Archive for 2015年8月31日

第四次工业革命概念实证研究

  为了说明第四次工业革命的概念,工业4.0研究院进行了长久的跟踪研究,目前从德国工业4.0平台以及中国工业4.0研究院(China Academy of Industrie 4.0)两个独立机构的研究成果来看,双方都认同工业4.0就是第四次工业革命的结论。

      目前虽然工业4.0的概念并未得到所有专家的认可,但从诸如哈佛商业历史学家阿尔弗雷德.D.钱德勒在《信息改变美国:驱动国家转型的力量》一书中提出信息技术的应用是第三次工业革命的论断来看,德国人把网络化在工业领域的应用称为第四次工业革命也没有什么不妥当。

德国工业4.0概念的阶段性定义

  在德国工业4.0概念的描述中,发生在英国的第一次工业革命是工业1.0,其主要技术特征是机械化,以电气化和自动化为特征的第二次工业革命就是工业2.0,接着以PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)广泛应用为特征的第三次工业革命就是工业3.0,当然,未来的以CPS技术为特征的制造业,可以称为工业4.0。

  从2015年4月德国工业4.0平台发布的《工业4.0实施战略计划》报告中,对工业4.0进行了较为严格的定义:

  “工业4.0概念表示第四次工业革命,它意味著在产品生命周期内对整个价值创造链的组织和控制迈上新台阶,意味着从创意、订单,到研发、生产、终端客户产品交付,再到废物循环利用,包括与之紧密联系的各服务行业,在各个阶段都能更好满足日益个性化的客户需求。”

  更进一步,德国工业4.0平台阐释了工业4.0概念的价值,它指出:

  “所有参与价值创造的相关实体形成网络,获得随时从数据中创造最大价值流的能力,从而实现所有相关信息的实时共享。以此为基础,通过人、物和系统的连接,实现企业价值网络的动态建立、实时优化和自组织,根据不同的标准对成本、效率和能耗进行优化。”

  由此可见,德国对工业4.0的定义是比较清晰的,对工业4.0在工业革命史中的阶段有比较清晰的划分,同时也对工业4.0阶段的价值创造过程有了较为清晰的认识,因此,工业4.0概念是一个较为完备的体系。

新工业4.0平台的17项任务

  从《工业4.0实施战略计划》提出的工业4.0实施战略来讲,德国工业4.0是“为了加强德国的经济地位,……一方面制定出技术、标准、商业模式和组织模式等方面的跨产业路径;另外一方面,加强大学和研究机构与中小企业和工业企业的紧密合作,推动工业4.0的实施。”

  事实上,德国工业4.0平台提出了由17项主题组成的新工业4.0平台核心议题,对研发与创新、参考体系结构、网络系统的安全性以及法律框架等四个方面进行了较为全面的研究,这些主题覆盖的范围非常广泛,涉及到制造业的方方面面。

  除了网络系统的安全性、法律框架和参考体系结构跟具体生产制造企业不直接相关,研究与创新涉及到的14个主题,本质上是对2013年发布的《工业4.0实施战略建议》所提出的双领先战略(领先的市场战略及领先的供应商战略)和三大集成的落实,形成了有目标的阶段性发展计划。

  在2013年发布的《工业4.0实施战略建议》中,德国工业4.0平台提出了德国应该追求形成领先的工业4.0市场,并且成为全球性的工业4.0供应商;同时,德国还应该从纵向集成、端到端集成和横向集成实现其工业4.0战略目标。

  从工业4.0研究院了解的情况来看,德国一些大型企业的确是按照这样的思路来构建企业战略的,例如,德国西门子针对未来制造业的战略是数字化战略,为了推进其数字化战略,德国西门子还专门成立了数字化解决方案集团(Digital Factory Group),整合了工业自动化和工业软件集团的解决方案,以更好的面向客户提供工业4.0解决方案。

  总而言之,第四次工业革命的概念已经初步形成,随着德国工业4.0平台和中国工业4.0研究院对第四次工业革命研究的深入,会逐步丰富第四次工业革命的内涵,形成更为完善的第四次工业革命理论及实践体系。

中美德未来新工业制高点争夺战

  本演讲稿为2015年8月20日机械工业出版社和工业4.0研究院共同举办的“工业‘智”造高峰论坛”的发言稿。题目调整为《中美德新工业制高点争夺战》,副标题为重构全球制造新秩序的国家战略。

机工出版社举办工业‘智”造高峰论坛

  德国2013年提出工业4.0,基于“网络化”的工业革命定义,吸引了中国的注意,德国工业4.0的概念定义就是第四次工业革命,是未来制造业的一个笼统称谓,体现了技术革命的阶段性趋势。

  第四次工业革命具有三大高度化,自动化、信息化是传统企业转型的典型切入点。毫无疑问,传统的制造企业转型,一定会从自动化和信息化改造入手,其中,自动化生产线和以MES为核心的信息化将是最为直接的选择,因此,自动化和信息化解决方案市场商机巨大。

  中国、美国和德国在寻找未来制造业制高点的时候,都是把创新作为评判标准的,其中,技术创新是所有创新的基础,技术约束条件的改变,将改变企业的商业模式和管理体系。

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  目前,中国体制内的研发机构和大学大都以发表论文为导向,这使得企业创新所需的基础研究严重不足,阻碍了中国制造业的核心技术及系统研发。

  从德国工业4.0体系来看,构建CPS应用平台和服务体系,是核心关键。全球分布了多家核心的CPS研究中心,中国主要有工业4.0研究院CPS研究中心,其目标是成为中国研究CPS的机构。

  工业4.0研究院判断,工业4.0共性技术和平台是未来的制高点。

  从我们跟踪的情况来看,中国、美国和德国都纷纷把工业4.0共性技术和平台作为未来的技术制高点,但市场主体的企业参与度不同,美国和德国要积极一些,中国被动性比较强。

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  未来制造业的核心技术将主要是CPS,以CPS驱动的创新将改变全球的产业格局。从美国NSF的几个CPS研究中心来看,美国在CPS的研究和深度应用上,做得已经非常深入;德国更是直接把CPS作为国家制造业战略工业4.0的核心技术。

  中国制造目前处于一个产业转型时期,甚至于 是一个革命时期(第四次工业革命),诸如产能过剩、核心技术缺乏、模式单一以及战略模糊等问题在大量公司身上体现得非常明显。

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  工业互联网联盟的核心参考架构模型(IIC Architectural Framework),值得关注。对比工业4.0平台提出的RAMI 4.0(工业4.0参考架构模型),工业互联网联盟的参考架构模型是一个可以借鉴学习的另外一个标杆,这对我们提出中国的参考架构模型很有帮助。

  工业互联网联盟提出的参考架构模型,主要是基于软件及互联网的核心技术,对未来工业的一种互联网思考方式的结果。

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  德国工业4.0体系中的RAMI4.0,直接依托IEC相关标准,从多个视角凸显工业4.0体系的多面性,IIC架构大都被包含其中。

  中国电子技术标准化研究院结合中国实际,也设计了一个“智能制造参考架构模型”。

  中国智能制造参考架构模型结合智能制造技术架构和产业结构,从系统架构、价值链和产品生命周期等三个维度构建了智能制造标准化参考模型,有助于认识和理解智能制造标准的对象、边界、各部分的层级关系和内在联系。

全球制造业转移的经济学分析

  该报告来自美国咨询公司BCG在2014年8月发布的英文版报告The Shifting Economics of Global Manufacturing,翻译者为工业4.0研究院翻译部。部分媒体把该文中文译为《全球制造业的经济大挪移》。

  引言

  过去三十年,美国经济处于较好的阶段,大致分歧的世界观影响着制造企业的投资和采购决策。拉丁美洲、东欧和亚洲大部分地区都被看作低成本地区,而美国、西欧和日本则被看作高成本地区。

  但这种世界观现在似乎已经过时了。工资、生产率、能源成本、货币价值和其他因素年复一年地的细微变化悄悄地但也极大地影响了“全球制造业成本竞争力”图谱。新图谱包含了低成本经济体、高成本经济体和大量处于两者之间的经济体形成的错综复杂的局面。

  例如,相对成本的变化令人吃惊。十年前谁会想到巴西现在成为制造业成本最高的经济体之一或者墨西哥的制造业成本会低于中国?虽然伦敦仍然是全球生活和旅游价格水平最高的地方,但英国已经成为西欧制造业成本最低的经济体。俄罗斯和东欧的制造业成本则上升到与美国几乎等同的水平(见图1)。

