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陈光祖:软制造是重构汽车业高质量发展之“道”

时间:2019-12-18 23:06来源: 作者:admin 点击: 26 次
当今世界汽车产业正走向一个大变革的时代。进入新时代,汽车将成为未知的、高智的、嬗变的新物种。软制造将是改变新时代汽车之本,“软件因子”将是促进汽车产业新时代高质量发展的中枢。一场汽车产业的“软战争”即将打响。一、塑造新时代汽车产业高质量发展范式汽车产业在制造业中居重要地位,很多发达国家都把汽车业作为

当今世界汽车产业正走向一个大变革的时代。进入新时代,汽车将成为未知的、高智的、嬗变的新物种。软制造将是改变新时代汽车之本,“软件因子”将是促进汽车产业新时代高质量发展的中枢。一场汽车产业的“软战争”即将打响。

一、塑造新时代汽车产业高质量发展范式

汽车产业在制造业中居重要地位,很多发达国家都把汽车业作为支柱性产业,其有力地支撑了国民经济的发展。全球汽车产业,正处在一个颠覆性大变革时代。在宏观层面,包括国际国内政治、经济、文化、环境等诸多因素的影响,都会牵动汽车产业发展状态;在中观层面,随着全球科技、信息业迅速发展,汽车产业的竞争态势正向激烈又包容的新业态发展方向迈进;在微观层面,汽车厂商,包括众多零部件厂商都在加强创新研发,谁的创新水平高,谁就会赢得市场。总之,进入新时代,我们要更多关注应用软制造来推动汽车产业的高质量发展问题。

汽车是世界上一致性最强的产品之一,就和手机一样,现在已进入 5G 时代了,2G、3G 的产品已被淘汰。当汽车排放实施国六标准的时候,如果企业还生产国三产品,只能成为废品。商业模式是汽车产业软制造中重要的商业战略决策和发展生存的基本法则,也是全球汽车产业评价优势的一大准则。著名管理大师彼得·德鲁克曾说过:“当今企业之间的竞争,不再是产品与服务的竞争,而是商业模式之间的竞争。”如今,这一见解已成为全球汽车界的共识,并应用于实践中。

汽车商业模式往往是在先进的、经典的、非凡企业生产方式的经验基础上证实总结形成的,可以说它的本质是当时汽车产业发展的理论体制,准则和方法的总和,以至心理上形成的共同信念。随着社会和汽车产业的不断发展和演化,新的商业模式会应运而生,但不是完全替代或排挤旧的商业模式,而是在新时期起主导作用的一种范式。总之,对汽车商业模式的产生和发展,不仅仅要从技术角度去考量,更重要的是一种经济学价值观理念上的作为,是一种量级化差异的进步。

在全球汽车产业 130 多年的历史中,已经历或正经历着四种典范的商业模式。

一是“单件汽车生产商业模式”。1886 年,德国工程师本茨发明了世界第一辆内燃机汽车,从此人类社会开始进入汽车年代。接着在德、英、法等国家,用手工敲打一辆辆古老的汽车,产量很小,价格昂贵,只能成为当时贵族人士使用的产品。

二是“大规模生产商业模式”。1913 年,美国福特汽车公司首次用流水生产线生产“T”汽车,几乎每 10 秒钟就有一辆汽车装配下线,随着产量增长,价格降到 360 美元 / 辆,并进而建立起比较完善的汽车体系进行大规模化生产,汽车成为当时平民都用得起的产品。虽然 1927 年“T”汽车因车型落后停产,但总计生产高达 1686 万辆。此后美国汽车产业兴起,最高时有 100 多家汽车厂,后经调整改组,形成通用、福特、克莱斯勒三大跨国汽车巨头,美国取代欧洲在相当长时间内成为世界汽车产销量最大的国家。

