郭朝晖:智能制造与工业4.0—从技术到经济的逻辑

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第69期【智造+V课堂】干货来自于宝钢研究院首席研究员.郭朝晖。本次分享郭总从技术到经济逻辑层面的新视角探讨智能制造与工业4.0。

第69期【智造+V课堂】干货来自于宝钢研究院首席研究员.郭朝晖。本次分享郭总从技术到经济逻辑层面的新视角探讨智能制造与工业4.0。他说成功与技术先进没有必然的联系,成本改变引发一系列的变化,是我们应该关注的逻辑;创造价值是智能制造的目的和归宿,改变现有思维方式,才能找到创造价值的空间。

一、分享嘉宾

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宝钢研究院首席研究员  郭朝晖

个人简介

  • 郭朝晖,浙江大学工业自动化博士、牛津大学短期访问学者、教授级高工,宝钢研究院首席研究员并曾获宝钢首次颁发企业最高荣誉“金牛奖章”。
  • 清华大学、上海交通大学、浙江大学、东北大学、上海财大、宝钢人才开发院等多所兼职教授或科研人员。
  • 央企第二届青联委员、上海宝山区政协委员及副秘书长、宝钢党外知识分子联谊会会长。
  • 曾担任中国工业与应用学会副理事长、中国现场统计学会、上海市工业与应用数学学会、上海市人工智能学会理事。
  • 曾先后受邀为清华大学、浙大大学、交大大学、复旦大学、同济大学;宝钢、鞍钢、首钢、太钢、航天八局、中国电子工业集团、中化集团等几十所高校、企业及政府部门讲授创新方法及相关讲座。
  • 长期从事自动控制、数据建模、智能制造、大数据等研究;在钢铁自动化领域有很高的影响力和知名度并著有《管中窥道:技术创新的观念与方法》一书。

二、分享主题

《智能制造与工业4.0——从技术到经济的逻辑》

演讲大纲

1.智能制造:清晰理解智能制造

2.伟大的时代:工业巨头为何勇敢转型

3.驱动力:互联网本质的作用

4.政府决策者关注的要点:智能制造相关的经济学原理

5.CPS:新时代的智能体

6.智能制造的典型体系:德国工业4.0

7.认识智能制造:Smart Manufacture

8.中国智能制造遭遇玻璃墙

9.智能制造与企业的转型、升级和改革

10.智能制造的思考及提醒

三、原文实录

原文实录context:

熊彼特的一个观点

大家晚上好,今天我想跟大家分享一下我对智能制造的一点看法,我自己是搞了20年创新的,我觉得就创新这件事情是风险很大的。我们经常遇到一些事情非常热,但最后证明是个泡沫。智能制造是不是这样子呢?其实是我这么多年以来一直思考的一个问题。什么才叫做智能制造的成功呢?我非常喜欢熊彼特的一个观点,他说只有将发明用于经济活动并且取得成功,这才叫做创新的成功。智能制造我想大概也是这个道理。

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我们有很多的实践证明先进的东西不一定是能够成功的,要想成功必须要在正确的时间,按照正确的逻辑,按照正确的节奏来做事情。在我看来,智能制造是空前的一个技术机会,这个机会当中我现在已经看到了一些做法,似乎不是特别符合规律的。

在我看来,创新这个事情要把握规律就要知道几条原则。第一点就要避免陷入前人走过的陷阱。我们知道:日光底下无新事。我们现在能够想到的,前人几乎都想到过。前人做不成的,我们也很难做成。现在有些观点,其实是过去一些做法的翻版,就值得经停。

第二个要点是要学会抓机遇。有了机遇我们才能超越前人。这个机遇一般是在于外部的条件和需求的一些变化。对于智能制造来说,这个主要的机遇其实就是ICT技术的发展、人力成本的升高等。这些变化就像多米乐骨牌一样,引发一系列的变化,从而促进一系列的创新。把握机遇,就是把握这种节奏。

第三,我们的创新当中,不仅要善于创新,要善于学习。我发现现在许多技术,其实在另外一些行当当中早就已经有萌芽了。我们所做的工作常常是把另外一些行当里面所成功的东西,借鉴到我们自己的身上来。

20年前我刚到宝钢的时候曾经做过一件事情,这个事情现在说起来很简单,但是过去多少年都没有做成,其实有一个原因,就是当时的计算机太落后了。我的做法其实很多人是知道的,但是在此之前是没有办法把这个事做成的,因为计算做得太慢。我想现在的ICT技术的发展或者智能制造的发展,大体上也都是由于这一方面的原因。