全球前25位出口经济体制造业成本比较

注:该指数只反映四类直接生产生产成本。原材料投入和机器工具折旧等其他成本不另作区分。成本结构在根据所有产业加权平均计算。已根据生产率作相应调整。

  为了了解全球制造业的经济转移,波士顿咨询公司对全球前25位领先出口经济体作了四个重要方面的分析:制造业工资、劳动力生产率、能源成本和汇率。这前25位出口经济体占全球工业制成品出口接近90%。

  新的波士顿咨询公司全球制造业成本竞争力指数显示这些经济体的制造业相对成本发生了变化,这促使很多企业重新思考过去几十年对采购战略的假设以及未来发展生产能力的地点选择。为了辨别和比较相对成本的变化,我们分析了2004年和2014年的数据。这项评估是我们持续研究全球制造经济转移的系列成果之一。

  在制定指数的过程中,我们观察到成本竞争力在多个经济体有所提高,而另一些经济体则相对下降。通过这个指数,我们发现了制造业成本竞争力变化的四种显著模式(见图2)。它们包括:

2:全球制造业成本竞争力指数中大部分经济体可划分为下列四种显著变化模式

面临压力 过去制造业成本低的经济体,由于各种原因竞争力削弱 巴西、中国、捷克共和国、波兰、俄罗斯
继续削弱 过去制造业成本高的经济体,由于生产率低增长和能源成本提高,竞争力继续削弱 澳大利亚、比利时、法国、意大利、瑞典、瑞士
保持稳定 这些经济体与全球领先者的相对竞争力保持大致稳定 印度、印度尼西亚、荷兰、英国
全球新星 由于工资适度增长、生产率持续提高、汇率稳定和能源成本有优势,相比其他经济体竞争力提高 墨西哥、美国

来源:波士顿咨询公司分析

  》面临压力:过去一直被认为是低成本制造业基地的几个经济体由于多项因素结合,自2004年来面临着成本优势大幅减弱的压力。例如:据估计,中国相对美国的工厂制造业成本优势已经减弱到5%以下;巴西的制造业成本高于西欧;波兰、捷克共和国和俄罗斯的成本竞争力也相对减弱,目前它们的制造业成本水平与美国相当,仅仅比英国和西班牙低几个百分点。

  》继续削弱:几个过去十年制造业成本就相对高的经济体竞争力继续削弱,它们的制造业成本高于美国16%-30%。主要原因是生产率的低增长和能源成本提高。竞争力继续削弱的经济体包括:澳大利亚、比利时、法国、意大利、瑞典和瑞士。

  》保持稳定:从2004年到2014年,很多经济体相对美国的制造业成本竞争力保持稳定。在印度和印度尼西亚等经济体,虽然工资大幅增长,但生产率快速提高和货币贬值对成本起到抑制作用。相比印度和印度尼西亚的动态平衡,所有我们分析的成本驱动因素在荷兰和英国都保持相对没有太大变化。这四个经济体的成本竞争力使它们未来可能成为所在地区的制造业领先者。

  》全球新星:相比其他全球前25位出口经济体,墨西哥和美国的制造业成本结构有更多的提升。由于工资增长率低、生产率持续提高、汇率稳定和拥有巨大的能源成本优势,这两个经济体现在成为全球制造业的新星。我们估计,目前墨西哥按单位成本计算的平均制造成本低于中国。全球前10位商品出口国中,除了中国和韩国,其他经济体的制造业成本都高于美国。

过去高制造业成本的经济体失去全球竞争力

  制造业相对成本的这些动态变化将促使企业重新评估它们的制造业选址,从而导致全球经济发生巨大转移(见图3)。这意味着全球制造业可能更加分散在各个地区。因为全球各个地区都有相对低成本的制造业中心,亚洲、欧洲和美洲的更多消费商品将在更接近本地的地方制造。鉴于上述这些趋势,政府领导者越来越意识到稳定发展的制造业对经济的重要性。我们希望这份报告能够鼓励发达经济体和发展中经济体的政策制定者明确自身优势和劣势,并且采取行动提高制造业竞争力。

  “成本竞争力的驱动力”图谱

  从2004年到2014年,四个主要因素促使制造业竞争力发生巨大改变。这些因素使过去低成本和高成本地区之间的区分变得模糊。这四个要素包括:

  》工资:各个经济体中制造业工人的时薪仍然存在巨大差异。但快速上涨的工资已经极大地削弱了很多主要出口经济体的竞争优势。虽然从2004年到2014年,所有全球前25位的出口国的制造业工资都出现上涨,但中国和俄罗斯的年均工资增长率达到10%-20%的情况已经持续超过10年,而其他经济体的年均工资增长率仅为2%-3%。

  》汇率。货币价值的变化对一个经济体出口商品在国际市场价格的影响是两方面的:要么更贵,要么更便宜。从2004年到2014年,货币价值的变化使印度卢比兑美元贬值26%,卢比兑人民币升值35%。

  》劳动生产率:单个制造业工人产出的增加即生产率的提高。从2004年到2014年,全球各个经济体生产率提高的情况呈现巨大差异,这解释了各个经济体总制造业成本的最显著变化。从2004年到2014年,墨西哥、印度和韩国等经济体的制造业生产率上升超过50%,而意大利和日本的制造业生产率则出现下滑。一些工资增长率低的经济体在更具生产率对工资作出调整后,单位劳动成本就没有明显优势了。

  》能源成本。自2004年来,由于页岩天然气资源的大规模开采,北美天然气的价格已经下降了25%-35%。相比之下,波兰、俄罗斯、韩国和泰国等经济体的天然气价格上升了100%-200%。这对使用天然气作为生产进料的化工产业产生巨大影响。类似地,澳大利亚、巴西和西班牙等制造业经济体的工业用电价格也大幅上升。因此,北美以外很多经济体的整体能源成本都比2004年上升了50%-200%。这明显地改变了各国依赖能源的产业的竞争力。

  为了比较从2004年到2014年全球前25位工业制成品出口经济体在这四个方面的成本变化,我们把美国作为基准,然后把四个方面的得分加起来得出各个经济体相对美国的整体制造业成本竞争力得分,美国的分值定为100。如果一个经济体在我们的制造业成本竞争力指数中得分达到110,那么它的平均制造成本就比美国高10%。

  当然,工资增长率、生产率、汇率和能源成本以外的因素也很大程度上影响企业供应链地点选择的决策。物流成本、经商容易程度和是否存在腐败等次要因素也会影响某个地点对制造业的吸引力。我们在研究中已经发现,在很多直接生产成本很有吸引力的经济体中,上述次要因素存在的缺点阻碍了制造业的增长(见图5)。这些次要因素与本地情况密切相关,甚至在同一个经济体的不同地区也存在巨大差异。因此,我们的成本指数模型并没有计算这些因素。但明智的制造企业在决策时必须考虑这些因素。

5:某些低直接生产成本经济体的竞争力被次要因素削弱

相对美国的制造业成本(% 整体商业氛围排名 经商容易程度排名 物流效率排名 廉洁指数排名
印度尼西亚 -17 47 120 59 114
印度       -13 35 134 46 94
泰国       -9 31 18 38 102
俄罗斯     -1 47 92 95 127

来源:美国经济普查、美国劳工统计局、美国经济分析局、国际劳工组织、欧睿国际咨询公司、经济学人智库、波士顿咨询公司分析

注1:从总出口规模全球排名11-25位的经济体中选择。

注2:经济学人智库的排名是根据下列十个标准:政治环境、宏观经济环境、市场机会、自由贸易和竞争政策、外商投资政策、外贸和汇率控制、税收、投资、劳动力市场和基础设施。

注3:世界银行“经商容易程度指数”

注4:世界银行“物流效率指数”

注5:透明国际2013廉洁指数

  四条不同的路径

  汇率以及劳动力和能源成本在过去十年的波动变化使全球前25位出口经济体的相对制造业成本结构发生惊人的变化。曾经集中在少数几个地区的制造业竞争力现在真正变得全球化了。全球各国的成本竞争力排名也经历了大幅调整。

  随着我们对这些宏观经济趋势的研究逐渐深入,我们发现:制造业成本竞争力指数中的大部分经济体发生的成本转移呈现四种常见模式:面临压力、继续削弱、保持稳定、全球新星。

  面临压力

  过去被认为是低制造业成本的经济体包括:巴西、中国、捷克共和国、波兰和俄罗斯,它们的竞争优势从2004年到2014年大幅减弱。现在,其中几个经济体的平均制造成本估计比美国还高。巴西的制造业成本急剧上升:2004年巴西的平均成本低于美国大约3%,到2014年估计高于美国23%;2004年波兰和俄罗斯的平均成本估计分别比美国低6%和13%,现在它们的平均成本都大致与美国持平;2004年捷克共和国的平均成本低于美国大约3%,现在估计高于美国7%;同期中国相比美国的制造业成本优势估计从14%下降到4%。

