工 控

第四次工業(yè)革命的到來為各個國家提供了發(fā)展和轉(zhuǎn)型的機(jī)遇，也面臨競爭力格局變化的挑戰(zhàn)，智能制造成為各國競爭的新戰(zhàn)場。這些戰(zhàn)略之間有何差異呢？而形成這些差異的根本原因又是什么？

對知識的理解、積累和傳承方式差異，決定了制造哲學(xué)和文化

對制造業(yè)而言，簡單地來講即是發(fā)現(xiàn)問題（比如質(zhì)量缺陷、精度缺失、設(shè)備故障、成本較高、效率低下等）、了解問題，在此過程中獲取信息，并將其抽象化為知識，再利用知識去認(rèn)識、解決和避免問題的過程。

了解和解決問題的手段和方法決定了所獲得知識的形式，而將知識抽象化加以運(yùn)用的過程和形式則決定了知識傳承的形式。這個過程可以通過“人來完成”、“數(shù)據(jù)來完成”或是“系統(tǒng)來完成”，這也是決定一個國家制造哲學(xué)的最根本原因。

日本：通過組織文化和人的訓(xùn)練不斷改善，在知識承載上非常依賴人

日本獨(dú)特的克忍、服從和集體觀念文化也深深地影響了日本的制造文化，其最主要的特征就是通過組織的不斷優(yōu)化、文化建設(shè)和人的訓(xùn)練來解決生產(chǎn)系統(tǒng)中的問題。最典型的體現(xiàn)就是日本在20世紀(jì)70年代提出的以“全生產(chǎn)系統(tǒng)維護(hù)（TPM)”為核心的生產(chǎn)管理體系。其核心思想可以用“三全”來概括：全效率、全系統(tǒng)和全員參與。實(shí)現(xiàn)方式主要包括在3個方面的改善：提高工作技能、改進(jìn)團(tuán)隊精神和改善工作環(huán)境，以致在20世紀(jì)90年代以后日本選擇“精益制造”作為其轉(zhuǎn)型方向，而非“6-sigma質(zhì)量管理體系”。

日本企業(yè)在人才的培養(yǎng)方面也是不遺余力的，尤其是“雇員終身制”文化，將雇員與企業(yè)的命運(yùn)緊密聯(lián)系在一起，使得人的經(jīng)驗(yàn)和知識能夠在企業(yè)內(nèi)部積累、運(yùn)用和傳承。

日本企業(yè)解決問題的方式通常是：發(fā)生問題→人員迅速到現(xiàn)場、確認(rèn)現(xiàn)物、探究現(xiàn)實(shí)（三現(xiàn))，并解決問題→分析問題產(chǎn)生的原因，通過改善來避免問題，最終的知識落在了人的身上，人的技能提升之后，解決和避免問題的能力也就上升了。

因此對于日本企業(yè)而言，員工是最重要的價值，對人的信任遠(yuǎn)勝于對設(shè)備、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的信任，所有的自動化或是信息化建設(shè)也都是圍繞著幫助人去工作為目的，所以日本企業(yè)從來不會談機(jī)器換人或是無人工廠。如果中國想要學(xué)習(xí)工匠精神，那么最應(yīng)該借鑒的是日本孕育工匠的組織文化和制度。但是這樣的文化在近幾年遇到了一個十分巨大的挑戰(zhàn)，就是日本的老齡化和制造業(yè)年輕一代大量短缺的問題，使得沒有人能夠去傳承這些知識。

日本也意識到了自己在數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)方面的缺失，開始在這些方面發(fā)力。這一點(diǎn)在日本的“工業(yè)價值鏈產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”的構(gòu)架和目標(biāo)上能夠清晰地看到。該聯(lián)盟提出的19條工作項目中有7條與大數(shù)據(jù)直接相關(guān)。可以說日本的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略是應(yīng)對其人口結(jié)構(gòu)問題和社會矛盾的無奈之舉，核心是要解決替代人的知識獲取和傳承方式。

