智能制造工程理论与实践
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

1.4 为什么要工业4.0

1.4.1 国际竞争

制造业作为经济发展的脊梁,各国都在思考并重新布局制造业的发展。德国是传统的科技和工业强国,长期以来把工业作为国家经济的基石,在新一轮产业技术革命中,面对国际市场竞争,面临:①老龄化社会带来的劳动力减少;②资源匮乏,能效仍需提升;③产业转移带来的国内制造业空心化;④发展中国家技术实力不断增强;⑤经济全球化中,需要对市场做出快速响应;⑥需要根据消费者需求,实现差异化、个性化的生产;⑦保持制造业国际领先地位所需的标准化;⑧制造业占据全国GDP(Gross Domestic Product,国内生产总值)的25%、出口总额的60%,影响极大。基于对新型产业创新能力的忧虑、对传统产业竞争优势的忧虑、对国家产业战略发展的忧虑,为了抓住德国工业的优势及机遇,保持制造业的领先地位,德国将工业4.0纳入国家战略中发展。

美国重拾制造业,即再工业化,是美国在重新审视近几十年来去工业化,导致产业空心化,致使美国霸权力量下降,动摇美国霸权根基后的重大政策调整。2013年6月,通用电气(GE)提出了工业互联网概念,与德国明确提出的工业4.0战略有异曲同工之妙,被称为美国版工业4.0。其旨在将虚拟网络与实体连接,形成更具有效率的生产系统;希望用互联网激活传统工业,保持制造业的长期竞争力。

中国作为世界制造大国,随着人力资源成本压力激增、企业运营绩效不高、利润率低和研发投入低,创新能力不足,可持续发展动力不强、高污染、高能耗、缺乏有效的业务管理和数据管理体系、无法快速应对市场变化、质量达不到国际水准和可靠性不高、亟待拓展制造服务和创新商业模式、上下游企业之间缺乏协作等一系列问题扑面而来,迫切需要制造业通过智能制造实现升级。

1.4.2 供给侧

目前我国供给侧面临诸多问题:不少产品供给量过多且质量不高,多种生产要素的成本上升,供给与需求相互不匹配。工业4.0侧重的是产品制造和供给,但其实注重的是供给和需求的匹配,使智能化制造更好地满足消费者对产品品质、多样性和个性化的要求。因此,我国产业从供给侧的角度,通过智能制造提升企业质量、成本、效率、效益这些关键竞争力非常必要。

1)加强产品质量。德国制造的优势不在价格,而在于质量,在于德国进行产品生产和销售的专有技术、专业知识和完善的售后服务。由于高质量,德国30%以上的出口商品都没有竞争对手,自然可以维持垄断、高价,获得高利润。我国由于自主创新能力不强,产品的技术含量不高,自主创新的高技术产品和德国有很大差距,国际竞争压力巨大。我国企业喜打“价格战”,出口产品利润薄弱,难以维持企业研发投入和可持续发展,最终自己打败了自己。因此,我国工业企业迫切需要通过智能制造,运用工业物联网、云计算、大数据、工业机器人、3D技术、知识工作自动化、工业网络安全、虚拟现实和人工智能等技术手段,以质取胜,我国产品不应再延续廉价低质的名号,要扭转这一局势,价高质更优。

2)提升生产的标准化水平。我国的标准很多,有国内、美国、日本和德国等标准,但缺乏统一的工业标准,导致模块间对接不畅。我国要实现工业4.0,需要统一的工业标准。若自己制定标准,则要在实践中不断积累经验,因而会付出较高的成本,耗时耗力。我国目前选择了德国标准并大规模引进,紧跟新一轮的产业发展潮流,推出中国制造2025。谁是标准的制定者,谁就占有先机,发达国家的标准已成熟且居于行业领先地位,可考虑直接引进,在引进消化、吸收、学习的基础上,通过企业实践,尽快形成我们自己的智能制造标准。

3)推进中小企业国际竞争。我国中小企业数量众多,但对于工业4.0不具优势,面临优胜劣汰的大调整。国内中小企业抗风险能力弱,创新能力不足,需要借助智能制造对中小企业实施供给侧改革,大力支持国内中小企业的发展,促进企业公平竞争,涌现出更多的“隐形冠军”,鼓励中小企业在智能制造道路上大胆实践。

