2022年7月14日,寧德時代首席制造官倪軍在一個在線路演中,用最通俗的語言把制造業(yè)在各國的格局、戰(zhàn)略和未來機會、挑戰(zhàn)說明白了,其中,談到了中國從制造大國走向制造強國的七大關(guān)鍵。
之所以關(guān)注制造業(yè)、智造業(yè),因為它們對中國“國運”起關(guān)鍵性作用。而無論生活還是投資,制造業(yè)也都是我們最繞不開的行業(yè)領(lǐng)域。
對這個行業(yè)領(lǐng)域有一些基本面的理解,可以幫助我們更好地理解中國經(jīng)濟現(xiàn)狀,也可以幫助我們更好地理解基金經(jīng)理們的投資思路和邏輯。
過去兩三年,由于股價表現(xiàn)超級強勁,市場眼下對于寧德時代的估值各有評判,但是一個共識是:中國制造企業(yè)能做大做強,走向世界,是所有國人都期盼和受益的。
倪軍教授長期從事大學(xué)科學(xué)研究,近期來在工業(yè)界直接參與實業(yè)實踐,不僅是寧德時代首席制造官,也是寧德時代工程制造和研發(fā)體系聯(lián)席總裁、上海交通大學(xué)博淵未來技術(shù)學(xué)院院長。
倪軍海是世界經(jīng)濟論壇達沃斯擔任未來制造委員會的專家,曾多次受邀為中國制造業(yè)與中國科學(xué)技術(shù)中長期發(fā)展出謀劃策。
從科研到實業(yè),從國內(nèi)實踐到國際視野,全球領(lǐng)先的中國制造企業(yè)寧德時代首席制造官倪軍對于全球和中國制造的思考,值得一觀。
以下是他昨天在上海交大安泰經(jīng)管學(xué)院主辦的“安泰視界”的分享實錄。
一、制造強國的崛起之路
各位晚上好,非常榮幸受(上海)交大安泰管理學(xué)院之邀,給大家分享我多年來從事的制造領(lǐng)域的一些想法,我的題目是《制造強國的崛起之路》。
就像剛才介紹的,我算是一個跨界的人,因為我長期從事大學(xué)科學(xué)研究,近期也到實際到工業(yè)界,將我?guī)资陙矸e累的一些科研成果、思路和想法,實實在在的應(yīng)用到工業(yè)界來。
回過頭來看,這種跨界對我是非常有價值的,我今天也會分享一些個人體會,我的報告分成幾個部分:
一,回顧整個智能制造業(yè)的發(fā)展。
二,幾個主要國家的競爭策略,從中可以了解到其他國家在做什么,中國在制造業(yè)的發(fā)展上有哪些經(jīng)驗可以吸取?
三,達沃斯論壇在全球智能制造領(lǐng)域所做的最新的關(guān)于燈塔工廠的一些案例。
四,因為我除了做一些學(xué)術(shù)上研究,也參與到寧德時代的一些具體的制造業(yè)規(guī)劃以及執(zhí)行,同時,我們在杭州有一個專門從事智能制造的行業(yè),他們在能源和核電領(lǐng)域的一些應(yīng)用案例,我也拿出來分享一下。
最后,我會分析總結(jié)出我們制造強國的崛起之路。
二、每20年,一個新的制造模式被創(chuàng)造
先講第一個部分,大家可以回顧,制造業(yè)的模式經(jīng)過了多次變革。
過去100多年來,從開始的大規(guī)模生產(chǎn),到后來的精益生產(chǎn)、柔性制造、可重構(gòu)制造,到當今大家都在談的智能制造。
基本上,過去每20年,一個新的制造模式被創(chuàng)造出來。
不管什么樣的制造模式,根本上來講,我們追求的是制造成本的降低,質(zhì)量的提升,對市場的快速反應(yīng),以及整個制造系統(tǒng)的高效運營。底下支撐這些制造模式的變革,有不同的賦能因素或者技術(shù)、或者平臺。
當今大家都認可,從2020年開始,我們已經(jīng)進入到智能制造時代,智能制造和之前具體有什么不一樣,我希望能夠有機會大概做一些比較。
不管是什么樣,從工業(yè)的轉(zhuǎn)型,不管是汽車制造業(yè),或者半導(dǎo)體制造業(yè),或者航空制造業(yè)等等,或者是鋰電池制造業(yè),隨著第四次工業(yè)革命的到來,對傳統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)指標,整體是升級轉(zhuǎn)型的趨勢。
從這幾個不同的維度,從質(zhì)量、成本、產(chǎn)能、效率和有效利用率,甚至維保,你可以看看,從目前的現(xiàn)狀,大家都在追求到未來,未來追求的是零缺陷,非常精益的生產(chǎn),產(chǎn)能完全充分的利用,生產(chǎn)率的提高,以及有效利用率和預(yù)測性、智能維護等等,各行各業(yè)基本上都是沿著這條路在走。
只不過,每個行業(yè)和它自身的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和發(fā)展階段,可能在路上,大家的發(fā)展階段不同。
從制造業(yè)的整體來發(fā)展,我們也可以看到有幾個主要趨勢:
