【深度】工業4.0與世界經濟未來:概述(四)(圖)

2017-02-25 10:00 作者: 生於0715

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【看中國2017年2月25日訊】(接前文)

C、重塑製造業

工業4.0重塑製造業,不僅是技術設備更先進,人工成本更低;更重要的是,改變整個製造業形態。製造業面臨的選擇是,預測到工業4.0的變化,重新評估製造業經濟的發展方向,重塑製造業的管理模式和流程。

機器大工業生產的概念,在過去的三次工業革命過程中深入人心。 第一次工業革命和第二次工業革命,是以機器生產大規模替代手工生產的過程。從1850-60年代,流水線生產開始在美國發展,並且不斷普及,催生美國的鋼鐵、鐵路、建築/摩天大樓、電力和石油等工業的發展。進入20世紀,福特流水線生產成為里程碑,給美國裝上輪子,代表機器大工業的新階段。 通用汽車的組織和發展,可以看作產業鏈發展的開端,也是現代多元化組織管理的開端。

流水線的設計以大型機器設備為平臺,組織大量人員進行系統生產。不論勞動密集型的紡織服裝工業,還是資本密集型的汽車工業,都涉及到大量的工人。所以,機器大工業生產應該更準確地描述為,以大中型機器為平臺的大量有組織的人力生產。

在大多數流水線上,人員是主要考慮因素。 在流水線上,雖然有大量的機器,但是仍然以工人的生產為主導。所以,流水線的設計以人員為導向,不論流水線的功能和長度,都需要根據人員進行安排。在流水線設計中,首先需要明確流水線的需要完成的任務,流水線的流程時間,以及需要實現的質量;在這個基礎上,明確流水線的工作特點,需要多少人完成工作,什麼樣的人完成工作,設計流水線的長度、每個階段的功能、以及各自崗位的空間安排。

隨著產業升級,大規模產業鏈形成。產業升級意味著產品構成更複雜、產量更大、產品種類更多,因此生產分工更加細化和複雜。面對生產複雜化,初期的生產線已經無法滿足需求,因此形成產業鏈。產業鏈包括兩部分,一是工廠集群,二是工廠內的生產流水線。當產品構成和產量相乘,產業鏈發展以乘數方式增長,生產人員組織規模日益龐大。

以汽車生產為例,在最初福特建立汽車生產流水線,汽車生產主要是一個大型生產流水線。當時,汽車組件少,工人將少數組件裝在一起即可。 到21世紀,每輛汽車的零部件達到2到3萬個。 如此龐大的零部件數量,不再是一個生產流水線,而是一個擁有眾多工廠的集群流水線;在每個工廠裡,又有各自的生產流水線,工人在生產流水線上生產。1908-1927年,福特汽車共生產1500萬輛T型車。 與之相對比,豐田公司在2016年的單年汽車產量達到1000萬輛,包括幾十種車型和紛繁複雜的選配內容。以單輛汽車的複雜化,再乘以產量的增長,反映出產業升級後的龐大生產規模,以及相應的人員配置。

管理推動產業鏈發展,系統整合產業集群的組織運營。在大量工人和流水線時代,管理的重點主要包括三方面:1、管理「物」:對生產流水線的大規模設計和組織,提高效率:通過設計流水線的流程,實現生產的最大化,同時保證質量。隨著產業鏈升級,流水線被分散在工廠集群的各個廠房內。類似豐田汽車這樣的龍頭企業,總體設計工廠集群,按照豐田的生產模式和進度,指揮各設備和零部件供應商的生產,保證在規定時間內,以合理的價格和質量,生產出目標產品。2、管理「人」:一個大型企業經常雇佣幾十萬人,如果涉及到各類供應商,將涉及到上百萬人。對於產業鏈龍頭企業,不僅需要管理本企業的員工,往往還要求供應商按照自己的文化和生產特點管理供應商的員工。不同的企業可以購買相同的生產線,購買相同的部件,但是管理員工的模式不可能相同,而管理模式決定產品差異。 豐田通過自身的管理方法,支持其成為世界最大的汽車生產商。 3、管理「錢」:在大規模生產後,需要大規模的營銷和銷售手段,讓企業獲得生產收益,實現企業利潤,回報股東,支持員工收入增長。

