Archive for 2015年2月11日

德国工业界所认识的工业4.0概念

     对于期望深入了解工业4.0概念的来讲,深入理解德国工业界对历次工业革命的认识,是一个很好认识德国工业4.0概念的方法。工业4.0研究院对德国工业界的一些研究进行了梳理,分别从工业革命历史和工业经济学两大视角去认识德国的工业4.0,以便中国工业界更好认识和利用德国工业4.0的一些先进理念。

     工业革命这个词汇1902年第一次出现在阿洛德.汤因比的《18世纪英格兰工业革命演讲稿》,汤因比在书中明确提出了工业革命,而工业革命是指对那些促成了生产方式转型的一系列变革的指称。在此之前,亚当.斯密1776年在《国富论》中指出,新的生产方式与新的富有阶层之间、新的生产方式与国际竞争之间存在着联系,这也是对工业革命所带来的各种改变的另外一个解释。

     除了英国主导的第一次工业革命,德国在第二次、第三次工业革命期间都是一个工业制造强国,我们从德国在近代挑起两次世界大战来看,德国工业的竞争力是很非常强大的,因为战争是检验一个国家工业竞争力的最有效手段。但是,随着第二次世界大战德国战败,美国加强了其国际的领先优势,特别是工业制造能力上,美国利用各种方式迁移走了不少德国工业能力,即便如此,德国仍然没有放弃技术革新和模式升级,在美国主导的以信息技术为核心的工业3.0竞争中,德国工业制造业仍然处于世界领先地位。

德国总理默克尔在汉诺威工业博览会谈工业4.0

图例:德国总理默克尔在汉诺威工业博览会谈工业4.0

     不过,由于最近三十年以来的第三世界国家的制造业崛起,直接导致以制造业见长的德国面临挑战和危机,美国更是因为制造业缺乏竞争力,把大量的制造业迁移到成本低廉的第三世界国家,例如,苹果在中国大陆工厂生产大部分iPhone和iPad等电子产品,这样的全球制造业发展格局显然不利于美国和德国继续维持全球产业的竞争优势,德国和美国都迫切改变这样的发展趋势。

工业革命以来的全球制造业产值分布

图例:工业革命以来的全球制造业产值分布

     德国制造业由于门类齐全,精密机械等领域拥有历史悠久的经验和人才,并且德国有完善的工程机械专业教育体系,可以为企业提供大量的专业化程度很高的熟练工人,这种种原因导致德国制造业处于世界领先地位。不过,德国工业界并没有忽视来自诸如中国制造的威胁,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子等德国学术界和产业界(包括西门子、博世、ABB、戴姆勒、宝马、巴斯夫、英飞凌、SAP、蒂森克虏伯、通快和蔡司等)的建议下,工业4.0这个概念正式在2013年4月的汉诺威工业博览会上出现。

工业1.0、2.0、3.0及4.0图示

图例:工业1.0、2.0、3.0及4.0图示

     在德国提出工业4.0概念之前,大家公认的几次工业革命是以机械化为特征的第一次工业革命,以及以电气化为特征的第二次工业革命,对于所谓以信息化为特征的第三次工业革命,还无一个公认的结论。例如,阿尔弗雷德.钱德勒在《信息改变了美国:驱动国家转型的力量》一书中,明确指出当时想把该书的题目确定为《第三次工业革命:信息技术在美国从殖民时代向当代变迁过程中所起的作用》,由此可见钱德勒是认可信息技术是第三次工业革命的代表。

     对于德国提出的工业4.0概念,对应的是第四次工业革命,按照德国相关机构发布的资料显示,工业4.0主要是以CPS(Cyber-Physical Systems,信息物理融合系统)为技术核心,实现端到端集成、横向集成和纵向集成的新工业价值生态。笔者结合自己的理解,把工业4.0定义为高度自动化、高度信息化和高度网络化(三个高度化标准)。