ICT技术的发展

ICT技术这个发展为什么可能会引起一个空前绝后的技术改变呢?这里我给大家举一个例子,人类历史上曾经发生过一件事,就是铁器的诞生把人类从奴隶社会送入了封建社会。因为在铁器产生之前,铜是非常贵的,奴隶主不可能把它用来作为农具给奴隶去使用,但是铁器产生了之后呢?人类就可以用铁器来替代过去的石器,替代过去的木头做的一些工具,这样他的劳动效率就大大的提升了。同样,我觉得ICT技术也是由于通信技术、计算机技术这些方面的成本大大的降低,我们说抓住机会,其实就是抓住这样一个成本大大降低的机会。

智能制造的一大特点是互联网引发的

智能制造的误区当中,我发现一种常见的误区,是把智能制造和信息化几个观点混淆起来了。智能制造的一大特点是互联网引发的,互联网引发的特点,它是由企业的外部引发内部的变化,而过去的自动化也好,信息化也好,基本上是由企业的内部发生的变化。自动化一般它的尺度是涉及到设备或者是车间一级的,信息化可以达到工厂一级的。而智能化则一般是从供应链或者从用户等等这些方面影响到企业的内部,要求企业内部进行改革。

智能制造的一大特点是互联网引发的

既然智能制造是互联网引起来的,我们就一定要搞清楚互联网的本质作用是什么。在我看来互联网的本质作用,只有两个,一个就是让我们能够看得见世界上任何地方愿意被人看的资源。第二个我们可以调动世界上任何我们能够调动的资源。相当人的眼睛,人的手大大的延长了,地球就真的变成了一个地球村,这个变化使得我们整个制造发生了一个天翻地覆的变化,我觉得智能制造一定要从这个要点说清楚才行。

互联网的特点

互联网的特点

互联网发展的工业为什么难呢?因为这是与工业的特征有关系的。工业的问题和一般民用的东西不一样的地方,它是对稳定可靠这些方面要求很高的。比方说同样一个轴承,我能不能把它用在高铁上,这不是说你看一看就知道了。而是它要有大量的数据,大量的测试结果才是可以用的。工业上许多东西一旦出了事,它会造成一个很大的损失。比如说一个钢管如果一爆炸可能导致很多人都死亡。工业界最大的问题之一,它的许多风险是会放大的,这样一来导致工业的风险远远大于一般的互联网的应用。

互联网的特点,我们不仅要看到它外在的东西,还要看它本质的东西。本质的东西就是它的质量是不是真正满足我的需要,它的交货期是不是真正能够满足。这些方面一旦是发生了问题的话,它的损失是会被放大的,所以工业电商在推广的过程当中,其实他的困难比一般民用品的电商要大的多,实践基本上可以证明了这一点。

互联网的特点

互联网又怎样变成智能制造的呢?我用这张图来给大家分享一下,我觉得智能制造我们就要琢磨,互联网到底让我们看到了什么,又到底能让我们动用什么样的资源?其实互联网对于工业来说,它可以让我们看到上下游,看到供应链,看到我们企业的内部,看到很多的东西。而企业的内部和企业的外部它可以进行协同工作,许多资源可以共享,许多知识可以重用,这样一来,它会导致整个生产方式会极大地变化。

比方说,要想迎接企业的外部有些比较快速变化的需求,我们的工厂就要变成一个智能化的工厂。比方说能上它快速地生产定制化的产品,而要做到这一点呢,又要有一大堆的技术问题要解决,还会产生一系列的负面的东西。这样一来,企业就要进行组织的转型,流程的再造等等这些方面的东西。所以,智能制造其实是一个很复杂的一个系统工程,当然了从看到什么东西,到利用一个东西它中间需要有一个决策,决策过程也符合了上面的看得见,能够支配其实就是构成了智能制造的基本要素。

我们认为,智能最基本的要素就是把感知、决策和执行统一起来。其中互联网让我们看到了很多,看到了企业内部,看到了企业外部,能够让我们支配,也是能够支配企业内部、企业外部的各种各样的资源。而决策就是数字化的决策,所以ICT技术本质性的促进了智能制造的发展。

成本体现在什么地方呢?我给大家举一个例子,现在非常热的个性化定制在宝钢其实是30年前就已经基本上已经实现了,当时是国家部委的一个领导批了100台电脑,那个时候大家可以想想这是什么样的一个价格。现在红领制衣等等一些企业也在做个性化的定制,他们用现在的电脑,现在的网络,它的价格就已经低的多了。而那个时候宝钢想引进,日本人是出价5亿美金。从这个例子上我们就可以体会到ICT技术的发展,把成本降下来了,使得过去一些大企业能做的事情,现在中小企业慢慢也能做了。

成本的降低会促进一系列的变化,比方说互联网的成本降低了之后,我们就有了智能手机。智能手机有了之后,上微信就变得非常便宜了,也就说我们有了手机去用一个微信,它增加的成本是很低的。而如果没有手机,我们不会为了上微信而去买一个手机,这就是我刚才说的技术的发展,往往一件事情推动了另外一件事情,再推动了另外一件事情。这个节奏当中,它就往往是成本越来越低,然后应用越来越方便,导致整个系统性的变化。