在產業集群的基礎上,形成相應的產業經濟。 當一個地區形成工業後,隨著產業升級,逐漸形成越來越大的產業鏈,經濟體規模也逐漸增大。在經濟全球化的背景下,產業鏈不斷髮展和繁殖,佔據世界的各個市場。豐田汽車不僅在美國市場攻城略地,還散佈在很多沙漠地區。為了供應世界市場,豐田汽車不僅在日本擁有大規模的產業集群,還在主要的目標市場國家建立大規模生產設施。當產業鏈和地區經濟相結合,形成以產業集群為表現的產業經濟。不同產業、企業的產業鏈、地區經濟相互競爭合作,表現出產業經濟的不斷變化、此消彼長。

工業4.0的重大變化是,從人員為主的生產,轉向真正的大機器工業生產。 隨著工業向自動化和智能化升級,越來越多的機器人/機械手/自動工具得到應用,替代流水線上的工人。機器生產代替工人生產,主要表現在兩方面,一方面,流水線上的工人越來越少,另一方面,工人參與生產環節和內涵的不斷減少。在很多高科技、精密產品、尖端產品、以及高安全健康等級等產品的生產上,機器生產已經完全替代人工生產,無人車間越來越普及。

隨著工人減少,流水線設計和管理流程的導向也相應變化。最主要的變化是,從工人為主導,向機器為主導轉變。在前三次產業革命中,因為工人在流水線的位置是主導位置。在工業4.0時代,工人數量大幅減少,機器應用越來越多。其中,機器既包括大型整體設備和大型機械手,也包括具體崗位上的小型機械手或輔助生產設備。在生產線上,機器數量越來越多,空間越來越擁擠;同時,工人越來越少,空間越來越寬鬆。因此,流水線設計規劃從工人導向,轉向機器導向。在很少人或無人生產車間中,除了給人留出很少的檢修路徑和空間,主要的目的在於最優化安排機器。最優化的意思是,最大化利用場地空間,最科學安排機器流程,讓機器生產能夠無縫銜接,防止機器的相互干涉或者脫節。

流水線重塑和管理流程的優化,是自動化機器生產的起點。對於大機器工業生產,自動化技術並不是起點,管理流程才是。福特工廠最初以工場的方式生產,員工主要以手工的方式完成,一天只能生產11輛車。為了提高生產,福特劃分出84個區域,使用越來越複雜的設備生產,產出率大幅提高,12.5個小時能生產一輛汽車。後來,福特員工參觀屠宰場生產線,從屠宰和分割流程中獲得啟發,轉移到汽車生產線上,成為著名的福特汽車生產流水線。隨後,福特汽車的生產量大幅提升,每輛汽車生產流程只需要93分鐘,隔3分鐘就下線一輛汽車。在福特汽車組裝流水線成熟後,其產量超過其它所有汽車工廠生產的總和。當福特生產到1000萬輛時,世界上跑的汽車一半是福特車。 到1925年,福特年產汽車達到200萬輛,與最初每天11輛(一年不到3000輛)已經不可同日而語。

在工業4.0時代,管理流程和流水線重塑也是起點。德國某個屠宰場,通過流程整合,將機械設備的自動化銜接起來,形成一個設備技術含量不高,但是生產自動化水平很高的生產線。其特點是,機器流水線布局合理,流程中標準化動作的細分方式巧妙,各機器的運行相互緊密配合。只有在少數難以進行機器銜接的地方,使用很少的人力。在整個屠宰工序過程中,基本靠機器運轉,人員已經精簡到最少。部位肉分割是最後環節,因為存在大部分非標準化動作,因此雇佣較多的入手。在這個環節,如果應用智能化操作系統(攝像頭、定位軟體、機械手),能夠大部分替代人工勞動。