     与工业3.0不同,工业4.0拥有一个新的词汇——高度网络化,这实际上是给传统的工业制造业添加了互联网的基因。在美国,通用电气(GE,General Electric)所提出的工业互联网,与工业4.0有异曲同工之处,那就是实现各种机械设备的网络化连接。虽然CPS最早由美国于2006年提出,但由于德国装备制造业规模比较大,而美国在化工、电子工业等领域的优势明显,CPS是智能设备跟智能产品之间的网络化连接,同时也是基于嵌入式系统发展而来的,德国在嵌入式系统提供方面拥有领先地位,因此,德国工业4.0体系采用CPS作为技术核心就不足为奇了。

工业4.0的核心技术及商业模式

图例:工业4.0的核心技术及商业模式

     工业4.0的技术核心CPS是一个让人困惑的词汇,但它的技术基础却一点也不陌生,例如传感器、物联网、工业无线网、工业大数据等等,这些新兴词汇结合到传统的IT应用(诸如PLM、CAD、MES、ERP、SCM、OA等),就形成了具有实际意义的CPS系统。当然,由于各个系统的技术标准可能不统一,要实现真正适用的CPS系统,还有大量的工作要做,系统的管理也会非常复杂。

     与前三次工业革命一样,工业4.0不仅仅在技术上有创新之处,由此带来的商业模式变革也值得读者关注。传统工业产品的交付一般是一次性的,也就是买家购买了产品之后,一般不需要卖家提供更多的服务,大部分需要卖家提供服务的时候都是维修故障。在工业4.0时代,卖家交付给买家的产品是具有智能的,它可以不断记录消费者使用产品的情况,并把这些信息反馈给厂家,厂家可以根据使用情况提供更多的服务,这在工业4.0体系中称为服务互联网(Internet of Services, IoS),服务互联网可能会给整个商业社会带来巨大变革。

     总的来讲,人类社会的几次工业革命都是由技术驱动的,机械化驱动的第一次工业革命解放了人们的体力劳动,电力及流水线驱动的第二次工业革命实现了大规模生产,人类社会的生产力得到了空前的提升,而PLC为代表的信息技术驱动的第三次工业革命使生产力发生了翻天覆地的变化,毫无疑问,最值得我们期待的第四次工业革命将为人们带来个性化的智能产品。

     本文是工业4.0研究院院长兼首席经济学家胡权新撰《第四次工业革命:高度网络化的新工业革命》一书的内容。版权所有,未经书面许可,不得转载。联系方式:innobase(#)qq.com

工业4.0时代创造新工业价值生态

     中国近三十多年的工业化进程世人瞩目,中国制造也登上了历史舞台,成为全世界关注的焦点。不过,正如其他工业化国家发展历程所经历的一样,中国制造目前也面临生产过剩和转型升级乏力的挑战,虽然国家、工信部及各级政府等通过各种手段,利用诸如两化融合、物联网、机器换人等方式推动中国制造转型中国创造,但始终收效甚微,因此,中国制造业一直期望从海外找到标杆,帮助中国制造成功转型。

     德国在2013年正式提出了工业4.0的概念,虽然当时并没有引起中国企业界的广泛关注,但随着14年机械工业出版社引进德国原版图书《工业4.0:即将来袭的第四次工业革命》,同时李克强总理主导与德国签订了《中德合作行动纲要:共塑创新》,中国媒体及企业界立刻被工业4.0这个全新的概念吸引了。不过,由于国内企业界一直有关注美国的传统,对德国不够关注,当德国出现工业4.0概念的时候,一时间还不容易全面深入理解。为此,笔者期望结合工业制造领域的一些研究成果,对工业4.0产生的历史、技术、战略、管理以及模式进行一定的解读。

     从历史的视角看工业4.0

     当每次工业革命产生的时候,它就以全面改变世界的方式受人瞩目,其生产力及生产方式的变革,成为每次工业革命的核心。卡尔.马克思和弗里德里希.恩格斯在1848年发布的《共产党宣言》中评价第一次工业革命指出,“资产阶级在它不到一百年的阶级统治中创造的生产力,比过去一切世代创造的全部生产力还要多,还要大。