4)提高劳动力生产率。据世界银行公布的数据,德国2014年人口8089万,GDP 3.85万亿美元,人均4.8万美元,可见德国劳动力单位产出率之高。德国秉持的“工匠精神”是其实现工业4.0的后盾,也是我国供给侧中产业转型需借鉴的地方。德国教育模式多是师徒制,使得技艺能够更好地被传承和突破。“工匠精神”和师徒制让德国制造精益求精,成为高品质的象征。我国劳动力的供需存在结构性失调,技术要求较高的行业劳动力供给不足,技术含量较低的行业劳动力供给过多。工业4.0需要企业的真正决策者是高素质的人才,而不是机器,自动化的核心还是从人的角度出发,满足人的需求,不是机器替代人,而是机器为人服务,德国工业4.0的实现离不开高素质的劳动力。我国劳动人民要勤劳,更要有智慧,低技术含量的工作不需要太多的劳动力,可以充分提高技术密集度,释放劳动力,通过高技术含量的生产需要推动高素质劳动力的形成,有了高素质的劳动力才能有更多的创新,才能生产高品质的产品,才能提高全员劳动生产率,在世界范围内才有更强的竞争力。

5)降低制造和流通成本。德国工业4.0减少制造和运输成本尤为显著,中间环节大大减少,直接将人、设备与产品实时联通,工厂接受消费者订单后直接备料生产,省去了销售和流通环节,这势必会降低流通成本。我国实施供给侧改革也要关注企业成本的降低,结合自身实际情况,做好实际规划,从物流、信息流、资金流入手,先把供给侧的制造成本降下来。

6)提高企业效益。德国工业4.0建立大数据环境下的智能工厂,云计算和大数据对内部信息化的完善是企业实现智能制造的必然条件。我国供给侧改革要调整供需错配问题,产品供给侧可利用云计算技术和大数据分析,以避免生产的盲目性。云计算和大数据的有效利用能够提供个性化的产品、技术或服务,而这正是消费者所需要的。之前我国供给侧的产品供给不考虑消费者需求的结果是严重的产能过剩和消费者选择的有限。消费者的喜好和潜在的需求可以通过大数据分析出,云计算和大数据推动下的工业4.0对量产有更精准的控制,可直接分析消费者的订单。企业对原料的采购和库存也可利用云计算和大数据,以降低原料采购成本。销售环节使用大数据分析,目标性更强。云计算技术和大数据分析应广泛地应用于我国的各个产业,全面推动和消费者需求的匹配度,降低企业成本。工业4.0不是抹杀多样化,而是通过大数据分析满足消费者需求的多样化,扩大有效供给,避免产能和库存的进一步过剩。

7)多种形式的创新。德国工业4.0本身就是创新的产物,德国对创新极为重视,德国工业4.0所蕴含的创新不仅是技术上的,还有生产方式和思想观念等方面的创新。多种形式的创新可使一个国家在生产要素供给的硬约束下,生产可能性边界外移,保持经济稳定增长。推动制造业创新,做到和需求相匹配,提高效率并增加长远收益。为创新主体提供适宜创新的外部制度环境,为创新提供补贴等适度的激励机制,加强知识产权保护,提高创新主体的创新收益。

1.4.3 需求侧

随着人们生活水平的不断提高,人们开始追求差异化、定制化的产品和服务。定制最早起源于服装行业,意思是为个别客户量身剪裁,后来逐步扩展到皮鞋、家具、酒、茶、首饰等其他行业。客户不会长期购买一个标准化产品。在客户的购买协议中,不仅包括价格、数量、具体的可追溯的生产批次,还包括从售后服务到产品认证一系列的客户自定义的性能和约束。

目前,定制生产模式已经在越来越多的行业中得到广泛应用。汽车行业中,定制已经逐步取代传统销售方式,成为一种新的趋势。奥迪公司是汽车企业中率先开展定制服务的企业之一,早在1983年就成立了全资子公司——奥迪Quattro有限公司,其目前已经成为独立、个性化系列产品的代名词。奥迪Quattro有限公司通过提供Audiexclusive个性化定制式服务,赋予每一款车型独有的个性。在内饰方面,消费者可以选择不同颜色、不同材质的皮革、木板、地毯等,并按照个性化自由设计组合;在现代通信技术与设备方面,消费者可以选择不同类型的信息娱乐通信设备,包括带有电视和DVD(Digital Video Disc,数字视频光盘)的后座娱乐系统或带有传真电话和互联网连接的MFCU通信系统等;在运动性能方面,消费者可以选择不同性能的发动机,以及Sline运动套件,包括前后保险杠、车尾扰流板、运动化的轮毂、设计独特的座椅、驾驶者信息系统、黑色装饰车顶、运动方向盘、配有穿孔黑色真皮材料的变速箱换档杆、黑色真皮变速箱换档杆罩和制动手柄等。2013年奥迪公司在北京建立亚洲首家AudiCity,正式开启“个性化定制服务”。与过去简单意义上对厂家已经定义好的固定车型进行颜色和简单配置的重新选择不同,奥迪公司在国内实现了轿车真正意义上的定制化生产,在包括设计、制造在内的各个环节都实现了真正的定制化。

