文章转自微信公众号:说东道西

对于装备制造业的人来说,讨论数字化好像在“讨论别人家的孩子”,因为,场景似乎都对不上自己的。这造成了一些困惑—一种无形的压力带给了很多企业,担忧会否落后于时代。然而,又似乎一些并不懂自己的人在给自己出主意,无法给出合适的道路,这大概是当前数字化带来的困惑。


01

装备数字化是制造数字化的根基

在整个制造业,就实而论,装备是个大投资,尤其对于一些比较传统的行业而言,都是重资产行业。装备制造业包括非常多方向,像机床工具、工程机械、纺织机械、印刷机械、包装机械、风力发电、光伏设备、电子与半导体、锂电。装备行业牵扯到制造业的各个方面,每个领域都有大量的装备制造企业来完成整个设备的制造,才能构建整个制造业。


其实,无论谈及哪个制造业行业,都不可避免谈及装备的制造,芯片制造流水线由大量设备构成,而且占据了80%左右的工厂投资。汽车制造业同样如此,但是,这却是一个经常被忽略的产业。人们的传统思想里一直都把机械行业理解为就是铁疙瘩,就是机械加工行业,但是,装备在过去的30年里已经发生了巨大的变化,远远超出了人们对它的理解,即使是在这个行业里的人都会惊叹于它所发生的变化。

装备实际上是一个复杂综合体。装备不仅指的是炼化装置、高铁或大飞机,而是广泛的存在,它融合了机械、电气控制与传动技术、传感器技术、实时通信技术、行业工艺;而且,包括了复杂的工艺算法、乃至人工智能。即使是机械,它也包含了非常精密的加工,就像机床,本身作为母机,就要比其它机器更高的加工精度,而材料微小的变化都会影响加工精度。更不要说光刻机这样的顶流设备,它的复杂以及精密都超出想象。


这些机器的复杂性超出了大部分人的想像,人们都在讨论什么产品会被卡脖子。对于不从事制造业的人来说,理解制造业其实并不容易。制造之所以难在于先得有零配件,然后是组装,这两个过程一个成型难,一个实现高品质稳定的一致性难,前者更看重技术的掌握,而后者更看重集成的效率。


总之,对于装备企业来说,长期是利好的,这个价值是很难被取代的,国家要发展制造业,装备作为基础一环,必然是要被重视。


02

VUCA时代——数字化转型发生的根源

从大背景来说,可以用VUCA来说明为什么要数字化转型。制造业面临着不稳定、不确定以及复杂性的增强,还有就是模糊性方向的问题,例如能源的发展锂电和燃料电池就有竞争,在锂电内部也有路线之争,很多事情都具有模糊的特性,因为,在当前很难把握未来,这是因为任何时候我们认知世界都是有限的。

对于每个企业来说,数字化转型,其实,就是要让企业具备一种应对这种VUCA的能力,而使得企业能够在这种环境中竞争中胜出—这是一种软实力,而数字化—通过软件、算法赋予这种能力,因为它具有灵活性、应对变化的能力,而且,可以低成本的方式应对这种变化。


03

打造软实力——数字化转型的目的

就像现在的俄乌战争、疫情都造成了环境的不确定性,包括这两年芯片的供应问题、原材料的涨价,发生在全球的通货膨胀,这都给我们带来了非常大的不确定性,如何在这种环境里去生存,那么,就需要更为灵活的机制,以及灵活的策略来应对。


数字化转型,是因为数字化能够带来灵活性,以及边际成本下降的能力,这使得我们具有应对变化的整体能力。就像手机,它就通过不断增强的芯片算力,将传统的BP机、MP3、PC、扫码枪、交通卡等等全部纳入到一个手机中,然后通过软件来赋予各种它各种替代原有设备的能力。另外,围绕移动通信构建的微信沟通、交易平台都实现了极低边际成本优势,增加一个客户而不增加成本。

道理是一样的,生产系统的基础设施投资是固定的,但是,软件能赋予系统更多的能力,而这些能力并不需要增加太多的成本。


数字化,就是借助这些开放的资源,摊薄企业的基础设施成本,进而实现整体成本的下降。而在实现成本下降的同时,其数字化还具有非常强的应对变化的能力。这就像传统印刷需要制版,而数字印刷则每个产品都可以不同,数字化使得生产具有了灵活性。


对于装备制造而言:


(1)发挥软件的价值,进而消弭来自硬件的成本上涨。就像我们使用WORD软件一样,大部分时候我们对WORD这个软件的使用仅消耗了1%的能力。而PC硬件是一样的,谁能更大的发挥软件的能力,谁能更好的获得额外的价值输出,以赢得竞争。