     大家知道,资本主义国家英国在1765年开始使用机械化的纺织机,启动了第一次工业革命,这次工业革命改变的不仅仅是生产力,它还改变了社会生产关系。按照现代管理的理论来讲,第一次工业革命由于对价值创造体系有巨大的影响,并且进一步改变了人类社会组织,因此我们才称它为革命。毫无疑问,第一个进入每次工业革命的国家获得了当时代的竞争优势,例如,英国因启动第一次工业革命而占据当时全球工业产值的80%要强,同样由于德国和美国积极参与第二次工业革命,也成为了当时的制造强国和大国,它们还把这种竞争优势成功的延续到了第三次工业革命。

     威廉.拉佐尼克在《车间的竞争优势》中写到,从英国首先采用工厂的方式,大大提升了生产效率,到后来第二次工业革命建立的流水线作业,以及到日本采用精益生产的模式,其目的都是为了改进工厂的生产效率。以产业经济学的观点来看,工厂就是工业制造企业的主要边界,即便现在不少工厂采用专业化的零部件提供商或者其他提供商来加强专业化生产的能力,但这仍然是基于产业价值链的一个生产组织,而工厂之间是存在价值创造边界的。

     德国提出的工业4.0概念,正是对这种工厂边界的一个挑战。按照德国工业4.0计划中提及的三个集成(横向集成、端到端集成和纵向集成),其本意就是要实现工厂边界的突破(或者成为跨界)。端到端集成需要跨越生产资料供应商和销售网络的边界,这是在传统工业制造以工厂为核心的体系中不多见的;横向集成更是跨越了单个价值链进行融合,形成了新的价值体系,但消费者可以获得更好的体验和服务;纵向集成主要基于管理域和生产现场结合,这样可以大大提高生产的效率和柔性。

     技术是工业4.0的原动力

     在第一次工业革命发生之际,英国因为较早采用各种先进技术,促使其成为当时的全球工业霸主,并领先于欧洲大陆以及其他国家(包括美国),成为了当时名副其实的工业大国,因为从当时的工业产值和生产效率来讲,英国的工业产值占了全球的一半以上,生产效率也是其他国家的很多倍,其他工业国家只能对英国仰起鼻息,毕恭毕敬。

     从大卫.兰德斯所著《解除束缚的普罗修斯:1750年迄西欧的技术变革和工业发展》的描述来看,当时欧洲大陆为了尽快实现工业化,如同我们中国企业家考察国外技术一样,也蜂拥而至英国各个先进工厂一探究竟。当然,欧洲大陆的企业家很容易发现英国工业发达的原因,那就是英国拥有先进的工业技术。

     在其后的第二次、第三次工业革命中,技术创新仍然是竞争的原动力。德国和美国虽然丧失了引领第一次工业革命的机会,但在以电气化为特征的第二次工业革命初期,德国和美国在电气化的工业应用领域,成就了工业大国和强国的梦想,并催生了诸如西门子、AEG(德国通用电气公司)、美国通用电气等世界级的大型企业;在以信息化为基本特征的第三次工业革命期间,德国和美国延续了其竞争优势,仍然成为世界制造业的主导者之一,这显然跟它们不断进行技术创新不无关系。

     对于即将到来的第四次工业革命,技术更会成为一个关键要素。按照德国工业4.0计划的描述,高度自动化、高度信息化和高度网络化是其三大要素,不管是高度自动化,还是高度信息化以及高度网络化,都少不了技术创新作为基础。

     笔者在研究德国工业4.0和美国AMP 2.0(Advanced Manufacturing Partnership,先进制造计划)时发现,德国和美国都在其计划中罗列了大量的先进技术,这些技术不仅仅包括诸如3D打印、先进材料等制造直接相关的技术,还包括4G、5G通信技术、物联网、传感器、工业无线网、工业大数据等IT相关技术。事实上,德国利用其在装备制造业的优势,强调以CPS(Cyber-Physical Systems,信息物理融合系统)为核心的工业4.0体系,其目的就是凸显德国的国家优势;反观美国提出的AMP 2.0,更强调以互联网及大数据为核心的体系,这也跟目前美国互联网在全球绝对优势相得益彰、互相促进。

