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    工业4.0带给世界制造业范式“四变”
    作者:佚名 | 来源:cechina
    2019-03-25
    当前制造业正面临着新的范式转变。首先是,从“物理”到“信息”。以往,每当提及制造业,恐怕都认为是各种零部件构成硬件产品的核心。

     

    当前制造业正面临着新的范式转变。首先是,从“物理”到“信息”。以往,每当提及制造业,恐怕都认为是各种零部件构成硬件产品的核心。但是,随着封装化、数字化的进展,零部件生产加工技术加速向新兴市场国家转移,随之而来,零部件本身的利润难以维系。因此,发达国家制造业开始更加注重通过组装零部件进行封装化,将部分功能模块化,将系列功能系统化,来通过服务提升附加价值。也就是,未来制造业不是“卖产品”,而是“卖服务”。

    还有,从“群体”到“个体”。在发达国家,以规模化为对象的量产制造业将生产基地转移至新兴市场国家,以定制化为重点多种类小批量制造业渐渐成为主流。未来发达国家制造业就像许多专?#19994;?#20849;识那样,将在“大规模定制”的潮流下,根据多种多样的个性化需求来制化。按照定制进行生产,将会有效贯?#26500;?#32473;侧结构性改革,必然不会发生“产能过剩”的现象。

    同时,消费者本身也将有能力将自己的需求付诸生产制造。也就是,“大规模定制”随着以3D打印为代表的数字化和信息技术的普及带来的技术革新,对制造业的进入门槛将降至最低,不具备工厂与生产设备的个人也能很容易的参与到制造业之中——这样将在一定程度上带动“大众创业,万众创新”。当然,制造业进入门槛的降低,也意味着一些意想不到地企业或个人将参与到制造业,从而有可能对商业模式造成更大的、巨大的变化。

    还有一些结构性问题,如当前我国工业化和信息化两化融合的必要性、紧迫性、艰巨性以及推动深度融合的方向、重点、路径、方法等,不同行业、不同企业之间仍然存在不同认识。对于类似的重大情况变化和基本性问题,它们的意义和影响,都亟待“新产业政策”来引领行业、企业的转型发展。

    1.国际分工在变

    相对而言,许多发展中国家正处在工业化的发展进程之中,经济的崛起必定首先依托制造业。“新工业革命”在带来诸多挑战的同时,也将为发展中国?#19994;?#26032;一轮制造业发展提供许多难得“契机”。

    提到制造业不得不提微笑曲线。微笑曲线是宏碁集团创办人施振荣于1992年提出的著名商业理论,因其较为贴切地诠释了工业化生产模式中产业分工问题而备受业界认可,已经成为诸多企业的发展哲学。

    微笑曲线将一条产业链分为若干个区间,即产品研发、零部件生产、模块化零部件生产、组装、销售、售后服务等,其中组装,也就是生产制造?#26041;?#24635;是处在产业链上的低利润?#26041;?图1)。

    于是,生产制造?#26041;?#30340;厂商总是不?#31995;?#36861;求有朝一日能够走向研发设计和品牌营销两端。而在国际产业分工体系中,发达国?#19994;?#20225;业往往占据着研发、售后服务等产业链高端位置,发展中国?#19994;?#21378;商则被?#36153;?#22312;低利润区的生产与制造?#26041;凇?#22312;国际产业分工体系中走向产业链高端位置,向微笑曲线两端延伸,已成为发展中国?#19994;?#21046;造厂商?#24378;?#26395;不可及的顶级目标。

    图1 微笑曲线

    以前,许多发展中国家制造业技术含量不高,一直处于国际产业价值链的低端?#26041;凇?#20225;业?#28304;?#35268;模生产、批量销售为特征,通过规模化生产,提供标准化产品,获取行业平均利润,各企业按其所处研发与设计、生产与制造、营销与服务的产业分工位置,分享价值。处于“微笑曲线”两端的研发与设计、营销与服务是利润相对丰厚的区域,盈利模式通常具有较好的?#20013;?#24615;;而处于“微笑曲线”中间底部区域的生产与制造只能无奈地维系相对较少的利润,而且由于技术含量低,进入门槛也相对?#31995;停?#33268;使竞争更为激烈,可替代性强,从而又进一步?#36153;?#20102;利润空间——这就是工业3.0时代的国际分工模式。