  促使这些变化的关键因素各不相同。飞涨的劳动力和能源成本削弱了中国和俄罗斯的竞争力。例如:十年前,根据生产率调整后的制造业平均工资在中国大约是4.35美元每小时,在俄罗斯是6.76美元每小时,相比之下美国是17.54美元每小时。在十年间,中国和俄罗斯根据生产率调整后的制造业平均工资翻了三倍,中国达到12.47美元每小时,俄罗斯达到21.90美元每小时,而美国仅上升了27%达到22.32美元每小时。从2004年到2014年,中国和俄罗斯工业用电的成本估计分别上升66%和132%,而天然气成本则分别猛增138%和202%(见图6)。

中国和俄罗斯的竞争优势在过去十年减弱

注:该指数只反映四类直接生产成本。原材料投入和机器工具折旧等其他成本不另作区分。成本结构在根据所有产业加权平均计算。已根据生产率作相应调整。

  表面上看,俄罗斯能源成本优势减弱令人费解。俄罗斯是天然气和石油的主要出口国,俄罗斯国内制造企业的天然气成本比美国低30%,但俄罗斯天然气价格相比美国急剧上升。究竟什么原因?原来是美国页岩天然气产量的大幅增加导致美国天然气价格急剧下降,而俄罗斯仍然依赖传统天然气,从而导致天然气成本上升。因此,即使俄罗斯制造企业仍然享受全球最低的天然气成本,但相对美国的成本优势已经大幅减弱。另外,俄罗斯的制造业竞争力被一些成本指数中不计算的次要因素进一步削弱。俄罗斯在各项国际指数的全球排名中较为落后,“经商容易程度”排名第92,物流效率排名第95,廉洁指数排名第127。

  巴西各个方面的情况也不容乐观。值得注意的是,虽然巴西被看作主要新兴市场,但即使在十年前如果根据生产率进行调整后,巴西制造业成本相比美国的优势并不大。现在情况更糟糕,从2004年到2014年巴西相比美国制造业成本上升26%,其中四分之三的上升是由巴西的高工资和生产率低增长导致的。

  巴西工厂工人的工资在过去十年增加不止一倍。收入提高是经济健康发展的典型标志。这十年的经济稳定增长使数百万巴西家庭从贫困人口迈入中产阶级。但巴西生产率的提高不足以抵消工资提高对制造业成本的影响。事实上,从2004年到2014年,巴西的总劳动生产率仅提高了1%,在我们的制造业成本竞争力指数的25个经济体中排名第19。

  波士顿咨询公司之前的研究表明巴西工资的高增长和生产率的低增长是巴西人才短缺、投资不足、基础设施落后和体制复杂而低效的主要原因。(见波士顿咨询公司报告《巴西正面临生产率的挑战》,2013年1月)。工业用电成本翻倍和天然气成本接近60%的增长也削弱了巴西的成本竞争力。由于上述因素,在我们的制造业成本竞争力指数中,巴西与意大利和比利时并列“最不具制造业成本竞争力经济体”第四位,排名在澳大利亚、瑞士和法国前面。

  十年前,波兰是欧洲最具成本竞争力的经济体,现在它相比周边经济体仍然有优势。例如:波兰的制造业成本相比德国低20%,不过比起2004年的比例23%优势有所减少。另外,由于高能源成本和工资上涨,波兰失去了相对全球某些最强大竞争对手的优势。波兰的生产率从2004年到2014年适度增长了大约38%,但由此产生的优势被货币增值抵消了。

  继续削弱

  十年前,大部分西欧经济体的制造业成本相对较高。如今,西欧某些经济体的成本竞争力更不如前。比利时相对美国的平均制造成本上升了7%,瑞典8%,法国、意大利和瑞士10%,澳大利亚21%(见图7)。

全球前25位出口经济体的相对成本竞争力

注:该指数只反映四类直接生产成本。原材料投入和机器工具折旧等其他成本不另作区分。成本结构在根据所有产业加权平均计算。

1从2004年到2014年指数中的比例变化取四舍五入。

2已根据生产率调整。

  造成这种情况主要原因包括:能源成本上升、货币升值、生产率增长乏力。2004年以来,上述六个西欧经济体的电力成本平均上升了59%,天然气成本上升了94%。这些经济体的平均工资涨幅高于美国大约10%,而生产率增长低于美国大约10%。例如,澳大利亚的平均工资从2004年到2014年上涨了48%,而劳动生产率几乎没有增长。(见旁注“澳大利亚:进一步失去竞争力”)

  为了说明这些进一步失去竞争力的经济体中生产率增长有多乏力,我们来看看下面的比较:从2004年到2014年,韩国单个制造业工人的平均产量增加56%,同一时期意大利单个制造业工人的平均产量减少6%。意大利的情况与其邻国奥地利也形成鲜明对比,奥地利单个制造业工人的平均产量自2004年以来增加了大约24%。尽管奥地利是我们竞争力指数的25个经济体中平均工资第六高的经济体,它的相对成本竞争力在过去十年却没有大幅下降,因为生产率的提高抵消了工资的上涨。

  在大部分竞争力继续削弱的经济体中,灵活性较低的劳动力市场也是造成根据生产率调整后劳动力成本很高的原因。法国是另一个在生产率增长方面落后的经济体,从2004年到2014年,法国单个工人平均产量比美国低14%。部分原因是法国在我们指数包括的25个主要出口经济体中劳动法规是最严苛的,例如:法定工作日平均每天工作不超过7小时,雇主必须为工人提供30天的带薪年假,严禁夜班。

  澳大利亚:进一步失去竞争力

  亚洲对煤、铁、矿石和天然气的需求在过去十年呈爆炸式增长,这极大地促进了自然资源丰富的澳大利亚的经济增长。数以千亿计的澳元涌向采矿、能源和基础设施项目并且创造了数以千计的高薪工作,使澳大利亚在2008年到2009年的全球经济衰退中仍然保持活跃的发展势头。

  伴随着澳大利亚资源产业繁荣的却是制造业的衰退。澳大利亚的汽车产业遭受的打击特别严重。2004年,澳大利亚汽车产量接近40万辆,总产值约为90亿美元。到2012年,澳大利亚汽车产量减少将近一半。最严峻的挑战还在后头,澳洲福特计划在2016年关闭其发动机和汽车工厂;日本丰田汽车和美国通用汽车也宣布了将在2017年关闭它们在澳大利亚霍顿汽车公司的子公司的工厂。结果将是这些工厂(从广义上看就是澳大利亚的汽车产业)将裁员数千人。

  虽然澳大利亚的汽车装配线规模相对较小,并且零件工厂很难与国外更大型、更高效的工厂相提并论,但通用汽车和丰田汽车都声称关闭工厂的主要原因是澳大利亚的高生产成本和强势的澳元。我们的研究证实了澳大利亚的全球制造业成本竞争力急剧恶化。澳大利亚在波士顿咨询公司全球制造业成本竞争力指数的25个经济体中表现最差,自2004年以来澳大利亚相对美国的制造业成本竞争力下降了21%,其平均直接生产成本超过了德国、荷兰、比利时和瑞士。事实上,澳大利亚在我们指数涵盖的每个方面(工资、生产率、能源和货币汇率)的竞争力都在进一步减弱。

  澳大利亚丰富的资源和基础设施的发展导致工资上涨和澳元增值以及资本外流,从而最终导致制造业成本竞争力下降。过去十年,澳大利亚制造业工资上涨了48%,商品出口使资金流入,这些都导致了澳元对美元增长21%。同时,绝对制造业劳动生产率下降1%。

  澳大利亚制造业生产率自2004年以来增长乏力,部分原因是资本投资减少。从2004年到2012年,澳大利亚在冶炼产业的驱动下,年均总实际投资增加超过60%,达到4300亿美元。但澳大利亚的制造业投资却减少6%,仅为204亿美元。澳大利亚制造业成本竞争力下降的另一因素是制造业生产率的低增长,而且这方面的情况在过去五年更加严峻。其他导致生产率低增长的原因包括:缺乏灵活性的劳动法规;技能人才计划和劳动力生产率计划得不到足够投资。