现在很多人重视智能制造很多只是把这个视野定在智能工厂内部,其实我觉得智能制造很重要的一点是满足外部的需求,满足市场不断快速地变化,而这一点是跟互联网的引进是有关系的。特别这方面在工业4.0的理论上,是提得非常深刻的。

CPS

提到工业4.0我们就必须要提一个概念,这个概念叫做CPS,CPS这个概念很复杂,很抽象。我这里想用通俗的语言,跟大家讲一下,这个CPS就像在我们的信息空间当中有一个灵魂。然后在物理空间当中有一个肉体,这个肉体和这个灵魂能够互动起来,于是就产生CPS。其中C,就是Cyber,一般翻译成赛博空间了,也有人翻译成信息空间;P,就是Physical,就是物理空间;信息空间和物理空间,或者是赛博空间和物理空间的这种融合和互动,就构成了一个CPS。

CPS最初的应用主要是用在智能的产品上,CPS这个概念大概是2007年左右提出来的,但是类似的产品很多年之前就已经有了,可能美国的无人机就是一个很典型的产品。无人机的物理体本身它是个物理,它有一个物理的无人机,但是操纵无人机的时候,我们是操纵在赛博空间当中一个虚拟的无人机。我们通过操纵一个虚拟的无人机来控制一个实体的无人机。同时实体无人机上发生的变化又会传到我们赛博空间当中来,让我们人知道它发生了什么样的变化。这样人就不用上前线了,直接控制像打游戏一样就可以控制这个无人机参加战斗。

CPS

德国人的一个重要贡献是把CPS这个概念引进了工业4.0当中,并且作为工业4.0一个非常重要的概念。这个概念某种意义上来讲,就是我们的设备,我们的销售采购等等许多的环节,它都可以实现智能化了。最典型的当然是生产过程当中的智能设备。这些智能设备它们不仅能够自动地工作,而且可以互相地进行配合,人只是在必要的时候对它进行干预。这样一来生产过程不管再复杂的话,人就可以管理它了。

这张图里面就是最早的工业4.0的一个模型,这个模型当中就是三台机器人进行协同的配合来生产不同的产品。如果一条生产线当中生产各种各样产品的话,那么它的生产管理是非常复杂的,万一出了意外,人可能根本就忙不过来。而如果让机器它自动地管理的话,就有可能在瞬间把问题处理掉,这样一套生产线就会不因为个别机器所出的问题产生大量的问题。所以,如果是一条生产线,生产个性化定制的产品,它就需要这样的智能车间才能够完成。而个性化产品的生产,会对这件事情提供了复杂性。当然了CPS是赛博和物理空间这个方面的融合,但是我们不论到什么时候都不要忽视人的作用。

智能制造有很多的体系,美国的工业互联网也是一个体系,在这个体系当中它就提出一个很重要的观点,就是人和设备和机器的边界如何重新进行构造。所以我们提了一个想法,其实智能制造本质上就要处理好人、赛博、空间和物理世界三者之间的关系,这才是一个比较完整的对智能制造的一个认识。智能制造其实永远都不会没有人的介入,只不过是把简单的重复性的工作交给机器去做了。

下面我们再谈一下智能制造它涉及到的一些经济学原理方面的东西,或者说互联网会涉及到一些经济学方面的原理。这就是为什么我们的国家的有关部委和各个地方的有关当局对智能制造特别重视,因为它会改变我们整个社会的许多形态,包括我们的商业形态、社会形态等等各个方面。这里我简单地提一下就是这里可能涉及到的几个经济学的原理,第一就是亚当斯密的分工促进生产力的发展。

互联网的一个重要的作用,它就是会促进分工,它促进分工的原理是因为它降低了交易成本,或者说分工了之后它就要协作,如果协作不好中间就会产生额外的成本。而互联网会把这种成本给降下去,咱们现在经常看到的共享经济,比方说滴滴打车这些东西,其实就是这一方面的一种表现。未来人们可能会把许多自己企业的工作把它分出去让别人去做,从而促进整个社会的分工。

大家都知道这个滴滴打车有了之后,许多企业现在其实已经把自己的车队已经取消掉了,把车队独立出来,作为一个公司来进行运营。未来国外有个说法,世界上可能有40%的人是自由职业者,他已经不再隶属于哪一个具体的公司了。从这个角度上来讲,互联网格会对社会的就业形态产生极大地影响。

互联网的另外一个影响就是它改变了信息的对称性,2001年有个诺贝尔奖获得者他叫做约瑟夫·斯蒂格利茨,他提出了一个叫做信息经济学这么一个概念。意思就是交易的双方谁占有更多的信息,谁就沾光。那么有了互联网之后,其实对卖方是非常不利的,你到网格上一查,就可能会查到成百个卖同样东西的这样商家,这就使得商家其实变得基本上没有利润可言了。咱们现在看到的,为了一个上市公司一年的利润不能买一套房子,其实也就是这么一种表现。它在互联网背景底下,要想同质化的产品,它的利润已经很薄了。

