人到底是哪些设备？自动化又是怎样应用？等等；三是实现自动化、机器人之前，首先要流程再造、精益生产。譬如我公司某车间原定编680名工人，经近两年的流程重组和精益生产，减少了260人，我们可以假设若不进行精益，用机器人去替代那680人的工作，至少有260人是用机器人去做不创造价值的“浪费”，那搞自动化，用机器人有意义吗？德国人告诉我们：“工业4.0”绝不是针对人的，不是搞人机对立，恰恰是更人性化。

    作为“德国工业4.0”模板的西门子德国安贝格工厂是怎么做的呢？（根据笔者现场笔记所录）

    10000平方米厂房不变，1200人不变，10年间增加了8倍产值，年使用150万平方米印制线路板
    自动化率：生产75%、物流75%、数据75%
    用了1000个西门子的自动化技术
    每条自动化生产线上有上千个传感器
    数据采集：1995年为5000个/日，2013年为5000万个/日
    百万份生产运作出错率：1990年为550次   2014年为14.5次   成品率：99.9989%
    愿景：品质第一、交货更快、零缺陷

    从这个例子，我们可以看到，以强大的技术创新和积累的基础支撑，在“工业4.0”模式下其追求的是质量第一，最终是实现“客户满意”这个宗旨，当然，其最终结果是达成了效率和效益的最大化。由此，我们就可以容易理解“中国制造2025”中提到的“质量领先”战略的正确！

三、实现智能化是一个长期积累的过程

    在中国对“工业4.0”和“工业互联网”一片喧嚣中，我们必须冷静地面对中国工业水平的现实。从宏观上讲，中国的整体工业水平应该是处于工业2.0与3.0之间，因此，工信部苗圩部长讲：“中国工业2.0/3.0的课还是要补的”。比对“工业4.0”与“中国制造2025”会发现，二者也不在同一个水平上，但是这并不阻碍中国制造业根据自身的技术和管理水平逐步向自动化和智能化（我将此称为“两化融合”，但需说明：国家层面的“两化融合”是指工业化、智能化，所以，我们也可将此简称为“智能化”）的迈进。对此，有两点需充分认识：

    一是“两化”是一个长期积累、进化的过程，不能指望我们经过模仿或导入了什么概念，便可以一夜成功。笔者曾问安贝格公司的管理人员，你们什么时候可以实现4.0？获复：2030年！安贝格工厂尚且如此，对照一下我们中国企业的现有水平，恐怕至少要在2030年之后！宝马总裁讲过：“工业4.0不是革命”，什么是革命？革命是巨变、是颠覆。“工业4.0”不是颠覆，是一个循序渐进的不断进步、不断改善、不断提高的过程。

    二是搞清楚今天我们要干什么？我们不能眉毛胡子一把抓，应在仔细分析本公司实际情况和水平的前提下，制定详细的“路线图”，分门别类地将自动化、数据处理、智能化的范围、实施时间、配合结点等均分清楚。从智能制造的角度看至少分为以下五级：

    ●一级生产设备控制

    ●二级生产过程控制

    ●三 级 车间级管理控制

    ●四级企业级管理系统

    ●五级企业间管理系统

    对比一下，我们今天处于什么水平呢？请对照一下本文前言罗列的实施“两化”至少需具备的四个条件，我们就知道还有多少的工作要做，还有多长的路要走！我们无法相像企业技术落后，管理水平低下怎么可应对智能化？因此，扎扎实实地做好基础工作是最重要的。沉下心来，至少准备用15-20年的时间去逐渐实现——而且企业在追求质量领先的前提下，一定要实现投入产出的正效应，应创造价值。至于我们今天是处于2.0？2.5？3.0?3.5?4.0的哪个阶段都不重要，重要的是看清形势，认知问题，马上行动，逐一解决。

四、结语

    中国制造业处于一个重大的转型关口，投资驱动的增长模式已不可持续，简单量产可以轻易赚钱的时代也一去不复返了，那么，我们的出路在哪？我们看看今天美国企业、德国企业、日本企业都是怎么生存发展的，从中应该可以悟出许多的道理。当然，重要的不是照样画葫芦（近十多年以政府主导的这种模式太多了），而应该是在吸取别人经验精华的基础上，切实结合自身实际，找出自己的问题，而且痛下决心纠正，不期一夜成功，但求持续改善。如此，我们就能不断进步，逐步达到发达国家的水平。其实，我们与别人的距离很大，恰恰说明我们可以提高的地方很多、空间很大，把这些点点滴滴逐步完善了、充实了，何尝没有竞争力？

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