  如果澳大利亚其他产业保持高增长,那么制造业的不景气也许不会造成太大影响。但随着资源和基础设施产业的增长放缓,制造业作为多样化经济的组成部分,其价值日益显现。好消息是过去几年澳大利亚的其他产业(如:自然资源产业)增长势头强劲。另外,澳大利亚企业不断提高生产效率。澳大利亚另一鼓舞人心的现象是,尽管纺织、服装和电路板等劳动密集型产业把制造转移到国外,但精密医学设备和消费电子产品等需要创新和先进技能的高价值产品的制造规模在扩大。澳大利亚在高价值产品制造方面有一定实力,因此也有较多机会。

  然而,澳大利亚要发挥作为高价值产品制造国的潜力,就必须提高成本竞争力。这需要企业和政府承诺大力投资澳大利亚有竞争优势的产业中的技术、技能培养、生产率提升计划和资本设备。

  -David Tapper(波士顿咨询公司驻悉尼办事处的合伙人兼常务董事,参与公司“工业产品”方面的项目)

  保持稳定

  我们指数包括的25个出口国中有4个经济体(既有发展中经济体也有发达经济体)从2004年到2014年在全球能源成本上涨的情况下保持了稳定的成本竞争力。它们分别是:印度、印度尼西亚、荷兰和英国。其中每个经济体的制造业整体成本高于或低于美国不超过2%。

  这四个经济体的成本竞争力相比所在地区其他经济体有大幅提高。相比我们指数中另外10个欧洲经济体以及俄罗斯,英国和荷兰的直接生产生产成本结构有明显提升。同样,相比我们指数中另外5个亚太地区的经济体,印度和印度尼西亚的成本竞争力也有提高。因此,我们把英国、荷兰、印度和印度尼西亚评为“地区新星”。

  英国成为了西欧制造业成本最低的经济体,紧随其后的是西班牙。根据我们的指数,英国相比比利时的竞争力提高大约5%,相比波兰6%,相比法国8%,相比瑞士9%。英国灵活的劳动力市场使它在经济环境转变时能够更容易调整劳动力数量,这是英国的主要竞争优势(见旁注《英国:地区新星》)。因此,英国也许是投资的好地方。

  从2004年到2014年,荷兰根据生产率调整后的劳动力成本相比美国有所下降。因为在这段时间里,荷兰的制造业工资年均增长率仅约为1.7%,而生产率年均增长率约为2%。荷兰工业用的天然气和电力成本低于大部分欧洲邻国10%-30%。

  英国:地区新星

  2008年6月,当印度塔塔汽车公司以23亿美元从福特汽车收购捷豹路虎时,很多人担心英国辉煌工业历史上另一标志会转移到亚洲,并且伴随转移的还有数千份高薪的工作。但随后捷豹路虎在英国的三个生产基地的情况快速好转。现在,捷豹路虎大力投资扩大生产,它在英国伍尔弗汉普顿(Wolerhampton)在建一家最先进的、投资8.4亿美元的新工厂。捷豹路虎将在3月为该工厂首批1400个职位招聘人才。该工厂将用于生产高技术、低排放的新型发动机。捷豹路虎称将在2015年前在英国索利哈尔(Solihull)的工厂新增1700个职位,该工厂生产采用新型先进铝结构的捷豹XE高级轿车。

  其他全球汽车制造企业也利用英国作为西欧制造业成本最低的经济体的优势。据《金融时报》称,自2010年来多家汽车公司宣布在英国的投资达到100亿英镑(约合168亿美元),其中包括日产汽车、本田汽车和宝马集团的MINI系列汽车的扩产。英国汽车产量自2009年以来增长了大约50%。《金融时报》预测到2017年英国的汽车产量将再增长三分之一,达到200万辆。在英国制造的汽车超过80%出口,其中大部分出口到欧洲其他经济体。

  由于英国过去十年工资的适度上涨基本上被生产率的提高抵消,根据波士顿咨询公司全球制造业成本竞争力指数,英国的直接生产成本结构相对其他领先西欧制造业出口国10%的提升。英国相比波兰和捷克共和国等东欧经济体以及中国等亚洲经济体的竞争优势也有所提升。

  因此,从玩具火车到时装的各类制造企业都重新把生产工厂迁回英国。英国制造业咨询服务公司最近一项调查显示,英国中小制造企业有11%称过去12个月已经把国外的生产工厂迁回英国,有22%称将把工作转移到国外。

  英国的优势不仅在于劳动力成本。英国的企业税率是欧洲最低的,并且从现在的28%降低到2015年前的20%,接近美国一半的水平。英国米德兰兹郡和牛津郡的汽车产业、英国布里斯托尔的航空产业、英国东伦敦和沃里克郡的高科技制造业形成了包括工程和零件供应商在内的英国强大的先进制造业生态系统。

  但英国真正具有显著优势的方面是劳动力的灵活性。加拿大政策研究机构菲莎研究所(Fraser Institute)给英国劳动力市场整体监管的评分是西欧和东欧所有经济体中最高的。灵活的劳动力市场使在英国的制造企业比其他欧洲经济体能够更快速地调整结构。当投资周期恢复增长时,灵活的劳动力市场还更能够吸引企业到英国建立工厂和创造就业。

  -Sukand Ramachandran(波士顿咨询公司驻伦敦办事处的合伙人兼常务董事)

  印度和印度尼西亚的制造业成本构成变化更大,某些方面的成本上升,而另一些方面下降。虽然这两个经济体在过去十年平均制造业工资上涨不止一倍,但生产率的提高和货币贬值抵消了工资的上涨。从2004年到2014年,印度卢比兑美元贬值26%,而印度尼西亚卢比兑美国贬值20%。两国的能源成本也有相对增长,从2004年到2014年,印度天然气价格年均上涨6.5%,而印度尼西亚天然气价格年均上涨5.2%,增幅都远低于领先的亚洲制造业经济体。

  如果印度和印度尼西亚能够改善不利于它们的竞争力的方面,那么它们就可以更好地利用低劳动力成本和能源成本来打发增加工业制成品的出口。虽然印度尼西亚在全球前25位出口国中直接生产成本最低,但在物流效率方面排名全球第59位,廉洁指数排名第114位,经商容易程度排名落后到第120位。另外,印度尼西亚需要完善本地供应链,以减少对进口材料、零件和机器的依赖。印度的低成本优势也被次要因素的落后排名抵消,物流效率排名第46,廉洁指数排名第94,经商容易程度排名第134。(见旁注《印度:保持稳定》)

  印度:保持稳定

  如果说有一个产业从印度低成本优势不断提高中获益最大,那最有可能的就是棉纺织和服装产业。印度是全球第二大棉花出口国,而且劳动力数量庞大并处于增长中。另外,印度根据生产率调整后的劳动力成本在过去十年几乎没有增长,这就使印度对劳动力成本占总成本接近30%的服装产业极具吸引力。相比之下,中国沿海省份的劳动力成本几乎翻了三倍。

  但印度的服装产业仅占全球服装贸易的3%,而且在印度也没有出现大量建设棉纺织或服装工厂的情况。相反,印度棉花和纱线仍然运往中国,然后在位于中国、孟加拉、柬埔寨和越南的工厂中织成布料再制成服装。

  其中的原因说明印度仍然需要克服某些困难才能充分把低成本优势转变为制造业投资和各个产业出口的增加。从直接生产成本来看,我们的指数显示从2004年到2014年印度相对美国的竞争力保持稳定。在亚洲范围内,印度有潜力成为地区新星。生产率快速增长和货币贬值抵消了印度平均制造业工资的增长。印度自2004年以来电力和天然气成本提高的幅度小于其他主要的亚洲出口经济体。

  但直接生产成本以外的次要因素带来了其他风险和隐性成本,从而削弱了印度的竞争力。印度海港效率低下,延长了货运时间。在印度通常需要6个月才能完成建立一家新工厂所需的监管手续。印度的劳动法规使企业在淡季管理劳动力难度大并且成本高,这打消了企业在印度建立大规模、高成本效率的工厂的积极性。虽然政府确定的电费较低,但事实上很多印度制造企业必须支付比其他亚洲经济体多得多的电力成本,因为印度常年电力紧缺,很多工厂必须自备高成本的柴油发电机。

  当然印度制造业也有乐观的方面。印度正在建设货柜码头和高速公路,电力交易量的增加降低了某些产业的电力成本。另外,印度正在建设经济特区,加快监管手续审批速度并帮助企业管理人力资源。印度政府作出更大努力提高印度作为全球制造业基地的地位。

  但印度要把低成本优势转化为资本,首先要对劳动力、能源和投资法规进行改革。如果新任印度政府能够完成这些改革,那么印度就很可能成为亚洲下一个制造业新星。

  -Arun Bruce(波士顿咨询公司驻印度孟买办事处的合伙人兼常务董事)

