未来“网络化制造”将彻底颠覆传统_0

2019-06-12 11:38

  美国、日本和德国等发达国家,由于在制造业各方面的竞争力已经落后于中国,正面临着提高自身制造业能力的巨大压力。在未来5年内,这一竞争力的差距将愈发加大。同时,提高制造业能力对发展中国家也越发重要,特别是对像中国这样因劳动力成本在中长期内不断上升而逐渐失去其竞争优势的国家而言。

  对于发达国家和发展中国家的制造业来说,网络化制造即通过使用数据流来驱动制造业实现更好的沟通、协调和控制,具有确保其制造业竞争力的巨大潜力。制造业通过实现网络化制造能够带来更大的生产灵活性和许多其他好处。本文是在书面研究和深度采访业内专家,包括制造业专家、政策制定者和学者的基础上完成的。我们将详细分析网络化制造将带来什么,需要具备什么条件才能实现向网络化制造的成功转变,以及数字化生产对经济的潜在影响等问题。

  网络化制造体系能有效利用数据流控制和优化生产,从而使小批量生产和定制生产成为可能。反过来,这也使制造业能以更大的灵活性对市场的变化做出反应。网络化制造还能实现更高的生产效率。

未来先进制造技术

  根据德勤中国的一份研究,尽管现阶段尚处于网络化制造的初级阶段,仍有77%的中国工业机械设备制造商认为,下一代制造能力是十分重要的。然而,到目前为止,在制造商和政策制定者之间就如何转向数字化生产上却很少能达成共识,并且只有极少的一些公司开始将向数字化生产理念付诸行动。

  成功实现向网络化制造转型的先决条件之一是自由的跨境贸易和信息流动。强大的通信网络、完备的技术标准和数据的安全性则是进一步发展的基础条件。毫无疑问的是,劳动力的技能也是一个关键要素。政策制定者可以通过重点关注这些先决条件帮助经济体系营造一个向数字化制造转型的有利环境。

  虽然政府制定了许多有力的政策杠杆,但单单依靠政府的行动不足以驱动经济体向数字化制造转型。诸多向网络化制造转型的先决条件需要有公司所有者、教育界、科研机构和其他一些领域的共同努力方能得以实现。

网络化制造能使发达国家的制造业有机会通过更灵活、更有效率的生产方式来提升其竞争力。网络化制造对发展中国家而言也是一个机会,发展中国家能够在其成本优势因为劳动力成本上升而逐渐消失时,籍此维持或提高他们制造业的竞争力水平。

  专家们预测网络化制造将有效提升生产力,他们同时还认为向网络化制造转型并不会导致就业人数的显著下降。他们指出,从历史上看,制造业生产率的提升对经济增长和创造就业岗位都会产生积极的影响。

  未来

  在发达经济体的制造业产值持续下降的趋势下,他们的制造业正面临着一个新的竞争机遇:网络化制造。如果我们能使制造业变得更加聪明和实现广泛有效的互联,我们就可以将制造业更多的留在发达国家本土境内,并能围绕制造业实现更多的创新。克里斯汀.伦斯巴赫-柯纳兹,一位为经济合作与发展组织(OECD)的科学、技术和工业理事会工作的信息化专家和政策分析师这样认为。他指出:象德国这样的机械设备制造强国,已经将网络化制造视为在下一轮制造业创新浪潮中保持继续领先的有效途径。

网络化制造技术

  通过网络化制造,生产体系的不同部分能够通过数据流实现更好的沟通、协调与控制。伦斯巴赫-柯纳兹认为,数字化生产的一个关键因素是,可以使制造商驱动对整个生产系统的全面优化。你的许多机器设备都在收集数据,他指出,但是因为你的机器设备已被嵌入在更大的信息系统范围内,你将有可能以云计算为中心来优化整个生产系统。

  提升制造业能力对于诸如美国、日本和德国这样的发达经济体而言势在必行。根据德勤2013年全球制造竞争力指数报告,这些发达国家的制造业在竞争力上已经落后于中国,在未来5年内,预计这一差距将进一步拉大。在过去的十余年间,美国,日本和德国已经见证了本国制造业产出和就业的双重下降。在美国,制造业占GDP的比重已经下降到了20.7%,而在21世纪的最初10年间,美国每100个就业人口中有3.1个制造业就业机会已经消失了。

  像中国这样的发展中国家,同样需要提升制造业的竞争力。制造业占中国GDP的32.4%,仅在21世纪的最初10年间,每一100个就业人口中制造业的就业机会就增加了3.1个。持续快速的经济增长助长了劳动力成本的快速上升。根据国家统计局的数据,中国私营部门的工资水平仅在2012年就上涨了14%。如果劳动力成本在中长期内不断上升,中国的制造商们很可能面临失去竞争优势的风险。

  变革

  下一代的未来制造模式将严重依赖于数据化。传感器技术、先进的机器人技术、无线通信技术、更强大的数据处理能力和大数据的存储能力,所有的这一切其实并不是什么新鲜事物。德国国家科学与工程院主席孔翰宁(HenningKagermann)解释道。那么这一切在今天又有什么不同呢?答案是所有我们需要的技术现在已经足够廉价和负担得起,他说,我认为我们已经来到了爆发的临界点。

