導讀：新一輪工業革命席卷全球，德國提出了工業4.0，美國提出了工業互聯網，中國提出了中國制造2025，雖然提法不一樣，但本質上沒有區別。可以看出，以工業4.0為主體的全球經濟改革勢在必行。付諸改革中，德國制造業知識的載體是裝備，日本是人，美國是數據，中國靠什么呢？
 

仔細觀察第四次工業革命的進行過程，我們不難發現，這次工業革命中在過去近200年的工業積累中，美國、日本、德國等工業強國都形成了非常鮮明的特點：
 

1、德國：通過設備和生產系統的不斷升級，將知識固化在設備上

德國的先進設備和自動化的生產線是舉世聞名的，可以說在裝備制造業的實力上有著傲視群雄的資格。因為產品優秀的質量和可靠性，使得德國制造擁有非常好的品牌口碑。
 

德國制造業的長處就是擅長把各種創新融合到各種零件、裝置和設備上去。德國通過設備和生產系統的不斷升級，將知識固化在設備上。德國人有一個根深蒂固的觀念，是人都會犯錯，都會有誤差，特別是在生產環節，這些人引入的負面影響經過流水線的每個環節逐級放大，必然會最終影響產品的品質。因此，整個產品的生產過程中，人的因素越多，最終產品出問題的可能性越大。所以，德國人提高品質的思路非常直接，就是在生產環節要動用一切可能的手段把人的天然影響降低到最小，把每件事情都分解成機器（或者人像機器一樣動作）能簡單執行的。

 

“德國制造”之所以能夠迄今長盛不衰，并在全球化時代始終保持領先地位，主要得益于德國制造業科技創新、標準化建立的體系保障。從科技創新上來講：德國歷屆政府十分重視制造業的科研創新和成果轉化，著力建立集科研開發、成果轉化、知識傳播和人力培訓為一體的科研創新體系。德國企業對研發投入毫不吝嗇，研發經費約占國民生產總值3%，位居世界前列。從標準化和質量認證體系上來講：德國長期以來實行嚴謹的工業標準和質量認證體系，為德國制造業確立在世界上的領先地位做出了重要貢獻。

 

德國除了在生產現場追求問題的自動解決之外，在企業的管理和經營方面也能夠看到其盡力減少人為影響因素的努力。比如最好的企業資源管理(ERP)、生產執行系統(MES)、自動排程系統(APS)等軟件供應商都來自德國，通過軟件自動完成盡量減少人為因素帶來的不確定性。另外由于德國生產線的高度自動化和集成化，使得其整體設備效率(0EE)非常穩定，利用數據進行優化的空間也較小。
 

除此之外，德國“學徒制”和一貫理性嚴謹的名族特征在德國制造業中體現的尤為明顯。德國還是一個福利社會，德國的產業結構、薪酬結構決定了一線的工程師、工人有可能被說服老老實實堅持搞工程技術。

 

然而德國對數據的采集缺少積累，缺乏設備預診與健康管理(PHM)和虛擬測量等質量預測性分析。于是，德國提出了工業4.0計劃，整個框架的核心要素就是“整合”，包括縱向的整合、橫向的整合和端到端的整合。所以第四次工業革命中德國的主要目的是利用知識進一步提升其工業產品出口的競爭力，并產生直接的經濟回報。

總之，德國工業4.0戰略是開始轉向銷售智能服務。將知識以軟件或者工具包的形式提供給客戶。　

圖1 德國的制造哲學

 

2、日本：通過組織文化和人的訓練不斷改善，在知識的承載和傳承上非常依賴人

日本制造的匠人精神、職人精神，日本制造的終身雇傭制，日本制造的精益生產、6S管理，日本制造的稻盛和夫、松下幸之助等經營之圣，這些文化的因素都在影響著日本制造業的穩定經營、持續經營。

 

日本公司內部培訓時，“公司文化”、“三級組織”和“人才訓練”被反復強調。最典型的體現就是日本在1970年代提出的以“全生產系統維護(TPM)”為核心的生產管理體系。其核心思想可以用“三全”來概括：全效率、全系統和全員參與。以及日本的“雇員終身制文化”，將雇員與企業的命運緊密聯系在一起，使得人的經驗和知識能夠在企業內部積累、運用和傳承。

