圖片來源:網(wǎng)絡工欲善其事,必行利其器,裝備制造是制造業(yè)的重頭戲。本公眾號曾對倉儲機器人制造中軟與硬的關系做過論述(【原創(chuàng)】倉儲機器人的辯證法則——“軟”與“硬”, 2021-04-14),這里,從更廣闊的角度,從裝備制造的升級轉(zhuǎn)型角度,來闡釋二者的關系,從而解析裝備制造的內(nèi)在邏輯與發(fā)展脈博。不妥之處,敬請指正。
一、硬有硬的要求
裝備制造的硬,可從三個方面來觀察:1、地位過硬國家領導人說過,裝備制造業(yè)是制造業(yè)的脊梁,要加大投入、加強研發(fā)、加快發(fā)展,努力占領世界制高點、掌控技術話語權,使我國成為現(xiàn)代裝備制造業(yè)大國。
裝備制造業(yè)各項經(jīng)濟指標占全國工業(yè)的比重高達五分之一至四分之一;是高技術的載體及轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的橋梁和通道;是產(chǎn)業(yè)升級的手段,生產(chǎn)工作母機。裝備制造業(yè)被稱為“生產(chǎn)機器的機器制造業(yè)”,其作為國家制造業(yè)的脊梁已深入到我國制造業(yè)的方方面面。裝備制造業(yè)是先進生產(chǎn)力的代表和競爭力的關鍵,其發(fā)展程度已成為體現(xiàn)綜合國力的重要因素,決定著我國在國際分工中的地位。近十年來,裝備制造業(yè)取得了歷史性成就、發(fā)生了歷史性變革:產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴張、產(chǎn)業(yè)結構持續(xù)優(yōu)化、“大國重器”亮點紛呈。整體看,我國裝備制造業(yè)處在向中高端邁進的關鍵時期,對經(jīng)濟社會的支撐作用更加突出,但也存在產(chǎn)業(yè)基礎薄弱、產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈存在斷鏈風險、產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境尚需改善等問題。中低端產(chǎn)能過剩、競爭激烈,而高端市場卻被國外品牌牢牢掌控,在關鍵零部件和核心技術方面,長期以來一直被國外品牌“卡著脖子”。我國裝備制造業(yè)“大而不強”已是不爭的事實。目前,我國裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)價值鏈從低端向高端邁進的步伐正在加快,有必要建立高端裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群,疊加國產(chǎn)化替代和綠色發(fā)展機遇,其向高端化、智能化轉(zhuǎn)型的方向更加明確。2、品質(zhì)過硬裝備制造,品質(zhì)的保證,也就是“硬”,需以專業(yè)的技術和積極的態(tài)度貫穿了整個項目的過程,而這些技術靠的是長期的積累。
硬,就是打造最具生產(chǎn)力的裝備,前提是品質(zhì)的保證。目前,裝備制造品質(zhì)過硬主要體現(xiàn)三個方面:一是輕量化,納米材料、復合材料(碳纖維材料、合金鋁車體等)的廣泛應用;二是可靠性,可靠性技術在裝備上的廣泛應用,三是快速響應成為企業(yè)核心競爭力,市場響應能力成為企業(yè)競爭力第一要素。品質(zhì)的過硬,體現(xiàn)在時間和應用的驗證上。波士頓動力公司創(chuàng)始人馬克·雷波特曾說過:“沒有經(jīng)歷至少25年潛心研究的機器人產(chǎn)品,都不足以商業(yè)化?!睂ζ渌b備也是同理。在裝備制造的的應用中,很多細節(jié)考驗,會在真正投入使用時發(fā)生,其實用性還有待時間證明。久經(jīng)驗證的產(chǎn)品技術和項目經(jīng)驗才有應用價值。在應用過程中所獲得的經(jīng)驗教訓的基礎上打造的,專注于每一個細節(jié)的,以最大限度地提高生產(chǎn)力的裝備才是王道;充分利用最新的實用技術,并釋放市場領先但尚未開發(fā)的潛力才是正途。裝備制造企業(yè)的要素和稟賦決定了企業(yè)在品質(zhì)上具有天然的優(yōu)勢。智能是品質(zhì)的保證,智能制造對裝備制造業(yè)將帶來三個效應,即產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效應、融合效應、協(xié)同效應,最終實現(xiàn)裝備制造業(yè)的升級。我們都知道,生產(chǎn)方式正從大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N、小批量、柔性化生產(chǎn)。