但日本在轉(zhuǎn)型過程中同樣面臨著許多挑戰(zhàn)：首先是數(shù)據(jù)積累的缺失，使得知識和經(jīng)驗(yàn)從人轉(zhuǎn)移到信息化體系和制造系統(tǒng)的過程中缺少了依據(jù)和判斷標(biāo)準(zhǔn)。其次是日本工業(yè)企業(yè)保守的文化、造成軟件和IT技術(shù)人才的缺失，正如日本經(jīng)產(chǎn)省公布的《2015年制造白皮書》中所表達(dá)的憂慮：“相對于在德國和美國正在加快的制造業(yè)變革，現(xiàn)在日本企業(yè)表現(xiàn)出重視軟件的姿態(tài)?！?/p>

德國：通過設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)的不斷升級，將知識固化在設(shè)備上

德國的先進(jìn)設(shè)備和自動化的生產(chǎn)線是舉世聞名的，可以說在裝備制造業(yè)的實(shí)力上有著傲視群雄的資格。同時德國人嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格，以及其獨(dú)特的“學(xué)徒制”高等教育模式，使得德國制造業(yè)的風(fēng)格非常務(wù)實(shí)，理論研究與工業(yè)應(yīng)用的結(jié)合也最緊密。然而德國也很早就面臨勞動力短缺的間題，在2015年各國競爭力指數(shù)的報告中，勞動力是德國唯一弱于創(chuàng)新驅(qū)動型國家平均水平的一項。因此，德國不得不通過研發(fā)更先進(jìn)的裝備和高度集成自動的生產(chǎn)線來彌補(bǔ)這個不足。

德國的制造業(yè)解決問題的邏輯是：發(fā)生問題→人（或裝備）解決問題→將解決問題的知識和流程固化到裝備和生產(chǎn)線中→對相似問題自動解決或避免。舉個比較直觀的例子來比較日本和德國解決問題方式的不同：如果生產(chǎn)線上經(jīng)常發(fā)生物料分揀出錯的現(xiàn)象，那么日本的解決方式很有可能是改善物料辨識度（顏色等）、員工訓(xùn)練，以及設(shè)置復(fù)查制度。而德國則很可能會設(shè)計一個射頻識別（RFID)掃碼自動分揀系統(tǒng)，或是利用圖像識別+機(jī)械手臂自動進(jìn)行分揀。又比如，德國很早就將誤差補(bǔ)償、刀具壽命預(yù)測、多軸同步性算法、主軸震頻補(bǔ)償?shù)冉鉀Q方式以功能包的形式固化到了機(jī)床中，因此即便是對制造工藝和操作并不熟練的工人也能夠生產(chǎn)出可靠的產(chǎn)品。也正是這個原因成就了德國世界第一的裝備制造業(yè)大國地位。

除了在生產(chǎn)現(xiàn)場追求問題的自動解決之外，在企業(yè)的管理和經(jīng)營方面也能夠看到其盡力減少人為影響因素的努力。比如最好的ERP、MES、APS等軟件供應(yīng)商都來自德國，大量的信息錄入和計劃的生成及追溯通過軟件自動完成，盡量減少人為因素帶來的不確定性。然而，德國同樣對數(shù)據(jù)的采集缺少積累，另外由于德國生產(chǎn)線的高度自動化和集成化，使得其整體設(shè)備效率（OEE）非常穩(wěn)定，利用數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化的空間也較小。

隨著一些發(fā)展中國家的裝備制造和工業(yè)能力的崛起，德國的市場也在不斷被擠壓，在2008～2012年的5年時間里德國工業(yè)出口幾乎沒有增長，于是德國提出的工業(yè)4.0計劃，其背后是德國在制造系統(tǒng)中所積累的知識體系集成后所產(chǎn)生的系統(tǒng)產(chǎn)品，同時將德國制造的知識以軟件或是工具包的形式提供給客戶作為增值服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)在客戶身上的可持續(xù)的盈利能力。所以第四次工業(yè)革命中德國的主要目的是利用知識進(jìn)一步提升其工業(yè)產(chǎn)品出口的競爭力，并產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)回報。