其实,就现实而言,目前的硬件资源的能力,都是非常经济的,因为,在芯片领域,性价比最高的反倒是最前沿的芯片,因此大部分芯片都是具有富余的能力的。


(2)通过提升更高的附加值,使得企业的产品与服务提升耐受度,就像人体身体健康,则对病毒的免疫力提升一样。对于装备企业来说,就是提高技术壁垒,让自己免受恶性竞争的拖累,脱离苦海。在高处不胜寒的地方,你竞争对手其实也就少了很多。


(3)通过利用开放世界的资源,来降低自身资源的开销。数字世界的优势在于其边际成本较低,这种资源,就能降低自身构建系统所需的成本。


(4)数字化是保护Know-How的最佳方法,因为,看得到的容易被复制,而以软件形式存在的竞争力则不那么容易被复制。


04

装备的数字化转型的内涵

1.逆向工程到正向工程的转型


数十年来,我们的装备制造业都是以逆向工程为主,这是事实。一直皆是如此,因为,我们追求“短”、“平”、“快”,在一个快速发展的时代,如果我们像欧美人那样按部就班的设计,自然就容易错失市场,而今天,我们缺乏自主创新,缺乏对核心技术的把握,其实,都是这个过程的后遗症。我们没有掌握真正的系统的工程设计能力,并积累这个过程中的“错误”—试错,其实,是一个探索的过程,探索的过程产生的知识,其实,不要认为错误就不产生知识,相反,错误是很大的知识,因为,它让我们不犯错误。但是,我们没有掌握这个过程中的错误,也就没有掌握真正系统的知识。

因此,装备制造业,首先转型就是要实现正向工程,自主创新,这样,我们才能谈“数字化设计”。如果只是把设计改为数字化的软件,买些工具,这不能称为数字化转型,这依旧是在走过去的老路。


2.数字化转型是让装备具有应对变化的能力


应对变化,其实,道理很简单,就是建模。在很多领域,我们的装备其实都是通过人工的“试凑法”在配置参数,这往往特别依赖于师傅的经验,但是,一方面,这样的高级技师越来越缺乏,另一方面,依赖于经验,对于大规模的生产而言可以承受,对小批量多品种就比较难—这个话题,之前我也反复讲过,就是因为批量小了后,开机浪费使得不良品占比被放大了。

因此,数字化对于装备,就是建模,通过数学方式将知识和经验给转化为可复用的软件,这样,就能够让机器具有对材料、工艺的变化的适用性。

为什么特别强调工业软件—这是因为,它的核心在于“经济性”,因为,知识只有被复用才能降低成本,边际成本越来越小,而如果像很多工业互联网都是“项目”,那么就无法具有这种经济性,就会变得非常的高成本-而难以被复制。


工业软件的本质就在于知识复用,而知识复用同样为了降低成本。


3.装备的数字化在于融入到生产中


装备,以前从单机到连线,以实现全局优化,从局部最优到全局最优,这就需要设备具有数字化连接能力,开放的接口。


当这些设备被连接,并能够上行采集、传输结构化数据,然后在边缘计算侧实现调度和策略后,又要具有实时的执行能力,这就是数字化要贯穿南向和北向数据的能力。而这个数字化,需要信息建模,以降低工程成本,否则,就像现在很多工业互联网项目,它就成了“项目”而造成了对人力资源的大量消耗。就像前段时间谈到某工业互联网企业,人均产值仅30万,而通常一个制造业企业,其单位人均产值如果不能达到200万,就很难生存。而软件产业,这个人均产值应该更高才对—因此,这种工业互联网企业这么低的人均产值,不能不说是一种劳动密集型产业-其实,劳动密集型产业也不会这么低的人均产值。


4.数字化转型,要获得持续改善的能力


数字化转型,是构建一种能力,让企业持续去改善,数字孪生的意义也在于获得持续改善,监测过程并发现问题,进而为改善提供方向,如果可以达到自动的这种改善,那我们说数字化迈入了真正的实现阶段。


05

装备制造数字化转型路径分析

1.专精特新装备制造业的路径


对于装备制造业来说,专精特新是条路,这就是国家为何扶持这类型企业的原因。因为,大型企业必须依靠规模效应来实现盈利。而这导致了对于小市场的不经济性。通常规模大的企业一般都是要么属于像石油炼化、化工这种原材料加工及工业半成品企业。或者是终端生产企业,像啤酒饮料、手机、汽车这类都属于消费端产品了,这个规模才能打。而装备制造业,除了工程机械类企业,装备制造业都不是很大的规模。