  全球新星

  美国和墨西哥的制造业成本竞争力在过去十年相比我们指数中的其他所有经济体有大幅提高。这两个经济体根据生产率调整后的工资以及货币汇率保持稳定或者相对其他经济体竞争力有所提高。这两个经济体的能源成本非常有竞争力(见图8)。

8:墨西哥和美国是全球制造业新星

美国2004-2014(%) 墨西哥2004-2014(%) 前25位出口国平均变化2004-2014(%)
工资 +27 +67 +71
绝对生产率 +19 +53 +27
货币 持平 -11 +7
天然气成本 -25 -37 +98
电力成本 +30 +55 +75

来源:美国经济普查、美国劳工统计局、美国经济分析局、国际劳工组织、欧睿国际咨询公司、经济学人智库、波士顿咨询公司分析

注:该指数只反映四类直接生产成本。原材料投入和机器工具折旧等其他成本不另作区分。成本结构在根据所有产业加权平均计算。

  墨西哥重新成为领先的低制造业成本经济体。自1994年签署《北美自由贸易协议》后,墨西哥的制造业投资和对美国的出口猛增。但在中国2001年加入世界贸易组织后,墨西哥的很多工厂都转移到中国。但现在这些工厂又开始重新回到墨西哥。

  影响墨西哥制造业成本的最大因素是根据生产率调整后的劳动力成本。2000年,墨西哥制造业劳动力成本是中国的2倍。但自2004年以来,中国工人的工资几乎翻了5倍,而墨西哥工人的工资仅上涨了67%,如果根据墨西哥对美元汇率折算后仅上涨50%。虽然的生产率增长率较高,但墨西哥根据生产率调整后的平均劳动力成本目前估计比中国第13%。另外,墨西哥的电力和天然气成本也很有竞争力,因此墨西哥的总制造业成本估计比中国低5%,比美国低9%,比波兰低10%。比韩国低11%,比巴西低了整整25%(见旁注《墨西哥:全球新星》)。

  墨西哥:全球新星

  十几年前,墨西哥的制造业发展面临严峻挑战。20世纪80、90年代,美墨边境的工业区建立起数以千计的联营工厂(maquiladora,位于墨西哥境内,属于美国公司)。随后中国加入世界贸易组织彻底改变了全球制造经济。从服装到汽车,制造所有一切的美墨联营工厂的投资和就业都蜂拥般转移到工人数量众多并且工资极低的中国。

  现在,这个局面似乎要逆转过来了。甚至在一些中国占据垄断地位的产业,墨西哥工厂的外商投资也重新呈现增长势头。例如,从2006年到2013年,墨西哥的电子产品出口额增加不止两倍,达到780亿美元。夏普、索尼和三星等亚洲企业占据墨西哥电子产品制造业投资的三分之一,而十年前这个比例仅为大约8%。墨西哥咨询公司IQOM指出,事实上,中国电子产品制造产业的最大投资者、台湾电子产品制造巨头富士康技术集团公司是墨西哥第二大出口企业,仅次于通用汽车。富士康公司称墨西哥奇瓦瓦州圣赫罗尼莫的富士康工厂拥有5500名工人,每天出口800万个人电脑,目前工厂正处于大规模扩张中。

  促使墨西哥制造业复苏的是成本竞争力变化。波士顿咨询公司全球制造业成本竞争力指数显示,十年前中国的平均直接生产成本比墨西哥低6%,而现在墨西哥则估计比中国低4%。其实墨西哥制造业成本构成在我们指数全部25个经济体中提升幅度最大。

  主要原因是中国劳动力成本猛增并且生产率无法抵消由此带来的影响。而墨西哥葱004年到2014年平均制造业工资的增长有67%被生产率的提高抵消,另外11%被墨西哥比索兑美元的贬值抵消。墨西哥还得益于美国页岩天然气开发导致的天然气价格下降,自2004年来,墨西哥工业用天然气价格下降37%,使墨西哥相对其他大部分出口经济体具有能源成本的优势。

  除了成本以外,还有几个因素也有利于墨西哥。墨西哥与44个经济体(比任何其他经济体都多)签订了自由贸易协议,其中包括《北美自由贸易协议》,这使得墨西哥商品能够免关税进入美国。

  墨西哥人职业道德很强。相比世界经济合作与发展组织(OECD)其他任何他经济体的人民,墨西哥人的年均工作时间都更多,并且劳工冲突较少。大部分墨西哥制造企业都懂得如何通过减少滥用药物导致的暴力行为,从而消除安全风险,不过它们仍然需要对此保持警惕。

  墨西哥在交通运输设备、家用电器和计算机硬件等很多工业产业中正经历快速增长。全球顶尖汽车零件制造企业中有89家在墨西哥设有工厂,有70家在墨西哥设有装配线或生产相关组件。

  墨西哥总统恩里克·佩纳·涅托(Enrique Pena Nieto)可能通过促进基础设施发展、完善投资环境和降低能源成本来进一步提高墨西哥的竞争力。例如,墨西哥能源产业向私营开发者开放页岩天然气和海上石油的开发权的做法将提高墨西哥能源成本竞争力。这一做法可能加强墨西哥作为全球制造业新星的地位。

  -Eduardo Leon(波士顿咨询公司驻墨西哥蒙特雷办事处的合伙人兼常务董事,负责公司在墨西哥的业务)

  从2004年到2014年,美国与其他高度发达的经济体之间的制造业成本差距大幅扩大。目前,美国的平均制造成本估计比英国低9%,比日本低11%,比德国低21%,比法国低24%。在较大的发达出口经济体中,只有韩国的平均制造成本与美国接近,韩国的平均制造成本仅高于美国2%。事实上,正如波士顿咨询公司在之前的研究中讨论到,美国已经成为发达经济体中制造业成本最低的经济体(见波士顿咨询公司报告《美国出口增长的背后:美国作为全球最低制造业成本的发达经济体》,2013年8月)。同时,美国实现制造业成本大致与东欧经济体持平。美国与中国的制造业成本差距也在快速缩小,如果这一趋势持续10年,那么这个差距将会在十年内消失。

  劳动力是美国提高竞争优势的关键。美国是发达经济体中劳动力市场是最灵活的。在全球前25位制造业出口国中,美国在“劳动力监管”方面排名最前,工人生产率也最高。美国生产的很多产品根据生产率调整后的劳动力成本估计比西欧和日本低20%-54%。

  美国获得巨大的能源成本优势是最近的事情。虽然全球工业用天然气价格都在提高,但自2005年以来由于美国正式开始重新开采地下页岩天然气资源,美国的天然气成本却下降50%。目前,中国、法国和德国的天然气成本对于美国不止3倍,日本的天然气成本甚至接近美国的4倍。由于页岩天然气还是化工产业等产业的重要进料,因此低成本的页岩天然气还有助于使美国的电价低于大部分其他主要出口国。这对钢铁和玻璃等能源密集新产业来讲就有巨大的成本优势。天然气成本仅占美国平均制造成本的2%,而电力成本仅占1%。但在大部分其他主要出口国中,天然气成本占平均制造成本5%-8%,而电力成本占2%-5%。(见波士顿咨询公司通讯《几乎所有美国制造企业都得益于低成本天然气》,2014年2月13日)。

  由于美国天然气储量广泛分布,价格预计将在未来几十年保持在每1000一立方英尺4-5美元以内。另外,由于还需要一段时间其他经济体才掌握开采页岩天然气的能力或者美国才出口国内的页岩天然气,所以至少在未来5-10年北美仍然占据主要成本优势。

不属于上述四种模式的几个经济体成本变化

注:该指数只反映四类直接生产成本。原材料投入和机器工具折旧等其他成本不另作区分。成本结构在根据所有产业加权平均计算。

1从2004年到2014年指数中的比例变化取四舍五入。

2已根据生产率调整。

  也有几个领先的制造业出口经济体不属于上述四种模式,因为它们的成本结构的变化没有呈现上述明显模式(见图9)。虽然德国和日本相对英国、美国和荷兰的优势也有所减弱,但德国和日本相对中国、巴西和很多欧洲经济体则保持了优势或者优势增强。另外,韩国和台湾相对美国、印度和印度尼西亚的成本竞争力减弱,但这两个经济体在中国、俄罗斯、泰国、波兰和捷克共和国等新兴市场占据重要份额,并且相对巴西、澳大利亚和法国的优势大幅增强。虽然自2004年以来,加拿大相对美国的成本竞争力减弱11%,但加拿大的优势并没有继续削弱,因为它也得益于天然气成本的下降。