首先,經(jīng)過了過去的20多年的全球化,雖然當今世界是逆全球化的趨勢在抬頭,但是整體來講,制造業(yè)還是聚焦全球化市場以及全球化競爭,因為各個中貿(mào)易協(xié)議使得市場基本是全球打通的,你無法說我在某個市場上獨一享有某種特殊的競爭優(yōu)勢。
實際上,全球化尤其是WTO很多的制度,逼著制造業(yè)走到了全球化。
第二,市場變化非常多端,我們很難預(yù)測市場,因為多種因素都對市場造成影響。
第三個趨勢就是技術(shù)的快速迭代,尤其是進入了第四次工業(yè)革命之后,技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)分享、技術(shù)的傳播等等,也是非常迅速的。尤其是全球化以后,很多跨國企業(yè)為了快速占領(lǐng)某個國家、某個地區(qū)的一些市場,它會把最新的技術(shù)帶過去。
20年前,很多都是第二代、第三代的陳舊技術(shù)放到一些發(fā)展中國家的市場,現(xiàn)在完全不一樣,包括物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)帶來的機會。
當然,另外一個制造業(yè)發(fā)展的趨勢是,主要國家都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人才的短缺,因為傳統(tǒng)來講,整個制造業(yè)有個非常不太吸引人的,他有幾個D,一個dangerous(危險),一個dark(黑暗),工廠很多都黑暗等等。
對于年輕一代,不管是美國、歐洲、日本、中國,都面臨人才短缺的問題。
當然,還有來自于制造系統(tǒng)內(nèi)部和外部各方面的影響,尤其是,供應(yīng)鏈對整個制造業(yè)的影響是非常巨大。
我們遠的不說,就說近的,上海過去幾個月的新冠疫情,對全中國乃至全世界的制造業(yè)都帶來了巨大的沖擊。當然,戰(zhàn)爭也會對整個制造業(yè)帶來影響。
三、決定未來制造的關(guān)鍵因素不是技術(shù)!
談到一個制造強國的崛起,首先要了解,哪些關(guān)鍵因素決定了未來制造的發(fā)展?
當然,我作為一個技術(shù)人才,作為研發(fā)教授,我總歸覺得技術(shù)就是非常關(guān)鍵的,其實不然。
未來制造的很多因素的重要性,遠遠超過技術(shù)上的一些創(chuàng)新。
比方說,政府政策、貿(mào)易協(xié)議摩擦,包括貨幣、外資直接投資,當然,還有基礎(chǔ)設(shè)施能源供應(yīng),包括人才,包括薪水,包括可靠的原材料供應(yīng)以及整個創(chuàng)新生態(tài)。
這些非技術(shù)的因素,和技術(shù)創(chuàng)新是同等的重要。過去12年,我非常有幸被達沃斯論壇邀請作為一個未來制造委員會的專家,我們也做了非常多的詳細調(diào)查,對智能制造的競爭力,把全世界的100多個國家,把各個參數(shù)通過分析、比較,我們把所有國家基本上分成了4大類,有4個象限。
左底下的一些國家,他們首先目前的制造業(yè)是非常落后,或者甚至都沒有,當然,它們未來也不具備這種能力或者條件。
藍的右下角是,目前來講規(guī)模非常大,但它們并沒有準備好對未來制造業(yè)的升級轉(zhuǎn)型。
左上角的這些國家,目前雖然它的制造規(guī)模、制造體系的量并不大,但是由于第四次工業(yè)革命所帶來的一些新機遇,它們有可能變成未來智能制造主要的競爭者。
右上角這紅框里的這些國家是,首先他們目前有相當規(guī)模的制造業(yè),同時,他們也準備好了對未來制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型做準備。
把紅框里放大以后,全世界的最主要強大的國家,基本上都在這里頭。
看右圖,橫坐標是制造業(yè)的規(guī)模,縱坐標是它是否具備未來的競爭能力,在這里頭看的出來,中國雖然已經(jīng)走到第一陣容,甚至規(guī)模來講目前是最大的。
作為一個國家,中國制造業(yè)的產(chǎn)值在全球已經(jīng)遠遠超過其他國家的,中國是第一,但是對于未來,中國還有很多方面有差距。
我在這個達沃斯論壇里面,有幸參與到一些主要國家未來在制造業(yè)的一些策略討論,我們多次在柏林參加過德國的討論,東京參加過日本,在倫敦參加過英國的,當然,也有美國整個未來制造的(策略討論)。
四、德國制造業(yè)成功的秘訣和未來戰(zhàn)略:精品戰(zhàn)略、有特色的制造區(qū)、重視技工
今天選幾個國家簡單介紹一下,看看其他國家的主要競爭策略是什么。
首先,大家公認,德國是一個制造強國,它的制造業(yè)非常強大,我們在德國的柏林,和他們的企業(yè)界,包括學(xué)術(shù)界的,甚至政府官員在探討的時候,大家都想了解,德國制造業(yè)的成功的秘訣是什么?
