原標題:日、德、美、中各國“工業(yè)4.0“們的核心差異
2015年,李克強總理提出了“中國制造2025”的國家戰(zhàn)略后,“中國制造2025”經(jīng)常在各個場合被提及。與此同時,日、美、德國的“工業(yè)4.0”概念也常常被與“中國制造2025”一起被提及。它們是不是同一個概念?在巨大的工業(yè)基礎差別下,彼此又有哪些不同?
大數(shù)據(jù)與制造的關系
大數(shù)據(jù)與制造間的關系可以用下圖表示,有3個重要的元素:
1、問題:制造系統(tǒng)中線性或隱性的問題,如質(zhì)量缺陷、精度缺失、設備故障、加工失效、性能下降、成本較高、效率低下等。
2、數(shù)據(jù),從制造系統(tǒng)的5大要素中獲得的,能夠反映問題發(fā)生的過程和原因的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的獲取應該是以問題為導向,目的是去了解、解決和避免問題。
3、知識:制造系統(tǒng)的核心,也就是Know-how,包括制程、工藝、設計、流程和診斷等。知識來源于解決制造系統(tǒng)問題的過程,而大數(shù)據(jù)分析可以理解為迅速獲取和積累知識的一種手段。
大數(shù)據(jù)與智能制造之間的關系可以總結為:制造系統(tǒng)中問題的發(fā)生和解決的過程中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),通過對數(shù)據(jù)的分析和挖掘,可以了解問題產(chǎn)生的過程、造成的影響和解決的方式;當這些信息被抽象化建模后轉(zhuǎn)化為知識,再利用知識去認識、解決和避免問題。當這個過程能夠自發(fā)自動循環(huán)進行,即我們說的智能制造。
問題和知識是目的,而數(shù)據(jù)則是手段。在上圖的要素中,把數(shù)據(jù)換成人,就是“工匠精神”,換成“自動化產(chǎn)線和裝備”就是“工業(yè)4.0”,換成互聯(lián)網(wǎng)就成了“互聯(lián)網(wǎng)+”。
對知識的理解、積累和傳承方式差異,決定了各國不同的制造業(yè)文化
日本:通過組織文化和人的訓練不斷改善,在知識的承載和傳承上非常依賴人
日本制造業(yè)文化最主要的特征就是通過組織的不斷優(yōu)化,文化建設和人的訓練來解決生產(chǎn)系統(tǒng)中的問題。20世紀70年代日本提出的“以全生產(chǎn)系統(tǒng)維護TPM”為核心的生產(chǎn)管理體系,核心思想:全效率、全系統(tǒng)和全員參與,實現(xiàn)方式主要3個方面的改善:提高工作技能,改進團隊精神和改善工作環(huán)境。20世紀90年代后,日本選擇以“精益制造”作為其轉(zhuǎn)型方向。
日本企業(yè)解決問題的方式通常是:發(fā)生問題——人員迅速到場、確認現(xiàn)場、探究現(xiàn)實,并解決問題——分析問題產(chǎn)生原因,通過改善避免問題。最后知識落到了人的身上,人的技能提升后,解決和避免問題的能力也就提升了。
對日本企業(yè)而言,員工是最重要的價值,對人的信任遠勝于對裝備、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的信任,所有自動化和信息化建設都是圍繞著幫助人去工作為目的,所以日本企業(yè)從不會去談機器人換人或無人工廠。但這樣的文化在近幾年遇到了巨大的挑戰(zhàn),日本的老齡化使得年輕一代制造業(yè)人才大量短缺,沒有人能夠去傳承知識。日本意識到了自己在數(shù)據(jù)和信息方面的缺失,在日本的工業(yè)價值鏈產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的架構和目標上,19條工作項目中,有7條與大數(shù)據(jù)直接相關。
日本的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略是應對其人口結構和社會矛盾的無奈之舉,轉(zhuǎn)型過程中面臨許多挑戰(zhàn),首先是數(shù)據(jù)積累的缺失,其次是日本工業(yè)企業(yè)保守的文化造成軟件和IT技術人才的缺失。
德國:通過設備和生產(chǎn)系統(tǒng)的不斷升級,將知識固化在設備上
德國的先進設備和自動化生產(chǎn)線舉世聞名。同時德國人嚴謹?shù)娘L格及獨特的“學徒制”高等教育模式,使得德國制造業(yè)風格非常務實。然而德國很早也面臨勞動力短缺的問題,德國不得不通過研發(fā)更先進的裝備和高度自動化生產(chǎn)線彌補這個不足。