屠宰場的自動化/智能化流水線重塑,反映工業4.0在製造業的應用方向。福特汽車參考屠宰場的流水線,發展出汽車的流水線,逐漸演化為當今龐大而複雜的汽車產業集群。原因在於,屠宰場流程看似簡單初級,但是中間存在各種標準化和非標準化動作。其中一些非標準化動作,可以通過流程的分解,以及突破傳統工序等方法,變成標準化動作,易於工人和機器執行。在工業4.0時代,屠宰場自動化同樣存在重大的借鑒意義。自動化/智能化生產,可以總結為幾個步驟:1、低成本自動化生產線的流程設計:重新分解生產流程的每個動作,儘可能實現所有行為的連貫標準化,以利於不同工序的機器間進行無縫操作對接。流水線的動作分解越科學,低科技低成本的機械設備使用比例能夠越高,初始投資和運營維護的成本也越地,而且更加可靠持久。 2、智能化設備的應用:在必需的環節使用高成本的智能化設備,降低綜合成本,減少設備故障率。3、儘可能減少人力使用,盡最大努力實現機器生產的一體化,工人只在生產中起輔助作用,減少生產的不穩定性,降低故障率和廢品率。

管理方向的重大改變,支持自動化/智能化的普及,反過來再促進管理改變。在大量工人和流水線時代,企業需要進行流水線投資,在運營時支付大量的工人工資。這樣的經營模式決定不同方向的企業,一是大量進行流水線投資,減少人員使用和人員工資,這樣的流水線往往被稱為資本密集型;二是進行較少的流水線投資,雇佣大量的工人在流水線上工作,被成為勞動密集型。在生產過程中,企業為了降低成本,將生產線搬到落後國家,以很少的生產線投資,很低的人員工資,雇佣大量的人員在流水線上生產。 在工業4.0時代,企業大量投資在流水線生產上,即將工廠全面轉向傳統意義上的資本密集型生產。隨著管理方向著重於自動化生產線設計,以及自動化/智能化設備價格不斷降低,資本密集型生產的成本不斷提升,能夠實現自動化生產的產品不斷擴大。 隨著自動化普及,更推動管理方向轉變,降低自動化/智能化生產設備成本。

從產業鏈角度,管理也將經歷巨大的變化。在第三次工業革命發展和全球化過程中,管理主要聚焦於生產線導向的管理。 生產線導向意味著:a、大量工人管理,如何讓工人適合生產線,成為生產線上的「螺絲釘」,同時發揮一部分人的主動性。b、銷售目標管理,如果將流水線上大量生產出來的產品,銷售到大眾手中。而且,為了增加銷售,很多大量的生產的普通工業品,通過個性化概念創造,以顯得自己很有個性。c、大規模設備和物品管理,不論各種生產設備,大量的原材料和零部件,大量的半成品和產成品,還是中間商和終端的產成品和零部件庫存,其管理對於整個產業鏈也具有生死成敗的意義。如果管理不當,設備、零部件和產品,都只能按照廢品價格銷售,企業也虧損和倒閉。為了更好地生存,企業開始強化市場導向,並且研發適合市場需求的產品。但是,隨著市場競爭日益激烈,導致市場變化越來越快,越來越難以預測;同時生產線固定,生產人員固定,難以適應市場變化。結果是,在市場劇烈變化時,產品積壓,收入驟減,企業裁員(導致成本增加),生產線閑置(但仍然需要繼續付出折舊成本),繼續償還銀行本息,經常壓垮企業。 而管理無法解決市場變化,所以不論企業如何提升管理,只能解決局部問題,無法抵禦大規模的市場變化。 在工業4.0時代,隨著自動化/智能化產業鏈發展和提升,管理導向也將完全不同。

