小白聊智慧制造之七：智慧制造未来发展的三大趋势

随着科技进步和人们生活水平的提高，特别是高性能计算、人工智能、物联网、机器人、人机协同和众包在内的6大科技发展在未来将颠覆传统制造业。未来的制造业将会进入一个指数级飞跃的时代，大规模定制、制造向服务的转型以及分布式制造是未来的三大趋势。 

①　大规模定制

大规模定制不是新的话题，最早可以追溯到上世纪七十年代。 1970年美国未来学家阿尔文.托夫(Alvin Toffler)在《Future Shock》一书中提出了一种全新的生产方式的设想：以类似于标准化和大规模生产的成本和时间，提供客户特定需求的产品和服务。1987年，斯坦.戴维斯(Start Davis)在《Future Perfect》 一书中首次将这种生产方式称为“Mass Customization”, 即大规模定制(MC)。

大规模和定制在制造业中其实是一对矛盾。大规模是社会化大生产降低生产成本的一种重要的方式；而定制是个性化需求的在制造业上的反映。需要指出的是，这里的大规模不是生产方式的大规模，而是指个性化的需求对产品特殊的要求成为数目众多，大量的定制。Mass Customization其实很多时候被翻译成大量客制化。个人认为后一种翻译更能准确地表达这个词的含义。

大规模定制其实也由来已久，最具有代表性的就是戴尔dell计算机。Dell自1984年成立之初，就提出按照客户要求制造计算机，并向客户直接发货的理念。大规模定制其实是从产品导向向需求导向转变的最好的注脚，这时一种营销理念的创新。但我们也应该看到，DELL的模式虽然说是需求导向，但你只可以在几种电脑外形上选择一个，CPU也是在其中几个中做选择，如此等等。

我们现在所说的大规模定制和DELL的模式严格来说是不同的。打个比方，客人需要制衣厂定制一款外套，他提出自己的设想，制衣厂根据客人的构想，通过CAD\CA等虚拟技术设计出产品，客人通过VR确认该设计是否是自己理想中的款式，与设计师沟通什么地方加长，什么地方裁短。VR让我们在虚拟的三维环境中，用动态交互的方式对产品进行身临其境的全方位的审视，这种审视可以从任意角度、距离和精细程度去观察产品；还可以实现多种设计方案、多种环境效果、多种配色效果等的实时切换和比较。

大规模定制，目的是希望小批量生产也能达到大规模生产的效率和成本的水平。那么，怎么才能实现呢？

   1、产品设计模块化：从DELL的例子里我们就知道，产品实行模块化设计，会大大减少设计的时间。另外产品模块在以往的产品中已得到验证，不会造成模块的功能等不匹配。对零件、工艺进行通用化设计以减少重复设计，使新产品具备快速上市的能力。

   2、产品设计虚拟化：对于任何制造企业，都不可能接受漫无边际的要求。实际上根据客户的需求在已经做好的数字模型之上修改参数，直接生成所需要的设计文档。所以产品设计虚拟化在大规模定制的制造业过程中是一项基本的要求。

   3、产品服务可视化：通过AR虚拟现实让客户对产品具有真实的体验感觉。传统的效果图或预渲染回放的三维动画所无法达到的效果。VR在大规模定制中的应用会大大减少沟通成本和沟通的时间。

   4、产品制造柔性化：柔性生产是一种市场导向型的按需生产，是以顾客为中心理念在生产上的延伸，因其带来的时间优势和成本优势，能快速将具有价格竞争力的优质产品带到市场上，可以更快地对市场需求作出反应，实现按需生产和零库存。由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统，具有高精度和高柔性的特点，能根据加工任务或生产环境的变化迅速进行调整。

大规模定制需要达到的目的是将客户纳入到制造体系当中，即使客户只订购一件我们制造企业仍然能盈利，这是大规模定制的终极目的。

②　制造业服务化

   服务型制造是工业化进程中制造与服务融合发展的一种新型产业形态，要以满足市场需求为中心，以产业链利益相关方的价值增值为目标，通过对生产组织形式、运营管理方式和商业发展模式的优化升级与协同创新，实现制造业价值链的延展和提升。《中国制造2025》也指出，中国制造要向高端化、智能化、绿色化、服务化发展。服务化是向价值链的高端发展，目前发达国家的制造业服务化已占其营业收入的30%，我国制造业服务化还不到10%。个别领先的企业如GE公司，来自“技术+服务+管理”的服务业务收入占其销售收入达到70%。

*IBM向左，联想向右

除了GE,还有一个企业服务化转型非常成功的企业-IBM。大家还记得2004年联想集团并购IBM个人电脑业务,这项被联想集团誉为国际化进程中的重要一步，却是IBM由制造业向服务业转型丢下的包袱。

联想凭借收购来的IBM，2013/2014财年，联想正式击败惠普成为全球第一大个人电脑厂商，但好景不长，2015财年，联想集团陷入1.28亿美元的净利润亏损之中。2017年一季度，惠普PC出货量1314万台，联想出货量1232万台；惠普全球市场份额为21.8%，联想为20.4%;惠普PC市场份额超过联想，排名第一。向右的联想已经在PC和移动互联网迷失了。

IBM从制造业向服务业转变的战略到现如今怎么样呢？自20世纪90年代后期开始，IBM将自己的非核心硬件业务进行了剥离，其中包括硬盘业务、IGN产品、打印机业务、复印机业务等，期间，IBM又通过不断并购咨询、软件类公司，如收购普华永道咨询公司、瑞理软件马士基数据等，加强其在战略咨询、中间件、数据库、网络管理等领域的实力。2004年，随着个人PC业务的出售，标志着IBM的转型结束，IBM转身成为客户提供硬件、软件、服务三位一体的信息技术服务公司。有数据显示2009年，服务业务已经成为IBM的主要收入来源，IT服务占了公司总收入的57%。