三是“精益生产商业模式”,上世纪 60 年代,日本汽车产业崛起,1957 年日本丰田小汽车在美国洛杉矶博览会上展出,70 年代全球石油危机后,日本轻便、便宜、耐用的小汽车席卷美国汽车市场;80 年代,日本创新高档汽车,韩国也应用日本汽车生产方式,产量激增,向美国倾销,世界汽车的市场主导力量开始转向东方。值得一提的是,日本丰田汽车的“看板生产方式”经历过不断地改进完善,80 年代美国麻省理工学院调研出版了《改变世界的机器》一书,将其认定为“精益生产方式”。正是这种先进的生产方式,有力地推动了全球汽车的大发展时代,同时也对人类社会特别是制造业的发展起到重要贡献,至今仍在全球制造业中大量推广应用。

四是“大规模个性化定制商业模式”。新时代,随着科技日新月异、突飞猛进,人们对汽车形态、性能要求越来越高,汽车不再是简单的代步工具,而是要满足客户个性化的需求,因而汽车进入一个量身定制的年代,仍搞大规模生产的厂商将逐渐式微。

虽然“大规模”与“个性化”是两个矛盾的词汇,但通过商业模式和科技的创新,使两者有机结合起来。当前盛行的汽车平台化战略逐渐淡化,开始被模块化所替代,汽车市场也将成为一个全新的范式。生产什么样的汽车将不再由汽车企业确定,而是由客户来指定,汽车大模块逐步标准化,汽车就像魔方一样来翻组,客户的定单可在全球实行 AR/VR 互动方式落实定制方案和合作,建设新型个性化定制的产业链,加速互动,快速响应个性化定制资源。新的运行机制深入化要靠创新,特别是高新科技的创新和融合。当前这种新兴商业模式仍处于初期发展阶段,但作为一种发展趋势,已取得世界汽车界人士的认同。

笔者想说明两个重点问题:一是“大规模个性化定制商业模式”是不是汽车商业模式的终端?显然不是,但当前还无法回答下一个商业模式是什么样的具体模式,因为一切还在创新发展之中。5G 到来,将开启汽车产业再造新时代,它不仅是网络速度、容量上的突破,更是给汽车消费者带来一种数字化生活新体验的变局,未来 6G 也将到来。当今世界上,特别是我国正掀起一股量子计算热,包括量子通讯、量子计算机、光子计算机、生物计算机、纳米计算机,以及人脑工程等黑科技开始进入人类社会生产和生活中。2017 年 5 月 3 日,我国研制出光量子计算机的原型机,预计到 2020 年,我国将推出初期量子比特可试运行的量子计算机。近日,谷歌已宣布第一台可商用的量子计算机问世。IBM 也声称准备在未来三到五年内将量子计算机商用化。如果到了量子时代,会出现“量子汽车”吗?会具有哪些特别的功能?可以说难以想象,人们预测那时“超制造业”的汽车年代或将到来,汽车人期待量子时代的到来。

二是汽车是十分复杂的产品,社会上需求多样化,上面讲的四种商业模式还都在历史性演化应用过程中,并没有哪一种商业模式被全部替代,至今仍在交互性、各有特色地存在着,但起主导作用的是“精益生产商业模式”,演进的是“大规模个性化定制商业模式”,100 多年前“单件生产商业模式”仍在沿用,仍有一些汽车厂商用手工打造各种豪车,如劳斯莱斯、法拉利、兰博基尼、宾利、迈巴赫、布加迪等,价格昂贵,产销量很低,却一直受到部分群体的青睐。

100 多年来,汽车产业就是这样反反复复地不断创新,在不断追求生存与发展的烙印中前进。

二、从“硬制造”进化到“软制造”为中心的价值流

当代软制造已构成发展汽车产业的战略内核。

什么是软制造?按 IBM 的说法,所谓软制造就是为了增加产品的高附加价值,提供更有魅力的服务解决方案,以及产生相应的优化产品构思和机制,这些通常都是无形的、肉眼看不到的东西;也可以说解决问题时,用的是知识和技术以及智能资源等,更多的是以软件方式替代性能和功能,由此产生实体抽象化而产生的产品模型和价值。尽管这些说法有些绕弯,但还是把问题本质说明白了。

要重要说明的,从产业结构角度看,无论是硬制造还是软制造都属于实体经济范畴。汽车产业的实体经济包括一、二、三产业,以至神经产业,可以说是汽车产业商品范畴的总和。当代非常迫切的是要把软制造业搞好,提升汽车产业的软实力,从而促进汽车产业新兴生产力的发展,这是从根本上促进汽车产业高质量发展。