在家电行业中,定制已经成为企业转型升级的重要方向。随着年轻用户逐渐成为家电消费的主体,越来越多的消费者希望能够彰显自己鲜明的个性主张,追求科技、时尚、舒适、个性的生活。在这种情况下,海尔、美的、LG、三星、博世、西门子等家电企业纷纷推出家电产品定制服务,满足消费者的个性化需求。消费者不仅可以定制家电的外观,如尺寸、大小、形状、图案、颜色等,而且可以对家电的性能配置进行组合,去掉不必要配置,增加自己偏爱的性能,如自由组合遥控按键、增加远程操控等。海尔是在国内率先开展家电定制的企业,2011年便推出了统帅电器这一全新的品牌,专门定位于家电定制。经过几年的发展,统帅电器已经具有较高的品牌知晓度,在消费者心目中也形成了良好的品牌形象。事实上,家电定制也是中国家电企业摆脱“红海”,进入“蓝海”的重要尝试。由于产能过剩较为严重,因此家电企业之间竞争十分激烈。企业通过打“价格战”所能实现的销量增长已十分有限。在这种情况下,家电企业将定制作为商业模式创新的重要方向,希望以此重新定义顾客需求和市场结构,并在竞争中占得先机。

不仅在传统产业中,在新兴产业发展中定制同样扮演着重要角色。移动健康产业是最近几年新兴起的高科技产业,主要是将移动通信技术应用于医疗保健领域,为消费者提供一对一的健康护理和健康医疗服务。对消费者来讲,移动健康产业与传统医疗保健产业的最大不同在于定制化的广泛应用。一是消费者可以根据自身需求,灵活地在服务提供商提供的服务模块中进行定制。例如,消费者可以定制一项或几项专业的健康护理服务,利用可穿戴移动终端设备对身体数据进行实时采集,将数据传回信息存储和处理中心,并通过专业化的监测分析,为用户提早设置健康预警管理。二是消费者可以对可移动终端进行个性化定制。可移动终端可以是手机、汽车、手表、眼镜、帽子、服装、手套等多种形式,而且式样颜色也可以大相径庭、尽显个性,消费者根据自身个性化需求自由选择。三是消费者可以将保健服务与定制医疗结合起来,将数据传输给医疗服务平台,定制包括远程诊断、PERS(个人救助系统)、信息管理等方面的服务。预计未来几年里,移动健康产业会面临着爆炸性增长。这不仅是因为移动健康产业充分利用了大数据、云计算和云存储等技术创新,而且更重要的是带来了商业模式创新,为消费者提供了更加便利的定制化服务,从而推动了新技术的商业化。

目前,技术的发展、消费文化的变迁,以及市场结构的变化正加速改变着企业的竞争规则。被广泛关注的德国制造4.0战略,将定制化作为未来制造业发展的重要趋势。在这种趋势下,标准化生产将逐步转向定制化生产,刚性生产系统将逐步转向可重构的柔性制造系统,工厂化生产将逐步转向社会化生产,而且顾客与企业之间的界限也将越来越模糊,顾客不仅是消费者,更是设计者和生产者。无论是新兴产业还是传统产业,只有能够高效率地为顾客提供定制化产品的企业才能够在竞争中取胜。对于中国企业来讲,为适应这种竞争规则变化,必须要将定制作为实施企业商业模式创新,获取竞争优势的重要手段。

总之,随着人们消费观念的成熟,消费水平的提升,消费方式的转变,消费者正在步入理性消费阶段。当消费者在市场上找不到合意的商品后,就希望能借助企业为自己定制。由于消费者直接参与产品的设计,因此制造的产品与顾客的需求更吻合,顾客满意度更高。所以,实施定制化管理是消费市场发展的需要。