  一些观察家们认为网络化制造代表着一种革命。由于消费者在供应链中的驱动作用越发明显,我们正逐步从推动模式转型为拉动模式,剑桥大学制造业研究所国际制造研究中心主任贾格吉特.辛格.斯雷解释道,生产系统要能以更具灵活性的方式应对小批量生产和大规模定制产品组合的生产需求。这种灵活性对制造商而言十分关键。德国夫琅和费研究所工业工程中心执行主任魏汉姆.鲍尔指出:最近的发展表明,对多变需求的快速、灵活的响应机制与生产高度定制化甚至个别化产品的能力是紧密相关的。

未来先进制造技术

  迪特尔.斯帕思,一家位于德国的工业技术类公司威腾斯坦公司总裁,则描述了当今所谓的产品个体化生产在硬件和软件方面究竟是如何实现的。现在的许多智能手机是由人工组装的,这主要是因为智能手机的开发周期是如此之短,自动化生产的模式很难跟上时代的步伐。简单来说,这是因为启动一条新的手机自动化组装线会需要1-2年时间,而采用人工组装智能手机的厂商则早已生产出了新一代的智能手机。所谓个体化生产需要具备极大的灵活性。斯帕思教授总结道。网络化生产则能提供额外的灵活性。

  新一代制造模式在生产率和可持续性发展方面将带来诸多好处。斯雷博士认为网络化生产将使我们能够更好地掌握生产用材料从何处来,在何处使用,以及使用完之后的去向,这将有助于我们发现浪费和效率低下之所在。这还意味着更少的材料浪费、更低的能源消耗和更少的工作场所事故的发生。

  根据2014年2月由德勤中国与中国机械工业联合会(CMIF)公布的一项调查报告,在中国大约有1/5的机械生产商已经装备了更加智能化设备,他们发现这些生产商的工作场所生产事故因此下降了50%乃至更多。这份调查报告显示,有77%的中国机械生产商认为开发下一代制造能力对他们的公司而言十分重要。然而,尽管网络化制造可能已经接近一个临界点,数字化生产仍还处于起步阶段。在这个阶段,只有少量一些企业已经采取行动促使其业务向网络化制造转型。

  德勤中国制造业管理咨询合伙人RICKYTUNG则指出,东南亚的制造商对于采用网络化制造技术的意愿较低,这主要是因为他们觉得自己仍然可以享受低劳动力成本优势。不过,他指出,制造商明白,如果劳动力成本持续上升,那么好日子行将结束。从长远来说,他们没有太多选择,只能升级转型以确保他们的竞争力,他说,这是一个事关生死存亡的游戏。

  前提

  无论是发达国家还是发展中国家,现阶段都仍处于向网络化制造转型的早期。我不认为我们已经就如何实现转型达成了共识,并且我们也并不清楚实现转型的关键撬动点是什么。孔翰宁教授说。尽管如此,专家们还是普遍认为,一个国家、地区或行业要实现向网络化制造转型必须具备若干先决条件。

先进制造技术

  在这些先决条件中首当其冲的是要实现自由贸易,网络化制造要想尽得其利,就必须能方便地跨越国界。德勤中国高级咨询顾问肯尼斯.德沃斯金认为:网络化制造在一个自由开放的贸易环境中运作比它在一个封闭的贸易环境中将更加成功。他进一步指出:高度保护本国市场的国家,通常存在复杂的管制程序,而这非常不利于发展快速响应性的贸易和制造模式。德沃斯金博士同时也提醒大家注意,东南亚国家之间正在迅速缔结自由贸易协定这一重要变化趋势。

  完善的网络基础设施则是另一个重要的先决条件。网络化制造将使生产比原来更为分散和更加灵活,经合组织信息化专家和政策分析师鲁道夫.范德伯格说,网络化制造需要实现适时交付、工厂相互之间的良好沟通,这一切都有赖于良好的基础设施。德沃斯金博士则指出,网络化制造将需要非常可靠且廉价的带宽,以及防止系统崩溃的机制。

  专家们还强调了与材料、流程、基础设施、互操作性和互联互通相关的标准的重要性。我们今天已经拥有了许多不同的、互为补充的标准,这些标准已经能够良好的协同运作,美国国家标准与技术研究所先进制造项目办公室主任迈克尔莫尔纳指出,我们需要使这些标准变得更好,更加综合和更为全面。孔翰宁教授则认为:从技术的角度来看,我们需要全球公认的开放标准,我们需要一个可供参考的架构使人们能够在其框架下实现模块化创新,并最终还能实现一体化的整合。

  随着网络化生产的蓬勃发展,安全和保护机制也愈发重要。数据作为基本知识产权已越发重要,因为它定义了产品和生产过程。莫尔纳表示。正因为如此,网络化制造的发展需要健全的法律框架来保护知识产权,数据安全领域也需要同步发展,这会涉及到通信、控制、加密标准、信息处理等一系列领域的发展。更为复杂的是,安全性需要覆盖整个制造体系,包括制造工厂、供应商和分包商,以及物流运营商在内。

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