他們認為,首先德國作為一個國家,有長期重視人才的傳統(tǒng),尤其是制造技能和知識的沉淀。在德國的高中生,也可以上大學(xué),走比較學(xué)術(shù)型的(研究),也可以走技工的渠道,從個人收入、國家對他們的認可來講,兩條路是非常均衡的。
同時,德國有一個良好的創(chuàng)新環(huán)境,以及高水平的研發(fā),比方說它有大量的政府的資金,以及個人企業(yè)之間的相互協(xié)調(diào),這對德國制造業(yè)企業(yè)的成功是非常重要的。
當然,德國作為一個歐洲中部的國家,因為它本身的國土并不大,它傳統(tǒng)上有傳承下來的出口文化,非常善于做貿(mào)易出口。
還有,他們說,德國保持了一個良好的勞資關(guān)系,也就是說他們的工人、工會,對薪酬的要求,可能比不上美國的工會強大,他們的勞資關(guān)系還比較和諧。
德國還有一系列有特色的制造特區(qū)。最后一點是我自己總結(jié)出來,他們都沒講,但我覺得,歐元區(qū)的創(chuàng)建,對德國制造業(yè)的發(fā)展甚至持續(xù)發(fā)展,起到了非常關(guān)鍵的作用。從貨幣上、市場上、低成本的勞動力以及資源上面,提供了非常便捷的競爭優(yōu)勢。
我們也和德國制造業(yè)的領(lǐng)袖們探討他們未來的戰(zhàn)略,這是他們總結(jié)的:
首先,德國工業(yè)制造業(yè)希望聚焦精品戰(zhàn)略,他的所有品牌就像底下看到的,我們看到的國際上的雖然都是車,但它的這些品牌售價,遠高于北美、亞洲的一些品牌,它是聚焦在精品戰(zhàn)略。它有精品戰(zhàn)略,它的利潤空間能夠支撐它的高水平的勞工成本。
第二個,他們希望保持創(chuàng)新優(yōu)勢,這是他們非常關(guān)注的。
第三個,德國政府也從2013年開始,就推動了一個工業(yè)4.0,實際上也就是咱們的智能制造或者物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)相關(guān)的制造業(yè)的升級轉(zhuǎn)型。
他們也建立了相對穩(wěn)定和可預(yù)測性的一些政策。德國非常擅長培養(yǎng)技工隊伍,雖然他們非常擅長,但他們也非常擔憂,他們的年輕人不太希望從事制造業(yè),這也是德國工業(yè)界領(lǐng)袖們所擔心的事情。
他們也希望能夠降低整個制造成本,尤其是能源和原材料的。當時,我們在柏林做圓桌會議時候,那時候德國政府剛剛宣布放棄核電,因為日本的福島事件之后,德國政府宣布放棄核電站,當時對它的能源成本造成非常大的影響。
這次俄烏戰(zhàn)爭之后,德國政府又宣布恢復(fù)核能源,也是因為它的能源的壓力,對他的制造業(yè)所帶來的一些挑戰(zhàn)。
五、日本制造業(yè)的優(yōu)劣勢:重視人才培養(yǎng)、最認真、對錯誤容忍度低
第二個,我想講一講日本,咱們的鄰國。
日本的制造業(yè)也是非常具有競爭優(yōu)勢的,從各個品牌大家可以看得到,日本和德國有點相似,它也是長期非常重視人才,它有制造業(yè)的國家獎。
甚至很多的日本地區(qū)城市,會舉辦一些制造技能的比賽、大賽,甚至國家的大賽。從這一點可以看出來,日本長期注重這種技能的培養(yǎng)
第二。我覺得日本的制造業(yè)非常強大,歸功于日本在生產(chǎn)管理方面具備一個非常強大的優(yōu)勢,這和底下的非常認真的勞工也有關(guān)系。
其實日本的一線生產(chǎn)員工,我看過世界上很多國家的制造工廠,我覺得,日本的勞工應(yīng)該是首屈一指的,最守紀律、最認真、最一絲不茍、精益求精在從事手上所做的工作。
作為一個島國,日本也是傳承它的出口文化,日本的市場是全球市場。
另外,日本有很多的這種隱形冠軍,很多著名的品牌,也是他們?nèi)毡局圃鞓I(yè)可以得以持續(xù)發(fā)展的一個主要因素。
但日本制造業(yè)他們的日本的領(lǐng)袖們也非常擔心。他們的擔憂有幾個主要方面:
第一個,日本的傳統(tǒng)制造業(yè)的提升靠不斷改善的文化,這和革命性創(chuàng)新的沖突是不可避免的。
第二點,日本文化對失敗的容忍度非常低的,這也不利于他們做創(chuàng)新。
當時我們在東京舉辦的圓桌會上,很多日本大企業(yè)的CEO說,首先我講的這些事情不要對外宣傳,他們說,當他們接到 CEO棒的時候,他希望在未來4~5年不出大問題,順利地把棒接給下一個CEO,他覺得他的任務(wù)就完成了。
因為他們害怕做一些大的創(chuàng)新,有可能失敗。日本文化對失敗的容忍度,和美國比起來是遠遠比不上的。
當然,日本的成本,包括原材料成本、能源成本是非常高,這是對日本的制造業(yè)帶來挑戰(zhàn)。
他們的日本的年輕一代,首先日本產(chǎn)品基本上是全球市場,但日本的年輕人過去幾十年來很不愿意離開日本,因為日本的生活足夠好,他們吃日本的食品,聽日本的音樂,講的日本話。
這些參加我們在東京舉辦的圓桌會議的日本精英很擔心,現(xiàn)在日本年輕人的英文,都不如五六十歲的人講得好,這對于日本未來對全球市場的響應(yīng),它設(shè)計的產(chǎn)品是不是符合全球不同市場的文化和需求?
