智能制造的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)邏輯

郭朝暉

（優(yōu)也商務(wù)信息咨詢有限公司，上海 201702）

最近幾年，智能制造成為整個(gè)社會(huì)的熱點(diǎn)話題。但是，只有少數(shù)企業(yè)走上了成功之路，多數(shù)企業(yè)仍然處于摸索和彷徨之中，面臨各種各樣的困惑。本文從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的角度，分析導(dǎo)致這些困惑的原因和對(duì)策。

一、智能制造與企業(yè)的困惑

觀察智能制造（smart manufacture）的角度很多，其中之一是 ICT技術(shù)（Information Communication Technology）在制造業(yè)的應(yīng)用與深度融合。然而，有的企業(yè)采用了大量智能設(shè)備，但經(jīng)濟(jì)上卻不合算；有的企業(yè)引入了制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（ERP）等信息系統(tǒng)，發(fā)揮的作用卻不理想；有的企業(yè)收集了大量的數(shù)據(jù)，卻難以從中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的知識(shí)。這些困惑的本質(zhì)，其實(shí)都是技術(shù)經(jīng)濟(jì)性問題。

技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)性好并不是一回事?！皠?chuàng)新理論之父”熊彼特很早就強(qiáng)調(diào)：發(fā)明并不等于創(chuàng)新，只有將發(fā)明用于經(jīng)濟(jì)活動(dòng)并且取得成功才是創(chuàng)新。在他看來，創(chuàng)新是企業(yè)家對(duì)人力、設(shè)備、技術(shù)等資源的重新配置，以取得更好的經(jīng)濟(jì)效果。新技術(shù)為要素配置提供了新的選項(xiàng)， 但盲目配置新技術(shù)也不能取得更好的經(jīng)濟(jì)性。

從比較優(yōu)勢(shì)來看，中國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)力往往與“廉價(jià)勞動(dòng)力”的優(yōu)勢(shì)有關(guān)。例如，比亞迪股份有限公司在20世紀(jì)90年代生產(chǎn)鎳鉻電池時(shí)，自動(dòng)化程度遠(yuǎn)低于日本同行。但依靠勞動(dòng)力優(yōu)勢(shì)，其生產(chǎn)成本卻比日本同行低了40%。自動(dòng)化、智能化的優(yōu)勢(shì)之一是降低勞動(dòng)力成本，而這一優(yōu)勢(shì)與中國(guó)勞動(dòng)力相對(duì)廉價(jià)相矛盾。故而中國(guó)企業(yè)推進(jìn)智能制造時(shí)，會(huì)遇到比發(fā)達(dá)國(guó)家更多的困惑。

二、需求驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用場(chǎng)景

“要雪中送炭，不要錦上添花”是企業(yè)配置技術(shù)資源的一個(gè)原則性要求。一般來說，在企業(yè)有強(qiáng)烈需求時(shí)，技術(shù)才具備經(jīng)濟(jì)性。需求不是抽象的，而是來源于具體的業(yè)務(wù)和應(yīng)用場(chǎng)景。業(yè)務(wù)場(chǎng)景不同，需求強(qiáng)度就不同、技術(shù)帶來的價(jià)值增量就不一樣。例如，把工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以創(chuàng)造可觀的價(jià)值，但把同樣的技術(shù)用在廉價(jià)的玩具飛機(jī)上，就難以具備經(jīng)濟(jì)性；定制化生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)在鋼鐵企業(yè)的價(jià)值大，在石化行業(yè)的價(jià)值小。

推進(jìn)智能制造的關(guān)鍵，是找到經(jīng)濟(jì)性合適的場(chǎng)景。經(jīng)濟(jì)性好的場(chǎng)景，往往不能局限于讓機(jī)器代替人的工作，而是要有其他的“附加值”：機(jī)器做得比人更好或幫助人做得更好。在這些場(chǎng)景里，人的工作效果往往受制于生理約束，尤其是腦力約束。一般來說，企業(yè)對(duì)質(zhì)量效率要求越高、業(yè)務(wù)涉及范圍越廣、復(fù)雜性越高、信息變化越快，對(duì)腦力的挑戰(zhàn)就越大。越是復(fù)雜的場(chǎng)景往往越適合推進(jìn)智能化。所以，先進(jìn)企業(yè)往往容易找到合適的場(chǎng)景，而落后企業(yè)卻較難找到。

中國(guó)企業(yè)常常處于產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)的中低端，對(duì)質(zhì)量要求不高，勞動(dòng)力廉價(jià)；研發(fā)和服務(wù)業(yè)務(wù)比重相對(duì)較小，這些都不利于智能制造相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。所以，國(guó)內(nèi)企業(yè)在推進(jìn)智能制造時(shí)面臨的困惑，背后的原因往往是適合這些技術(shù)的場(chǎng)景少、技術(shù)缺乏用武之地。

