在当今互联网新时代,以制造业为代表的传统行业正受到巨大的冲击。传统的制造业就是把材料加工成可以销售的商品,而在当今“工业4.0“和“互联网+”的时代,整个制造业的产业链和产品生命周期都发生着巨大的变化。第四次工业革命通过信息物理的全面融合,实现了人、物、信息的全面统一。智慧生产和智慧工业成为主要的工业生产方式,极大地满足了个性化定制需求。这一切的发生依赖于云计算、大数据、移动互联、物联网、工业机器人、3D打印等新一代信息技术革命的爆发,进而促成了工业的智慧革命,使得生产工具、生产方式、生产组织、生产要素都发生了革命性的变化。互联网与工业融合是制造业科技革命的突出特征,互联网已然成为企业间协同创新与资源聚合共享的核心平台、企业内业务流程优化与运营效率提升的重要工具、服务模式创新的关键支撑、跨越企业边界并变革企业生态体系的集成创新系统。移动互联的巨大贡献是实现智慧技术利用在时间和空间上的自由。而工业互联网开启了一个新时代,它不仅是传统互联网的延伸,更是开启一个人物相连、物物相连的大连接世界。
图1-1 智能制造体系图
全球正处于以信息技术为核心的新一轮科技革命和产业变革中。制造业技术体系在3D打印、数字制造、机器人等技术的重大突破下发生重构;制造模式在基于信息物理系统(Cyber-Physical System,CPS)的智能工厂引领下向智能化方向发展;产业价值链体系网络众包、云制造、大规模个性化定制、异地协同设计、精准供应链、电子商务等网络协同制造模式正在被重塑。全球制造业孕育着制造技术体系、制造模式、产品生命周期和价值链的巨大变革,智能制造已初现端倪。
(一)“互联网+”对制造业价值链的颠覆性重塑
1.我国制造业发展现状剖析
制造业是国家经济的命脉。强大的制造业是一个国家经济快速、健康、稳定发展的根本,是国家稳定和安全的保证,是国家信息化、现代化的坚实基础。以工业发达国家制造业的作用为例。分析目前美国的产业结构,尽管服务业对国民经济贡献的比例很高,但制造业对国民生产总值的直接贡献始终超过20%,拉动经济增长率40%。日本政府也认为,日本的高速经济增长是以制造业为核心进行的。可以说,制造业对于一个国家现代化建设具有不可替代的重要地位和作用。
近几年,我国GDP增长放缓,由过去的高速增长转为中高速增长的新常态,而中国制造业在各种内部因素和外部形势的双重压力下,也开始由以前的靠要素驱动,特别是人口红利以及投资驱动的发展模式迈入制造业的新常态。
(1)成本优势逐步削减。美国波士顿咨询集团发布的报告指出,中国的制造成本已经与美国相差无几;在全球出口量排名前25位的经济体中,如果以美国的制造成本为基准100,则“中国制造”的成本指数为96,结果一出,引起广泛关注和轩然大波;“中国制造”的劳工成本优势不再,传统劳动密集型制造业竞争力消失。
(2)出口增速放缓。受全球经济疲软的影响,“中国制造”出口增速放缓,过去增速多为两位数,如今已经降到一位数,甚至出现负增长。
(3)资源与环境的挑战。近年来中国制造业迅速发展,制造业高能耗、高污染的问题日益凸显,不仅消耗了大量能源,同时也对环境造成了巨大的影响。为解决这个问题,可以从两方面着手:一方面企业要在政府的指导下进行产业结构调整,发展清洁能源及加大各类节能技术与节能设备的研究与应用;另一方面,企业需要强化产品全生命周期绿色管理,努力构建高效、低碳、清洁、循环的绿色制造体系。
(4)转型升级和价值链攀升。一方面,原有劳动密集型产业向低劳动力成本如东南亚和印度等国家转移;另一方面,中国制造正逐步向价值链更高端的产品延伸。《中国制造2025》是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领,规划了中国制造业转型升级的道路,推进“中国制造”向“中国智造”转变。
