2015 年5 月8 日,国务院公布《中国制造2025》行动纲领,这是中国版的“工业4.0”规划。和德国目前44% 的工厂已经具备了工业4.0 的水平相比,中国达到该水平的工厂数是0。那么,阻碍我国工厂达到工业4.0水平的瓶颈是什么?在没有达到工业4.0 的水平之前,工厂应当如何发展?我在《拯救中国制造业:产业链理论实践案例》一书中提出了中国的工业3.5战略,在这里和大家一起探讨。
什么是工业4.0
在传统工业模式下,要把消费品送到消费者手中,需要经过一个固定的流程,也就是原料、机械设备、工厂、运输跟销售这五大模块。从工业1.0 到3.0,这五大环节是不可或缺的基本模块,并且是固定流程。
什么叫作工业1.0 ?就是用蒸汽推动机械化。什么叫作工业2.0 ?就是用电力推动大规模生产化。什么叫作工业3.0 ?就是用电子信息技术推动自动化。什么叫作工业4.0 呢?就是生产智能化。具体来说,就是原料、机械设备、工厂、运输、销售这五大模块不再是生产的固定流程,而是统统独立出来了,每一个模块都有自己的软件,自己的传感器,以及自己的通信系统,五大模块可以根据消费者的需求自己进行高效组合。结果就是,同一个生产线,过去只生产一种产品,而现在可以通过智能化生产出许多不同型号的产品,满足消费者的个性化需求。
德国的工业4.0
在2013 年4 月的汉诺威工业博览会上,德国首次提出工业4.0 的概念,并将其作为国家战略由总理默克尔亲自推动。根据工业4.0 提出的设想,德国将运用互联技术与高度集成化,使工厂的各个生产模块智能化,从而将工厂变为具备自律分散系统的智能工厂。
我以德国飞梭哈雷机车的生产工厂为例。在过去工业3.0 以前的时代,生产一台哈雷机车需要21 天,因为它的生产过程全部都是固定的、不可更改的。但到了工业4.0 时代,客户在早上九点下单,购买一台个人定制的摩托车,到下午三点就可以收到这辆完全按照其要求生产的摩托车。过去需要21 天,现在只需6 小时,怎么做到的呢?就是这五大模块统统激活了,可以按照客户的需求自动进行加工组合,在6 小时之内完工,这就是智能化的力量。
你会发现,在工业4.0 的时代,生产商不需要做广告,因为这个产品本身就是为客户量身定制的。生产商也不需要仓储、批发、零售,因为产品一生产出来就直接送到客户手上,这是非常有意思的。所以工业4.0打破了我们过去制造行业的传统观念,制造业“6+1”的产业链也真正实现了全产业链高效整合。并且,工业4.0 的智能化生产在大幅提高效率的同时,成本下降了大约40%,这是一个非常不得了的进步。请各位想一想,目前主要发达国家的制造业,如德国、日本、法国、瑞士、英国,它们的成本只比中国高10%~20%,如果它们全面实现了工业4.0,成本将比中国低得多,到时候我们哪还有竞争机会?因此可以说,中国推动工业4.0 是势在必行。
中国发展工业4.0 的瓶颈
德国工业4.0的核心是智能化生产,而进行智能化生产的智能工厂是由许多小的智能模块组合而成的。以中国制造业目前的实力来看,每个小模块我们都能够生产,这不是难事,已经是相当成熟的技术了。问题是如何将这些小模块整合成一个工业4.0 的智能工厂,这就是我们的短板所在。我们一定会碰到两个阻碍,一个是标准化,一个是稳定性。
第一,标准化。要将多个小的智能模块组成一个大的智能工厂,前提就是要标准化。举个例子,A 工厂生产螺丝钉,B 工厂生产螺丝刀,C工厂生产螺丝帽,那么,要确保A 工厂的螺丝钉能够与B 工厂的螺丝刀匹配,并且能够嵌入C 工厂的螺丝帽,这就叫标准化。如果这三者不匹配,那么智能工厂就搭建不起来。而这三者的匹配,可不是坐下来谈出来的,而是需要经过实际运作所积累的经验,孕育出来这样一个标准化的结果。因此,这是我们在推动工业4.0 的时候可能遇到的一个短板。
第二,稳定性。一个智能工厂的整体质量取决于质量最差的小模块,如果有一个小模块发生问题,整个智能工厂系统就可能跟着崩溃。而我们的问题就在于,目前中国制造的产品质量是不稳定的。举个例子,中国的粗钢产量是全世界第一,但我们码头的起重机用的钢索都要进口,因为中国粗钢的稳定性不达标。中国的铝产量也是全世界第一,但我们的飞机外壳用铝也要靠进口的,同样因为质量不稳定。因此,我们要推动工业4.0,首先就必须要全面提高中国制造业的产品稳定性,这将是一个艰难的挑战。
中国的工业3.5 战略:细胞式生产
德国目前44% 的工厂已经具备了工业4.0 的水平,而中国是0。那什么叫作工业3.5 ?工业3.5 是我发明的一个名词,就是在制造业还没有达到工业4.0 的水平之前,可以采取细胞式生产方式,尽量满足消费者的个性化需求。
细胞式生产最早在1960 年由丰田所提出来,但是真正进行广泛应用的是佳能。过去一条流水线只能生产一种产品。而到了细胞式生产,一条流水线上有1000 个工人,这1000 个工人分成100个细胞,每个细胞10 个人,每个细胞生产一种产品,可以生产100种产品,生产周期由两周下降到一周,这就是细胞式生产的最大优势。数据显示,佳能在采用细胞式生产的第二年,劳动生产率上涨了50%。
在中国,美的跟海尔开始率先推动工业3.5 的细胞式生产,将长控生产线改为了U 型的单元式生产线,每个U 形生产线只生产一个模块,这些模块之间可以任意组合、连接,而每种产品都是不同模块的组合。这样有什么好处呢? 一条生产线从原本支持20 多个型号的产品,现在可以支持500 多个型号,而且订单周期从15 天缩短至7 天。
例如,燃气热水器、电热水器、太阳能热水器三种产品,它们之间其实大部分的模块是一样的,只有小部分有差别。但传统制造只能由三个不同的生产线来生产,而实行细胞式生产之后,每一个模块都由专门的U 型单元生产线单独生产,客户需要什么产品就将这些模块组装成什么产品,从而大幅提高了生产效率。公司管理层也相应地分成模块经理和产品经理,一个模块经理负责一个U 型生产线的生产,而产品经理就根据消费者的需求将不同的模块组装在一起。
这里可以看出,到了工业3.5 时代,制造企业的组织管理形态也将产生重大的变化,管理层结构趋向于扁平化。海尔公司甚至推出了员工的内部“创客”计划,把每个员工推向市场变成创业者。当员工在自己擅长的领域看到了一个不错的市场机会,他们可以自己去开发新产品,并在内部召开的创客大会上演示自己的产品或创意。海尔公司按照市场化的定价方式来对项目进行估值,对确实有市场前景的项目会进行直接投资。并且在这个创业过程中,海尔从产业、品牌、市场等方面提供支持。通过这种模式,截至2014 年12 月,海尔已经有212 个小微企业,企业自主研发、生产、营销,海尔做平台生产。海尔集团2014 年全球营业额实现2007 亿元,同比增长11%。实现利润150 亿元,同比增长39%,利润增幅是收入增幅的3 倍。