三、轉(zhuǎn)型升級(jí)與技術(shù)應(yīng)用

企業(yè)推進(jìn)智能制造的困惑，本質(zhì)上往往是難以找到合適的場(chǎng)景，使得相關(guān)技術(shù)成為屠龍之技。要消除這種困惑，出路在于主動(dòng)地創(chuàng)造、建立相關(guān)的場(chǎng)景，為相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造條件。這種創(chuàng)造場(chǎng)景的活動(dòng)，就是人們常說的“轉(zhuǎn)型升級(jí)”。所謂“轉(zhuǎn)型升級(jí)”，就是工作流程、組織結(jié)構(gòu)、商業(yè)模式的創(chuàng)新，是資源的重新配置，也是質(zhì)量效率的提高、研發(fā)服務(wù)等業(yè)務(wù)的增強(qiáng)、市場(chǎng)定位的改變。

一般認(rèn)為，企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的目的是為了提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，而相關(guān)技術(shù)只是支撐轉(zhuǎn)型升級(jí)的手段。“轉(zhuǎn)型升級(jí)為技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)造條件”的觀點(diǎn)，其實(shí)意味著兩者互為因果。對(duì)企業(yè)來說，“轉(zhuǎn)型升級(jí)”是戰(zhàn)略問題，而相關(guān)技術(shù)應(yīng)用是戰(zhàn)術(shù)問題。ICT技術(shù)的發(fā)展，為企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)創(chuàng)造了外部條件。但對(duì)具體企業(yè)來說，只有轉(zhuǎn)型升級(jí)戰(zhàn)略明確后，才能有技術(shù)策劃的空間。換個(gè)角度來看，智能制造本質(zhì)上是ICT技術(shù)與制造業(yè)的“深度融合”。所謂“深度融合”意味著ICT技術(shù)不是服務(wù)于現(xiàn)有業(yè)務(wù)，而是促進(jìn)業(yè)務(wù)本身的創(chuàng)新和改變。沒有業(yè)務(wù)創(chuàng)新，ICT技術(shù)的應(yīng)用也就難以深入、也就不是真正的“深度融合”。本文強(qiáng)調(diào)“轉(zhuǎn)型升級(jí)為技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)造條件”，就是強(qiáng)調(diào)業(yè)務(wù)創(chuàng)新才能帶動(dòng)、牽引智能制造相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。

很多企業(yè)推進(jìn)智能制造時(shí)遇到困惑，一個(gè)重要的原因是習(xí)慣于從技術(shù)而不是轉(zhuǎn)型升級(jí)的視野看問題，這樣就看不到技術(shù)應(yīng)用的空間。要解決這種困惑，推進(jìn)智能制造首先是企業(yè)家考慮的問題，而不是技術(shù)人員的責(zé)任。技術(shù)人員往往只能從特定業(yè)務(wù)場(chǎng)景考慮問題，企業(yè)家則能從全局考慮問題，設(shè)想新的業(yè)務(wù)場(chǎng)景和目標(biāo)。戰(zhàn)略目標(biāo)清楚了，技術(shù)也就有了用武之地。

企業(yè)的實(shí)踐和探索，也證明了這個(gè)道理。紅領(lǐng)服飾股份有限公司在智能化上的表現(xiàn)是能夠“在流水線上進(jìn)行定制化生產(chǎn)”。這種生產(chǎn)模式讓車間內(nèi)的物流配送和人員管理變得非常復(fù)雜，對(duì)管理者的腦力造成嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。紅領(lǐng)服飾股份有限公司用智能化的手段管理車間物流、評(píng)價(jià)工人操作、動(dòng)態(tài)配置工位，比人工管理要高效得多。于是，ICT相關(guān)技術(shù)在這些場(chǎng)景下做到了“雪中送炭”，具備了經(jīng)濟(jì)性。尚品家居有限公司的業(yè)務(wù)是定制化家居。定制化生產(chǎn)家居會(huì)給設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的協(xié)同提出巨大的挑戰(zhàn)。而尚品家居有限公司采用的大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)的共享、避免了重復(fù)設(shè)計(jì)、提升了設(shè)計(jì)與生產(chǎn)之間的協(xié)同性，成為“雪中送炭”的技術(shù)。

四、智能制造的發(fā)展邏輯

智能制造的意義在于對(duì)人類本身的解放。機(jī)器逐漸取代人類做那些枯燥、費(fèi)力、危險(xiǎn)、骯臟、有害等工作，而人類自己去做有創(chuàng)造性、有樂趣、有利于自我實(shí)現(xiàn)的工作。這樣，逐步讓“勞動(dòng)成為人的第一需要”走向現(xiàn)實(shí)。從技術(shù)原理上看，推進(jìn)過程有賴于人機(jī)關(guān)系的逐漸改變：人類越來越多的工作是控制和完善賽博空間（Cyberspace），進(jìn)而通過賽博空間控制物質(zhì)世界。隨著賽博空間智能化水平的提升，人類直接、實(shí)時(shí)操控賽博空間的工作會(huì)逐步減少，更多轉(zhuǎn)而從事建設(shè)、完善賽博空間的工作[1]。