(5)互联网和制造业紧密结合。互联网和传统行业深度融合,将成为新一轮“中国制造”的制高点。物联网、云计算、大数据、工业互联网、移动互联网、电子商务等都将成为推动制造业发展的关键技术。
2009年数据显示,由于缺乏自主知识产权和知名品牌,我国90%左右的出口商品属于代工生产或者贴牌生产,产品增加值只相当于日本的4.37%、美国的4.38%、德国的5.56%。
2011年底,美国学者发布了一份名为《捕捉苹果全球供应网络利润》的报告,其中针对iPhone手机利润分配的研究显示,2010年苹果公司每卖出一台iPhone,就独占其中58.5%的利润;除去主要原料供应地占的利润分成,其他利润分配依次是:未归类项目占4.4%,非中国劳工占3.5%,苹果公司以外的美国从业者获得2.4%,中国大陆产业工人获得1.8%,欧洲获得1.8%,日本和中国台湾各获得0.5%。正因为在价值链中没有技术含量可言,尽管付出强劳动力,但其背后的获得却是最底层的、少之又少的微薄利润。
传统工业化的技术特征是利用机械化、电气化和自动化,实现大规模生产和批量销售。在当前复杂的国际竞争中和国内环境下,为提升我国制造业在全球产业价值链中的地位,解决制造业大而不强的问题,必须从传统生产方式向智能化生产方式转变。
2.“互联网+”重塑制造业价值链
无论是美国的“工业互联网”,还是德国的“工业4.0”,其实质与我国工业和信息化部推广的“两化融合”战略大同小异。对于中国制造业来说,新一轮工业革命或许是其转型升级的一个重要机遇。
2015年的政府工作报告中提出我国要制定“互联网+”行动计划,推动互联网、物联网与制造业融合。无界限、全民化、信息化、传播速度快是互联网的典型特征。“互联网+工业”是“工业4.0“+”工业互联网”的融合,除了信息化和传播快之外,还将实现制造业上下游合作伙伴的无界限、价值链共享经济下的全民化。“互联网+工业”是“信息共享“+”物理共享”,从而开创全新的共享经济,带动大众创业和万众创新。
图1-2 重塑制造业价值链
现代工业化的技术特征,除了物理系统(机械化、电气化、自动化)之外,还要通过融合信息系统(计算机化、信息化、网络化),最终实现信息物理系统(智能化)。“互联网+工业”将有效推动中国制造业向智能化发展,智能制造存在着巨大的空间和潜力。
苹果的iPhone手机和小米公司的小米手机,都是一个值得借鉴的成功案例。iPhone手机的系列产品包装内一如既往地写着“Designed by Apple in California,Assembled in China”,意即“苹果是在美国加州进行的产品研发与设计,在中国实施的产品组装”。但是,除了很少一部分零部件之外,其他的大多零部件都不是苹果公司生产的,这已经不是一个秘密了。苹果公司对全球的各类优秀零部件供应商的产品进行了组合,生产出了iPhone、iPad.所以,iPhone是“中国制造”吗?是“美国制造”吗?显然都不是。据日本媒体报道,iPhone6中,摄像头由索尼供货,液晶面板由夏普供货,高频零部件由村田制作所或TDK供货,LED背光模块由美蓓亚等日本企业供货,只不过组装过程是由位于中国境内的富士康公司来完成的。
小米公司本身也并不亲自生产手机,只专注于设计、研发和客户服务,手机生产也是通过网络协同,由类似富士康的其他合作企业来负责制造的。
因此,随着“互联网+工业”的发展,价值链中的各个环节将共同创造价值、共同传递价值、共同分享价值。这样一来,“互联网+工业”将对制造业“微笑曲线”这个价值链进行一次颠覆性的重塑。个性化定制把前端的研发设计交给了用户;用户直接向企业下达订单,也弱化了后端的销售,从而拉平“微笑曲线”,并重新结合成价值环。
(二)“互联网+”重构制造产业链
产业链是指产业在生产产品和提供服务过程中按内在的技术经济关联要求,将有关的经济活动、经济过程、生产阶段或经济业务按次序联结起来的链式结构。