德國解決問題的邏輯是:發(fā)生問題——人解決問題——將解決問題的知識和流程固化到裝備和生產(chǎn)線中——對相似問題自動解決或避免。除了生產(chǎn)線追求問題自動解決,德國在企業(yè)管理方面也盡可能減少人為影響因素。最好的企業(yè)資源管理(ERP)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(EMS)、自動排程系統(tǒng)(APS)等軟件供應商都來自德國。大量的信息錄入和計劃的生成及追溯通過軟件完成,盡量減少人為因素帶來的不確定性。
德國對數(shù)據(jù)的采集同樣缺少積累,因為德國制造系統(tǒng)對故障和缺陷采取零容忍態(tài)度,出了問題就通過裝備端改進一勞永逸解決問題。由于生產(chǎn)線的高度自動化和集成化,整體設備效率非常穩(wěn)定,另數(shù)據(jù)進行優(yōu)化的空間也比較小。
德國依靠裝備出口獲得了巨大經(jīng)濟回報,但大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品本身只能賣一次,賣一個客戶少一個客戶。同時,發(fā)展中國家的裝備制造和工業(yè)能力近兩年崛起,德國的市場不斷被擠壓,2008-2012年德國的工業(yè)出口幾乎沒有增長。于是德國提出工業(yè)4.0計劃,其背后是德國在制造系統(tǒng)中所積累的只是體系基礎后,同時將德國制造的知識以軟件或工具包的形式提供給客戶,作為增持服務,從而實現(xiàn)在客戶身上持續(xù)盈利。德國工業(yè)4.0設計框架的核心要素就是整合。
美國:從數(shù)據(jù)和移民中獲得新的知識,并擅長顛覆和重新定義問題
美國在解決問題國產(chǎn)中,最注重數(shù)據(jù)的作用??蛻粜枨蠓治?、客戶關系管理、質(zhì)量管理、設備健康管理、供應鏈管理、服役期管理等各方面都大量依賴數(shù)據(jù)進行。美國企業(yè)普遍選擇非常依賴數(shù)據(jù)的6-sigma體系,美國還在21世紀初提出了“產(chǎn)品全生命周期管理(PLM)”的概念,核心是對所有與產(chǎn)品相關的數(shù)據(jù)在整個生命周期內(nèi)進行管理,管理對象為產(chǎn)品的數(shù)據(jù),目的是全生命周期的增值服務和實現(xiàn)到設計端的數(shù)據(jù)閉環(huán)(closed-loop design)。
除了利用知識解決問題外,美國也擅長用知識進行顛覆式創(chuàng)新,從而對問題進行重新定義。例如航空發(fā)動機制造業(yè),降低發(fā)動力油耗,大多數(shù)企業(yè)會從設計、材料、工藝、控制優(yōu)化等角度去解決問題,而通用電氣發(fā)現(xiàn)飛機油耗與飛行員駕駛習慣以及發(fā)動機保養(yǎng)情況非常相關,于是從制造端跳出來轉(zhuǎn)向運維端去解決問題,效果比制造端改善還明顯。
中國:選擇了精益體系,缺乏數(shù)據(jù)積累
中國制造業(yè)在2000年后質(zhì)量和管理改革大多選擇了精益體系,一方面因為中日文化相似性,更多因為中國企業(yè)普遍缺乏數(shù)據(jù)的積累和信息化基礎,這個問題目前依然存在
制造中價值鏈的位置是競爭力的決定性因素,各國在價值鏈布局也不同
生產(chǎn)活動中,價值要素分布從上游到下游依次是:想法創(chuàng)新與需求創(chuàng)造、原材料與基礎使能技術、關鍵裝備與核心零部件、生產(chǎn)過程與生產(chǎn)系統(tǒng)、產(chǎn)品和服務。在整個價值鏈要素分布中,中國在生產(chǎn)過程和生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)節(jié)具有優(yōu)勢(主要體現(xiàn)在勞動成本和生產(chǎn)能力方面),但是在其他各環(huán)節(jié)都處于劣勢。不同國家在價值鏈的分布和布局也不同。
美國:牢牢占據(jù)生產(chǎn)要素的上游,努力向下游延伸
美國在生產(chǎn)活動要素分布中,在想法創(chuàng)新和需求創(chuàng)造、原材料和使能技術,以及產(chǎn)品增值服務端具有明顯優(yōu)勢。美國工業(yè)系統(tǒng)核心競爭力來源于6s生態(tài)體系:航天航空(space/aerospace),半導體(semiconductor)、頁巖氣(shale gas)、智能化服務創(chuàng)值經(jīng)濟(smart ICT service)、硅谷創(chuàng)新精神(Silicon Valley spirit)、可持續(xù)人才資源(sustainable talent pool)。