    但是,随着信息技术和互联网、电子商务的普及,制造业市场竞争的新要求出?#33267;?#21464;化。传统制造业的模式是以产品为中心,而未来制造业通过与用户互动,根据用户的个性化需求,然后开始部署产品的设计与生产制造。消费者、经销商、工厂、供应链等各个?#26041;?#21033;用互联网技术全流程参与。

    过去的制造业只是一个?#26041;冢?#20294;随着互联网进一步向制造业?#26041;?#28183;透,网络协同制造已经开始出现。制造业的模式将随之发生巨大变化,它会打破传统工业生产的生命周期,从原材料的采购开始,到产品的设计、研发、生产制造、市场营销、售后服务等各个?#26041;?#26500;成了闭环,彻底改变制造业以往仅是一个?#26041;?#30340;生产模式。在网络协同制造的闭?#20998;校?#29992;户、设计师、供应商、分销商等角色都会发生改变。与之相伴而生,传统价值链也将不可避免的出?#21046;?#30862;与重构。无疑,这给了许多发展中国家参与到国际分工中高端?#26041;?#30340;机会。

    “新工业革命”时代,未来的工业体系业中,将更多的通过互联网技术,以网络协同模式开展工业生产,以开发能够完全?#35270;?#29983;产的产品,这种?#35270;?#24615;将使企业面对客户的需求变化时,能迅速、轻松地做出响应,并保证其生产具有竞争力,满足客户的个性化需求。制造业企业将不再自上而下地控制生产,不再从事单独的设计与研发?#26041;冢?#19981;再从事单独的生产与制造?#26041;冢?#20063;不再从事单独的营销与服务?#26041;?#20102;。与之对应的是,企业、客户及各利益方通过互联网,广泛地、深度地参与到价值创造、价值传递、价值实?#20540;然方冢?#23458;户得到个性化产品、定制化服务,企业获取了利润。制造企业从顾客需求开始,到接受订单、寻求生产合作、采购原材料、共同进行产品设计、制定生产计划以及付诸生产,整个?#26041;?#37117;通过网络联接在一起,彼此相互沟通,而信息会沿着原材料传递,指示必要的生产步骤,从而确保最终产品满足客户的特定需求。

    微笑曲线理论的分工模式下,企业通过规模化生产、流程化管理,提供低成本的标准化产品,获取竞争优势,企业的规模和实力发挥着决定性作用。而“工业4.0”将推动产业链和价值链的重塑,引导发达国家寻找新的市场和发展空间,促使发展中国家进行产业升级,弯道超车。也就是,随着“新工业革命”的发展,价值链中的各个?#26041;?#23558;共同创造价值、共同传递价值、共同分享价值。这样一来,对制造业“微笑曲线”这个价值链进行一次颠覆性的重塑——告别微笑曲线,这是“新工业革命”时代,未来制造业的必然趋势——产业竞争优?#26222;?#21512;重组(图2)。

    图2 国际分工的变化

    (1)竞争重点聚焦于对用户需求的及时响应。基于产品差异化战略与低成本的生产方式的并行,能否及时响应用户需求对企业生存和发展的影响至关重要。在这个过程中,消费者也讲呈现出不同类型,例如传统型消费者关注产品本身及其性价?#21462;?#20307;验型消费者青睐新技术的应?#27599;?#21457;、新潮型消费者则注重新功能等。?#28304;?#20026;契机,依据不同需求进行?#38468;?#20132;货,保障高效、优质市场供给,才能够增添更多的竞争优势。

    (2)研发设计、生产制造的区域化分工转为一体化。新工业革命中,智能机器人的大规模使用将会降低劳动力的作用,特别是随着3D打印机及相关设备的大范围应用,以往一些强调廉价劳动力、以组装制造为重点的生产区域将会失去竞争优势。与之相反,为了贴近用户并及时响应需求,设计人员与生产人员两者会趋向集中于同一区域进而实现“零距离”的互动,随时随地地组织生产,使得现有产业的区域化布局分工发生重大改变。

    2.市场结构在变

    产业政策必然要顺应市场。从消费需求来看,模仿型排浪式消费阶段基本结束,个性化、多样化消费渐成主流,行业主管机构更难选择应?#38376;?#32946;什么消费产品、不应?#38376;?#32946;什么消费产品。而从投?#24066;?#27714;来看,传统产业投资相对饱和,新技术、新产品、新业态、新商业模式的投资机会大量涌现,但是新的投资机会也意味着更大的不?#33539;?#24615;,行业主管机构更难?#20998;?#21738;些新产品、新业态、新商业模式会成功并成为市场的主导。而从技术与供给层面看,随着整体技术水平向技术前沿?#24179;?#22312;新兴技术和产业领域已经没有可供借鉴的发达国?#39029;?#29087;经验,面临着与发达国家同样的高度不?#33539;?#24615;。