理解产业链的概念应把握以下几点:①产业链的长短各异,而且各个方向的产业链长短也不一定一致,这是因为各个产业地位功能所异,产业间关联度的差异以及与节点产业的价值取向有差异。②产业链有层次之分,即有大、中、小以及按业务细分等层次的产业链;产业链延伸可在同一层面的某一产业内延伸,亦可在同一层面涉及下层次产业范围内进行延伸,还可在同一层面不同产业的延伸。其中,不同层面的不同产业延伸问题超出了产业链范畴,应属于产业选择和扩张问题。③产业链的类型不同。
产业链的实质是技术经济关联链,具体可以是节点产业产品形成的所涉及相关产业的物理形态产品链,也可以是围绕节点产业技术所涉及的相关产业的技术链,或围绕节点上产业某一业务所涉及的相关业务构成的业务链,如产品链、供应链、销售链、物流链、信息链、研发链、需求链、风险链等。
依据产业链中涉及的内容,可将产业链划分为以下几个部分:
(1)供应链:采购,运输,储存,配送。
(2)销售链:总销、一级分销、二级分销、三级分销等,批发,零售等。
(3)代理链:总代理,分代理,代理。
(4)生产链:零件,部件,总装链。
(5)管理链:总部,地区总部,生产基地。
总而言之,无论是何种形态、何种层面的产业链,其本质都是以价值为纽带,将能够决定和影响节点产业产品主要价值的部分连接而构成的链。构成链的部分均可能创造业务价值。是否具有价值贡献和竞争优势贡献被当作是构成产业链的本质及关键的判断依据,不具有价值链的产业链本质上来讲只是一个物理链。
1.微笑曲线
提到中国制造业不得不提微笑曲线。微笑曲线是宏碁集团创办人施振荣于1992年提出的著名商业理论,因其较为贴切地诠释了工业化生产模式中产业分工问题而备受业界认可,已经成为诸多企业的发展哲学。微笑曲线理论认为,在附加值观念下,企业只有不断往附加价值高的区域与定位才能持续发展与永续经营。
图1-3 微笑曲线图
在微笑曲线上,一条产业链分为三个区间,即研发与设计、生产与制造、营销与服务。其中,生产制造环节总是处在产业链上的低利润环节,于是生产制造环节的厂商总是不断地追求有朝一日能够走向研发与设计、营销与服务两端。而在国际产业分工体系中,发达国家的企业往往占据着研发与设计、营销与服务的产业链高端位置,发展中国家的厂商则被挤压在低利润区的生产与制造环节。在国际产业分工体系中走向产业链高端位置,向微笑曲线两端延伸,已成为发展中国家的制造厂商们可望而不可即的顶级目标。我国当前的制造业仍处于附加值低、创新能力弱、结构不合理的产业链中端,在产业价值链中扮演加工、组装为主的角色。
就制造业微笑曲线本身而言,我们认为历史上随着行业的演进已经经历了两个阶段,主要是20世纪60~70年代,全球工业化浪潮的兴起以及20世纪90年代工业自动化的实现,工业自动化时期的微笑曲线两端更为陡峭,产业附加值向前端和后端聚集,中端的制造环节价值下沉。而伴随着新一次“工业革命”——工业4.0的到来,制造业微笑曲线的两端将更为陡峭,中端的制造环节价值将进一步被摊薄,特别是当前我国人口红利以及管理效率、提升效益都已经达到了临界点,向两端索取附加值已经迫在眉睫。
以往,企业的特征是大规模生产、批量销售,各企业按其所处的产业分工位置分享价值。处于“微笑曲线”两端的研发与设计、营销与服务利润相对丰厚,且通常具有较好的可持续性盈利模式;而处于“微笑曲线”中间底部区域的生产与制造只能无奈地维系相对较少的利润,而且由于技术含量低,进入门槛也相对较低,致使竞争更为激烈,可替代性强,从而又进一步挤压了利润空间。
中国的环境和资源问题日益突出,除了高能耗带来的环境恶化难以为继之外,随着人口红利的消退,中国劳动力资源的竞争力下降。不仅如此,劳动力成本的上升使得中国制造的吸引力在不断下降,例如,富士康开始在越南投资建厂,阿迪达斯和耐克也已将主要工厂从中国迁往东南亚地区。也就是说,中国制造业的“微薄利润”甚至也很难维持下去。因此,停留在“微笑曲线”的底部,并非制造业的长久之计,转型升级刻不容缓。