裝備制造企業(yè)將利用自身的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài),合理配置內(nèi)外部資源,通過產(chǎn)業(yè)鏈、各個環(huán)節(jié)的業(yè)務協(xié)同完成從產(chǎn)品研發(fā)、設計到產(chǎn)品交付,打造差異化的市場優(yōu)勢。傳統(tǒng)產(chǎn)品生命周期(研制-使用-報廢)向綠色產(chǎn)品生命周期轉(zhuǎn)變(研制-使用-再生);為了保證品質(zhì),行業(yè)實施“綠色制造關鍵技術與裝備”、“關鍵基礎件和通用部件”等國家科技支撐計劃。3、技術過硬目前,科技前沿將進一步釋放歷次科技革命和產(chǎn)業(yè)變革積蓄的巨大能量,催生新技術、新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式,引發(fā)經(jīng)濟結構重大變革。裝備制造業(yè),作為工業(yè)母機,必須以創(chuàng)新為引擎,將“最新技術”全面滲入整個行業(yè)、公司、產(chǎn)品、業(yè)務等場景中,通過網(wǎng)絡化和智能化力量,實現(xiàn)行業(yè)的重新布局、企業(yè)的重新構建。
裝備制造業(yè)非標品眾多、用戶多樣化、離散生產(chǎn)等產(chǎn)業(yè)特征決定了行業(yè)需要技術創(chuàng)新;裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的首要任務是突破關鍵核心技術的瓶頸制約,要聯(lián)合高校、科研機構、行業(yè)協(xié)會等組建技術創(chuàng)新中心。作為集資金、技術和勞動為一體的密集型產(chǎn)業(yè),裝備制造業(yè)在研發(fā)領域普遍具有專業(yè)性強、技術含量高的特點。裝備制造業(yè)相關的創(chuàng)新技術研究活動較為頻繁,隨著大量新技術、新工藝的滲入應用,裝備制造業(yè)對研發(fā)的要求將不斷被強化。裝備制造業(yè)關鍵零部件是“硬通貨”,但是,我國在部分關鍵領域和關鍵零部件的核心技術上受制于人,提高關鍵技術的研發(fā)水平和創(chuàng)新能力顯得尤為重要,關系到國際競爭優(yōu)勢的形成。制造業(yè)正以前所未有的速度步入工業(yè)4.0,全面數(shù)字化的新階段。裝備制造業(yè)為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級,通過研發(fā)的資源投入,實現(xiàn)產(chǎn)品本身的迭代升級。需要借力網(wǎng)絡化和物聯(lián)化等技術的發(fā)展,實現(xiàn)內(nèi)部運營能力和產(chǎn)業(yè)協(xié)同運營能力的階段性提升。裝備制造業(yè)升級的根本是要專注自身核心競爭力,同時以物聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)為橋梁,開展并引導彼此的合作,形成合力,骨干企業(yè)重點推動各項技術集成化。我們都聽說過數(shù)據(jù)資產(chǎn)這一概念,裝備制造業(yè)就是要加快數(shù)字化資產(chǎn)的進程,彰顯技術的能動性。二、軟有軟的道理經(jīng)歷了指數(shù)增長的增量時代,目前一些裝備制造業(yè)進入優(yōu)化升級的存量時代。實體產(chǎn)品越來越無法滿足客戶的需求,除了單純的硬件產(chǎn)品,對產(chǎn)品相關的信息和數(shù)字化服務已經(jīng)逐步從后市場步入前端需求?!败洝保蔀闀r代的需求。
軟,就是柔性。我國制造業(yè),越來越顯示出小批量,多頻次,常變化的特點,這就需要為其服務的智能裝備具有柔性特點,軟的品質(zhì),實現(xiàn)在不同場景應用中的可拓展性。1、軟件賦能軟,體現(xiàn)在其軟件的開發(fā)上,拿機器人裝備來說,部署一個AMR很容易,但如果是10個或100個呢?軟件在其中將起重要作用,以實現(xiàn)大規(guī)模的AMR部署和協(xié)同工作。曾經(jīng),裝備制造發(fā)展趨勢是機械化與自動化,技術的變革以硬件創(chuàng)新為主,軟件系統(tǒng)起的作用非常有限;現(xiàn)在,智能裝備系統(tǒng)的功能化模塊與軟件結合,推動系統(tǒng)柔性化發(fā)展,越來越呈現(xiàn)出軟件與硬件融合的趨勢,軟件的作用越來越大,甚至占據(jù)主導作用。