专精特新是装备类企业的发展方向,因为,装备制造业具有显著专业性、垂直行业属性,而且,细分市场之间的跨度还比较大,就像印刷机,凹版和柔版,单张胶印看上去都是属于印刷装备,但是,他们之间差别都很大,一般很少有同时生产这几款机器的企业。即使是数字印刷,喷墨、静电吸附类也是差别很大,即使是3D打印,其工艺不同,一般也都是细分市场很强。


因此,这决定了装备类企业的专业性、细分属性,以及规模等,必须走专业化的道路,差异化市场,在一个细分市场不断打磨,精工细作,把壁垒建立越高,就可以稳定的长期获利。


专精特新的定位也算是比较清晰的,就是在垂直细分市场扎实的落地生根,适合于装备企业。


2.清晰自己的价值数字化时代的定位


对于装备制造业,数字化转型,就是借助于开放的资源来获得自身资源的有效整合,进而,降低整体成本,获得竞争力。无论是发挥软件的知识复用,还是借助于互联网基础设施、软件资源,更经济的AI算力,来解决客户的质量,成本和交付问题,都是数字化的能力发挥。那么,围绕着自身的定位,去为客户带来什么样的价值,根据这个的实现来选择工具与方法。

装备的数字化能力,包括装备的稳定性、开放性连接能力、被集成到产线中的数字化能力、行业工艺Know-How、产品的生产广泛适配性,以及能够为用户带来的TCO降低。这些能力,可以借助于数字化来实现。关于数字化在这些方面能够发挥的作用,已经有很多论述。


用户需求导向的战略定位—重新梳理一遍,如何能够跳出今天的竞争?摆脱恶性的价格竞争,让自己的企业走向康庄大道。这件事情其实不搞数字化转型也是要进行的。


前面已经谈到了装备的数字化转型内涵,那么,数字化转型就是要清晰自己要提供给客户什么,解析为在实现手法上如何借助于开放的资源来构筑自身的技术壁垒。


2.数字化转型——工程研发体系的构建


任何数字化技术,都要能够被有效组织,才能发挥作用,这就是研发项目管理的重点。技术,和其它资源一样,如果不能被有效的利用,其实,也是成本高昂的。


(1)设计数字化,实现正向设计,自主创新,能够具有高效的研发体系,来数字化产品,以让产品具有灵活的变化能力。就像,传统印刷行业转向数字印刷一样,数字印刷赋予了印刷独特的灵活性,机器的数字化也赋予了机器灵活性,就是可以按照需要来组织。


(2)开发数字化:数字化的机器,就得开发可复用的模块,进而来配置不同的设备,以融入到生产中。


(3)数字化运用能力:设备不仅能完成工艺控制这些核心任务,同时,机器也要具有融入到生产中的能力,并且,能够为用户的整个工厂连接与持续改善提供数字化支持能力。


3.数字化认知问题与人才培养


数字化是一种应变与创新能力的打造,或者一种软实力的打造,因为,机器具有的自适应能力,以应对生产的变化。那么,这里就要认知数字化,它可以做什么,不能做什么。数字化并非灵丹妙药,任何的转型必须是系统的,而不是孤立的,仅在局部的问题解决不能获得全局最优。


真正的专家,不会鼓吹一个技术,而是明确的指出在什么样的场景用什么样的方法,能够获得更好的经济性。另一方面,任何技术都存在缺陷,问题是,创新在于融合,而融合又是最难的,因为,这需要跨界的人才,对问题的把握,以及合适的方法,甚至需要智慧—如何判定更好的方法?

就像建模能力,数据驱动建模与物理建模融合,可以发挥物理建模的低成本优势,而又发挥数据驱动建模在隐性知识方面的挖掘能力,这就是要有清晰的技术认知能力。如何利用数字化工具平台来解决技术的封装,其实,要求具有机理、数据建模,以及懂行业工艺的人,如何缺乏就需要一个高效组织的团队来协作来完成。


数字化转型,更需要快捷的人才来构建企业的自身发展,越快的决策能力,越灵活的软件功能模块化,才能让机器具有快速变化的能力。


所有事情,最终落脚点,一定是人才,认知数字化需要人才,构建数字化需要人才,实现数字化还需要人才,推动持续改善也需要人才。这里的人才,不是AI算法工程师,而是包括了工人、技师、工程师、服务、市场与销售、研发设计的每个环节的人才培养,因为,木桶的容量取决于最短那块板。






文章来源:微信公众号——说东道西

2022年08月29日

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