但是,中国制造业想要走出“微笑曲线”的底部区域绝非一夕之功。以往的思路认为,想要摆脱传统制造业的低附加值境地,就必须向“微笑曲线”的研发和服务这两端延伸,通过高新技术实现产业升级和发展制造业周边服务业是必经之路;从产业层面来看,“研究与设计”环节意味着发展高新技术产业,“营销与服务”环节则是要提高制造业周边服务业的比重。但是,这一过程会遇到诸多挑战,且不能实质性地走出微笑曲线的底部,也不能在短期内走出微笑曲线的底部。
随着“互联网+工业”时代的到来,我们不用再纠缠这个难题。因为制造业传统意义上的价值创造和分配模式正在发生转变,企业、客户及利益相关方借助互联网平台纷纷参与到价值的创造、传递及实现等生产制造的各个环节。因为“互联网+工业”不仅仅是“信息共享”,还将广泛开展“物理共享”,从而形成新的价值创造和分享模式,开创全新的共享经济,带动大众创业和万众创新。
未来的工业体系中,将更多地通过互联网技术,开展网络协同化工业生产,以开发能够完全适应生产的产品,这种适应性将使企业能迅速、轻松地响应客户的需求变化,并在满足客户的个性化需求前提下保证其生产具有竞争力。制造业企业将不再自上而下地控制生产,不再从事单独的设计与研发环节,不再从事单独的生产与制造环节,也不再从事单独的营销与服务环节了。与之对应的是,制造企业从顾客需求开始,到接受订单、寻求生产合作、采购原材料、共同进行产品设计、制订生产计划以及付诸生产,整个环节都通过网络连接在一起,彼此相互沟通,而信息会沿着原材料传递,指示必要的生产步骤,从而确保最终产品满足客户的特定需求。这种灵活的生产制造模式无疑代表着制造业未来的发展方向,也预示全球制造行业的竞争将更加激烈。
更主要的是,伴随社会生活的日益多元化,消费意识更加个性化。无论是研发与设计、生产与制造,还是营销与服务都必须以满足消费者需求作为出发点和归宿点,消费者体验式的参与彻底颠覆了传统生产的垂直分工体系,微笑曲线的理论基础将不复存在。
微笑曲线理论的分工模式下,企业通过规模化生产、流程化管理,提供低成本的标准化产品,获取竞争优势,企业的规模和实力发挥着决定性作用。而“互联网+工业”模式下,企业、客户及各利益方通过互联网,广泛地、深度地参与到价值创造、价值传递、价值实现等环节,客户得到个性化产品、定制化服务,企业获取了利润。
2.新一代信息技术重构制造业产业链
作为发展中国家,中国一直在努力探索自己的工业化道路。在经历了激进的赶超和渐进的开放之后,人们对中国未来的工业化道路又进入了更深层次的思考阶段。通过发挥比较优势、参与国际分工来调整中国制造业的产业链既有必要性,也有可行性。中国尚处于国际分工中的低端位置,劳动密集型行业仍是中国制造业的比较优势行业,这表明了中国制造业产业结构调整的迫切性和必要性;而中国参与国际分工的程度日益加深,出口结构与生产结构的关联度日益提高,这表明中国制造业通过利用比较优势引导产业结构升级也具有可行性。随着经济全球化的深入发展和知识经济时代的来临,中国制造业能否在对外开放过程中有效地实现产业结构升级,建立起产业结构与出口结构的良性互动机制,直接关系到中国制造业在未来国际市场中的竞争力。
自20世纪70年代以来,世界信息化浪潮走过了以信息交流和信息内容为标志的两个重要阶段,随着云计算、物联网、移动互联网等新一代信息技术的出现,信息化的第三次浪潮扑面而来。人们将利用信息传感网络和分布控制系统,直接为生产和生活提供全景式的服务,从而使信息化的步伐进入以信息生产力为主要标志的新时代。