    也就是说,新工业革命则会给未来产业和经济发展在新产业、技术、市场、业态、生产方式与组织方式等方面进一步带来高度的不?#33539;?#24615;,这使得基于传统产业发展经验的选择性产业政策完全失去了作用的基本前提。

    G7是指七个最发达的工业化国家(美国、日本、德国、英国、法国、意大利和加拿大)。历史经验表明,美国、日本、德国、英国、法国、意大利和加拿大等G7国家都是通过把握前三次工业革命的机遇而成功的(图3)。

    图3 G20市场规模预测

    G7时代,几乎所有的制造业企业都向往6亿人的高端消费市场。而随着G20各国消费者消费能力的提升,到2025年时有望形成50亿人的高端市场,智能产品、智能硬件将大规模涌现(图2)。智能手机、可穿戴设备之所以能够成功,不仅仅因为它们是新事物,更重要的是紧随其后的消费文化转变和社会转型——工业3.0是G7的时代,工业4.0是G20的时代!

    图4 规模不经济

    与此同时,随着市场多样化、客户多样化、技术多样化,使得生产效率不断降低,管理成本不断加大,由此会形成所谓的规模不经济(Diseconomies of scale)现象(图4)。

    所以,在市场格局的条件下,产业政策也应以市场为导向进行调整,应参?#23637;?#38469;、国内两个市场结构的变化,发挥国际、国内两个市场在优化和配置经济资源中的基础性作用,提升产业的国际竞争力。

    3.产业结构在变

    很多人从电子产业角度,开展对产业政策的探讨。电子产业市场在20世纪和21世纪正在发生翻天覆地的变化。目前的消费者随着互联网的普及,能够自己获取大量的信息,还拥有自己传播信息的能力。而且需求正接近饱和。那样一来,未来制造业就不再是单纯地“卖东西”了,还要考虑引导消费者如何来使用产品。也就是制造业服务化将成为主流。在这种大趋势之下,应该推出什么样的产业政策呢?

    大规模制造时代,传统的制造?#26041;?#21033;润空间越来越受到?#36153;埂?#25152;以,从发达国家发展先进制造业的战略规划中均可以看到,制造业的概念和附加值正在不断从硬件向服务和解决方案等无形资产转移。相对于传统制造业,如今的制造业是服务带给产品功能、控制产品、对产品构成更大影响。同时,与以往的硬件产品所不同,目前的制造业中,对产品附属的服务或者基于产品上面的解决方案的需求正在快速增加。

    对服务、解决方案业务的认识,在美国、德国、英国都已经很普遍。美国的大型企业倾向于对服务、解决方案进行行业标准化,并向新兴市场国家推广。美国通用电气公司(GE)在医?#21697;?#21153;中的举措可谓是一个典型案例。德国、英国则通常是通过销售的咨询化使得“制造业服务化”得以成功。

    在发达国家,以规模化为对象的量产制造业将生产基地转移至新兴市场国家,以定制化为重点多种类小批量制造业渐渐成为主流。未来发达国家制造业就像许多专?#19994;?#20849;识那样,将在“大规模定制”的潮流下,根据多种多样的个性化需求来制化。同时,消费者本身也将有能力将自己的需求付诸生产制造。

    也就是,“大规模定制”随着以3D 打印为代表的数字化和互联网等信息技术的普及带来的技术革新,对制造业的进入门槛将降至最低,不具备工厂与生产设备的个人也能很容易的参与到制造业之?#23567;?#21046;造业进入门槛的降低,也意味着一些意想不到地企业或个人将参与到制造业,从而有可能对商业模式造成更大的、巨大的变化。

    “个性化”首先是美国大力推进的。在美国的文化背景下,个性要比组织色彩强烈。制造业的“个性化”趋势不仅仅是美国制造业回归,制造业回归还将带动旧金?#38477;?#22823;城?#24515;?#30340;制造业盛行,一些专注于通过信息化的驱动使得生产工程高效化、专业性的小规模手工制作的制造业将在市区内盛行,它们根据消费者的需求进行柔性的定制化服务、凭借优越的设计性,与大量生产形成差异化竞争。