美國白宮在2012年3月提出了國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡計劃(NNMI),在制造業(yè)4大領域建立9個研究創(chuàng)新中樞。牢牢掌握工業(yè)價值鏈中價值含量最高的幾部分,即使德國的制造設備再先進,中國制造系統(tǒng)再高效,都可以從源頭確保核心競爭力。
德國:充分發(fā)揮關鍵裝備與零部件、生產(chǎn)過程與生產(chǎn)系統(tǒng)的技術優(yōu)勢,通過服務增值增強盈利能力與競爭力
德國在關鍵裝備與核心零部件、生產(chǎn)過程與生產(chǎn)系統(tǒng)兩個環(huán)節(jié)有明顯技術優(yōu)勢,中小企業(yè)為核心的隱形冠軍企業(yè)和學徒制雙元教育,為德國工業(yè)提供了扎實基礎。高素質(zhì)的技術工人和工程專業(yè)人才歷來被看做德國的經(jīng)濟支柱。然而金磚國家為代表的新興經(jīng)濟體基本完成了工業(yè)化,導致德國的工業(yè)裝備需求停滯不前。
德國提出“工業(yè)4.0”的核心目的主要有兩方面,一是增強德國制造的競爭力,為德國的工業(yè)設備出口開拓新的市場,二是轉(zhuǎn)變以往賣設備而服務性收入占比較小的狀態(tài),將重心向產(chǎn)品端向服務端轉(zhuǎn)移,增強德國工業(yè)產(chǎn)品的持續(xù)盈利能力。
日本:在產(chǎn)品環(huán)節(jié)丟失大量市場,但產(chǎn)業(yè)裝備競爭力在向上游轉(zhuǎn)移
以往日本制造的核心競爭力主要在于生產(chǎn)過程和生產(chǎn)系統(tǒng)、產(chǎn)品及服務端。近兩年,日本最強勢的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)汽車和消費電子不斷被韓、美、中占據(jù)。在背后,其實是日本創(chuàng)新方向的轉(zhuǎn)變,在上游原材料和關鍵裝備及關鍵零部件領域擁有更多話語權。索尼在喪失消費電子領域老大地位后,在醫(yī)療領域取得突破,已經(jīng)占據(jù)全球內(nèi)窺鏡80%以上的市場份額。日本在《2015年制造業(yè)白皮書》中,將人工智能和機器人領域作為重點發(fā)展方向,同時也將加強在材料、醫(yī)療、能源和關鍵零部件領域的投入。
中國:工業(yè)化和信息化深度融合作為主線,在10個重點領域?qū)崿F(xiàn)突破性發(fā)展
2015年中國提出“中國制造2025”,將工業(yè)化和信息化“兩化”深度融合作為發(fā)展主線,力爭在10個重點領域?qū)崿F(xiàn)突破性發(fā)展。
根據(jù)之前的分析,作者給中國制造提出的建議:著重填補中國工業(yè)基礎技術的缺口,改變核心零部件和先進材料過度依賴進口的現(xiàn)狀;努力提高生產(chǎn)效率,從粗放生產(chǎn)模式想精益模式轉(zhuǎn)變;重視工藝和制造過程的研究和生產(chǎn)過程的管理,不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量;努力研發(fā)核心生產(chǎn)設備和智能設備,并對設備的使用進行精細化和信息化管理。同時,要注重原始想法的創(chuàng)新,提升產(chǎn)品的服務能力和持續(xù)盈利能力,以顧客端的價值缺口為導向創(chuàng)造新的市場機會,利用增值服務提升中國工業(yè)產(chǎn)品的核心競爭力。
來源:智能制造
作者:李杰
編輯:IPRdaily趙珍 校對:IPRdaily縱橫君
“投稿”請投郵箱“iprdaily@163.com”
「關于IPRdaily」
IPRdaily成立于2014年,是全球影響力的知識產(chǎn)權媒體+產(chǎn)業(yè)服務平臺,致力于連接全球知識產(chǎn)權人,用戶匯聚了中國、美國、德國、俄羅斯、以色列、澳大利亞、新加坡、日本、韓國等15個國家和地區(qū)的高科技公司、成長型科技企業(yè)IP高管、研發(fā)人員、法務、政府機構、律所、事務所、科研院校等全球近50多萬產(chǎn)業(yè)用戶(國內(nèi)25萬+海外30萬);同時擁有近百萬條高質(zhì)量的技術資源+專利資源,通過媒體構建全球知識產(chǎn)權資產(chǎn)信息第一入口。2016年獲啟賦資本領投和天使匯跟投的Pre-A輪融資。
(英文官網(wǎng):iprdaily.com 中文官網(wǎng):iprdaily.cn)
本文來自智能制造并經(jīng)IPRdaily.cn中文網(wǎng)編輯。轉(zhuǎn)載此文章須經(jīng)權利人同意,并附上出處與作者信息。文章不代表IPRdaily.cn立場,如若轉(zhuǎn)載,請注明出處:“http://globalwellnesspartner.com/”
文章不錯,犒勞下辛苦的作者吧