還有日本的貨幣因素,以及一些其他因素。比方說韓國、中國、包括中國臺灣,這些制造業(yè)對日本有很大的追趕、沖擊,前面包括德國、美國也是競爭,它基本是兩面夾擊,從高端的,它要和那些國家比,中低端又有這么多亞洲國家來和它搶,所以,日本制造業(yè)的憂患意識非常強。
六、美國制造業(yè)的優(yōu)劣勢和未來戰(zhàn)略:基礎(chǔ)研究非常強,產(chǎn)業(yè)化沒跟上
第三個,我想講講美國制造業(yè)的一些策略。
美國制造業(yè)的發(fā)展,近期的發(fā)展從奧巴馬開始,2012年開始,在他連任競選的時候,他才意識到,選民們最關(guān)注的問題就是job,job,and job。他就覺得,要創(chuàng)造好的就業(yè)機會,離不開制造業(yè)。
從2012年開始,他成立一個跨聯(lián)邦、跨部門的先進制造國家辦公室,協(xié)調(diào)各個部委去做制造業(yè)的研發(fā)和戰(zhàn)略實施,同時,建立了一系列的國家制造創(chuàng)新中心,差不多十幾個這樣的中心。
因為美國傳統(tǒng)上在基礎(chǔ)研究非常強,但它的市場化、產(chǎn)業(yè)化的能力,比不上德國,比不上日本,這樣,造成了他們從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)市場有一個鴻溝。
不管是奧巴馬也好,還是特朗普也好,他們都希望制造業(yè)回歸,他們出了各種各樣的激勵政策來吸引制造業(yè)回歸。
特朗普上臺以后,把奧巴馬的所有政策翻了個底朝天,唯一保留的是制造業(yè),拜登上臺以后,最近也是出臺了制造業(yè)創(chuàng)新法,也是希望鼓勵美國制造業(yè)繼續(xù)發(fā)展。
值得一提的是,特朗普做了一件事,為美國企業(yè)降稅,這是非常厲害的一手。因為他把企業(yè)稅從百分之三十幾一下降了個10個點,這樣,美國制造業(yè)在全球市場上一下子就有這么強的競爭力。
此外,美國是一系列的制造策略,它不只是單的一張牌,它是一組牌,滿手的牌在打,從各個方面。
今天因為時間問題,我不會花太多時間講,網(wǎng)上都可以看得見的。
有一個最關(guān)鍵的,我要想點一點,就是美國制造業(yè)創(chuàng)新中心(manufacturing institute),它是奧巴馬開始做的。
基本上,在5年內(nèi),聯(lián)邦政府會投入7000萬美金給每一個中心,如果中心要拿的話,州政府還要匹配,包括企業(yè)參與也要匹配,實際上,每個中心差不多有上億、幾個億的美金來做這種研發(fā)。
當然,這里頭的創(chuàng)新中心,和大學(xué)里的制造業(yè)創(chuàng)新還不一樣,美國制造業(yè)基本上做前端的、基礎(chǔ)的,這個做轉(zhuǎn)化,就是我們它叫MRL 4~7等級的?;旧希菓?yīng)用研究或者技術(shù)、技術(shù)研究的轉(zhuǎn)換。
這是一個map,基本上這是已經(jīng)成立的中心,數(shù)字化制造、可持續(xù)制造等等,都有。
另外,美國政府近期來也制定了5個戰(zhàn)略領(lǐng)域:一個,公共衛(wèi)生。第二,American leadership in industrial future(美國未來工業(yè)的引領(lǐng)),這和我們要講的制造業(yè)就非常相關(guān)了。還有其他的,包括能源、太空也離不開制造業(yè),但主要的是這第二點。
關(guān)于未來工業(yè)叫industries of future。你可以看,它有AI,量子計算,包括先進的通信網(wǎng)絡(luò),先進制造以及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的一系列的系統(tǒng)。
七、中國制造業(yè)崛起的動因和挑戰(zhàn)
講到中國制造強國的崛起之路,我想首先講講,因為我是從1994年開始回到中國來參與制造業(yè)的發(fā)展。我回過頭來看,過去二三十年,中國制造業(yè)的快速發(fā)展是得益于哪些主要動因?