互联网出来之后,把利润变薄它其实有三个条件,一个条件是产能过剩,另外一个条件是同质化生产,再一个就是互联网促进了全球化。我们知道产能过剩是一个单向的,不可逆转的,全球化也是不可逆转的。企业要想生存,那么你只能做一件事情,这个事情就是生产和别人不一样的地方,这就逼着企业转型转到研发,转到服务。

互联网来了之后,它其实也给企业提供了这么一个机会,就是你生产个性化的产品,可能非常容易地找到一个小的细分群体,他能够找得到你,来买你的产品,这里有个理论叫做长尾理论,说的就是这么一件事情。也就是说,企业在互联网的背景底下你一定要找到你自己很特殊的那种定位,这样跟别人变得不一样你才能够生存下去。

另外互联网的一个很大的影响,就是它会把品牌的作用扩大,好的企业名声越来越好,差的企业名声越来越差。大家知道莆田系医院治死了一个人,可能成百上千家的医院从此就很难再找到客户了,就这么一个道理。所以互联网会逼着企业它会重视自己的名声,这是一个很重要的方面。

工业4.0

下面我给大家讲一讲工业4.0,工业4.0我是特别重视它产生工业4.0的原因,这个原因其实有三点,一个就是刚才说到ICT技术的影响;第二点是老龄化。德国人是世界上第二大老龄化的国家,年轻人都不愿意进入工业了。所以在这么种背景底下提出工业4.0,当然另外一个就是跟中国这些国家的竞争,这三个外部的促进要素。所以在这个背景底下,它就是希望能够让老年人加入制造业,让大家能够更轻松地加入制造业,这样来解决它老龄危机的问题。

所以工业4.0有一个很重要的特点,它的一个目的之一就是以人为本,让工业界的人生活地更加幸福,更加自由。大家看到这张图是非常常见的,这里我在按照我的理解跟大家来解释一下,我觉得这张图其实背景也隐藏着一个像多米诺骨牌一样,一件事情促进另外一件事,发展的这么一个历程。比方说它叫工业1.0是机器革命;工业2.0是指的流水线,流水线其实是有一个特点,它把工作分成一个特点简单的事情,每一个动作都很简单,这样一来它就为了后面一步进行电气化创造了条件。有了流水线之后,不同岗位的协作就变成了一个影响生产效率的一个重要原因,这个时候它的自动化来完成更加有效的协作就变成了一个非常必要的工作了。

到了工业3.0之后,其实生产的效率有可能是达到最高,所以它必然产生生产过程。同时,它的质量也已经逼近极限了,现在追求六西格玛是百万分之三点四的缺陷率,它的能耗也非常的低。但是,刚才像我说的,它如果是产能过剩的话,生产效率高已经不能维持你的盈利了,怎么办呢?你就要必须快速地响应外部的变化,特别是小批量的,个性的这样一个需求,这样一来就出现了工业4.0。也就是说,既要有流水线上的效率,同时又要满足它这个灵活性,能够生产不同的产品,这是工业4.0的特点。

工业4.0

工业4.0这个白皮书说起来很复杂,我习惯于把它简化成最简单的一张图,这张图就是我认为工业4.0就是流水线上生产个性化的产品,这样一个最基本的要素。如果是按照这个东西定义的话,在我看起来,工业1.0和4.0它完全有可能是并存的,并不是说出了4.0之后其他的1.0,2.0,3.0都不需要了。因为1.0-4.0其实它各有各的优势的,比方说如果我们生产一个宇宙飞船的话,它可能就是定制这样一个东西,它根本就用不着流水线。

再比如说生产手机这样的一个快销品的话,它希望设计出来之后马上就能投入生产,这个时候你做一个生产线可能就来不及了,它有可能很多工序就是手工生产的,所以它就可能保持在2.0。而像石化这样的行业,有可能就是批量地生产差不多类似的产品,它没有必要频繁地来更换不同的产品,而大批量的,稳定的生产同一种产品,往往就是成本最低,效率最高,能耗最少,所以它保持3.0有可能也是永恒的。

4.0仅仅适合于部分的行业,又需要有效率,又需要个性化这样的行业。而如果是流线上加个性化定制来定义工业4.0的话,它就有可能有两个维度的变化,一个维度是自动化水平的高低,它有可能自动化水平很高,比如像汽车一样;也有可能像红领制衣这样自动化水平不是特别的高。也有可能定制的水平非常高,也有可能定制只是定制几个个别的零件而已。所以定制的程度也会有高有低,至于你从哪个点切入,我觉得是根据企业自己的情况来确定的。就像你是不是进入工业4.0也是根据你自己的情况来确定的一样。