    所谓服务型制造,就是增加产品附加价值、拓展更多、更丰富的服务与解决方案。因为,相对于硬件,产品内置的软件、附带的服务或者解决方案通常是无形的,都是“看不见”的事物,所以称之为服务型制造。

    服务型制造中,不再将“产品”生产视为制造业,认为“服务”在制造业中不断发挥主导作用,产品产生的服务或解决方案对制造业的价值带来巨大影响。所以,未来的制造业需要?#29260;?#20256;统的“硬件式”的思维模式,而要从服务产生附加值的角度去发展制造业。未来,服务在整个制造业价值链?#20852;?#21344;的比重越来越大,呈现显著的增长趋势。未来制造业企业向顾客提供的不再是单纯的产品,而是各种应用软件与服务形态集成于一体的整体解决方案(图5)。

    图5 ?#24335;?#27969;向的变化

    ?#28304;?#35268;模量产的硬件为中心的制造业随着模块化的进展和生产设备技术的一体化,很容易进行技术转移,进入门槛低,以致于许多发展中国家都可以快速推进工业化进程。但是,近年来,发达国家不断用软件定义产品功能和性能,增强对以服务为主导的制造业创新的重视程度,使得制造业产品产生价值的来源从硬件转换到了以服务为主导,从而也提高了制造业的准入门槛。

    电子产品就是一个典型代表案例。如今的电子产品中大多预?#23433;?#20316;系统,嵌入各种软件功能,许多电子产品通过联网还能够安装更多的应用软件(APP)。目前,就连传统的制造业领域,汽车产业也不断体现出软件是决定产品价值的重要因素。例如,为了实?#21046;?#36710;的低耗?#22270;?#39542;,需要由软件来协同控制汽车零部件中的各种硬件的技术模块化,软件的效果好坏直接影响到汽车的油耗。更进一步,许多发达国家正在积极开发自动驾驶汽车,在自动驾驶汽车时代,软件在汽车中的功效比重无疑将会进一步大幅提升。

    美国企业的软性制造方面的趋势最为明显。GE、IBM等美国企业从很早就开始重视服务的作用,GE跳出制造业的思维模式,致力于软件投入。目前的GE也已经是一个数据分析、软件公司了。IBM在这一点上更为领先,认为管理海量数据的时代即将到来,因此极为重视公司在数学上的解析能力。

    在?#20998;?#30340;产业政策中,也很早就意识到未来制造业产生全球化竞争能力的根源是软件。在欧盟的框架计划中,为嵌入式软件的基础研究项目(ARTEMIS)投入高达27 亿欧元。西门?#21360;?#21338;世等大型企业摇身变为了IT企业。

    发达国家制造业的趋势中,对售后服务、客户服务和对解决方案业务的应对极为重视。未来制造业的商业模式,将不仅仅是销售硬件,而是通过销售出的硬件产品的维护等售后服务以及提供各种后续服务,来获取更多的附加价值,其商业模式将是以不断解决顾客问题为主。

    图6 从金字塔形到沙漏形

    (1)产业边界模糊化。从金字塔塔尖上将诞生服务提供商和定制化工厂,从而形成沙漏性产业机构(图6)。一方面,生产性服务业进化为制造业的主要业态,其主要业务涵盖研发设计、物流配送和营销服务等方面,两者得以深度融合;另外,对就业结构来说,生产?#26041;?#20013;新型设备的使用代替了人工劳动力,制造业?#26041;?#24403;中的劳动力需求相应减少,与此同时,伴随着服务业成为制造业主导内容,制造业的主要就业群体将聚焦于能够为其提供相应服务支持的专业化人士,这样一来,二、三产业的相对就业结构就会改变。在此条件下,低端生产工人的重要性显著下降,高端化的专业服务供给者的角色分量加重。

    (2)产业组织网络化。一方面,企业把其内部纵向链条上的生产过程向外分离,转而冀求外部供应方来供给所需产品、配套服务或应用活动,形成纵度分离;另一方面,原来的竞争对手由于产品、业务、技术的横向联络而组成一种协同竞合的网络化关系。企业外部边界的模糊化使产业组织与外部市场融为一体,并延伸到市场内部的各个方位。与网络化相对的是企业内部组织结构出现扁平化的发展趋势,表现为结构和层次简化,组织当中的等级差异被淡化,整体更具弹性和张力,有利于信息的多重传递。