我們需要強(qiáng)調(diào)的是：上述原理必須具備技術(shù)可行性并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可行性，才能健康發(fā)展。為此，需要研究技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性發(fā)展的邏輯。我們知道，數(shù)字化是信息處理和傳輸?shù)那疤帷Ｋ?，?shù)字化可為智能化奠定技術(shù)可行性的基礎(chǔ)?；ヂ?lián)網(wǎng)突破了物理空間對(duì)人類感覺器官對(duì)信息感知的約束，有能力對(duì)更多的資源進(jìn)行感知和配置?？膳渲玫馁Y源越多，優(yōu)化配置的選項(xiàng)就越多、經(jīng)濟(jì)潛力也就越大。這樣就涉及到了經(jīng)濟(jì)可行性的問題。隨著賽博空間可支配的資源增多，資源配置的復(fù)雜度也會(huì)增大，甚至超出人類大腦的生理極限。這時(shí)，用智能化的手段來代替人類的感知和決策，就能產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益。中國(guó)工程院《中國(guó)智能制造發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告》中，將智能制造的發(fā)展過程看作以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為代表的，三個(gè)基本范式的演進(jìn)，體現(xiàn)了這種變化的過程[2]。換個(gè)角度講，數(shù)字化是基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)化提升了經(jīng)濟(jì)潛力，而智能化促使經(jīng)濟(jì)潛力變現(xiàn)。

德國(guó)工業(yè)4.0體系就體現(xiàn)了這樣一種邏輯[3]?；ヂ?lián)網(wǎng)加強(qiáng)了企業(yè)與用戶、供應(yīng)鏈的聯(lián)系，促進(jìn)了部門、工序和設(shè)備的協(xié)同，本質(zhì)上都屬于資源配置能力的增強(qiáng)。利用這種能力，推進(jìn)流水線上的個(gè)性化定制。而個(gè)性化定制帶來各方面業(yè)務(wù)的復(fù)雜性，人類大腦的信息處理能力受到了挑戰(zhàn)。這時(shí)，信息物理系統(tǒng)（CPS）等智能化技術(shù)就起到了“雪中送炭”的作用。

在推進(jìn)智能化的過程中，信息感知和決策都離不開數(shù)字化的知識(shí)，而知識(shí)的數(shù)字化是推進(jìn)智能制造的核心任務(wù)之一。在這個(gè)過程中，工業(yè)大數(shù)據(jù)讓“知識(shí)生產(chǎn)”的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性顯著提升，故而能夠成為推進(jìn)智能制造的重要使能技術(shù)。

隨著賽博空間的不斷拓展、完善，工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)運(yùn)而生。隨著數(shù)據(jù)的質(zhì)量、完備性、覆蓋場(chǎng)景的增加，“知識(shí)生產(chǎn)”的技術(shù)可行性不斷提升。在大數(shù)據(jù)的背景下，通過機(jī)器學(xué)習(xí)，有些知識(shí)不再需要人工寫代碼就可以賦予機(jī)器，實(shí)現(xiàn)了從“授之以魚”到“授之以漁”的重大改變。隨著數(shù)據(jù)條件的改善和相關(guān)技術(shù)的成熟，用數(shù)據(jù)“生產(chǎn)知識(shí)”的效率和質(zhì)量會(huì)不斷上升，涉及范圍會(huì)逐漸增大，而成本卻不斷降低，從而讓經(jīng)濟(jì)可行性越來越好。

互聯(lián)網(wǎng)不僅為大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)，還進(jìn)一步促進(jìn)了知識(shí)的共享。美國(guó)通用電氣公司（GE）通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)，本質(zhì)上就是基于大數(shù)據(jù)的知識(shí)共享[4]?；ヂ?lián)網(wǎng)背景下的知識(shí)共享，讓數(shù)據(jù)和知識(shí)的價(jià)值倍增，進(jìn)一步促進(jìn)知識(shí)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。而智能化是以知識(shí)為基礎(chǔ)的，故而能從技術(shù)上促進(jìn)智能化的發(fā)展。

總之，從數(shù)字化到智能化的發(fā)展過程中，互聯(lián)網(wǎng)的深度應(yīng)用是關(guān)鍵橋梁，保證智能化沿著經(jīng)濟(jì)性更好的方向發(fā)展。從這個(gè)角度來看，我國(guó)最近推動(dòng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和工業(yè)APP工作，是讓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更具經(jīng)濟(jì)性的手段。