首先是,大家都認可,中國是巨大的市場。第二個,之前也是因為低成本的生產(chǎn)制造,創(chuàng)造了一些競爭優(yōu)勢。
我覺得,中國政府對制造業(yè)的支撐,在全世界來講都是非常強大的。
我看到很多國家的政府對制造業(yè)的支持,根本就比不上中國政府對制造業(yè)支持。
另外一點就是FDI,這一點我是覺得,可能在很多情況下被大眾忽視了,甚至有的時候政府層面也沒有認可,但我個人來看,F(xiàn)DI(foreign direct investment,外商直接投資)是一個非常關(guān)鍵的因素。
因為這個FDI帶給中國的不只是一些資本,它要在中國投資、設(shè)廠、管理,很多的技術(shù)和它的供應(yīng)鏈都隨之而來。
起初,它的技術(shù)中心只是為了支撐它的生產(chǎn),慢慢地,它的技術(shù)中心就變成研發(fā)中心,整體來講對中國整體的制造業(yè)的能力,是一個很大的提升。
對任何國家來講,F(xiàn)DI都是非常重要的,包括美國、歐洲、日本,紛紛都在制定各種吸引外資投資的政策環(huán)境等等。
我覺得,比起歐美來講,中國的員工還是非常守規(guī)矩的,我們的員工素質(zhì)整體是這樣。
當然,中國還有多眾多的區(qū)域性的制造業(yè)基地,比方說東莞、深圳這些地方,我們的三C行業(yè),包括長三角、東北、西南,每個區(qū)域有不同的側(cè)重點。
目前來看,中國的基礎(chǔ)設(shè)施是全世界是最好、最先進的,包括鐵路、港口、機場、高速公路等等,這是中國制造業(yè)發(fā)展非常重要的一個因素。
當然,中國制造業(yè)面臨著很多的挑戰(zhàn)。
第一個挑戰(zhàn)就是,大家都知道,由于全球的地緣政治以及新冠影響,整個出口市場的萎縮,以及中國過去10多年來,中國的生產(chǎn)成本快速上升,使得我們原先依賴的這種競爭優(yōu)勢已經(jīng)不存在了。
第二個,目前來講,在巨大的宏觀經(jīng)濟下行壓力下,中國制造業(yè)也面臨很大挑戰(zhàn),包括資金,包括研發(fā)投入,包括我們的供應(yīng)鏈,包括我們的勞工,各方面受到了很大的壓力。
當然,貿(mào)易戰(zhàn)、包括新冷戰(zhàn)思維,包括美國希望和中國在科技領(lǐng)域脫鉤等等,對中國制造業(yè)也帶來了新的挑戰(zhàn)。
因為我們整個的國家經(jīng)濟發(fā)展,員工的工資結(jié)構(gòu)不斷提升,必須要有創(chuàng)造出更高價值的產(chǎn)品和服務(wù),才能支撐這種勞動成本。所以,整個制造業(yè)有一種壓力叫做——往高附加值生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的壓力。
當然,環(huán)保最近一兩年環(huán)境改善的非??欤谶^去十年來,中國的霧霾,整個的對環(huán)境的土壤、對水、對空氣方面的影響很大。
在這種情況下,中國為了實現(xiàn)雙碳,政府去年拉閘限電,很多地區(qū)因為不達標或者拉閘限電,這對制造業(yè)也是造成了很大的挑戰(zhàn)。
當然我們的創(chuàng)新環(huán)境,目前來講對中國制造業(yè)也是一個非常巨大的挑戰(zhàn),尤其比起發(fā)達國家,中國企業(yè)的研發(fā)能力是嚴重的不足。
當然,也有例外,你可以說華為的研發(fā)怎么樣,或者寧德時代研發(fā)能力,這都是個例企業(yè),但絕大多數(shù)中國企業(yè)的內(nèi)部研發(fā)能力不足,投入也不足,人力也不足。
八、智能制造的全球燈塔工廠
我也講一下達沃斯論壇,基于各個主要國家都非??粗刂圃鞓I(yè)未來的發(fā)展,達沃斯論壇他也是從08 09年全球經(jīng)濟危機來的時候,達沃斯論壇意識到制造業(yè)這么重要,因為達沃斯論壇以前不涉及工業(yè)、不涉及制造業(yè),它只是搞一些全球的經(jīng)濟、政治、社會等等之類的。
從2010年開始,他們邀請我去做聯(lián)席主席,我們籌建了一個先進制造委員會,從此之后,達沃斯論壇在制造業(yè)領(lǐng)域確實做了不少的工作,其中一個主要的工作就是全球智能制造燈塔工廠項目。
我來做一個簡單的介紹,讓大家了解這是怎么一回事。
首先,一講到智能制造,10個人有10個人不同的理解,沒有一個標準答案,什么是智能制造。
我對智能制造的理解,或者說,我認為智能制造系統(tǒng)應(yīng)該具備的一些主要特征是:
首先,在我們傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)追求的質(zhì)量、成本、柔性和效率以外,還要追加對市場的快速反應(yīng)能力,抗各種干擾的能力,包括對供應(yīng)鏈的干擾,包括環(huán)境影響,設(shè)備影響,原材料影響,等等。以及系統(tǒng)能夠快速重構(gòu)、可重構(gòu)、可重復(fù)利用。
第二個,我覺得,智能制造系統(tǒng)主要生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)該具備自我感知、自我適應(yīng)、自我補償?shù)哪芰?,來?yīng)對各種生產(chǎn)環(huán)境下的變化。