在流水线上进行个性化定制,这句话其实是工业4.0的技术和经济之间的桥梁,所谓经济和技术之间的桥梁就是指的,工业4.0为什么需要数字化的设计、纵向集成、CPS的广泛应用?是因为它要进行流水线上的个性化定制。工业4.0为什么能取得经济成功呢?是因为个性化定制可以带来更多的效益,所以理解这句话其实就等于是理解了工业4.0它的逻辑的一个核心的问题。

工业4.0

我经常用这张图来解释工业4.0当中一个重要的概念。这张图当中工业4.0的一个重要出发点—劳动力危机。劳动力危机来了之后,它要减少体力活。体力活减少它要实现纵向集成,纵向集成会增加灵活性,它利用这个灵活性进行个性化定制来赚更多的钱。但是个性化定制就需要从个性化的设计到个性化的服务,这就需要端到端的集成。而个性化定制又会对销售采购产生一系列的挑战,这就需要端到端的集成。

工业4.0当中的经济和技术方面的逻辑

这张图,我的理解,就是它的逻辑,它为什么需要这个东西,它是有需求的。它提出这个理论是有道理的,我还大体上用这张图来表述工业4.0当中的经济和技术方面的逻辑。比方说这是劳动力危机了,它要做什么,做什么之后你要解决什么样的问题,这个问题有什么正面要解决的事情,会产生什么样的麻烦,这个麻烦又该用什么东西来解决,它的经济效益到底是怎么产生的。

比方说个性化定制,这是一个可以产生更多效益的地方。劳动力的减少,这是产生更多效益的地方,智能化服务也是产生更多效益的地方。当然它的设备投资会增加,这是一个负面的东西。如果工业4.0取得成功,大体就是说赚得钱要比花得钱更多,在经济上能够算得过账来,那么你做工业4.0就是应该的。你算不过账来,你就不要去做它了。

在我看来,其实并不是所有的企业,所有的行业都需要个性化定制,这一点我觉得一定要强调一下。我见了一个资料,我发现现在的汽车厂家,推进个性化定制的不是非常的多。汽车厂更加重视的是智能化汽车本身,而工业4.0它其实围绕着生产制造过程的智能化展开的。所以工业4.0,我觉得不能说是所有的行业都朝着这个方向走,那一定是错误的。

接着我跟大家谈一谈智能制造,智能制造是一个比工业4.0更广的一个概念,这个概念有很多的切入点。就像一个大象的不同侧面一样,我们不能仅仅认识到一个侧面,就说我知道智能制造了。特别我跟大家强调,智能制造它的英文是Smart,它不是Intelligent。有的人一谈智能制造就谈人的智能如何如何,这个事情是错误的一种导向。智能制造有不同的侧面,不同的层面,只有你把它全面理解了之后才能真正理解智能制造是什么样的东西,否则的话,很有可能就陷入片面性。比方机器换人,机器人就叫智能制造了,这个东西就是典型片面性的一种观点。

智能制造包括几个层面

另外智能制造包括几个层面从社会到经济等等很多层面,这里我单独从技术方面举一个例子。比方说GE公司搞一个设备诊断,把风电或者飞机发动机上的信号接到它自己的平台上来,替它们诊断是不是要维修了,应该怎么操纵更好等等这样的一个工业互联网这方面的应用,这个应用也属于智能制造的一个很重要的逻辑体系。

如果这个逻辑体系你仅仅看到设备诊断,那你一定是错了。为什么呢?几十年之前大家都在搞设备诊断,你现在再走那一条路,再跟过去一样,一定会走到坑里面去,你必须要看到它的第二层第三层。它的第二层是什么呢?GE把成千上万台的飞机发动机的信号全都引到它平台上来了,这样就可以实现数据和知识的共享,这样对它的诊断效果和实施性的价值就大大地增加了。如果你仅仅看到是一台的诊断,那你肯定是不对的,至少要看到这一层。

还有它的第三层,这个第三层就是GE原来是卖一个飞机发动机的,现在有可能把一个非常发动机和它相关的软件服务包在一起卖。也就是说我不仅卖给你一个好的发动机,我还告诉什么时候维修了,它的安全性如何等等这样的,显然这样做的话,它的竞争力就会加强了,这个东西就要从制造到服务的转型。我觉得差不多就可以看成第三个层次你看到的东西。

第四个层次你看到什么呢?第四个层次,在我看来GE可能要进行一个更大的转型,这个更大的转型就是由制造到软件或者数据分析公司的转型。因为它们现在做了一个Predix,它将来很大的重点可能已经不再是通过卖产品来赚钱了,有可能它是根据这个平台卖数据这些方面来赚钱了,发生一个更大的这样一个转型了。