*制造企业服务化转型的原因

在探索制造业向服务化转变的原因，有一张很著名的曲线：制造业微笑曲线。“微笑曲线（Smiling Curve）”于1992年宏碁掌门人施正荣为“再造宏碁”提出，作为宏碁的策略方向。经历了十年多以迄今日，施振荣先生将"微笑曲线"加以修正，推出了所谓施氏"产业微笑曲线"，以作为台湾各种产业的中长期发展策略之方向。

制造业微笑曲线图

微笑曲线理论的形成，源于国际分工模式由产品分工向要素分工的转变，也就是参与国际分工合作的世界各国企业，由生产最终产品转变为依据各自的要素禀赋，只完成最终产品形成过程中某个环节的工作。最终产品的生产，经过市场调研、创意形成、技术研发、模块制造与组装加工、市场营销、售后服务等环节，形成了一个完整链条。这就是全球产业链，它一般由实力雄厚得跨国公司主导。以制造加工环节为分界点，全球产业链可以分为产品研发、制造加工、流通三个环节。从过程产品到最终产品再到最终产品销售，产业链上各环节创造的价值随各种要素密集度的变化而变化。发展中国家的起因由于缺少核心技术，主要从事制造加工环节的生产。然而，无论加工贸易还是贴牌生产，制造加工环节付出的只是土地、厂房、设备、水、电等物化要素成本和简单活劳动成本，虽然投入也很大，但在不同国家间具有可替代性，企业为争取订单，常常被压低价格。而跨国公司掌握的研发环节和流通环节，其所投入的信息、技术、品牌、管理、人才等属知识密集要素，比制造加工环节更复杂，具有不可替代性。同时，面对复杂多变的国际市场，研发和流通环节要承担更大的市场风险，按照合同完成订单生产即可分享利润的制造加工环节并不负责产品销售，市场风险极低。按照成本与收益、风险与收益正比匹配原则，跨国公司作为生产过程的最大投资者和最终产品销售的风险承担者，自然成为最大的收益者。

*制造企业如何进行服务化转型？

对于制造业企业来说，应该加快产业升级和转型，尽量让在全球产业链分工的“微笑曲线”中占据有利位置。那么制造业服务化转型，对于大多数的制造企业来说还是无所适从。制造业企业该如何实现服务化转型？如何操作是个问题。

制造业服务化转型一般可以采取以下几种操作方式：

1、产品升级或产品下移。产品升级指的是产品从原来低档往中档、中档往高档走的办法；而产品下移，追求的不是提高附加价值，而是创造不同的市场，让营销固定成本往下降，创造规模经济的概念。

2、垂直整合。包括向上游的整合和向下游的整合。

3、缩短销售渠道，建立直接供销关系。渠道缩得越短，附加价值就越高。

4、水平延伸。一种是产品的水平延伸，一种是产品线的水平延伸。

5、多元化。一种是相关产业的多元化，一种是非相关产业的多元化。对于后者，风险较高要有充分的心理准备。

6、生产技术升级。通过研发和自主创新，增加企业生产技术的科技含量。

③　分布式制造

传统的集中式制造以机械加工工艺为主，把所有的零部件从某地运到指定地方装备生产，周期长，物流成本高，加上流通环节，物流成本接近三分之一，而且反应的效率很低。

分布式制造依托3D打印技术，把工厂建在靠近需求的地方，就近生产，依托众包技术实现当地化生产，当地完成当地交付。

3D打印技术是分布式制造的核心基础，3D打印已经存在了几十年，因为人工智能的出现，而取得了革命性的突破，目前3D打印材料有几十种，可能未来几年会高达上万种，今天在美国3D打印已经涉及衣食住行各个领域。

3D打印技术具有设计空间无限、不占空间便于携带、产品多样性不增加成本、产品复杂性不增加成本、无需组装、零技能制造、零时间交付、材料无限组合、精确实体复制、减少废弃副产品等十大优势。

融合工业以太网技术、人工智能技术、3D打印技术、产品全生命周期管理技术以及区块链技术，为物理世界创造一个数字化双胞胎，并建立一种全新的分布式智能生产网络，给传统社会的生产模式带来颠覆性的变革。分布式制造开创一个全新的扁平式、合作性的全球新工业市场，而非传统意义上的层级式、自上而下的企业结构。一个由数千万人组成的分布式制造网络代替了从设计到制造在内的所有环节，大幅降低产品的生产成本，从而使数以万计的个人与中小型生产商对传统上处于优势地位的大型生产者提出挑战。

分布式智能生产网络所形成的分布式制造模式，以用户创造内容为代表，使人人都有能力进行制造并参与到产品全生命周期当中，彻底颠覆传统制造业模式，生产企业也能因此而受益。在产品开发方面，新模式使产品设计、生产制造由原来的以生产商为主导逐渐转向以消费者为主导，消费者能够更早、更准确的参与到产品设计和制造过程中，并通过庞大的分布式网络对产品不断完善，使企业的产品更容易适应市场需求，并获得利润上的保证;在产品创新方面，新模式延伸了创新边界。通常，研发和创新因成本问题而无法紧密联系。如今新模式使用于产品初始阶段的成本大幅下降，新技术、新产品的产学研得以紧密结合。另外，借助庞大的分布式制造网络等社会资源，企业的创新能力与研发实力均能获得大幅度提升，创新边界也得以延伸。

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