智能制造在美國、德國、日本有啥不同？

　　然而，德國同樣對數(shù)據(jù)的采集缺少積累，因為在德國的制造系統(tǒng)中對故障和缺陷采用零容忍的態(tài)度，出現(xiàn)了問題就通過裝備端的改造一勞永逸地解決。在德國人的意識中不允許出現(xiàn)問題，也就自然不會由問題產(chǎn)生數(shù)據(jù)，最直接的表現(xiàn)就是找遍德國的高校和企業(yè)，幾乎沒有人在做設(shè)備預(yù)診與健康管理(PHM)和虛擬測量等質(zhì)量預(yù)測性分析。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)進行優(yōu)化的空間也較小。

　　德國依靠裝備和工業(yè)產(chǎn)品的出口獲得了巨大的經(jīng)濟回報，因為產(chǎn)品優(yōu)秀的質(zhì)量和可靠性，使得德國制造擁有非常好的品牌口碑。然而德國近年來也發(fā)現(xiàn)了一個問題，那就是大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品本身只能夠賣一次，所以賣給一個客戶之后也就少了一個客戶。同時，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。因此，在2008—2012年的5年時間里，德國工業(yè)出口幾乎沒有增長。由此，德國開始意識到賣裝備不如賣整套的解決方案，甚至同時如果還能夠賣服務(wù)就更好了。

　　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)，從而實現(xiàn)在客戶身上的可持續(xù)的盈利能力。這一點從德國的工業(yè)4.0設(shè)計框架中能夠十分明顯地看到，整個框架中的核心要素就是“整合”，包括縱向的整合、橫向的整合和端到端的整合等，這簡直太像德國制造體系的風(fēng)格了，既是德國所擅長的，也為其提供增值服務(wù)提供了途徑。所以第四次工業(yè)革命中德國的主要目的是利用知識進一步提升其工業(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)進行。這也造成了20世紀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，一方面因為中國與日本文化的相似性，更多的還是因為中國企業(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行顛覆式創(chuàng)新，從而對問題進行重新定義。例如美國的航空發(fā)動機制造業(yè)，降低發(fā)動機的油耗是需要解決的重要問題。大多數(shù)企業(yè)會從設(shè)計、材料、工藝、控制優(yōu)化等角度去解決這個問題，然而通用電氣公司(GE)發(fā)現(xiàn)飛機的油耗與飛行員的駕駛習(xí)慣以及發(fā)動機的保養(yǎng)情況非常相關(guān)，于是就從制造端跳出來轉(zhuǎn)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)時所提出的“1%的力量(Power of 1%)”的依據(jù)和信心來源，其實與制造并沒有太大的關(guān)系。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。

　　2、制造中價值鏈的位量是競爭力的決定性因素

　　我們從日本、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)重點和目的的不同。除此以外，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。

　　那么，如果進行橫向比較，世界各主要國家在生產(chǎn)活動中價值要素的地位，以及未來改革的布局是怎樣的?

　　美國

　　“牢牢占據(jù)生產(chǎn)要素的上游，努力向下游延伸”

　　美國在生產(chǎn)活動要素的分布中，在想法創(chuàng)新和需求創(chuàng)造、原材料和使能技術(shù)，以及產(chǎn)品增值服務(wù)端，具有明顯優(yōu)勢。美國工業(yè)系統(tǒng)的核心競爭力主要來源于“6s的生態(tài)體系”：

　　(1)航天航空：為美國制造業(yè)積累了大量技術(shù)紅利，成為美國工業(yè)系統(tǒng)中基礎(chǔ)使能技術(shù)最主要的來源。

　　(2)半導(dǎo)體：近年來在低耗能半導(dǎo)體材科的研發(fā)投入巨大，在未來智能化技術(shù)的核心，低耗能高性能芯片技術(shù)上具有明顯優(yōu)勢。