当前,汽车产业软制造正处于一个发展高潮。今年,大众汽车集团 CEO 迪斯宣布:“大众要建设世界最大的、以软件工程驱动的汽车公司,以此来定义软件化汽车的重大挑战。”今年微软市值居全球第一,但比尔·盖茨却说:“微软离破产,永远将处在 18 个月内。”又说:“微软唯一不变的东西就是变。”这从一个角度说明,谁把软制造的水平搞得好,谁就会在全球汽车市场上居领先地位,成为汽车全球化竞争力的动力源。

笔者想简要介绍软制造推动全球传统汽车产业与新兴汽车产业的对比特点:从看得见到看不见,从实物到虚拟,从劳动力到知识,从固化到模糊,从经验到实验,从围墙篱笆到无边界,从复杂到简化,从碎片到网络,从封闭到开放,从图纸到比特,从静态到动态,从追量到品位,从分工到融合,从拥有权到使用权,从繁重到技巧,从大而全到小业态,从刚性到柔性,从粗放到集约,从管教到自我学习,从等级结构到扁平化结构,从各自为战带合作共赢,最终是从以内容为王到以应用为王。可以说,当代全球汽车软制造产业向“电动化、网络化、智能化、共享化”这“四化”发展,而催生这“四化”发展的就是靠软制造形成的软实力,它可以使汽车比人更“聪明”。

拿已经破产的底特律来说,在距它西北面开车两个多小时,有个叫特洛伊(Troy)地方,是以建设软实力为基础的新底特律,那里主要是发展关键的核心零部件技术,软制造业是特洛伊快速发展的特色,再向其附近地区延伸,在高新科技上得到密西根大学的支撑,加上美国制造业再造和回流政策驱动,新底特律建设正在向前发展。再拿硅谷来说,几乎所有软制造商都大力开展软制造业的创新升级工作,瞄准汽车产业不同的高新科技领域协同进行深化研究,力求在某专业领域取得突破性进展,如微软、英特尔、雅虎、思科、IBM、苹果、谷歌、亚马逊、AMD 等。我国也有许多企业在硅谷设立了研发机构和办事机构,硅谷的汽车热也在升温,有人认为硅谷几乎成为“车谷”。

软制造的不断深化,带动与之相关的实体经济规模化发展,几乎全球汽车厂商都被卷入这场无硝烟的“软战争”中。软战争和传统汽车产业的竞争不一样,传统汽车的竞争主要是争市场、争利益,而软战争则是把竞争聚集在汽车产业的系统工程上,是一场全方位、以科技为手段的整合性的战略性争夺战。这就是当前全球汽车厂合纵连横、重组兼并潮的动因,也是现代汽车企业生存与发展的分界线。

从现代科技发展视角看,汽车产业的软制造是综合性、多学科交互渗透融合发展的系统工程,它并非一蹴而就,而是长期不断学习、发展。可以说,软制造的模式是一种“进化论”,即事物按照不断有序的演化过程,按技术分“域内”和“域外”,可以是科技域,也可以是社会域、经济域,但以“域内”技术为主体内生进化规律。正如钱学森所讲:在基础科学层次,现代科学技术所用的研究方法逐渐统一了,不再区分自然科学方法论和社会科学方法论了。

当代科学技术和软制造业的进化方法中,应用全息论的理论和方法,在软制造业值得开辟和推行。推行全息方法论大致有三种概论:一是可应用部分技术的子系统的全息元,映射整体科技的进步;二是时段也可映射发展过程,通过分析,在时段上有反射全过程的技术信息元,重建技术发展的历史并推动未来进步;三是利用全息论四维空域和多维抽象域,来映射和把握统一的技术进化过程。期待更多的汽车厂商和零部件厂商能更好地应用全息论的普适性,在软制造业的“里”上找出事物创新进步的本质,去掉当前一些光在“表”的习惯上加以改进,抓住软制造业“里”的规律,更好地推动汽车产业软制造业的高质量发展。

三、数字化丛林中整合的“点金术”