所以理解智能制造如果你理解第一层的话,你就是走到了老路上去了,理解到第四层的时候,你就GE为什么砸锅卖铁把它许多行当都不干了,要来干这件事情,他背后是有一个很大的转型的,我觉得理解到一定的深度,你就知道GE为什么要这么做了。

我再从智能制造最基本的定义Smart入手了来谈一谈智能制造这方面的特点。智能制造强调SMART其实就是强调快速反应,这个快速反应指的是市场和现场的变化,尤其是外部的用户需求和供应链不断地变化。其实市场变化是永恒的,关键是我们企业是否接纳这种变化。比如说过去钢铁有可能我就生产这些,要买不买,这就是不接纳,但是每个用户永远是不一样的。那么ICT技术来了之后,它可以把过去一些用户的不同需求通过相同的生产线把它给生产出来。如果你是把用户个性化需求作为你追求的目标,那么你就会看到用户的需求在不断的进行变化,你要适应他的变化,就体现出SMART的概念出来了。

智能制造

我觉得搞工业的一定要知道用户的需求永远是个性化的,而生产永远是批量化、规模化最好。这个矛盾我觉得智能制造是用来调和的,但永远是取消不了的,从这个道理上来讲,我们一定要知道这个智能制造它的关键的满足用户需求,它一个思想就是适用。就是用户用的好就是好的,有的时候它是给它提供一个用户说特定的产品,有的时候我给不同的用户提供相同的产品,但是我给你加上一个个性化的服务。

另外呢在智能制造背景底下由于它有可能是个性化产品的话,它的交货期就有可能包含在产生设计在里面了。智能制造对于效率的优化,对于成本的优化等等这个方面,也都是基于个性化定制或者小批量前提来展开的。因此在我看来过去的工业3.0可能就是成本最低,效率最高,能耗最低。但到了工业4.0它其实是这些问题都已经变差了,能耗变高了,效率变低了,但是智能制造向这种恶劣,这种变坏的趋势让它给降下来,使大家可以用可以接受的成本来满足用户的相对个性化的需求,应该是这样的道理。因为个性化来了,问题就变得非常复杂了,变的非常复杂了,你就要用智能化的手段来应付它,人就应付不过来的,这是大体一个逻辑。

智能制造的数字化和网络化

智能制造的定义有很多种,据说有150多种,这里我给大家展示三种: 一种是强调了数字化和网络化。另外一个是宁振波先生把它内部的逻辑捋了一下。还有一种是工信部提出的把智能制造包括哪些方面?比如说智能的产品,智能的服务,智能的生产过程。大家注意到了,其实工业4.0更重视的是智能的生产过程,而工业互联网这个体系就是美国的机械公司提出互联网智能制造体系,他其实更多的重视的是智能的产品,它们其中是有一点差别的。

智能制造是怎样创造价值的

智能制造是怎样创造价值的呢?我常用这张图跟大家描述,我觉得ICT技术出现之后的话,它能够促进几件事,就是不同部门,不同企业之间的协同,资源和人、知识、信息的共享,知识的重用,它通过这个事情它实现一个大范围的优化。从而能够创造更多的价值。同时这个东西也能加快相应速度,比方说个性化定制它这个做法一般情况底下它并不是每一个零部件都是个性化的,它是通过零部件这个层面的重用实现最终产品的个性化,所以这样一个逻辑它是通过共享重用协同这个事情来提高他的快速响应的,从而进一步的创造价值。

这又是我常用的一张图,这张图就互联网来了之后,我要利用互联网的优势实现协同共享重用,但是协同、共享、重用会带来各种各样的麻烦,这种麻烦使得我们必须要有很多的技术来解决他,在解决的时候我们发现这个问题太复杂了,有可能人就处理不过来,处理不过来最后我们就设法让机器智能的决策,从而让决策更好来提质降本,做的比人更好。

这个时候让就可以变得更自由,而劳动力成本就可以把他降下来,而要做到这一点,需要信息和知识进行数字化,要想做到信息和知识的数字化,又需要大数据的利用,知识的重用等等等等。这大概也是我常见的这样一个逻辑,这个逻辑就是想表现一开始智能制造有很多的侧面,为什么有人说智能制造就是为了减少人,这个方面也提到了减少人了,但是它并不是简单的减少人,而是提高质量,降低成本。而将少人它背后的原因是因为问题太复杂了。问题太复杂了,又是由于我们要快速响应外界不断的变化,所以这些问题,任何一个角度都可以切进来,但是它是一个复杂的整体,要看懂了这个整体才能真正的理解智能制造。

研究智能制造的时候发现了一个特点,就是我说智能制造应该搞什么搞什么东西,结果人家就和我讲了,你说的这个方向我们老早就提出来了,你说的这个办法需要我们搞工业的,搞产品的来研发,这个东西跟你搞智能制造的到底有什么关系?