新一代信息技术的影响正在从价值传递环节逐渐渗透进价值创造环节,并深度改造了传统制造产业。整个经济活动可以分为两大环节:价值创造和价值传递。其中,价值传递主要是信息流、资金流和物流的传递。互联网已经全面渗透并改造了价值传递环节,将数字世界和物理世界融合,减少甚至消灭了中间环节,重构了商业链条。当前,互联网开始向价值创造环节渗透,特别是向产品研发和制造等领域渗透,而且这种渗透是全方位的,包括技术的渗透,如特斯拉用信息技术和互联网重新定义汽车;也包括研发模式的改变,如用户参与的研发、众包模式的研发等。在工业制造领域,继蒸汽机、电力、IT技术之后,互联网技术和先进制造技术结合,互联网正在引领工业4.0的发展,实现大规模制造的高效率和手工作坊个性化的融合,这将是又一次工业革命,目前仅仅是开始。
(1)新一代信息通信技术在传统制造业的应用与渗透。
新一代信息技术给传统制造业到底带来了什么?首先,由于物联网、移动互联网与大数据技术的应用可以实时采集、实时监控,感知生产过程中产生的大量数据,使得信息获取更加便捷;其次,生产数据的高速、广泛传输,将促进生产过程的无缝衔接和企业间的协同制造,加快信息传输速度;再次,信息处理技术发展带来了海量多样生产数据的快速处理,实现了生产系统的智能分析与决策优化。因此,新一代信息技术的广泛应用不断推动生产方式的变革,使生产方式日益向柔性制造、网络制造、绿色制造、智能制造方向变革。因此,我们所看到的新一代信息技术正在不断地向制造业的各环节渗透,扩散到整个产业链,引领了系列新的产品、服务、生产体系和产业,并颠覆了过去的技术经济范式,开创新的发展模式。
(2)新一代信息通信技术推动传统制造业的产业链重构。
新一代信息技术全面推动制造业与服务业的融合创新,并带动了制造业产业链的重构。在企业之间、企业与用户间都发生了巨大变化,进而出现一系列融合创新的新领域、新的业态和新趋势。
催生企业间新的生产组织。从传统的生产组织看,制造业主要是由区域集群为主的合作模式组成较为单一封闭的供应链,并采取大批量的单一生产方式。而新一代信息技术的应用把不同的制造商和供应商紧密联系起来,整合企业间的优势资源,满足个性化定制需求;同时,新型生产组织还通过云平台、供应链整合、协同制造等使不同环节的企业间实现信息共享,并通过协同,加强产业链的合作,使各环节集中发挥核心优势。目前,新型的生产组织主要有网络制造、分布式制造、个性化定制和众包四种,随着技术与应用发展,还将出现新的组织形式。
技术发展重构了企业与用户间的关系。首先,通过应用移动电子商务/社交化营销构建新型营销模式,在移动互联网及相关技术的支持下,支付方式更加便捷,企业营销渠道更加多样化,营销渠道广泛渗透到用户日常生活的各个方面和各个时间段。其次,以消费驱动生产,实现按需制造。基于大数据的消费者行为分析与预测,以及多线并进的泛渠道营销,采用按需制造、柔性生产和快速响应来有效降低库存和实现专业与细分,形成需求导向的制造模式。再次,通过技术手段,推动并实现个性化定制,使得企业与用户的关系发生重构。在过去近20年的互联网革命中,消费者和企业都已经被信息高度赋能,但在新一轮信息技术的发展过程中,一向弱势的消费者拥有了更大的技术可赋能空间,其信息能力的提升速度,也远超过了企业被信息赋能的速度。这种在信息能力提升速度上的不一致,正在一点点地让原本以企业为中心的产销格局,转变为以消费者为中心的全新格局,并以个性化定制为发展的主要特征。
(3)生产性服务业从制造业产业链中分离出来。
新一代信息技术发展促进了社会分工的精细化,使得生产中的许多服务环节从物质生产流程中分离出来,形成值得关注的生产性服务业,导致生产结构发生了重大变革。特别是由专业机构从事的生产性服务业,根本性地改变了传统的生产流程、管理方式、劳资关系,并导致产业链的重构。