    (3)产业集群的虚拟化。基于多元信息、丰富通信手段及宽广网络平台的综合效应,产业集群的集聚范围、形式表达和内容结构会发生变化,传统意义?#31995;?#29702;集群的空间局限被逐步突破并演变成为网络化集聚。充分利用网络经济创造出的先进信息和技术支撑系统,各类型的产品和服务能够在虚拟环境下再造。虚拟产业集群中的企业的?#20174;?#23588;为敏感,能够在短时间内低成本高效率地整合各种资源,开放性与灵活度非常高。这种新的资源配置方式一定意义上影响产业内部组织结构,?#34892;?#20225;业和个体从业者可以通过虚拟产业集群打破资源、原材料?#35272;道Ь常?#20174;而以?#31995;?#30340;成本高效推进新产品的制造。

    产业结构从制造业转向服务业过程中,随着互联网、机器人技术等应用范围的扩大与深化,新工业革命正在带来新产业结构的调整。为了?#35270;?#26032;时代的发展,产业结构的发展方向,应对政策首先就要跟得上,就必然要仔细的分析和思考如何制定产业政策。

    4.产品属性在变

    以往,每当提及制造业,恐怕都认为是各种零部件构成硬件产品的核心。但是,随着封装化、数字化的进展,零部件生产加工技术加速向新兴市场国家转移,随之而来,零部件本身的利润难以维系。因此,发达国家制造业开始更加注重通过组装零部件进行封装化,将部分功能模块化,将系列功能系统化,来提升附加价值。

    模块化是将标准化的零部件进行组装,?#28304;?#26469;设计产品。从而,能够快速响应市场的多样化需求,满足消费者的各项差异化需求。以往,在产品生产过程中,需要付出很多时间和成本,如果将复杂化的产品通过几个模块进行组装,就能够同时解决多样化和效率化的问题。

    但是,模块化本身不过是产品的一项功能,未来制造业将更加重视在通过模块化和封装化的基础上进行系统化,拓展新的应用与服务。如果以系统化为主导,就能相对于“物理”意义上的零部件,获取更多的带有“信息”功能的附加价值。相反,如果不掌控系统的主导权,无论研发出的零部件的质量和功能多么好,也难以成为市场价格的主导着(图7)。

    图7 产品属性的变化

    美国企业一直在研发与设计等价值链的上游部分获取附加价值,就是体?#33267;?#38754;向系统的思维模式。位于价值链上游的企业为了汲取附加价值,不应面向零部件,而应面向系统来掌控市场。GE的核心技术就是系统,该公司在上世纪80年代已经向能源系统公司转型,如今,那时积累的成功经验无疑将应用到GE大力推广的医?#21697;?#21153;等领域之?#23567;?/p>

    德国提出的“工业4.0”战略中,核心就是物理信息系统(CPS),德国的西门?#21360;?#21338;世等大型企业对系统化也已经有了高度的认识。其中,博世公?#23601;?#20986;了基于AUTOSAR国?#26102;?#20934;的封装系统,正在大力开拓印?#32676;?#20013;国等新兴市场。

    例如,美国通用电气(GE)的“工业互联网”与德国工业4.0总体上都是希望将制造过程整体性的“可视化”,来大幅提升制造业生产效率。从产业政策变迁来看,以日本为代表的发达国家开始重视通过市场竞争,提升资本运行效?#21097;?#32780;重视竞争政策。主要是采取政策,促进企业参入市场,在同一市场内,企业间互相竞争,来提升市场和产业整体的资本效率。

    但是,第四次工业革命时代,即便是没有市场竞争,?#37096;?#20197;通过“可视化”来提升资本效率。通过“可视化”,企业能够把自己的过去和将来做对比分析,通过基准化分析,赶超未来的自己。也就是,企业通过与过去的自己相竞争,就能够提升资本效率。传统市场竞争,开展竞争,同行业其他企业拥有生产设备是不可或缺的,所以,从产业整体来看,拥有过剩资本是通过竞争政策提升资本效率的不可或缺因素。“可视化”的新工业革命中,不再需要其他企业的生产设备,资本更加瘦身化,市场产业角度来看,资本运行也将提高效率。

    物联网与人工智能融入到企业业务核心之后,一直以来的企业竞争的方式将发生很大的改变。互联网以前时代,竞争企业之间业务模式差别不大,竞争的是对消费者满足程度的优?#21360;?#20114;联网后世界,基于全球市场下,设计竞争平台的企业才能胜出。

    责任编辑:焦旭

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