智能制造是怎样创造价值的

这是一个常见的说法,这个说法就让我想起彼得·德鲁克的一句话,“做正确的事,正确的做事。”我们发现企业的战略发展方向和他的工艺技术、产品技术,其实都不是搞智能制造搞的。但是当这些问题足够复杂的时候,人本身的能力就是一个玻璃墙,你就是做不好了,这个时候我们就设法把一些人做的事情让它数字化,让决策更加科学,更加快速,更加实现大尺度的优化,从而让这种人的玻璃墙得以突破。

智能制造一般是强调快速响应的,这里我也要跟大家提醒一下,智能制造的快速响应应该是综合起来看,过去我们强调“多快好省”。其实快速响应有几个前提:一个前提就就多,产能过剩。第二个前提是好,一般来说质量足够好的时候,大家才会关心你其他的东西。第三是省,也就是说你的经营生产这方面做的不错,国外就在多、好、省的基础之上,推进快速响应,智能制造的。而我们国家有可能中间隔了些产品质量不过关,经营生产做的不好这个东西,我觉得中国要补课就要从这个方面进行补课,而不是说从1.0、2.0、3.0,这样一个补课,我觉得那个逻辑是不对的应该是从企业内部的这种逻辑考虑问题。

智能制造如何切入

智能制造如何切入

研究智能制造的时候还发现一个问题,就是大家不知道智能制造如何切入。其实人们犯了这些错误,我往往都是由于过去的思维方式导致的,我们过去搞技术创新往往是关心自己部门的事情,往往是当前的事情,而智能制造它有个特点,他往往是通过协同共享重用,它是一个大范围的优化,他不是某一个部门就能做的,它需要一个顶层设计。同时它又要面向未来,以人为本、面向未来等等这些方面。所以过去的需要思维方式是不对的。

刚才我也讲到智能制造取得成功是技术可行性和经济可行性的统一,如何做到统一呢?就要把你的技术纳入你的业务流程当中去,但是智能制造又跟过去的做法不一样,智能制造往往是用来改变业务流程的,而不是服务于现在已有的业务流程,所以这一点会使得很多人变得非常不习惯。

智能制造思维上常见的就是这两个误区

用两个笑话来比喻人们的这种思维方式:一个是路灯底下找钥匙,就是有个人丢钥匙,老在路灯底下找。别人问他为什么老在这找?他说只有这里有光。我用这个寓言来描述一些人,只考虑自己本岗位怎么搞智能制造。寓言说有一个轿夫抬了一天轿子很累,就跟儿子说,你将来当了皇帝一定把这路修好,将来我抬轿子就容易多了。我用这个寓言来说明很多人是根据眼前的需求考虑场景变了之后该怎么办。

智能制造思维上常见的就是这两个误区:一个误区是局部的思维,一个误区是当前的思维。眼界没有打开,这样的话你的智能制造往往是找不到它的好的切入点的。其实关键一点,企业的领导人要有眼光,要有魄力,然后这个技术才能为他服务,如果整个企业不想清楚往哪个地方转型,往哪个地方升级,那么技术就相当于这个皇帝不急急太监,你是不知道该怎么去发力的。

智能制造

智能制造往往都需要一些系统的考虑,这里我跟大家举一个我见过的一个挺有意思的例子,跟大家来讲一讲。这个例子是一个很小的企业,用的也很简单,但是我觉得它智能制造制做的非常好,它基本上是用的机器人,基本上看不到人的,甚至连中控室都没有。

我当时问他一个问题为什么,出了质量问题怎么办?他就告诉我说,不会出现质量问题,因为我这个只要加热足够长,就不会出现质量问题。我说你的能耗多了之后,你不就赔本了吗?他说不会的,我这个毛利40%,我说你的毛利为什么这么高?我说我是一个新的产品,节能环保,很适合国家的需要。我说你这个小厂怎么回找到这么好的一个产品呢?他就说了,我这个东西是从国外,我找到了国外的一家让他给我来做的。你看他就开始利用了国外的资源了。

我还是不放心,我说你这里总会出质量问题的,你又没有人,你怎么办呢?他说我这儿没有人都是机器,机器的好处就是所有的数据我都能记录下来,既然能够记录下来,出了问题之后,我就去看一看我这个数据当时是怎样的,我就知道怎么回事了。

你看大数据用上了,紧接着我就问他,你的人有这么高的水平吗?他能够看得出来吗?他说没关系,看不出来之后我直接把这个数据打到德国去,德国人告诉怎么办,我就怎么办。而且德国人他有时候编好程序直接发给我,我回来一装,这个问题也就解决了。

大家注意到,他的整个设备的维护是生产的改进,这个东西他也外包给德国人来做了。大家注意到它是一个系统的策划,有了机器人之后,就可以保证全数据化,有了全数据化之后,就可以保证回速,有了回速再有了互联网,你就可以保证让外面的人来帮你解决这样的问题。