车联网是汽车工业与信息业深度融合的典型代表,涉及产业众多。随着车联网产业发展,相关传统产业的生产经营模式也发生了改变,对于整个汽车产业链各方产生了极大影响。从对汽车制造业的影响看,车联网首先是改变了用户需求,从过去关注车辆硬件条件演变为以驾驶者为中心,关注整体体验和生命周期价值;其次是带来了完善的车载系统,提升汽车信息化水平及相关服务质量;再次是拉长了汽车产业链条,带动传统汽车产业整体升级,促进经济结构调整。未来,基于网络的智能汽车的出现,将彻底改变汽车产品与产业组织形态,带来重大发展机遇。而汽车服务业也正在从传统4S店的单一服务拓展到4S店与保险公司、车厂及车联网服务提供商共同提供的新服务,包括在线诊断功能、实时车况监测等,将扭转传统汽车服务业客户关系管理维护的模式。
新一代信息技术已经深刻渗透并影响到了生产制造业的各个环节,并带来了整个产业链重构,但这仅仅是开始,颠覆还将继续。
(三)设计、制造和服务一体化的产品全生命周期
1.产品生命周期
产品生命周期理论是美国经济学家蒙德·弗农于1966年在其论文《产品周期中的国际投资与国际贸易》中首次提出的,该理论的提出有其实际的理论背景。
国际产业转移,主要指发达国家通过国际贸易和国际投资等多种方式,将产业(主要是制造业或劳动密集型产业)转移到次发达国家及发展中国家,从而带动移入国产业结构的调整和转变。从20世纪60年代开始,以纺织业为代表的劳动密集型产业纷纷从西方工业化国家转移到韩国、新加坡、中国台湾等地区。20世纪90年代后,部分中高端制造业和劳动密集型产业纷纷转向发展中国家。在此现实背景下,传统的贸易理论和以规模经济为代表的新贸易理论虽然较好地解释了静态贸易格局,但无法合理地解释动态转变的比较优势以及国际产业转移所导致的国际贸易格局所发生的变化。
而产品生命周期理论描述的是比较优势的动态变化。第一阶段即技术创新阶段,新产品实质上是一种科技知识密集型的产品,需要大量的研究经费,而只有少数发达国家才能拥有这方面的资源,因此这类国家具备生产该产品的比较优势。第二阶段即技术成熟以后的大量生产阶段,产品从知识密集型转变为了资本密集型,产品生产所需的主要是机器设备和先进的劳动技能,资本充分和工人充裕的国家开始拥有了此类产品生产的比较优势。第三阶段,产品的生产已经完全成熟化了,生产过程已经标准化,操作也变得简单了。因此,在这一阶段,技术和资本逐渐失去了重要性,而劳动力成本则成为比较优势的主要因素。原来的发明国丧失了在技术和资本上的比较优势,开始从劳动力资源丰富的发展中国家进口。
美国经济学家雷蒙德·弗农认为,由于技术的外溢问题,每一种产品都经历了一个在发达国家发明、出口、转移到不发达国家,再向发达国家出口这样几个阶段,从而构成了贸易动态均衡模型。生命周期理论分析了产品技术的变化对贸易格局的影响,提出了“产品周期”的学说,从动态的角度说明了贸易格局的变化,解释了产品领先地位的变化。
产品生命周期理论把技术变化作为国际贸易的一个重要决定因素。该理论认为,国际市场的产品生命周期一般经过三个阶段:新产品发明阶段、产品成长和成熟阶段、产品标准化阶段。由于发达国家与发展中国家科技水平不同,经济发展各异,因此产品进入这三个阶段的时间先后不一样。
产品生命周期可分为四个阶段。
图1-4 产品生命周期图
(1)第一阶段:引入期。
新产品投入市场,便进入了引入期。在此阶段产品生产批量小,制造成本高,广告费用大,产品销售价格偏高,销售量极为有限,企业通常不能获利。在这一阶段里,产品的技术还未成型,研究与开发的费用在成本结构中占据最大的比重,技术与资本在产品的研发中占据着重要的地位,此时的产品属于技术密集型。同时,那些技术力量雄厚、国内市场广阔的发达国家占据优势地位,这些国家能够在研究设备方面投入大量技术和资本,并且承担风险的能力也较强。所以在这一阶段,先进的发达国家拥有比较优势,成为新产品的出口国。
(2)第二阶段:成长期。