五、中國(guó)特色與政策期待

智能制造成為全國(guó)乃至全球熱點(diǎn)的主要原因，并不是理論和原理的進(jìn)步，而是技術(shù)經(jīng)濟(jì)性發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，遇到了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的拐點(diǎn)。推進(jìn)智能制造的主要困難，并非是技術(shù)原理深?yuàn)W難懂，而是技術(shù)經(jīng)濟(jì)性難以落實(shí)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)性難以落實(shí)的原因，往往不在技術(shù)本身，而在技術(shù)應(yīng)用的場(chǎng)景。

適合于智能制造的場(chǎng)景，與我們的國(guó)情有關(guān)[5]。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的技術(shù)和管理水平相對(duì)較低、研發(fā)和提供高端服務(wù)的能力較低、勞動(dòng)者的技能和素質(zhì)相對(duì)較差，但勞動(dòng)力成本相對(duì)較低、市場(chǎng)規(guī)模巨大。我國(guó)推進(jìn)智能制造，必須做到“揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短”。根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，“用機(jī)器簡(jiǎn)單地代替人的勞動(dòng)”未必具備好的經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)實(shí)中，很多成功的案例（如紅領(lǐng)服飾股份有限公司）并不簡(jiǎn)單地排斥體力勞動(dòng)者?，F(xiàn)在我國(guó)每年約有800萬大學(xué)生畢業(yè)，為智能制造提供了大量的廉價(jià)白領(lǐng)。作為接近14億人口的大國(guó)，充分發(fā)揮人的作用就是“揚(yáng)長(zhǎng)”。

根據(jù)筆者調(diào)研，部分企業(yè)人為因素導(dǎo)致的損失遠(yuǎn)多于企業(yè)的利潤(rùn)。如果能用智能化的技術(shù)代替人、幫助人、監(jiān)控人，就會(huì)取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。例如，機(jī)器代人可以減少人的操作失誤，信息集成可以減少部門之間無效的扯皮，透明化可以促進(jìn)扁平化管理、讓高層領(lǐng)導(dǎo)有能力直接關(guān)注到基層的問題。用ICT技術(shù)提升管理水平，就是一種“補(bǔ)短”。

在現(xiàn)實(shí)中，人們往往傾向于掩蓋由于自己過失導(dǎo)致的價(jià)值損失。所以，對(duì)企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)人來說，管理問題導(dǎo)致的損失往往是隱藏的。要改變這些現(xiàn)象，企業(yè)往往需要首先進(jìn)行組織流程和制度的變革、改變利益關(guān)系。這在本質(zhì)上也證明了“深度融合”和“轉(zhuǎn)型升級(jí)”的必要性。

從社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)來看，企業(yè)的勞動(dòng)效率和響應(yīng)速度需要提高、業(yè)務(wù)重心要向服務(wù)和研發(fā)偏移、產(chǎn)品定位要向高端發(fā)展，才能提高經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)和競(jìng)爭(zhēng)力。但企業(yè)推進(jìn)智能制造、促進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的目的，歸根到底還是為了滿足市場(chǎng)需求、適應(yīng)外部環(huán)境。

企業(yè)外部環(huán)境的好壞，需要政府擔(dān)負(fù)應(yīng)盡的責(zé)任。過去對(duì)消費(fèi)者權(quán)益保護(hù)不夠，劣質(zhì)產(chǎn)品才會(huì)大行其道，甚至導(dǎo)致某些行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量的逆向淘汰。在這樣的市場(chǎng)環(huán)境下，高質(zhì)量不具備經(jīng)濟(jì)性，就不利于企業(yè)走向高端、也不利于智能制造技術(shù)的推進(jìn)。國(guó)家有必要制定出更加嚴(yán)苛的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和消費(fèi)者權(quán)益保護(hù)制度，倒逼企業(yè)自覺追求高質(zhì)量。只有堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展的路線，中國(guó)制造才有前途。

六、結(jié)語

我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和人口發(fā)展的拐點(diǎn)時(shí)期，會(huì)對(duì)智能制造技術(shù)產(chǎn)生巨大的需求。但只有將這種需求轉(zhuǎn)化成企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，才能真正促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。為此，政府必須營(yíng)造更加健康的、有利于高質(zhì)量發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境，而企業(yè)也要自覺進(jìn)行戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和提升管理水平，才能為相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造條件。如果把智能制造看成單純的技術(shù)問題，視野就會(huì)受到局限，推進(jìn)過程中必然也會(huì)遭遇各種困難。

致謝

特別感謝國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心王曉明博士、許召元博士，武漢市政策研究室樊志宏博士，走向智能研究院趙敏和寧振波院長(zhǎng)提出的寶貴意見。