因為從制造業(yè)講,人、機、料、法、環(huán),各個環(huán)節(jié)都會有不確定性,制造業(yè)的挑戰(zhàn)在這么多變數(shù),這么多不確定性下,怎么能夠保持我們造出來的產(chǎn)品一樣好,這是一個很大的挑戰(zhàn)。
當然,我們希望智造系統(tǒng)能具備自動的預(yù)測性,質(zhì)量的追溯,以求達到零缺陷。我們整個智造系統(tǒng)在設(shè)計的時候以及它的運營的時候,我希望制造系統(tǒng)具備一種所謂的工程免疫能力,達到零故障。
最后的一個計劃就是我的叫試金石,你說你的制造系統(tǒng)是不是智能化,我首先問你能不能保證首件成功,件件成功?這是對未來智造的一種想法,就是我像前面講的,10個人可能給10個不同的答案。
基于這種因素,達沃斯論壇說,我們是不是可以打造一批全球的叫燈塔工廠,讓各個制造業(yè)各行各業(yè)看到,這是一種不同的一種樣板、應(yīng)用模型,讓我們來效仿。
在這種基礎(chǔ)上,達沃斯論壇推出了Lighthouse project(燈塔計劃)。目前,全球智能制造工廠已經(jīng)涉足了22個不同的行業(yè),上百家企業(yè)已經(jīng)獲得這種認可,作為全球智能制造燈塔工廠聯(lián)盟,其中有37座工廠位于中國。
當然,這里頭并不全是中國本土企業(yè),很多都是跨國企業(yè)在中國的工廠獲得這種燈塔工廠了。
整個數(shù)字化、智能化的全球燈塔工廠,是以數(shù)字化生產(chǎn)為主,沿端到端的價值鏈創(chuàng)造過程來看,哪些地方可以用第四次工業(yè)革命的技術(shù)來改變、來創(chuàng)新,對我們傳統(tǒng)的制造,比方說研發(fā)、采購、生產(chǎn)、物流,甚至供應(yīng)鏈管理以及客戶服務(wù),這里頭有很多的運用案例。
比方說,在中國的一些企業(yè)中也可以看得到,基本上,所有的革新的故事,都是沿著如何快速滿足客戶需求,如何提升供應(yīng)鏈的韌性,如何提升生產(chǎn)速度和生產(chǎn)力。
另外,大家也越來越重視可持續(xù)發(fā)展,綠色制造、綠色能源的使用,當然,整個都是以智能化為主的。
我拿海爾舉例。海爾作為一個家電企業(yè),按理來說,這種產(chǎn)品的技術(shù)含量不是很高,但是即使傳統(tǒng)的制造企業(yè)海爾,也通過他們在沈陽的冰箱工廠,以用戶為中心,采取了很多的第四次工業(yè)革命的技術(shù)數(shù)據(jù)。
這使得它的直接勞動生產(chǎn)力提高非常顯著,使得它的整個的供應(yīng)商到客戶,端到端的連接能夠快速反應(yīng),因為你下一個訂單,它快速的反應(yīng)到上游,對生產(chǎn)的排程、制造。
九、兩個案例:鋰電池和核能的智能制造
接下來,我講一講我自己參與的智能制造兩個領(lǐng)域,也是我近期來參與到的一些應(yīng)用,一個是在新能源領(lǐng)域,一個是在核電領(lǐng)域。
先講講電池制造。鋰電行業(yè)是一個新興的快速發(fā)展的行業(yè),據(jù)我看到的一些數(shù)據(jù),上半年整個中國的工業(yè)發(fā)展,鋰電行業(yè)對整個中國的制造業(yè)工業(yè)做出巨大的貢獻。
基本上,上半年新能源汽車是一枝獨秀在支撐著中國工業(yè)的發(fā)展。
鋰電基本上就是把一些原材料,通過不同的制造工藝,把它沿著產(chǎn)線上,制造成一個可以使用的電池。
這里頭我就拿一個工藝,比如說我們最關(guān)注的涂布工藝,如何使得它制造出來的質(zhì)量一樣好。
這是一個示意圖,在這里頭我要使得達到它的質(zhì)量一致性,如何使用智能制造的一些手段來改進。因為我們知道,動力電池這種制造業(yè)追求的成品一致性是非常高的。
我從1978年在交大學(xué)機械制造,已經(jīng)做了差不多40多年了,我也接觸過很多不同的行業(yè),在我所接觸過的行業(yè)里頭,大家一講世界級的制造,都是講的six sigma,那就是說每百萬的產(chǎn)品里頭,可能有一兩個算是不良品,或者不能滿足最好的技術(shù)標準。
但是在鋰電行業(yè)里頭,寧德時代率先提出來,對質(zhì)量的追求從six sigma,直接到12個sigma。我們之前的是PPM(Part per million,即百萬分之一),每百萬個里頭允許一兩個不良品,對寧德時代來講,每10億個產(chǎn)品里頭才能出現(xiàn)1~2個不良品,它對質(zhì)量有一個極高的提升。
在這種情況下,我們就用了很多的智能化的技術(shù),對整個工藝過程進行梳理,對整個過程中任何可以影響到產(chǎn)品質(zhì)量的一些,從人、機、料返還多個方面進行梳理,打造出一種智能化的閉環(huán)的智能控制。
比方說,我們開發(fā)出來一套系統(tǒng),也是寧德時代作為整個全球鋰電行業(yè)的首家燈塔工廠。