 

日本企業之間還有獨特的“企業金字塔梯隊”文化，即以一個巨型企業(通常是產業鏈最下游，直接面對最終客戶)，如豐田、三菱等為核心，形成一個完整產業鏈上的企業集群，企業之間保持長期的合作，并且互相幫助對方進行改善和提升。這樣能夠保證知識在一個更大的體系中不斷地積累、流通和傳承。日本制造業之所以能夠幫助日本從去泡沫的過程中扛過來，與日本企業之間的互幫互助的強鏈接關系分不開，與日本財團的企業群捆綁模式分不開。

因此，對于日本企業而言，員工是最重要的價值，對人的信任遠遠勝于對設備、數據和系統的信任，所有的自動化或是信息化建設也都是圍繞著幫助人去工作為目的，所以日本企業從來不會談機器換人或是無人工廠。如果中國想要學習工匠精神，那么最應該借鑒的是日本孕育工匠的組織文化和制度。

科技立命戰略也是日本制造業強大的一個因素。20世紀60年代起，日本開始從“貿易立國”轉向“技術立國”，從強調應用研究，逐步轉向注重基礎研究，政府從政策、計劃、財政、金融等方面，對發展應用技術、基礎研究，尤其是對高技術大力引導和支持。在技術研發方面，日本有三個指標名列世界第一：一是研發經費占GDP的比例列世界第一；二是由企業主導的研發經費占總研發經費的比例世界第一；三是日本核心科技專利占世界第一80%以上。

 

 

在技術教育方面，日本的普通學前和學校教育，不會教給學生任何具體的職業技能，但卻非常注重培養孩子對技術鉆研的興趣。此外，技術一流的藍領工人在社會中較高的地位是日本制造業強大的原因之一。在日本，藍領工人甚至超過白領工人的收入，技術學校的畢業生就業率都在98%以上，遠遠超過大學生，這也使藍領工人有著不斷鉆研的動力。擁有傳統手工藝技術的非物質文化傳人不僅受到社會各界尊重，而且經常見諸媒體。另外，日本的中小私企中CEO與一線工作人員薪資差異是世界上最小的國家之一。

 

但是這樣的文化在近幾年遇到了一個十分巨大的挑戰，就是日本的老齡化和制造業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。可以說日本的轉型戰略是應對其人口結構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。日本在轉型過程中同樣面臨著許多挑戰，首先是數據積累的缺失，使得知識和經驗在轉移過程中缺少了依據和判斷標準。其次是日本工業企業保守的文化造成軟件和IT技術人才的缺失。和歐美的企業相比，日企不擅長軟件、硬件、內容、應用的一體融合，并且不重視軟件內容，這導致其在向智能化轉型和網絡化轉型中全面落后了。

圖2 日本的制造哲學

 

3、美國：從數據和移民中獲得新的知識，并擅長顛覆和重新定義問題

美國依靠數據獲得新的知識，在解決問題的方式中最注重數據的作用，無論是客戶的需求分析、客戶的關系管理、生產過程中的質量管理、供應鏈管理，都是大量依靠數據進行。因此美國產生了許多先進制造的軟件和網絡。

 

與日本和德國相比，美國在解決問題的方式中最注重數據的作用，無論是客戶的需求分析、客戶關系管理、生產過程中的質量管理、設備的健康管理、供應鏈管理、產品的服役期管理和服務等方面都大量地依靠數據進行。這也造成了1990年代后美國與日本選擇了兩種不同的制造系統改善方式，美國企業普遍選擇了非常依賴數據的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。

圖3 美國制造業創新的哲學

 

中國的制造企業在2000年以后的質量和管理改革大多選擇了精益體系這條道路，一方面因為中國與日本文化的相似性，更多的還是因為中國企業普遍缺乏數據的積累和信息化基礎，這個問題到現在也依然沒有解決。除了從生產系統中獲取數據以外，美國還在21世紀初提出了“產品全生命周期管理(PLM)”的概念，核心是對所有與產品相關的數據在整個生命周期內進行管理，管理的對象即為產品的數據，目的是全生命周期的增值服務和實現到設計端的數據閉環(closed-loop design)。