汽车软制造业的高质量发展,要以数字化技术为主导,形成数字化、电子化、网络化、智能化的高度化融合发展方式,建立起基于数字化协同构建的软制造业体系。

在数字化方面,要建设起全产业链数字化技术平台,用优质数据打通一体化的数字化解决方案,对汽车软制造业运行和优化流程具有积极意义。在电子化方面,无论是数字化还是网络化、智能化,都需要汽车专业的电子技术来支撑,它包括在计算机微处理器、集成电路和基础元器件等领域持续创新,不断提升汽车电子化水平,特别是芯片领域构成了汽车电子化的基石,是汽车的“心脏”,已渗透到汽车整个产业,在汽车电子技术革命化发展过程中出现爆发式增长和需求。在网络化方面,作为新一代信息化与制造业深度融合的产物,工业互联网在汽车产业甚至整个实体经济的数字化、电子化、智能化升级中是关键支撑,其融合的趋势和潜能不可小视。在 PC 时代,互联网只是信息沟通作用;在移动互联网时代,人人、事事互联;在工业互联网时代,则实现万物互联,汽车制造商和客户可以在虚拟空间沟通,设计契合个性化需求的产品,充分体现用户的存在感;在数字化时代,网络消解中介,从迂回沟通走向直接化应用、分布式沟通,形成庞大的服务型生态系统和共享经济的连接体。

5G 更是时代的“风口”,促使网络结构向虚拟化、软件化、扁平化、超速化方向发展,带宽高、低时延、高精度,安全可靠,海量连接,促使网络化发生革命性变革,渗透到汽车产业全产业链的“细胞”中,促使汽车产业进入后 PC 时代。比尔·盖茨认为:当年每一个工作人员办公桌上有一个电脑的理想,已向“信息无处不在”为主导的现实的“无极电脑”过渡。这是商家与客户无缝对接,将传统客户逐步转化成以互联网技术服务为基础的客户上。5G 时代将是大量高新技术融合互动,促进信息产业向数字经济发展,汽车产业的软制造也会不断进步,这是汽车产业高质量发展重要的切入点。

在此,笔者想谈谈软制造业发展中和汽车相关的一些重点问题。

首先是嵌入式开发技术。这是当前计算机和网络发展中的一个热点。广义地讲,嵌入式系统是以用户为中心,以计算机技术为基础,硬件软件可裁剪,以适应其应用系统,对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。嵌入式系统广泛应用于新科技,如嵌入式微控制器(MCU),又叫单片机,可以将整个计算机系统集成到 MCU 的一块芯片上,随着半导体技术的发展,计算机可以不用中央处理器(CPU),而由系统级芯片 (SOC) 所替代,SOC 可以构建计算机整体的电路系统,完成多功能系统级代码,进行全操作系统的运作,使各种嵌入式结构实现起来十分简便,在智能化电路综合利用时,使系统更加接近理想化要求。

其次是深度学习。这是当代机器学习的一种深化方式,就像阿尔法狗在围棋赛中胜出一样。深度学习在汽车产业软制造业上的应用,将引发人工智能第三次浪潮,成为人工智能发展的一项内核性活动。深度学习大致就是用人类的数学、知识与计算机算法构建起来的一个整体架构,再结合计算机的大规模运算能力,尽可能把复杂问题用一个方案解决。深度学习的概念源于人工神经网络的研发和应用,其目的是建立人脑进行分析学习的神经网络,试图模仿大脑神经元之间传递信息进行处理的一种模式,以达到自学习、自组织、自适应水平。随着近年来科技的重大进步,神经网络自身也得到很大发展。这种演进大致分两个类别:一是神经网络创新进一步强化,已有多种神经网络的控制水平出现,如卷积神经网络、循环神经网络、生成对抗神经网络等;二是深度学习控制理论学科的多样性,以达到最优化的控制效果,如专家控制系统、超循环机制、耗散结构系统、模糊控制系统、积分微分比例控制系统等。这促使汽车应用深度学习程序大平台,爆发深度学习热潮。