這里頭的整個智能系統(tǒng)有一個核心,它可以全面感知、自主決策而精準執(zhí)行,這是寧德時代和安脈盛(工業(yè)設(shè)備智能維護系統(tǒng)開發(fā)商,位于杭州)合作打造出來的。
整個系統(tǒng)降低了對人員工作的強度,改善了質(zhì)量,減少了物料的消耗,這是一個典型的例子。
你可以從一個典型的例子拓展到整個涂布工序里頭,也可以從智能感知,到智能決策,到智能閉環(huán),這基本上已經(jīng)在產(chǎn)線上實施了,大量地在應(yīng)用。
第二個案例是核電,核電也是近幾年來,我和我在杭州的安脈盛團隊,他們進入到核電智能制造,因為核電里頭也是有升級轉(zhuǎn)型的。
大家都知道,核電是清潔能源里頭的最清潔的,它對環(huán)境的影響,除了它的安全性和它用過的燃料的處理保護之外,它在發(fā)電整個過程是最清潔的,它所面臨的挑戰(zhàn)就是如何保證核電系統(tǒng)的安全性。這里頭對人工智能大數(shù)據(jù)帶來了非常好的一個應(yīng)用場景。
核電里頭最關(guān)鍵就是設(shè)備,你要設(shè)備保證不出故障,之前我們核電設(shè)備的維護基本上是有問題壞了才修,或者稍微好一點的,做一些預(yù)防性維護,定期有人去巡檢,所有的設(shè)備去巡檢。
一個核電機組有上千個不同類型的設(shè)備,那怎么辦?需要很多人,成本非常高,在核電機組工作的人的成本非常高,因為整個勞保各方面,包括技術(shù)訓(xùn)練,等等,這些人要保證這些核電設(shè)備(能穩(wěn)定使用)60年,它的設(shè)計都是60年,甚至在美國、歐洲都是60年之后延壽,希望用一些新的技術(shù)能夠延續(xù)它的核電發(fā)電設(shè)備的穩(wěn)定性。
當?shù)谒拇喂I(yè)革命來了以后,我們現(xiàn)在希望通過大數(shù)據(jù)、智能傳感、人工智能技術(shù),來對設(shè)備的性能衰退進行預(yù)測,使得我們有足夠時間做運行和維護,優(yōu)化它的排程,管理備品備件,因為核電的備品備件也是非常昂貴,一個典型的機組都可能需要幾億的備品備件。
這里頭也遇到了一些困境,首先,目前這種以預(yù)防性維修為主的這種監(jiān)測方式有大量的數(shù)據(jù)分析,大量的人工巡檢,很多決策,甚至很多數(shù)據(jù)都在孤島,并沒有完整的整合起來。
另外,很多人工能做分析的,人比較善于分析低維度的一個變量、兩個變量、三個變量,等你變成20個、30個、上百個變量的時候,其實人已經(jīng)無法依賴經(jīng)驗,它就變成了一些導(dǎo)則,溫度是不是超標,或者壓力是不是保持,或者它的震動信號,或者各種電流是不是有異常,核電里頭缺乏這些。
我們就和中國核電一起開發(fā)出了一套軟硬件一體化的解決方案,部署了若干的智能傳感在整個核電機組,也利用核電技術(shù)現(xiàn)有的dcs的運行數(shù)據(jù),包括它的多變量的多維度的一些分析和建模,預(yù)測它的性能,包括它的整個的智能決策。這些都是在核電里頭大規(guī)模地已經(jīng)部署了。
比方說泵設(shè)備,這是在核電非常關(guān)鍵的一個熱交換器,你把熱的蒸汽冷卻下來,熱交換器如果維保不及時,它會影響整個核電的運行,包括它的能效。
但我們通過這種多傳感信息融合,包括時空信息的關(guān)聯(lián),包括不同異常工況,我們可以識別出來它主要關(guān)鍵設(shè)備的性能衰退。
這可以提前30天預(yù)測它的性能衰退多少,工程人員可以根據(jù)設(shè)備狀態(tài),安排合理的維保。
從這些來看,利用這種智能化的技術(shù),對一個核電的業(yè)主,或者說工廠和核電發(fā)電站來講,它提供了非常大的應(yīng)用價值。
首先,它減少了非計劃停機的概率,因為任何工廠,制造基地也好,或者發(fā)電機組也好,計劃內(nèi)停機,往往是比非計劃內(nèi)停機要更容易,更節(jié)省時間,成本越低。
因為非計劃內(nèi)停機,要問題鎖定,趕快調(diào)集人員,調(diào)集備品備件,它造成的損失非常大。
第二個,因為我可以預(yù)測了,可以實時監(jiān)測各個設(shè)備,可以降低人工巡檢的工作量。以前比方說一個人在這種關(guān)鍵設(shè)備可能一個禮拜才能巡的意思,現(xiàn)在是24小時,365天隨時可以做巡檢。
另外也縮短了,因為有大量的數(shù)據(jù),可以快速的排查,哪些地方需要關(guān)注,對另外對精準的備品備件,以及知識的沉淀以及優(yōu)化人效都有很大的應(yīng)用價值。
十、中國成為制造強國的七大關(guān)鍵
最后的還有幾分鐘,我講一講制造強國的崛起之路。
從前面整個制造業(yè)的發(fā)展,以及主要國家的競爭策略,以及達沃斯論壇所建立的各種標桿。我們也可以看到,中國制造業(yè)要發(fā)展,中國現(xiàn)在是一個制造大國,從制造大國到制造強國轉(zhuǎn)變,還是有很多的挑戰(zhàn)。
從我個人過往的經(jīng)驗,我覺得有如下幾個方面,
第一,中國要變成一個制造強國,我們要非常重視基礎(chǔ)工業(yè),把我們的基礎(chǔ)夯實。