數據也是美國獲取知識的最重要途徑，不僅僅是對數據積累的重視，更重要的是對數據分析的重視，以及企業決策從數據所反映出來的事實出發的管理文化。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行顛覆式創新，從而對問題進行重新定義。例如美國的航空發動機制造業，降低發動機的油耗是需要解決的重要問題。大多數企業會從設計、材料、工藝、控制優化等角度去解決這個問題，然而通用電氣公司(GE)發現飛機的油耗與飛行員的駕駛習慣以及發動機的保養情況非常相關，于是就從制造端跳出來轉向運維端去解決這個問題，收到的效果比從制造端的改善還要明顯。這也就是GE在推廣工業互聯網時所提出的“1%的力量” (Powerof1%)的依據和信心來源，其實與制造并沒有太大的關系。

所以美國在智能制造革命中的關鍵詞依然是“顛覆”，這一點從其新的戰略布局中可以清楚地看到，利用工業互聯網顛覆制造業的價值體系，利用數字化、新材料和新的生產方式(3D打印等)去顛覆制造業的生產方式。

2000年以來，美國制造業就業人數總體呈下降趨勢。

 

 

 

但是，2000年以來，美國制造業就業人數總體呈下降趨勢。美國制造業面臨著嚴重的勞動力供給不足問題。制造業的發展有很多要素，但歸根結底是要人去做。美國模式的問題是技術演進會失活，創新的基石如果是數據，那么人對于創新的干預就會變少，而創新關鍵卻在于人。

 

4、中國制造業靠什么呢？

2015年5月8日，國務院正式印發《中國制造2025》，這是中國版的“工業4.0”規劃。計劃用十年時間步入制造強國行列，就像《中國制造2025》開始的第一句：“制造業是國民經濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。”

 

“中國制造2025”戰略的基本思路主要有兩個方面。第一，計劃在2020年著力形成15家左右制造業創新中心，力爭到2025年形成40家左右制造業創新中心。第二，著力發展智能裝備和智能產品，推進生產過程智能化，培育新型生產方式，全面提升企業研發、生產、管理和服務的智能化水平。

 

最近一段時間，中國式創新越來越受到全球各界的關注。30年前，中國培育了海爾、長虹、沈陽機床等一大批有國際競爭力的行業領軍企業。今天，整合了社交、購物、理財、出行、繳費等多種功能的微信已成為了全球領先的社交工具，擁有強大5G技術的華為也正領跑全球市場，中國高鐵也成為中國名片……這些巨大的成就讓“中國式創新”成為了國際社會關注的焦點。

 

中國科學技術發展戰略研究院院長胡志堅認為中國式創新整體仍處于漸進式追趕過程當中，跟跑、并跑、領跑并存，在少數領域處于領跑狀態。德、美、日等國家的歷史經驗表明，從引進模仿到自主創新是一個國家科技創新能力升級，實現趕超必經的過程，很難逾越。在這個過程中，中國的制造業的發展與創新還面臨著許多重要的挑戰。

 

展望未來，由制造大國轉變為制造強國，在全球價值鏈中向上攀升，是新機遇也面臨新挑戰，趕超德美日不是不可能，尚需繼續努力！
 

廣州速威智能系統科技有限公司研究MES、WMS十余年，在借鑒德國工業4.0、美國工業物聯網基礎上，跟著中國制造2025步伐研制出符合國際與國情的Cloud MES系統與Cloud WMS系統等。不盲從努力創新是速威智能一直以來堅持的觀點。憑借豐富的行業經驗和專業的技術自主研發能力，以最優質的服務助力客戶使用智慧信息化手段管理效率、節約成本，為全面提高企業核心競爭力創造價值。目前速威智能業務以廣州為核心遍及全國,并已深入到智慧物流實驗室、工業工程實驗室、工業4.0實驗室、智慧工廠實驗室、品質管理QIS實驗室、跨境電商物流實驗室、電商物流實驗室、物流電商實驗室、車聯網實驗室等教育等行業解決方案。