注:我们参考的指数包括:透明国际“2013年廉洁指数”、经济学人智库“2013年整体商业环境排名”和世界银行“物流效率指数”。

  适应快速变化的成本竞争力

  过去的世界观把世界分成高成本制造业地区和低成本制造业地区,这个观点在过去三四十年对企业来讲是适用的。但正如上述我们通过波士顿咨询公司制造业成本竞争力指数观察到情况,企业应该用新的眼光看待这个世界。

  十年前,很少人预测到发达地区和发展中地区同时发生的工资和能源成本持续而又巨大的改变。但在变幻莫测的全球经济中,有理由相信这种变化将持续下去并且各个经济体的相对成本竞争力将出于动态变化中。无论是企业还是政策制定者都不能满足于现有的竞争优势。

  成本竞争力落后的经济体需要马上采取行动避免制造业竞争力进一步减弱,而那些领先的经济体也不可以固步自封。

  成本竞争力的变化对全球运营的制造企业有深刻启发。这些启发包括:

  》提高生产率。由于过去发达经济体和发展中经济体的巨大工资差距在缩小,提高每个工人的生产率成为获得全球制造业竞争力的重要因素。企业应该重新评估提高自动化和其他可以大幅提高生产率的措施对成本带来的好处。

  》思考整体成本。虽然劳动力成本和能源成本等直接生产成本仍极大地影响制造业的选址决策,但充分考虑其他因素也非常重要。例如,物流、企业效率的障碍以及管理越来越长的全球供应链的隐形成本和风险都可能抵消劳动力成本和汇率方面的优势。考虑缩短供应链的隐性成本优势也很重要,例如:进入市场速度更快、灵活性更高和根据特定市场定制产品的能力更强。

  》考虑更广泛供应链的意义。虽然目前某些经济体直接生产成本相对较低,但企业还必须考虑零件和材料的需求。也许企业现在还没有找到可靠的本地供应商。但在某些情况下,价值链断裂可能导致物流成本提高或者额外的关税或其他成本。企业要从端到端供应链的角度来理解它们形成网络的决策,从而避免意外风险。

  》完善商业环境。企业应该与业务所在经济体的相关监管部门和政策制定者保持沟通,说服它们减少企业经营的困难并采取发展基础设施和减少腐败等措施提高经济体的全球竞争力。

  》重新评估企业商业模式。想用同样的工艺和原材料就“面面俱到”的模式肯定不是最佳的选择,企业应该充分利用本地生产的优势,考虑对产品或商业模式进行调整以更好地满足本地需求。例如,使用本地供应的不同材料或者在资本设备成本低于劳动力成本时利用机器人和3D打印等制造技术更为合理。相比在其他地方使用同样的材料和工艺,作出类似的改变将使企业更好地满足本地市场的需求。

  》调整全球网络。企业是时候重新评估企业的全球生产运营和采购网络,并使它们与全球制造经济转移相适应。明确全球各个地区目前和未来的产品需求,在全球选择最佳的商品和服务供应商。

  对很多企业来讲,全球制造经济转移要求它们用新思维洞察世界,而不是把世界看作仅仅划分为低成本和高成本两个方面。制造业投资和采购的决策应该更多地根据对各个地区竞争力的最新的、准确的理解。那些用过时的成本竞争力理念发展生产能力的企业,那些无法把长期趋势运用到自身场景中的企业,很可能在未来二三十年处于劣势;而那些根据全球制造经济转移调整业务的企业,那些灵活应对经济转移的企业,则很可能成为赢家。

说明:

该文章是工业4.0研究院翻译的BCG研究报告,为了方便大家进一步分析学习需要,原文也发布到工业4.0创新平台上,The Shifting Economics of Global Manufacturing

工业4.0时代的模式变革及实践

  文 | 胡权:工业4.0研究院院长兼首席经济学家,本文发布在2015年7-8月刊《清华管理评论》

主题为工业4.0的《清华管理评论》

  按照德国对工业革命的阶段性描述,人类社会将逐步跨越工业3.0阶段,走向工业4.0时代。在工业4.0时代,除了生产力获得巨大提升,同时还会有商业模式的巨大变革。与时共进的企业家可以洞悉工业4.0新的价值创造方式,为自己找到新的竞争优势。

  虽然工业4.0时代具有诸多独特之处,但它仍然具有一定的经济及发展规律,企业家需深刻认识这些规律,及时调整自己的生产经营方式,为新时代的竞争做好准备,成为工业4.0时代的弄潮儿。

  一、工业4.0时代的基本特征

  人类社会发展的最大约束是技术的限制,虽然人们可以憧憬一些美好的生产或生活方式,但如果当时的技术不能支撑这些价值创造方式发生,这些美好的前景也只能存在于想象之中,并不能变为现实。工业4.0时代是人类社会发展的全新阶段,由于新技术的进步及应用,导致人类社会发展的约束条件发生了改变,从而为新的价值创造方式提供了基础。

  什么是第四次工业革命

  从德国工业4.0平台(Platform Industrie 4.0,德国各协会及企业联合成立的负责工业4.0相关体系研究及推广的一个组织)提供的定义来看,人类社会目前经历了三次工业革命,并正在迈向第四次工业革命。对于250年前发生在英国的第一次工业革命,以及150年前开始的第二次工业革命,学界及产业界几乎没有任何异议。

工业革命的技术及管理特征

  对于第三次工业革命,目前有两种说法:一种是美国一位能源专家写了一本名为《第三次工业革命》的书,把未来以能源互联网为基础的社会称为第三次工业革命;另外一种说法是,哈佛商业历史学家阿尔弗雷德·D·钱德勒在《信息改变美国:驱动国家转型的力量》一书中提出,“按照最初的构想,我们想把书名定为《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》”,可见德国借此明确提出以PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)为代表的工业3.0,是有一定的学术研究基础的。

  对于工业4.0,德国工业4.0平台明确定义为第四次工业革命。从工业革命的定义来看,仅仅是生产力的提升,那还只是量变,不能称为工业革命,必须有生产关系(管理变革)的改变,我们才可以称为工业革命。

  在第一次工业革命发生的时候,主要的技术创新是机械化的应用,与此相伴的是工厂的出现,并形成了一个人类社会从未出现过的阶层——工人,这对于人类社会来讲是一个革命,因为它影响到了人类社会的发展。在第二次工业革命的时候,按照钱德勒的说法,由于工业化进程继续推进,电气化和自动化的广泛应用,大规模生产开始出现,这要求有专业的管理人员来对工厂进行管理,至此,人类开始利用专业管理人员来对工厂进行管理,这大大提高了工厂的管理效率。在第三次工业革命的时候,其主要的技术创新是信息化的应用,对于第三次工业革命的生产关系改变,目前没有看到专门的文献进行解释,工业4.0研究院根据大量资料研究认为,信息工作者的出现,可以作为第三次工业革命生产关系改变的代表。

  基于以上三次工业革命的认识,我们可以对第四次工业革命进行描述,第四次工业革命是第三次工业革命之后的一次新的工业革命,它主要以CPS(Cyber-Physical Systems,信息物理融合系统)为核心技术特征。笔者认为,第四次工业革命带来的管理变革,很可能是出现新型的工作者,这种工作者可能是社会的每一个人,这主要是由互联网在生产制造领域的应用所带来的。

  因此,对于德国工业4.0平台提出的工业4.0概念,应该以一个时代来认识,其中既有技术创新所带来的生产力提升和商业模式的改变,同时也有生产关系或管理变革发生。本文主要关注工业4.0时代模式变革的规律及应用。

  工业4.0的三个高度化

  基于工业4.0研究院的研究成果,工业4.0时代具有三个高度化技术特征,也就是高度自动化、高度信息化及高度网络化。一般来讲,自动化是工业2.0时代的特征,而信息化是工业3.0时代的特征,在工业4.0时代,自动化和信息化将继续深入发展,形成高度自动化和高度信息化,同时工业4.0时代还将由于各种设备和系统实现了联网,具有高度网络化的特征,这是工业4.0时代独有的技术特征。

工业4.0的三大高度化技术特征

  目前研究领域没有专家对工业4.0的技术特征进行清晰的描述,特别是针对中国的语言习惯(例如,信息化在西方语系中称为数字化),更是缺乏明确的说明。笔者结合中国对工业化和信息化等专有名词的描述,设计了三个高度化的判定标准,也就是说,我们可以利用三个高度化技术特征来对企业实践进行工业4.0判定。

