泉源/工业精神（ID：IndustrieGeist）
作者/吴昊阳
封面/图虫创意
据专家说从今年最先，制造业（实体经济）或将面临延续十余年的下滑。其中诸多因素不必多说，就局势而言全球或区域经济之涨跌升降也都是客观规律。然而，不管大的经济周期若何转变，中国的制造业似乎一直都处于纠结和挣扎之中：普通员工不用说，天天起早贪黑加班熬夜都是常态，老板虽说有些年份挣了些钱，但天天也是疲于奔命，耗肝耗肾。经由40年的高速生长，我们终于意识到：瓶颈真的到了。
中国制造若何能够快速突破瓶颈期？抛开政治、经济、文化教育等“文科因素”不谈，下面的从手艺和产业角度探讨这些问题。
1/ 全球化产业分工造成现在制造业款式
从工业1.0到4.0基本上都发源于西欧。西欧的制造企业通过“全球化”，“自动化”和“知识化”完成了对全球制造资源的整合。
全球化产业分工造成现在制造业款式
1）全球化。全球化让西欧企业能够以较低的成本支配全球的资源：从非洲、拉美、中东等区域获得能源及矿产；同时，把产物组装，测试等劳动密集型产业转移到亚洲国家。自60年代最先，西欧蓬勃经济体就最先逐渐将纺织，家电等行业转移到日本、亚洲四小龙、中国和东南亚其他国家。而产物研发，品牌运营等附加值较高的营业仍然留在了本土。该话题无须赘述。
2）自动化。这里的自动化的内在现实上包罗了“信息化”，泛指通过对生产装备和生产系统的手艺升级革新，提高生产效率和产物质量的企业运营行为。说白了就是“机械换人”和“软件换人”。
与中国现在面临的状态相同，那时的西欧及青出于蓝的日本在制造业转型升级问题上也面临着两个选择：手艺升级照样产业转移。产业转移就是上文提到的“全球化”，而手艺升级就是本段将要叙述的“自动化”。
上个世纪是工业手艺和全球化并行生长的大时代。随着逻辑控制器（PLC），运动控制器（Motional Controller）、计算机手艺、信号处置手艺、信息手艺以及互联网的成熟及其在工业领域的普遍应用，生产装备自动化水平大幅提升，泛起了诸如工业机械人、加工中央这类庞大的尺度工业装备，无人或少人工厂也越来越多。然则由于手艺和成本的制约，西欧日的制造企业并没有能力实现周全自动化，而是把自动化成本较高的装配和检测环节转移到中国和东南亚国家，把容易实现自动化的环节以及高附加值的高端制造在本土完成了手艺升级。最典型的容易实现“自动化”的生产环节包罗：高附加值工业原料，工业元器件和要害零件生产。精细化工，半导体，工业元器件生产等行业都属于这类生产环节。而这些产业都是资源密集型产业，自动化水平异常高。
3）知识化。知识化是往往被忽略的一个方面，简朴讲就是梳理和剖析实践经验，将其系统化、理论化，成为知识的历程。之后，这些知识再被包装成服务、培训、软件等产物销售给企业和机构，发生价值。
随着产物和生产系统庞大水平及手艺难度的增添，生产企业往往无法独自解决所有问题，而是讨教专业的团队，由此催生出大量的咨询公司，包罗工程、手艺、治理、信息化等方方面面的咨询。服务的环节包罗：产物研发、企业运营治理、庞大仪器及软件的研发、结构设计、新质料测试等等。
自二战以后，西方资源主义阵营的经济获得快速生长。从生产手艺的微观层面看，应该说是战争时代积累的大量军事科技，军工手艺，生产能力以及工程手艺理论迅速应用到民用领域，促进了第三次工业革命即工业3.0的发作。在这个时期也发生了许多工程理论和治理头脑。高能物理，流体力学，自动控制理论，信息论，系统工程，运筹学也都是因战争而发生。
二战竣事后，西欧国家的制造业独领风骚，大批量的高品质生产模式应该说生长到了至高无上的水平。相关的生产治理理论也完全成熟。例如，互换性，公差，尺度化，就是大批量生产模式下发生的工程头脑。同时质量控制方式、质量治理系统也逐渐完善和成型，泛起了权威认证机构和培训机构。