工業4.0時代,管理模式將從集群化管理轉向分流化管理。在具體生產商,管理將聚焦在三方面:a、與市場需求緊密互動,與目標客戶群共同研討產品需求,並且生產客戶真正需求的產品;而不是以市場導向的口號,加上一些噱頭,繼續向顧客推銷大型流水線上的產成品。b、快速反應的研發管理,在智能化設備的支持下,因應市場需求,快速設計和開發產品,滿足相應的市場需求;c、智能化靈活生產:應用智能化生產設備快速開模、試產和測試。調試後,利用智能化生產線的靈活特點,快速實現量產。另外,物流管理的智能化,將在更複雜的產品生產過程中,更高效管理各種物品,趨向各環節的零庫存管理。從這個流程可以看出,管理模式將從大規模生產管理主導,轉向分流化生產管理。在分流管理中,市場、研發和生產緊密銜接,及時應對市場,不必每個產品配備一套生產線,極大壓縮各個環節的積壓和浪費。隨著這樣的管理模式成熟,將形成投資適中、人員精簡、最大毛利化的定向目標銷售等特點。與落後國家的低成本密集型生產線相比,這樣的管理系統能夠通過減少流水線數量投資、減少各個生產環節的積壓和浪費,控制產品價格等方面,實現更高的綜合利潤率。

從產業經濟的角度,新的管理方向將改變製造業和產業集群形態。大多數產品可以極大精簡生產過程,縮短製造業循環。 即使是汽車這樣的極為複雜的大型耐用產品,也能夠通過智能化升級,向著集成化和分流化轉型。在智能化、集成化和分流化的推動下,產業經濟將經歷大規模重組。從地區經濟的角度,單極化產業集群將衰敗,而競爭合作式的動態產業集群將獲得發展。在不同產業集群的競爭中,優勝劣汰的競爭更加激烈。在信息技術的推動下,短暫的贏家通吃效益更顯著,贏家的熱點轉換也更快。每個產業集群、每個製造業企業都必須加速升級,以應對不斷激烈的競爭。

由於產業經濟的快速變化,世界經濟的變化速度也更快。在21世紀初的全球化經濟環境下,產業經濟支持地區經濟,進而支持不同國家的經濟。 在製造業形態巨大變化,產業集群更快速變化。關鍵在於,產業集群更加依賴地區和國家的支持,包括政治、經濟、社會、文化教育等各種條件的支持,與其它地區的產業集群進行競爭。獲得優勢的產業集群發展壯大,進而支持國家和地區經濟的發展;落後的產業集群衰敗,相應地區和國家的經濟也隨之衰敗,或者受到明顯的不利影響。

重塑製造業,意味著從業人員的大規模減少,以及人員智能構成的主要改變。 在製造業工廠中,隨著生產線的自動化/智能化改造,機器生產大量替代工人生產。在資本密集型產業中,由於不斷進行的大規模投資,生產線的自動化/智能化水平已經很高,大量替代已經基本完成,因此資本密集型產業中的機器替代相對較少。 而最具有替代潛力的領域,是傳統的勞動密集型流水線。富士康作為世界上最大的勞動密集型製造加工業企業,在中國雇工人數接近超過120萬。 富士康應用越來越多的機器人,大量減少人工使用。機器應用越多,中國的血汗工廠型經濟對富士康的整體支持也越小。更重要的是,自動化/智能化生產的成本產出效率急劇提升,分流化製造開始成形,已經接近大規模替代勞動密集型生產線的臨界點。在未來一段時間,達到臨界點後,在大量工序較為簡單的產品生產上,就會以自動生產代替人工生產。自動生產的替代越多,在產業集群中的分流化製造能力越強,反過來進一步推進自動生成。隨著自動生成日益替代人工生產。