  首先,我们来看看高度自动化的判定标准。自动化是第二次工业革命主要的技术创新,通过电气化的应用,实现了大规模流水线作业,这大大释放了机器的力量,避免了人的体能等约束带来的限制,因此,其生产力大幅度上升。我们可以从福特汽车自动化流水线作业的案例看到,自动化流水线给生产制造领域的效率提升带来巨大改变,正因为这种大规模制造的出现,使得普通人也可以买得起汽车。

  在工业4.0时代,自动化还会继续发展和应用。从技术发展趋势来看,自动化将呈现智能化的特征,大量的智能机器人的应用,将导致自动化生产线更具有柔性,可以实现多种产品的生产,同时随着生产制造现场的自动化设备集成度增加,实现所谓高度自动化,大量的工作将主要由自动化设备来实现,这为无人化工厂的出现提供了可能。

  其次,对于高度信息化的判定标准,我们需要认识到,生产制造企业的信息化,一般可以通过经营管理系统和生产制造系统来实现,前者主要体现为ERP、CRM和HRM等系统,而后者主要体现为PLM(Product Lifecycle Management,产品生命周期管理)、MES(Manufacturing Execution System,制造执行系统)及DNC(Distributed Numerical Control,分布式数控)等系统。具体来讲,经营管理信息化系统主要是为了实现涉及非生产现场的管理内容,而生产制造信息化系统主要是为了解决产品核心价值创造过程的管理,例如产品的研发设计、生产制造等。

  与自动化类似,信息化在工业4.0时代也将继续发展,它将主要以更加高度的集成为特征。一些提供智能工厂或数字化工厂解决方案的企业,把ERP、PLM、MES及SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,数据采集与监视控制系统)等系统集成到一起,形成一个完整的解决方案,称为数字化工厂解决方案,的确是一个可行的方式。不过,高度信息化集成带来一个困难,针对具体的企业需求,供应商还需要进行一定的定制化开发和优化。

  最后,我们来看工业4.0时代的高度网络化特征,这是工业4.0时代独有的特征,是工业2.0和3.0都不具有的,同时也是互联网技术在生产制造领域应用的结果。需要指出的是,与传统主要服务于消费领域的TCP/IP协议组为核心的消费互联网技术不同,工业领域需要具有不同技术指标的工业级互联网,诸如实时性、安全性等特定的技术指标要求,是工业4.0时代的高度网络化所体现的一些不同。

  综上所述,工业4.0时代具有所有工业革命所具有的基本特征,那就是生产力和生产关系都会发生改变,同时工业4.0时代也具有三个高度化特征,其中高度网络化体现了互联网技术在生产制造领域的渗透,这也是工业4.0时代的最大技术特征,它带来的模式变革将是我们最应该关注的焦点。

  二、基于价值的商业模式变革

  在具有三个高度化特征的工业4.0时代,传统的以专业分工为核心的工业价值创造体系将发生改变,发生这种改变的根本原因是约束生产经营模式的条件发生了改变,其中,高度网络化的作用最为明显。由于价值创造体系发生了改变,以此为基础的商业模式就具有了变革的可能。

  全新的工业价值生态

  正如前文所述,自动化和信息化在工业革命的不同阶段大大释放了生产力,解除了人类社会发展的一些约束条件,促进了生产制造能力的大大提升。同样,网络化在工业4.0时代,将再次解除人类的约束,形成新的生产能力,并改变社会技术体系。

  在传统的工业革命时期,存在一个微笑曲线,其本质含义表明生产制造环节占有价值链上的份额比较少,攫取价值链上大部分价值的是产品设计及销售渠道环节。例如,苹果的iPhone产业链上的价值大部分被设计iPhone的苹果获取了,同时由于苹果主要通过自有线上和线下渠道销售iPhone,渠道上可以获得的价值也是有限的,为苹果加工iPhone的富士康等生产制造企业能够从iPhone产业链上分配的价值并不大。

工业4.0时代的价值分配机制

  在工业4.0时代,生产制造环节占取整个产业链上价值不高的现象不会改变,甚至会更为突出。业内有专家认为智能制造可以帮助企业获得更多的价值,这实际上是一种一厢情愿的想法,或者说这种想法是基于其他环节的利益相关者不愿意争取更多份额的假设,这是不成立的。

  按照迈克·波特所构建的竞争分析模型来看,通常对于一个以生产制造为核心的价值链,如果不能控制创新的环节——例如,产品设计和产品服务化,那么这个企业是不能获取较大的价值份额的,因为价值链上的其他企业不会让渡其价值的。我们从苹果在iPhone设计、制造和销售这个完整的价值链环节上的表现就可以看到这样的证据。

  为什么会出现这样的现象呢?工业革命以来,特别是第二次工业革命以来出现的专业化分工以及流水线,导致无差异化的工厂越来越突出,使得工厂拥有者难以“逼迫”供应链降价以及提高产品的出厂价,除非这家企业自己控制了设计这个环节,可以让消费者对工厂的品牌有很好的认知度。例如,家电企业海尔就拥有工厂,在市场上可以获得消费者的支持,因此还具有一定的市场定价权。

  即便在工业4.0时代实现了智能工厂和智能制造,仍然不能改变工厂的生产制造环节难以从价值链上获得更多利益的结果,由于智能工厂的标准化和网络化,也许可以把无差异化发挥到极致,从而会形成所谓商品化的结果,也就是任何一位拥有投资能力的企业家,都可以通过一定的投资购买一个智能工厂,从而为自己生产产品提供可能。事实上,诸如苹果、小米和华为,正是因为中国制造的成熟和完备,通过在产品设计和产品服务上的创新,很快成为市场上的翘楚,我们可以看到智能工厂的无差异化为他们的战略提供了可能和方便。

  正如互联网在消费领域的应用一样,互联网在生产领域的应用,将大大促进生产力的提升。更重要的是,由于生产制造的网络化,将导致原有的价值创造体系发生革命性的变化,从而会产生大量的创新商业模式,促进新工业价值生态的产生和发展。

  基本的工业4.0模式

  从德国工业4.0体系来看,将来会出现三大集成,分别是纵向集成、端到端集成和横向集成,这也反映了三大商业模式的形态。从集成发生的边界来看,纵向集成发生在车间,也就是工厂内部;端到端集成涉及到产业链,是产业链边界的体现;而横向集成是跨越了多条产业链,可以体现为产业生态的边界,这也是最大范畴的集成活动。

工业4.0时代的三大集成及模式

  集成的边界实际上代表着网络化程度的不同。一般来讲,网络化程度代表着其商业模式的复杂度,同时也代表其持续性,一个较为复杂的价值网络,可以形成更好的网络外部性,为企业提供更好的竞争优势来源,这是我们关注工业4.0时代商业模式的根本理由。

  演化经济学家威廉·拉佐尼克在《车间的竞争优势》一书中指出,迄今为止的历次工业革命,都是从车间的技术革新开始的。我们很容易理解,第一次工业革命产生工厂以来,人类社会就形成了一个个以工厂形式存在的生产单元,这也是现代工业文明的一种存在状态。在工业4.0时代,车间的革命将继续,由于网络化在生产制造价值创造体系中的存在,将产生一种新的工业价值生态,这种新工业价值生态将是人类生产力得以释放的最突出特征。

  在工业4.0时代,除了传统的车间革命,网络化为产业链的信息集成提供了便利。处于产业链上主导地位的企业,有机会后向集成供应链的信息,从而为智能工厂提供更好的原材料供应能力,为企业实现大规模定制提供可能性;另外,企业还可以利用智能工厂带来的优势,进一步延展价值链,介入到渠道服务中去,一方面可以直接通过服务互联网 (IoS,Internet of Services) 提供消费互联网类似的电子商务服务,另外一方面,考虑到智能工厂的能力,企业还可以提供应用商店,通过类似苹果App Store一样的方式,扩展产品的增值服务范畴。

  更进一步,当网络化在多个行业得到应用后,如果拥有一定的标准化数据及信息标准,不同行业代表的产业链将产生交织,形成横向集成的模式,最终促进新工业价值生态的诞生。

  从价值创造的角度来看,横向集成所产生的新工业价值生态更具有颠覆性,因为它很可能会产生在传统的产业边界内无法创造的价值。这正是横向集成所带来的优势,也是互联网技术对人类社会最大的贡献。与此对比,传统消费互联网的改变可能是微不足道的,因为人类社会的大部分价值创造,还主要发生在物理世界,高度网络化在工业领域的应用,促使了这种改变的发生。