70年代，日本经济腾飞，东方治理大行其道，诞生了看板治理、精益生产、田口方式，全员质量治理等；90年代由于产能过剩，欧洲制造业最先了第一次转型升级，最先针对细分市场需求开发更多的产物。在那时，面向用户需求这个观点便已经成为学界热门议题。例如并行工程和迅速制造头脑就是为了知足小批量生产应运而生的；全球化异地生产使生产系统日益庞大化，迫使跨国企业接纳MRP、MRPII、ERP系统对其全球制造资源举行治理，也随之发生了一大批为企业提供战略、信息和治理服务的咨询公司，催生了制造服务业的成熟。
可以说，全球化资源配置发生了资源密集型产业，自动化和产业升级催生了手艺密集型产业，知识化则成就了由咨询公司、设计公司和研发机构组成的知识密集型产业。正是由于蓬勃国家制造业的组成以这类企业为主，利润率高，人均产值高，对从业者职业技能要求高，以是围绕制造业开展营业的企业过得都还算惬意。
2/ 制造业产业分工通用模子
上图是“制造业产业分工通用模子 ”。如图所示，制造业的任何一个细分产业都可以抽象成这样的结构：
中心的主要链条（原质料－零件生产商－部件及组件生产商－大型生产企业－用户）着眼于产物的质料转变：从采掘业、农业和化工产业生产出的原质料，经由低级加工，酿成毛坯，再由毛坯制成零件，若干个零件被拼装成部件，部件再装配成为组件，最终成为产物，卖给最终消费者，发生价值。
在生产历程中，需要有形和无形的支持。其中有形的支持主要来自装备、工具、软件及耗材的供应商，在图中底部模块示意；图中上部模块则示意无形支持，详细包罗：设计服务、手艺咨询、治理咨询、财政、物流、营销、人力资源等相关的服务和咨询。而差别的生产环节所需要的支持侧重点也差别：处于制造业上游的零件生产商所需要的服务以零件结构设计和制造工艺咨询为主，生产装备则以强调效率的成型、加工和检测装备为主。
部件及组件生产商提供的是工业产物，面向企业需求。对产物的功能性和可靠性要求较高，总体而言稳定性大于创新性。这个环节需要大量的差别种类的自动化装备，软件系统和工程手艺相关的咨询服务。
相比之下，下游产业以装配为主，面向最终消费者。这个区间的企业多半是大型甚至超大型企业，资源和劳动力投入都很大。同时，由于直接面向消费市场，以是必须能够快速对市场做出反映，产物种类多，批次多，同时批量大，治理极其庞大。
如前文所述，蓬勃国家在全球化的历程中，将不容易实现自动化的装配测试环节大量转移到中国，因此中国的优势制造产业多集中在下游，如家电、数码、家具、服装、汽车等。这些企业面向最终客户和终端消费市场，同时供应链系统又最为庞大，需要组织大量工人举行生产，而产物同质化严重，竞争猛烈，利润率不高。即便是处于产业链中游的企业也多是以规模和价钱取胜。以是中国制造业企业通常都很大，员工人数动辄上万，治理难度大。因此亟需通过互联网 、大数据、智能制造、工业4.0等观点提升企业竞争力。
而西欧企业多是集中在中上游的高附加值零部件及自动化水平较高的工业尺度件生产，以及装备、工具、软件和各种咨询服务业。规模小，定制化水平高，产物及服务附加值高，员工人数少，人均产值高，以是西欧企业并不需要一种解决庞大大型治理系统的手艺，而是需要进一步提高产物自己的设计，优化生产工艺，完善产物设计和测试系统等。
3/ 中国制造怎样才能赶超西欧？
下面这件展品十分有趣。它是我在巴黎的一个关于复合质料的展会（JEC）上看到的。它是早在18世纪，牢固翼飞机观点刚刚泛起时，由法国军方支持的探索性项目。航行器形状类似大蝙蝠，前端装有两个螺旋桨，由一个粗笨的内燃机驱动，而这个飞机发动机在那时绝对是最先进的军事科技，燃料是酒精。机身结构是木头，金属和棉布，也是那时最好的轻量化质料和结构设计。而现实测试时，这个大蝙蝠竟然也腾空飞起几米高，并延续飞了好几十米。