具體地說,隨著自動化/智能化生產線的不斷擴張,大量流水線上的操作工人將失業。 同時,設計生產和優化升級自動化/智能化生產線、維護維修自動化生產線運營、操作自動化生產線運營的人群,將有更多的機會。從整體數量上,需要的工人將大幅減少。打個比方,當勞動密集型生產線轉變成全自動流水線,當減少10個流水線上組裝加工的工人,可能增加1-2個設計和支持自動化生產線的工程師/工人。

D、全面改造服務業

按照目前的概念,服務業可以分為幾大類: 1、物資流通和商業部門,包括交通運輸、郵電快遞業、商業飲食業、物資供銷和倉儲業;2、專業技術服務業,包括建築業、金融業、保險業、居民服務業、旅遊業、諮詢信息服務業和各類技術服務業等;3、社會服務業,包括教育文化、傳媒、基礎學科的科研、社會互助慈善福利等領域;4、政府服務業,政府機構、政府分支的服務機構/事業單位,軍隊警察等。

物資和商業部門是受工業4.0衝擊最早的服務業部門。 隨著網際網路的發展,網購從西方國家首先發源,在房價/商鋪租金高昂和缺乏基礎規則的中國發展最為迅猛。美國的網購雖然不如中國發展速度快,但是實體商店的銷售也在下降,也導致購物中心業態受到不利影響。隨著網購發展,消滅大量實體零售,並且在重塑零售業、商業地產、城市生態、以及大量相關行業。隨著物聯網、無人駕駛汽車和無人機的迅猛發展,將重塑中間運輸、地區倉儲和終端運輸的形態,意味著大量工作崗位消失。例如,美國有300多萬隔夜長途運輸司機,以及大量短途運輸司機,而這些司機的工作都將面臨威脅。

隨著軟體和人工智慧發展,以及自動機器和工具的發展,專業技術服務業也將經歷大規模整合和裁員。自動機器和工具發展,極大提高建築業工作效率,減少工人的需求。隨著網際網路和軟體發展,大量低級專業服務業崗位被軟體替代,例如簿記和低級會計,銀行櫃臺工作人員、旅行社訂票員等等。而人工智慧的發展,意味著大量中級專業崗位被替代,例如金融保險分析員、體檢類醫生、各種通用諮詢業人員等等。

社會服務業面臨的衝擊將更大。與專業技術服務業相比,社會服務業的崗位技能和綜合性水平明顯偏低。例如,教育領域中各級教師的技能水平低,而且技能通用性極強。隨著網際網路發展,網路交流渠道日益增多,教師的需求顯著減少。美國某位教中小學數學課程水平非常高的人,將自己的講課內容置於網路上,讓無數聽不明白課程的孩子豁然開朗。很多學校的數學老師在上課時,已經不自己講,而是放網路講課內容,然後給不懂的孩子進行解答。隨著新技術和新方法的應用,設計出更好的問題設計和解答互動方式,可以讓無數孩子自己學習,直接淘汰大量老師。 而隨著網際網路發展,大數據應用,數據雲的普及,傳媒和社會互助系統已經經歷巨變,而且未來的變化更大,大量淘汰傳統媒體和互助系統。

政府職能與社會經濟形態相匹配。在農業社會,政府呈現明顯的等級制度。不過,即使是集權政府,政府規模也較小。進入工業社會,政府規模越來越大。即使在所謂的自由民主社會,政府規模也比農業社會大得多,集權程度更大,甚至出現共產主義的極權社會。 而支持大政府的基礎,則是大規模生產的農礦業、工業和服務業。 隨著工業4.0的快速發展,大量智能軟體和自動機器人改造各個產業,並且大量裁員。結果也將全面影響社會,進而改變政府形態。從意識上,政府是最拒絕改變的系統,政府中的各個利益集團,都希望固守過去的模式。不過,一旦政府改變,也將是全面、重大、甚至徹底的改變,例如改朝換代。

(待續,中國經濟文化研究所供稿)


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