裝備制造業(yè)可借力數(shù)字孿生、3D打印等技術,實現(xiàn)在產(chǎn)品設計、建模仿真、樣機制造和設計反饋等階段的數(shù)字化轉(zhuǎn)型;通過實現(xiàn)產(chǎn)品全三維數(shù)字化設計,建立產(chǎn)品工藝布局、加工流程、裝備和實驗等環(huán)節(jié)的虛擬仿真。對于裝備制造企業(yè)而言,發(fā)揮軟件的價值,可以消弭來自硬件的成本上漲;同時,以軟件形式存在的競爭力不那么容易被復制。生產(chǎn)用戶對產(chǎn)品個性化提出了新要求,促使裝備智能化、產(chǎn)線自動化、工廠數(shù)字化的發(fā)展路徑,更需要軟件的賦能。以傳感、識別、通信,以及物聯(lián)技術為基礎的智能裝備制造業(yè)呈現(xiàn)出軟的特質(zhì),實行了設備狀態(tài)的實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集,通過機器學習和大數(shù)據(jù)分析的推演,對裝備故障發(fā)生頻次、程度等進行提前預測分析。軟件技術對裝備制造業(yè)的賦能將成為常態(tài)。推動裝備、自動化、軟件、信息技術等不同領域企業(yè)緊密合作、協(xié)同創(chuàng)新,開展工業(yè)軟件攻關。拓展系統(tǒng)集成服務,提高系統(tǒng)設計開發(fā)能力,加快向“系統(tǒng)集成供應商”和“成套設備服務供應商”轉(zhuǎn)型。2、價值為先與過去相比,裝備用戶端,或者智能裝備購買者、使用者,不再單純地關注價格與最低成本,轉(zhuǎn)而關注“持續(xù)性的價值”。目前,中國已進入到從“工業(yè)化后期”向“后工業(yè)化時代”過渡的階段。全社會固定資產(chǎn)投資增速放緩,而裝備制造產(chǎn)業(yè)投資占比將不斷提升;中國經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)由要素驅(qū)動、投資驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變,以價值為先導的高技術裝備制造業(yè)投資將迎來快速增長。
目前,在傳統(tǒng)價值鏈的基礎上,裝備企業(yè)從橫向拓寬自身價值活動,并培育價值鏈中的核心增值環(huán)節(jié),向后端服務化進行延伸,進而實現(xiàn)主營業(yè)務多元化,賦予原有產(chǎn)業(yè)新的經(jīng)營領域及利潤增長空間。價值為先一個重要的表現(xiàn)是高附加值,可是我國裝備制造業(yè)面臨產(chǎn)品附加值低的挑戰(zhàn)。目前,我國裝備制造業(yè)面臨“雙向擠壓”的局面未能根本性扭轉(zhuǎn)。在中低端領域,面臨著與其他發(fā)展中國家的競爭;在中高端領域,我國制造企業(yè)自動化、智能化程度相較于發(fā)達國家較低,沒有完全掌握重點行業(yè)的關鍵核心技術;在研發(fā)設計和國際標準制定等方面,還未能擁有足夠的主導權和話語權,產(chǎn)品還不具備競爭優(yōu)勢。因此,在智能裝備制造上,引入智能決策功能,構建人機互聯(lián)的智能系統(tǒng),實現(xiàn)由個體智能跨越到整體智能,實現(xiàn)對產(chǎn)品設計、制造、服務的全過程支持,從而實現(xiàn)其新的價值觀。智能裝備以其不可替代的優(yōu)勢,得到了大力推廣,是裝備制造業(yè)進入價值化時代的一個重要標記。3、服務為王《中國制造2025》中提到:推進裝備制造業(yè)向服務化轉(zhuǎn)型升級,是建設裝備制造強國的必由之路。企業(yè)在裝備產(chǎn)品設計和制造過程中強化服務理念、增加服務投入,拓展裝備產(chǎn)品服務功能,提升技術裝備服務價值,成為目前的必然選擇。我國社會的經(jīng)濟形態(tài)正在經(jīng)歷從“工業(yè)經(jīng)濟”到“服務經(jīng)濟”的轉(zhuǎn)型更迭。作為制造業(yè)與服務業(yè)深度融合的重點發(fā)展領域,裝備制造業(yè)不斷在探索“服務化”的發(fā)展路徑模式。