中國現(xiàn)在的很多情況下,很多的企業(yè),包括很多地方政府有浮躁心理,大家好高騖遠,我們沒有把基本功做好。
我們的基礎(chǔ)零部件。很多的關(guān)鍵設(shè)備,我們基礎(chǔ)元器件還沒過關(guān),包括材料,包括工藝,包括它的一些基礎(chǔ)元器件,它的質(zhì)量就我們同樣我們做出來了同樣一個軸承,可能我們的軸承壽命,可能還不如世界上最好軸承的壽命幾分之一,我們要把基本功補好,把自己的技術(shù)工業(yè)做扎實。
現(xiàn)在政府一講到,要把我們的制造業(yè)從大國變成強國,大家都關(guān)注的尖端技術(shù),實際上,我覺得我們的基礎(chǔ)工業(yè)是非常關(guān)鍵的。沒有很好的基礎(chǔ)工業(yè),我們做出來的設(shè)備精度、耐用性、耐久性、可靠性,都趕不上國際前端的產(chǎn)品。
第二,我們必須與繼續(xù)加強科技研發(fā)的投入。因為中國的工業(yè),尤其是制造業(yè)企業(yè),他們自身的研發(fā)能力比較欠缺。
中國的制造業(yè)從量來講,我們做出來的是世界第一了,但是從質(zhì)量、從技術(shù)性能、從創(chuàng)新來講,其實我們和世界上一流的設(shè)備制造商、系統(tǒng)制造商、控制或者軟件等等比起來,我們還有很大的差距。
這一點,雖然政府過去一二十年來投入了大量的研發(fā),但我們的研發(fā)經(jīng)費有效轉(zhuǎn)化成果還有,還是有很大的提升空間。
第三個是人才。制造業(yè)需要的不是簡單的一個搞機械的,或者搞一個計算機的,或者就是電機的,它需要的是跨學(xué)科的、復(fù)合型的人才,如何培養(yǎng)出來這種復(fù)合型人才,我們傳統(tǒng)的這種工程教育可能需要做大的改革,做大的提升。
當然,也包括我們多層次的技術(shù)和技工人才,不能只是培養(yǎng)了一大堆的博士,沒有用的,我還要整個像金字塔一樣,人才的梯隊要建設(shè)起來。
我觀察到,最近國家已經(jīng)開始關(guān)注技工技校的投入和培養(yǎng),提升他們的社會地位,提升大家對這種技術(shù)人才的認知認可。
第四,我們要打造一個制造強國,就要打通從知識到技術(shù),從技術(shù)到產(chǎn)品,從產(chǎn)品到商品這樣一個全生命周期的環(huán)節(jié)。
只有賺了錢,公司才有錢投入到新的技術(shù)研發(fā),新的研發(fā)出來再變成產(chǎn)品,再銷售到市場,這個環(huán)要打通。否則,我們只是拿來主義用,我覺得不行。
中國很多企業(yè)自身的在知識沉淀技術(shù)的研發(fā)方面投入不夠,在中國改革開放初期,我們很多企業(yè)就是國外有產(chǎn)品來了,我們照貓畫虎,看人家怎么做,甚至說,因為他們的供應(yīng)鏈都已經(jīng)搬到中國了,我也可以找不同的供應(yīng)商,來給我開發(fā)一個底盤,給我開發(fā)一個控制,給我開發(fā)一個什么東西。
其實,我們自身的不研發(fā),不投入,光靠拿來主義,我們很快就走到一個瓶頸,無法真正掌握到整個系統(tǒng),和整個產(chǎn)品的設(shè)計和優(yōu)化。
第五,中國要建成制造強國,也要鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)業(yè),尤其是要尊重知識產(chǎn)權(quán),并強化知識產(chǎn)權(quán)的保護。
因為如果我們對知識產(chǎn)權(quán)、對IP不加強保護,誰愿意投入大量資金去研發(fā)?因為你研發(fā)好了,別人一抄就好了,你等于白投了,這點來講,我覺得對一個整個國家的發(fā)展,保護知識產(chǎn)權(quán)是非常重要的。
第六,中國很多企業(yè),包括客戶,包括政府,對軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)備的合理的價格認識不清,大家都覺得,硬件我花了100萬,看到一個設(shè)備擺在那里,這是很大的,大家覺得這個錢值。
你要給他一個軟件,一個USB,說你100萬買那個 USB,大家都覺得東西不值,軟件應(yīng)該是免費的,或者是網(wǎng)上下載就好,其實不然。
如果我們不把軟件硬件之間的關(guān)系合理的調(diào)整起來,中國很少人愿意在軟件、算法這方面投入,這也造成了目前整個中國來看的卡脖子技術(shù),所有的工業(yè)大型的軟件全是在國外的。
為什么沒有我們中國的自己的工業(yè)軟件?就是因為大家不尊重軟件的價值,整個國家社會必須要尊重(軟件)。
最后一點,我們還必須要保持改革開放的政策,積極吸引外資,也要加強國際合作,這是中國過去二三十年制造業(yè)發(fā)展的一個關(guān)鍵因素,未來必然還是一個非常關(guān)鍵的因素。
我想,中國制造強國的崛起之路還有很多困難,需要政府、企業(yè)、社會、高校多方面的合作,才能使得中國從制造大國轉(zhuǎn)化成制造強國。
中國政府也非常清晰了解到了,所以有個中國制造20、25、35、45,用多個10年,把中國制造業(yè)一步一步打造成一個世界第一陣容。