再则是数字化工厂和数字人。以产品全生命周期的相关数据为基础,在计算机虚拟环境中,对生产全过程进行仿真、评估和优化,是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物。作为沟通数字化产品设计和数字化制造之间的桥梁,它给汽车制造业高水平实体的自动化工厂建设注入活力。如今汽车业已经出现一大批数字化工厂样板,笔者参观过国外若干家冲压车身自动化工厂,在大厂房里,冲压床和冲压工艺是全自动化的,物流也是靠机器人,高层的仓库可以自动化上下料,仅在工厂的上层有玻璃屋,需要个别人力监控。当前数字化工厂在数值计算能力、推理及逻辑判断能力,信息存储能力、重复工作能力、分析能力、出错率等方面,都比传统自动化工厂有显著提升。未来数字化工厂将进一步创新发展为智慧工厂,这是在数字化工厂基础上利用智能化技术和设备监控技术,以强化信息服务、掌控产销流程、提升生产过程的可控性、更高水平适应负荷的变化,构建起的高效节能、绿色环保、环境舒适、人性化的工厂,更好地实现多品种、柔性化、高效率、零缺陷和集成化的互动效应。数字化工厂多用高能机器人,智慧工厂用的是数字人。目前用的机器人水平在不断提升,如机器人关节过去是三四个,现在能达到六个,自动化水平大大提高,但目前机器人多在固定条件下工作,是一个高级的机械装置。而数字人则是在电脑里合成的有详细结构的三维人体,能模仿真人做出各种各样的反应力和反馈装置,可以提供视、听、触等直观的实时感。所以数字人也可叫虚拟人、可视人、数字智能人,从长远看将在智慧工厂得到应用。据说目前在有的国家,已经应用数字人为顾客配置“鸡尾酒”,它可根据顾客状态配置不同样式的“鸡尾酒”。未来,数字人将为智慧工厂建立起“以客户为本”的一体化优质服务新模式。

第四是流程的再造与重组。企业的流程,是指把一个或多个输入转化为对顾客有用的东西输出而进行的一系列集合性活动,这是提高软制业管理水平的重要源动力。在汽车产业发展过程中,科学、技术、管理构成“三大”要素,但有的人只重视科学、技术的创新,而忽视了企业管理的作用,企业内部之间不协调,流程繁琐,决策周期长,导致在多变的市场形势下存在种种弊端,使企业竞争力下降。在顾客需求瞬息万变、产品周期不断缩短、市场竞争不断激烈的情况下,任何企业稍有不慎都会被淘汰出局。汽车产业的历史经验告诉我们,在“三大”中,应管理先行,它从高度的逻辑性、广泛的综合性、流程的高控性、信息的融合性出发,能很好地把自然科学、技术工程的发展因素充分激活,使科技更好地转化为生产力。

当代流程再造与重组的基本内涵是以企业长期发展战略需求为出发点,通过顾客满意度和价值的增值,使流程成为再设计中心,正确运用信息网络技术,建立合理高效的业务流程,以达到企业动态适应竞争和环境的一系列管理活动。流程再造与重组特色主要是:大力改善特定的业务流程,降低成本、简化内容、提高效率;应用信息网络和各种新兴科技,从技术产业化应用角度创造整体业务流程,使科技尽快转化为应用;实现企业以顾客满意度和产品服务质量为中心的有效活动;实现企业业务流程改进,应用各种数字化仿真建模技术来完成核心业务流程的重设计与再造;企业兼并重组让部分企业淘汰的同时,也通过流程再造诞生一批新的有竞争力的企业。