     现代管理是中国制造的短板

     哈佛商学院商业历史学教授阿尔弗雷德.钱德勒在工业研究著作《规模与范围:工业资本主义的原动力》中明确指出,英国是典型的个人资本主义,而美国和德国是管理资本主义,具体来讲,美国是竞争性管理资本主义,德国是合作的管理资本主义。个人资本主义强调出身及背景,而管理资本主义强调专业化管理,这是两者的不同,在第一次工业革命之后,德国和美国不断崛起,而英国国力式微,正是跟管理制度不同有很大关联。钱德勒在书中指出,在历次工业革命中,国家产业是否处于领先地位,除了先进的技术驱动力之外,管理制度的变革更是不可忽视的重要因素。

     中国制造业在近三十年发展迅速,并成为全球制造业的一极。一方面中国装备制造业成功占领了中低端装备制造领域的市场,另一方面,中国制造的消费产品也以低廉的价格占领了几乎全球的市场。但是,在中低端为主的中国制造转向中高端为主的中国创造过程中,中国企业家遇见的困难大大超出了想象。事实上,从工业革命的历史来看,人口红利的确可以为工业化进程提供便利,但仅仅依赖人口红利,显然无法促进其产业升级换代,其中,缺乏现代的管理制度将成为短板。

     笔者在给中国企业提供咨询服务过程中的经验也印证了这一点。在为一些拥有上百年历史的制造企业服务时,即便是公司的管理层,他们还认为中国制造业需要担心的是人工的成本及先进的机器,而不是想法子改变其管理模式及生产方式,事实上,大量资金购买的先进机器或系统,如果不能转化为生产力,是不具有价值的。

     从中国制造业的实际来看,我们目前处于工业2.0与3.0并存的时期,一些资金充裕、利润丰厚并人才具备的一些行业(例如汽车)的确实现了较好的自动化和信息化,但中国大部分行业利润微薄,难以投入资金进行设备升级换代,更重要的是,不具竞争力的低薪难以雇佣高级的人才,这样的现状显然不是用一个两化融合或者机器换人可以解决的,更别说要追赶德国的工业4.0计划。

     本书的结构及核心观点

     本书命名为《工业4.0时代:创造新工业价值生态的风口》,是延续笔者常年研究竞争优势及商业模式对工业4.0的思考成果。在发布在《清华管理评论》上《新竞争优势:移动互联网时代的商业模式设计》一文中,笔者指出新时代存在融合和开放两大驱动力,它们将塑造我们的生活与社会,后来看到德国提出的工业4.0,便欣然认为第四次工业革命可以说明这个时代的变革意义。

     笔者理解中国企业家期望“以夷制夷”的想法。中国制造产业结构跟德国比较接近,双方的竞争难以避免,但双方更可能达成竞合(竞争与合作)的状态,对比第二次世界大战之后的全球工业制造格局,德国跟美国形成战略合作关系,最终共同占领了全球市场,这样的案例值得国人借鉴。

     笔者针对工业4.0时代的核心观点是:从工业产业结构来看,中国一方面跟德国装备制造业为主的结构类似,同时中国又在电子工业领域可以跟美国一比,因此在推动中国制造转型升级过程中,中国企业家应该形成自己的独特模式,从而创造中国制造业的未来。

     总结

     在第四次工业革命即将来临之际,中国制造业既可以标杆德国工业4.0体系,利用CPS改造制造体系,创新商业模式与德国装备制造业公平竞争,同时,中国制造业不应该放弃国内电子工业和互联网较为发达的优势,走出适合中国制造业发展的独特社会主义道路。

     本文是工业4.0研究院院长兼首席经济学家胡权新撰《第四次工业革命:高度网络化的新工业革命》一书的前言。版权所有,未经书面许可,不得转载。联系方式:innobase(#)qq.com