而且它是走到了一个高端产品上,就保证它是有利润来解决这些问题的,我觉得这就是一个很好的组合权,搞智能制造搞的好的话,一定要有这样一个转型的系统的策划。然后你的技术用起来就会很顺手了,否则的话你为了机器人而机器人,那肯定就不行了。

最后我跟大家讲一讲,我一开始说了一些观点,就是中国的企业往往是高技术在中国用不好,为什么会有这种现象?按照我的理解这种现象之所以出现,它其实是与过去中国的劳动力的价值比较低导致的,劳动力的价值比较低,他就是宁可多用人,少用机械。

最简单的一个说法,过去人我们抗着铁锨去挖水渠,为什么不用拖拉机?他不是不知道,而是他没钱买不起。这个事情导致了一系列的问题,比方说为了保证就业,我们国家对质量就会睁只眼闭只眼了,我们大家对这个污染也会睁只眼闭只眼了,对抄袭也会睁只眼闭只眼了。背景底下大家又不关心质量,又不关心效率,他自然不关心创新了。

但是这个事情现在已经发生变化了,这个变化其实主要就是中国的劳动力结构发生了重大的变化,从2008年开始农村劳动力过剩这种现象已经消失了,2022年中国可能劳动力的人口将会开始剧烈的降低。这个事情将会导致中国的蓝领的工资将会剧烈的升高,中国现在出现的很多问题,比如说职工的敬业度不高了等等这方面,它的本质上其实都是劳动力成本变化所导致的。

中国人口的一个变化的图

大家看一看这张图,这张图是中国人口的一个变化的图,我曾经有过计算,就是中国的经济30年保持经济的快速增长,其实很大程度上就是农村劳动力到城市里面来了,这保持了30多年9.5%-10%左右经济增长速度。

而从这张图上我们可以看出来,从2022年开始,每年退休2500万人左右,每年补充进来只有1600万,这个时间将要延续13年。而且前面退的基本上是蓝领,补进来有800多万大学生。这个事情如果不解决,中国制造业是没有前途的,这就是为什么在几年以前,我跟公司领导一直强制智能制造、自动化,我必须要搞了,不再搞的话,不出几年,中国的制造业就会滑坡。或者这么说,如果中国要想发展的话,这个问题必须要解决。

与此同时,中国的很多环境也发生了变化了,比如说劳动力的成本上升了,比方说人们对高质量有所追求了。所以我觉得中国过去的先进技术和实际的脱节,换句话说,其实中国的许多先进企业本质上不是依靠技术去取得竞争优势,而是通过劳动力优势取得竞争优势的。这么一种事情,将发生一个本质性的变化,所以我觉得智能制造这件事对中国来说,是你走也得走,不走也得走的这么一条路子。

我个人觉得智能制造如果跟中国相结合的话,用智能制造的技术来补我们的短板。我们的短板是什么呢?我觉得我们的短板是劳动素质比较差一些,我们的质量意识比较差一些,而通过智能制造我觉得这一方面来提升我们的管理水平,提高我们的质量水平,我觉得这是可能是智能制造和中国一个很好的结合点,也是我们叫做弯道曲直的一种方式。

我的感觉智能制造我们现在基本上是处在一个岔路口上,有相当多的人把智能制造简单的理解为自动化,上几台机器人就完事了,而我刚才跟大家讲的智能制造其实是一个很大的一个系统的工程,它有很多不同的侧面,他有不同的层次。我们要理解智能制造一定要把这一方面都真正的搞清楚,才明白先进技术到了什么时候他才需要。

我们有个老领导有一个观点,我这里跟大家分享一下,他说价值决定于用户,半杯水如果是放在餐桌上它就是垃圾,放在沙漠里面它就可以救命,同样的我们的先进技术,它到底是有用,关键是放在怎样一个环境当中去,我觉得中国的企业现在智能制造看起来没有用的,或者说有的人找不到用处,一个很重要的原因,他没有把智能制造和转型升级这件事情结合在一起。

比如说智能制造就像一个御厨,而它现在处的水平是吃不饱饭的一个问题,那么你请来一个御厨,他并不能解决你吃不饱饭的这样一个问题,所以中国搞智能制造一般来说要跟转型升级结合在一起。

一来的话智能制造首先就不是一个技术问题,首先是一个企业发展的战略方向的问题,而这样战略方向问题只能是企业的人自己才能想清楚,别人是不可能想清楚的。正如一个大和尚说的:拜佛就是拜自己。自己想不清楚,不可能靠一个专家来给你指出你的战略方向应该是怎么。专家的作用是你的方向清楚了之后,他把技术怎么样配合你来完成这样一个战略转型。

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最后我用培根的话跟大家共勉“跛足而不迷路,胜过健步如飞而误入歧途的人。”

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责任编辑:赵宁宁 来源: 51CTO专栏
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