第五是新型人机工程学。人机工程学是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科,社会信息化和高新科技的深入发展、融合,打破了各学科之间的界限,使其不断完善自身的基础理论和应用体系,被认为是应用范围极为广泛的综合性边缘学科。它通过研究人在某种工作环境中解剖学、生理学和心理学方面的因素,研究人和机器及环境间相互作用,研究工程学前沿领域应用可行性方向,揭示人、机、环境之间关系,实行系统性协调,从而发挥系统的最高综合效能。早在上世纪 60 年代,英国就对此进行研究,被称为经验人机工程学;到二战期间,许多工业国家在军事领域上研究人机工程学,并扩大了应用范畴,在工程、医学、汽车、飞机等产业上应用,被称为科学人机工程学;当前研究的是现代化人机工程学,多采用系统工程,设计人与机器之间的分工与交流问题,以提高机器效率,解决人机适应性更强问题,旨在促进“人 - 社会 - 自然”和谐发展,体现了“以人为核心”的设计价值观。当汽车产业进入人机工程学界面,人机的信息交换模型将达到相当高度,包括视学、听觉、触觉深度应用控制,有助于提升人机工程的想象力、敏感性、创造力、潜意识发掘等。人机工程学进一步发展将属于非物质哲理,也可以说工业社会是物质文明,后信息化社会转变非物质文明,计算机可以将物质世界中人的智能应用到人们物质生活中,实现人机智能协同发展。这被称为人机一体化混合智能系统,以软件工程、人机界面、网络及高性能计算,推动人机工程学研究应用高度化发展。笔者曾在跨国车企人体工程学实验室,看到汽车人体工程座椅和车内空调按人体分区做实验,深受感触。

第六是区块链正向汽车圈渗透。区块链被认为是继蒸汽机、电力、互联网之后,下一代具有颠覆性的核心技术。如果说蒸汽机的创造是人类社会工业生产力标志,电力解决了社会生活生存的基本需求,互联网彻底改变了信息传递方式,那么区块链作为一种构造信任的机器,有可能改变人类社会价值传递的方式。当前,区块链已像人工智能一样成为内涵广泛、边界模糊,能与一切行业结合的流行体。区块链技术初衷是消除过于强大的“中间人”,形成某种由用户直接组成的数字乌托邦,即使用“去中心化”的数据链来解决问题。从当前区域链应用生态圈看,物联网会实行汽车区块链物联租赁;供应链可实行供应链金融,其溯源有助于汽车金融发展;金融业可实行支付(跨境支付)保险、股权登记和众筹等;公共服务领域可保护和促进文化、教育、产权、医疗等,也有利于汽车交易。区块链也有利于汽车后市场的发展,信用体系的建设可解决痛点,在 P2P 租车、车险定价、零部件供应商把控点节率、二手车检测准确性等方面,都可以发挥作用。可以说,区域链是软件体,有望从社会个人信任、制度诚信时代进入机器信任时代。当前汽车产业正积极试行区块链工作,期望能取得进展。

四、软科学是新时代软制造业的宠儿

要发展高水平软制造业,进而推动汽车产业高质量可持续发展,其要点在于发展软科学。我国汽车产业至今没有像高铁那样走在世界前列,自主品牌汽车虽然发展很快,但还处于动荡发展状态;产业核心技术缺失严重,特别是芯片几乎全依赖进口或外资企业。虽然我国包括传统车企和造车新势力在内的整车企业有 350 多家,但多数缓步而行,创新能力不强。当代汽车业面临严峻的转型升级考验,急需开创一条真正能推动产业高质量发展的强国之路。

软科学是软制造业的宠儿,所以当前,特别是在“十四五”即将开局的年代,能有一个统一的科学和民主决策方案,带领我国整车和零部件厂商开创新征程,长新根、开新花、结新果。

软科学是一门高度综合性新兴学科,它以高度综合利用自然科学,社会科学,以及数学和哲学的理论和方法,解决由于现代科学、技术、生产而带来的各种复杂的社会现象和问题,从经济、科学、技术、管理、教育等角度和环节的发展规律,提供最优化的解决方案和决策。

当代软科学的发展也充分应用计算辅助决策,已经形成比较完善的系统化程序和软件系统,特别是运用运筹学、人工智能的推理、演绎功能,构成高度支撑决策体制和预测系统的模型系统。值得一提的是,我国软科学与国际大型智库的水平仍有差距,特别是在汽车产业上深入应用还很不够。笔者认为,软科学是一门对汽车产业发展很有用的学科,我们一定要用好它。

总之,要不忘初心,牢记使命,从中国国情出发,发挥汽车产业软制造业的作用,把汽车实体经济搞好,进一步探索建立汽车强国的可行方案。

(作者系中国汽车工业咨询委员会委员)

(责编:胡挹工、连品洁)

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