蝙蝠飞机，及其酒精动力蒸汽发动机
若是以现代的眼光看那时这个项目，绝对算是观点性高科技武器，要知道那时候蒸汽机手艺也没成熟多久，而且人类对空气动力学理论也一无所知。以是相比那时用蒸汽机驱动飞机，其手艺难度就好像把核反映堆小型化装在火箭上，试图实现曲速航行。
应该说蒸汽时代的机械工程达到了至高无上的境界。由于缺乏合适的质料和足够小的动力系统，所有的传动、控制、防护系统都需要通过纯机械的方式实现。下图是一个自行车减震设计，由于那时没有橡胶轮胎，工程师就想到了通过两层钢圈，轮毂通过气压缸（也可能是液压，法语说明看不懂）和弹簧片起到缓冲作用。固然，随着橡胶和单向阀（气门芯）的发现，照片里的手艺并没有普及应用，然则可以确信，工业革命时代的欧洲，机械工程师们完全有能力通过纯几何的方式，设计出任何需要的机械装备。
硬质缓冲车轮
由此感伤：中国对近现代科技生长的贡献度真的不大。只管不乏郑和时期“宝船”那种超级工程，然则本质上运用的是古代的木船手艺，虽然大，然则没有什么手艺突破。
经常有同伙问我，中国制造怎样才能赶超西欧？我的回覆是：其他领域不敢说，但就机械行业而言，真的很难。用更严谨的语言来回覆：除要害战略性行业（如军工，航空，航天，核能，船舶，铁路）外，传统机械手艺及相关领域，中国不适合接纳周全赶超计谋。
客观地说，西欧制造业自工业革命最先就生长迅速，稀奇是经由了两次天下大战和冷战的洗礼，其整个制造业系统对中国的领先水平是全方位的。只管我国在许多领域已经取得了不小的突破，然则基础还欠稳固，要在短期内周全赶超欧洲险些是不可能的，另有相当长的路要走。
我们不妨回首日本制造的乐成经验。只管日本早在明治维新之后，一战之前就已经基本上成为工业国，其制造业基础并不弱。但经由一个世纪的赶超，即便在今天，日本的高端产物仍然无法周全进入西欧：日本的高端汽车品牌凌志、英菲迪尼怎么也无法与奔腾、宝马相比，更比不外宾利、劳斯莱斯、法拉利、保时捷等豪车；日本的发那科机械人虽然也是工业机械人四大家族之一，只管销量大，但其性能、可靠性和客户认可度仍然无法与KUKA和ABB相比。德国KUKA的工程师对日本FANUC报以不屑，而瑞士的Staubli连KUKA都看不上，更别提日系机械人了。
可以说，日本和欧洲这种高端产业之间的代差，虽然已经不大但险些仍然是不可逾越的。其基本原因不难理解：日本与欧洲制造业的研发系统、工程手艺教育和科研系统都是一样的，并无优越之处。以是后发国家若是接纳同样的系统，是无论若何也无法赶超西欧国家的传统优势制造业的。
一、越早成熟的手艺，中西方差距越大，赶超难度越大
应该说机械是工程手艺领域里最早成熟的学科。机械设计和机械制造手艺在履历了3次产业革命，2次天下大战和1次冷战的洗礼，已经生长得极其完整。日本的机械相关手艺要赶超西欧险些是不可能的义务。然则，日本在电子信息产业却并不落伍。其基本原因是日本赶上了那波手艺革命。以是对于后发国家来说科技赶超是否乐成主要取决于起步时间。好比印度的信息产业起步很早，以是在软件外包，信息服务等行业并不落伍于美国。
二、应该善于在新手艺革命时期弯道超车
老手艺总会被新手艺取代，例如上文提到的自行车减震轮，在橡胶轮胎发现之后就完全失去价值。类似地，当延时继电器发现之后，工程师就不再用机械棘轮控制时间距离；输电系统成熟后，工厂里便不再使用大型的皮带传动机构；变频器大量应用之后，机械减速箱险些在机床里消逝了；可见，机械手艺正在逐渐被电力和信息手艺所取代，就其逻辑观点可表达为：电取代热，直接取代间接。