過去,僅是將服務作為后市場層面“附加價值”的載體,還未實現(xiàn)“產(chǎn)品服務化”產(chǎn)業(yè)模式。裝備制造業(yè)需要產(chǎn)品的服務化拓展實現(xiàn)產(chǎn)品本身的影響力。這里的服務,不是一個環(huán)節(jié)的服務,而是裝備全生命周期服務方案,實行服務的轉(zhuǎn)型升級。以大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)為代表的新一代技術的快速發(fā)展,為裝備制造業(yè)注入新的生產(chǎn)源動力,裝備制造企業(yè)需要在原有制造產(chǎn)品的基礎上,向上下游服務環(huán)節(jié)延伸,并將服務環(huán)節(jié)的增值活動,全部或部分納入自身價值鏈中。裝備與消費產(chǎn)品一樣,最終落地的體驗還是在人身上,要意識到裝備制造企業(yè)向生產(chǎn)服務化轉(zhuǎn)變的重要作用。市場充分競爭,向制造服務一體化轉(zhuǎn)型,由傳統(tǒng)的產(chǎn)品供應商向具有成套設備供應、系統(tǒng)集成、工程總承包能力的服務供商轉(zhuǎn)變。三、軟硬融合才是正道綜上所述,從辯證的角度說,智能裝備制造硬有硬的要求、軟有軟的道理,那么,我們怎么辦?強化“硬本領”,提升“軟實力”,二者融合才是正道。
裝備制造,特別是智能裝備,離不開高效先進的軟硬件的有機融合,不僅需要硬的品質(zhì),更需要軟的功能,才能具有較強的柔性及擴展性智能裝備,隨著應用的深入,越來越顯出其軟與硬的辨證特質(zhì),軟硬融合就是要加強與產(chǎn)業(yè)鏈上下游的企業(yè)緊密協(xié)同,實現(xiàn)資源的高效配置,提高產(chǎn)業(yè)鏈整體競爭力。裝備制造業(yè)涉及較多傳感技術與物聯(lián)設備,這些是硬元件,用其生成的數(shù)據(jù)可以大大提升裝備制造業(yè)生產(chǎn)能力,這就是硬件與軟的融合,從而達到裝備升級的目的。裝備制造的數(shù)字化,是軟的要求,但落實需要硬,就目前來說,數(shù)據(jù)并沒有被有效利用,其實,在裝備制造智能化中,最重要的是如何將數(shù)據(jù)價值變現(xiàn),通過數(shù)據(jù)去洞悉和改善生產(chǎn)運營情況。要推動新一代信息技術與傳統(tǒng)裝備制造業(yè)深度融合,裝備制造業(yè)與大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術產(chǎn)業(yè),即我們所說的軟的元素,實現(xiàn)互相延伸、滲透,最終達到融合。更進一步,通過人工智能,大數(shù)據(jù),區(qū)塊鏈等新一代信息技術與裝備制造業(yè)的融合,從而對裝備制造業(yè)的研發(fā)設計、生產(chǎn)組裝、營銷、服務等產(chǎn)品全生命周期進行賦能。
裝備制造業(yè)具有顯著的訂單式生產(chǎn)特點,推動裝備制造企業(yè)開展模塊化設計、柔性化生產(chǎn)和個性化定制,實現(xiàn)供需兩側和產(chǎn)銷兩端的高效銜接。用戶參與設計是制造業(yè)發(fā)展的趨勢,對于裝備制造業(yè)更是如此,談到軟硬的融合,我們還要明白一點,不能簡單地理解“軟件化”等于“無人化”,要充分認識到“人機協(xié)同”的作用。裝備制造的軟硬融合,體現(xiàn)在與其它設備的整合上,體現(xiàn)在與工廠內(nèi)任何設備進行互動對接上,對接也是柔性化最重要的一部分,一旦對接不成功,各自為戰(zhàn),將嚴重影響效率的發(fā)揮。無縫對接,形成業(yè)務場景、服務場景的結合,提供整體的解決方案。軟,讓各硬件設備之間實現(xiàn)了完美配合,同時實現(xiàn)了業(yè)務的結合。高性能系統(tǒng)和技術相互集成,幫助客戶在現(xiàn)有基礎上進一步產(chǎn)業(yè)線升級。裝備制造的智能化,在認知深度上存在差距,目前僅停留于智能生產(chǎn)層面,主要專注于生產(chǎn)成本的降低和效率的提高,而對其能夠帶來的規(guī)模定制、個性化定制等柔性生產(chǎn)模式的變革缺乏意識。這也是軟硬融合的深度問題。裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈長,各環(huán)節(jié)關聯(lián)性強,利用“產(chǎn)、學、研、用”的協(xié)同力量促進研發(fā)創(chuàng)新是必然選擇,從而進入以數(shù)據(jù)為核心的泛力生態(tài)系統(tǒng)。政策也是重要的因素,大政方針肯定是支持的,但需要細化相關政策并落實到位。軟與硬還體現(xiàn)在其快速部署上,需要軟硬件融合,更需聚焦落地,能否掌握核心技術、快速移植和能否實現(xiàn)產(chǎn)品的平臺化將是決定下一步競爭格局的關鍵。
結語:軟與硬,裝備制造這一哲學特點,越來越顯示出了強大的生命力,未來的裝備,一定不是單純的硬件,也不是單一技術的極致體現(xiàn),而是物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等各種技術的綜合體,從而發(fā)揮出最大的效能。
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