美國：從數(shù)據(jù)和移民中獲得新的知識，并擅長顛覆和重新定義問題

與日本和德國相比，美國在解決問題的方式中最注重數(shù)據(jù)的作用，無論是客戶的需求分析、客戶關(guān)系管理、生產(chǎn)過程中的質(zhì)量管理、設(shè)備的健康管理、供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品的服役期管理和服務(wù)等方面都大量地依靠數(shù)據(jù)進(jìn)行。這也造成了20世紀(jì)90年代后美國與日本選擇了兩種不同的制造系統(tǒng)改善方式，美國企業(yè)普遍選擇了非常依賴數(shù)據(jù)的6-sigma體系，而日本選擇了非常依賴人和制度的精益管理體系。

中國的制造企業(yè)在2000年以后的質(zhì)量和管理改革上，大多選擇了精益體系這條道路，一方面因?yàn)橹袊c日本文化的相似性，更多的還是因?yàn)橹袊髽I(yè)普遍缺乏數(shù)據(jù)的積累和信息化基礎(chǔ)，這個問題到現(xiàn)在也依然沒有解決。

除了從生產(chǎn)系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)以外，美國還在21世紀(jì)初提出了“產(chǎn)品全生命周期管理（PLM)”的概念，核心是對所有與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)在整個生命周期內(nèi)進(jìn)行管理，管理的對象即為產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，目的是全生命周期的增值服務(wù)和實(shí)現(xiàn)到設(shè)計端的數(shù)據(jù)閉環(huán)。

數(shù)據(jù)也是美國獲取知識的最重要途徑，不僅僅是對數(shù)據(jù)積累的重視，更重要的是對數(shù)據(jù)分析的重視，以及企業(yè)決策從數(shù)據(jù)所反映出來的事實(shí)出發(fā)的管理文化。從數(shù)據(jù)中挖掘出的不同因素之間的關(guān)聯(lián)性、事物之間的因果關(guān)系，對一個現(xiàn)象定性和定量的描述和某一個問題發(fā)生的過程等，都可以通過分析數(shù)據(jù)后建立的模型來描述，這也是知識形成和傳承的過程。

除了利用知識去解決問題以外，美國也非常擅長利用知識進(jìn)行顛覆式創(chuàng)新，從而對問題進(jìn)行重新定義。所以美國在智能制造革命中的關(guān)鍵詞依然是“顛覆”，這一點(diǎn)從其新的戰(zhàn)略布局中可以清楚地看到，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)顛覆制造業(yè)的價值體系，利用數(shù)字化、新材料和新的生產(chǎn)方式（3D打印等）去顛覆制造業(yè)的生產(chǎn)方式。

從日本、德國和美國三者之間文化差異性方面分析了三個國家對智能制造革命的理解、側(cè)重點(diǎn)和目的的不同。此外這些國家的競爭力差異也是造成其戰(zhàn)略方向差異的關(guān)鍵因素，其中各國在制造價值鏈的分布和未來布局的不同起了決定性的作用。

生產(chǎn)活動中的價值要素分布從上游到下游依次是：想法創(chuàng)新與需求創(chuàng)造→原材料與基礎(chǔ)使能技術(shù)→關(guān)鍵裝備與核心零部件→生產(chǎn)過程與生產(chǎn)系統(tǒng)→產(chǎn)品和服務(wù)。在整個價值要素的分布中，中國在生產(chǎn)過程與生產(chǎn)系統(tǒng)這兩個環(huán)節(jié)具有優(yōu)勢（主要體現(xiàn)在勞動成本和生產(chǎn)能力方面)，但是在其它各個環(huán)節(jié)中均處于劣勢。