电动车就是一个很好的例子，汽车直接由电力驱动，而不再是燃油在气缸内爆炸，这就是电取代热；同时电力通过磁直接转化为转动，不再需要曲轴连杆机构把直线运动转化为转动，这就是直接取代间接。以此为原则可以做出许多针对详细手艺的生长推测，例如机床的传动方式：随着直线电机和扭矩电机手艺的成熟以及成本的降低，未来运动机构的驱动很可能不再需要丝杠，齿条，行星齿轮这种“多余”的机械机构，而是直接通过超导磁悬浮的方式；而增式制造工艺本质上也是直接替换间接。
固然，现实的新老手艺更替会是个漫长的历程，多种手艺也将历久并行存在。对于中国来说，手艺升级和产业转型需要前瞻性，有所为有所不为。中国的科技崛起基本上与信息革命同步，因此可将生长重点放在信息、电子、半导体、生物制药等新型产业。
三、对新兴手艺投入效用更大
固然，这里并不是说传统的机械行业完全不重要，不值得继续投入，而是说当前中国更应该着眼于新手艺。
首先，新手艺并没有教科书，没有学习样板，各国基本上都在同一个起跑线上。以复合质料为例，只管西欧日相对领先一些，但中国也并未落伍许多。以是在这个领域投资重金将有可能培育出中国的行业寡头。其次，我国新手艺领域相关的人才贮备多。说白了就是中国高校更热衷于做热门前沿课题，10年前险些所有大学的自动化系、信息学院都有人工智能、模式识别之类的研究生专业，而在那时这个专业并没有太多的用武之地，但在现在这个AI泛滥的时代，这些专业的先生和结业生可谓咸鱼翻身。类似的专业另有生命科学、超导质料之类的，大量结业生在海内很难找到对口的公司，只能出国。只管学术水平乱七八糟，但这些大量的贮备人才确实也可以很大水平地支持这些新兴产业。
四、机械相关领域转型升级的详细操作
对于一样平常民用行业：放弃赶超。通过并购，手艺引进，团结研发等形式，控制一批欧洲机械相关行业的高科技企业和研究所，雇佣其手艺团队为我所用。而不再接纳入口替换等竞争头脑，将中国放在天下的对立面。由于这类行业由大量的极具手艺特色的中小企业组成，“隐形冠军”居多，议价能力弱，对中国市场依存度高，而且企业主通常难以获得暴利，以是并购乐成的可能性大。
对于敏感行业，如航空发动机、特种质料、特种制造工艺等领域，除了集中力量举行科技攻关，还可以通过对相关的生产装备和工具厂商的并购，实现产业渗透。中国现在对要害手艺的外洋并购战略意图都过于显著，因此遭到抵制也在所难免。
在第四次工业革命的大靠山下，新手艺、新产物层出不穷，而原有的产业款式也一定发生重大变化。若是在这个历程中，能够针对欧洲特定优势手艺和细分市场预见性和系统性地提议产业并购，就可能在未来的国际竞争中获得压倒性优势。而这类并购就稀奇适合面向并不为民众熟知的专业度极高的工业产物的特定细分市场。
4/ 结语
总之，手艺革命是后发国家制造业实现赶超的唯一时机。
中国制造业要真正赶超西欧，除非在传统行业里大量使用革命性的新手艺和新工艺。也就是说，现在的第四次手艺革命（不等同于工业4.0）是中国制造业的赶超时机，在新兴领域发力才是我国制造业转型升级准确的战略途径。
吴昊阳，自力学者，德国莱兴巴赫－哈缪公司（Reichenbacher Hamuel GmbH）亚太区商务总监，手艺咨询照料。莱兴巴赫－哈缪公司成立于1927年，从事周详机床，专用柔性制造装备和智能生产系统的研发和生产，同时提供全自动无人车间和智慧工厂的解决方案以及生产工艺改善，辅助工具设计，手艺平台计划，升级计谋制订等专业咨询服务。其超高精度机床被普遍应用于航空发动机零件加工，为叶片和整体叶盘周详加工领域翘楚。
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