  工业4.0模式演进路径

  从工业4.0三大基本模式涉及的边界来看,其难度各不相同。纵向集成一般可以通过工厂管理者统一要求,比较容易实现,因为工厂管理者拥有较大的资源调动权;端到端集成涉及到产业链上的不同利益相关者,因此实现的难度会增加,主要是利益的问题不容易获得统一;当然,横向集成涉及到不同行业的企业,其利益协调会更加困难,实现难度会更高。

  实际调研结果显示,目前主要的工业4.0实践大都发生在车间,体现为所谓智能工厂或数字化工厂改造,一方面是因为目前工厂的主要价值创造过程仍然在工厂,另外一方面,基于工厂边界的模式变革,相对容易实现,也容易从效率提升等方面得到管理层的一致认同。相对而言,端到端集成和横向集成涉及到单一或多条价值链,协调的利益要更多,实现起来也更不容易,在短期内缺乏恰当的技术和用户基础,还需要更多时间的试验和优化。

  一般的情况,当生产制造企业完成了智能工厂的改造,这就为企业实现模式变革提供了最基本的条件,企业会尝试走向端到端集成的模式。在实现端到端集成模式的时候,应该分为面向企业和面向消费者,因为这会影响其价值创造方式。

  针对企业的端到端集成将主要体现为制造业服务化,目前主要体现为预测性维护等增值服务,这是企业愿意为之付费的服务。为航空公司提供发动机的通用电气正是通过预测性维护,创造了上百亿美元的市场;同样,为企业提供挖掘机的三一重工,也通过类似的预测性维护服务,创造了新的服务机会。

  针对消费者的端到端集成主要体现为大规模定制及增值服务。对于面向消费者的产品,大部分消费群体有个性化产品的需求,这给生产厂商提供了创造价值的机会。例如,为消费者提供家电的海尔,就发现消费者有个性化颜色、形状及功能等多种特性的要求,而且他们愿意为此支付更多的费用。事实上,即便消费者不支付更多的溢价,企业也可以通过提供差异化的产品及服务,在市场竞争中获得有利的地位。

  毫无疑问,纵向集成和端到端集成模式变革为消费者及客户提供了新的价值,但这还是量变,如果在生产制造领域可以实现多个不同领域的融合,那么这种横向集成带来的将是全新的价值创造可能。例如,当汽车、IT和保险三大领域的企业联合起来,就可以实现提供工业云及大数据服务的IT公司从汽车制造商获得汽车实时数据,打包成一种信用服务,提供给保险公司,而保险公司可以设计新的保险产品,消费者由此获得更好更便宜的保险产品服务。

  因此,纵向集成到端到端集成以及横向集成的商业模式演进路径,能够成为工业4.0时代的主要演进路径。纵向集成将成为端到端集成和横向集成的基础,端到端集成也会促进横向集成的发生。

  三、开放驱动工业4.0模式实践

  为了获得竞争优势,企业会利用开放的方式来改变原有的价值创造方式。对于传统以车间为基础的核心价值创造过程,在短期内不太容易发生改变,但在工业4.0体系中的物联网及服务互联网领域,将产生一些新的价值创造者,它们为了追求自己的竞争优势,会利用开放的手段,加强开放战略的制定和执行。

  工业4.0时代的开放战略

  在工业4.0时代,由于其特定的高度网络化,将导致工业领域出现大量的跨越传统车间边界的价值创造过程,这些过程将导致面向价值的商业模式设计发生改变,这种改变要求企业采取开放战略。

  笔者发布在2014年第9期《清华管理评论》上的《新竞争优势:移动互联网时代的商业模式设计》一文中,曾指出了开放战略的含义,那就是把企业的核心资源能力开放出来,可以以收费或免费的方式,让利益相关者使用,从而推动获得开放资源能力的企业创造新的价值。一般情况下,采用开放战略的企业都是为了实现自己的核心产品或服务的创新,而为自己创造良好的生态环境,推动产业生态良性发展。

  与互联网领域的极端开放模式不同,处于生产制造领域的创新企业,会很小心地界定开放模式的实施边界,因为只有通过恰当的边界设定,才可以保护核心价值创造者有足够的动力去创新,同时也可以为自身找到重新分配生态价值的机会。更重要的是,新玩家可以通过开放模式的逐步演进,保证整个生态的有效,避免伤及自身利益。

  对于开放模式的边界选择,需要遵循一定的规则。简单地讲,应该遵循三大基本商业模式的演进路径,即纵向集成、端到端集成和横向集成。由于三大基本商业模式拥有自身的价值创造边界,那么在选择开放边界的时候,自然要小心翼翼,充分考虑边界的范围。

  在工业4.0时代,开放战略主要体现在底层的物联网和服务互联网,这两个层面的开放,将促进新的工业价值生态产生。

  物与物连接的物联网,能够在一定程度上实现生产能力的虚拟化,这是一个很重要的趋势,这种虚拟化有点类似云计算,云计算实现了计算能力的虚拟化,用户可以自由地按需使用计算能力,而物联网的连接,将促使生产能力的联网,从而实现生产制造能力按需使用。目前一些企业正在做这方面的工作,例如,富士康就有类似的实验项目,沈阳机床也计划推动机床的网络化,其目的也是为了实现机床生产加工能力的虚拟化。

  服务互联网是工业4.0体系中的概念,跟传统的消费互联网概念有些不同,服务互联网体现了制造服务化趋势,让传统的普通产品变成智能产品,智能产品可以不断反馈各种信息给工厂内部的服务中心,这个过程实际上有消费者及用户的参与,体现了开放战略的价值。

  利用开放战略获得优势

  目前有一些领先的企业,根据自身行业特点及企业资源能力优势,设计了新的价值创造体系,形成了独特的工业4.0模式实践,其核心仍然是基于开放的生态构建方式。例如,通用电气的Predix开放工业云平台、海尔推动的以互联工厂为核心的U+智慧生活平台、三一重工计划利用自身设备构建众创空间等。

面向价值创造的开放模式

  企业在推行开放战略的时候,一般需要把自身的核心资源和能力开放给产业链或产业生态的利益相关者,从而整体提升以自身为核心生态的竞争优势。商业发展史上不乏这样的经典案例,例如,英特尔通过购买主板厂商并把相关标准免费开放,大大促进了以英特尔芯片为核心的PC生态的繁荣。

  在工业4.0时代,高度网络化在工业领域的应用,也将促使生态型企业的出现,这也要求这些企业可以突破交易型的传统思维,切实地把构建生态作为其战略发展的核心目标。一般来讲,为了促进有利于自身的生态发展,采用开放战略的企业必须小心设定开放的节奏和范围,盲目地开放不仅不能给企业带来好处,还会冲击企业原有价值体系的稳定。

  通用电气利用自身在航空发动机领域长期积累的数据,推出了工业云平台Predix,该平台主要为航空公司提供预测性维护的服务。所谓预测性维护,就是利用部署在设备上的传感器,收集设备的各种数据,并把这些数据传送到工业云平台上去,通用电气在全球设立了多个专业的大数据服务中心,他们会对收集回来的数据进行分析,判断发动机的运行状况,提前对发动机是否维修做出决策,从而避免飞机飞行过程中出现故障,降低事故发生的可能性。

  在为自身核心产品提供预测性维护之后,通用电气积累了丰富的经验,逐步形成了“工业互联网”的概念,并联合全球一些大型企业,创建了工业互联网联盟 (IIC,Industrial Internet Consortium) ,期望为工业领域的互联网应用创建标准,延续美国互联网在工业领域的辉煌。

  国内一些工业企业也意识到开放战略的重要性,其中家电企业海尔和机械制造企业三一重工的实践值得关注。

  海尔利用端到端集成的方式,围绕互联工厂打通了供应链和电子商务,为了发挥社会的创新力量,推出了海尔开放创新平台 (HOPE,Haier     Open Partnership Ecosystem) ,有意愿参与家电设计的团队或个人,可以利用逐步完善的HOPE平台,把创意通过海尔的互联工厂生产出来,并有可能形成一个新的产品种类。

  三一重工也计划利用开放的方式,把一些剩余的产能虚拟化,让全社会有创新意愿的团队使用这些虚拟生产力,实现真正的创新创业,据三一重工负责该项目的领导透露,为了促进该项目的发展,三一集团还成立了专门的工业4.0投资团队,利用资本来推动创新项目的快速发展。

  工业4.0研究院认为,在高度自动化、高度信息化和高度网络化为特征的工业4.0时代,人类发展的约束条件大大减少,生产力将获得巨大的提升,生产方式也因为高度网络化发生根本性的改变,正因为这些改变,将给企业家带来商业模式变革的机会。企业家可以利用开放战略,推进有利于自己的新工业价值生态的产生,为企业的发展找到新的竞争优势来源。