当产品进入引入期,销售取得成功之后,便进入了成长期。在这一阶段,需求量和销售额迅速上升,生产成本大幅度下降,利润迅速增长。此阶段技术已经成熟,经营管理水平和销售技术取代研究与开发要素成为比较优势的重要条件,生产过程已经比较标准化,成熟的生产技术也随着产品的出口而转移。因此,那些同样拥有丰富的人力资本和科技力量的工业国开始享有比较优势,此时的产品也由技术密集型变成了资本密集型。其他国家的生产也已经增加,发明国的出口开始下降,原来的一些产品进口国能迅速地模仿掌握技术,进而开始在本国大规模生产该产品并出口到包括产品研发国在内的其他国家。
(3)第三阶段:成熟期。
经过成长期之后,随着购买产品的人数增多,市场需求趋于饱和,产品便进入了成熟期阶段。此时,销售增长速度缓慢直至转而下降,由于竞争的加剧,导致广告费用再度提高,利润下降。生产技术的进一步发展使产品和生产达到了完全的标准化,研发费用在生产成本中的比重降低,非技术型熟练劳动成为产品成本的主要部分,低工资的劳动要素开始变为比较优势的重要条件,创新国已经完全失去了垄断优势,于是该产业转移到更适合其发展的劳动力价格低廉的发展中国家,发展中国家开始成为出口国。创新国将放弃对该产品的生产,其国内此类产品的需求转向从其他发展中国家进口,而创新国便将资源转向新的发明创造。至此,形成了一个完整的产品生命周期。
(4)第四阶段:衰退期。
随着科技的发展、新产品和替代品的出现以及消费习惯的改变等原因,产品的销售量和利润持续下降,产品从而进入了衰退期。产品的需求量和销售量迅速下降,同时市场上出现替代品和新产品,使顾客的消费习惯发生改变。此时成本较高的企业就会由于无利可图而陆续停止生产,该类产品的生命周期也就陆续结束,以致最后完全撤出市场。
以美国为例的创新国随着时间的推移、技术的普及以及产品生产的标准化,其贸易方向从最初的出口国变为了最终进口国。其他的发达国家和发展中国家也随着时间的推移变化着其间的贸易格局。随着产品及其生产技术的生命周期演进,比较优势呈现出动态转移的特点,国际贸易格局和方向也发生相应的变化,各国的贸易地位也随之改变,创新国由出口国变为进口国,而劳动成本低的发展中国家最终变成出口国。
完全成熟化的生产过程已经标准化,操作也变得简单了。因此,在这一阶段,技术和资本逐渐失去了重要性,而劳动力成本则成为比较优势的主要因素。原来的发明国丧失了原来在技术和资本上的比较优势,开始从劳动力资源丰富的发展中国家进口该产品。
2.尚未形成从服务到设计、制造的畅通回路
工业化与信息化高度融合的集中体现形式之一是基于互联网的设计/制造/服务一体化。随着互联网、大数据、云计算、机器人、人工智能等信息技术的快速发展,实现了全球范围内的产品设计、制造、服务的异地协同,统一了数据传输、大数据计算、共享等服务的标准格式,提高了资源的配置效率,满足了用户大规模个性化定制的要求,基于网络的产品设计、制造、服务一体化成为制造业发展的必然趋势。
制造业的全产业链构成和产品研发、营销与使用的全过程正在发生革命性的变化,高效率/低成本和分布式/个性化正在悄然改变传统的大规模生产模式,制造商可通过互联网获取产品在整个运行期间内的性能参数海量数据,并通过大数据分析推动产品性能优化和全生命周期健康管理,这是设计制造理念的重大突破,也是设计/制造/服务能够实现一体化的基础。
制造业服务化是实现创新发展的一种先进制造模式,是以制造为基础,以服务为导向,使制造业由提供“产品”转变为提供“产品+服务”,是制造业的升级而不是衰退,更不是所谓的“去制造化”。从国际来看,服务化已成为引领制造业产业升级和提升竞争力的重要途径。如耐克、米其林轮胎等,通过产业链重组,逐渐将加工制造环节转移出去,从而集中人力、物力、财力开展产品设计、市场营销、品牌维护、客户管理和流程控制等,从制造企业转型为服务提供商。国际金融危机发生以后,以美国、德国、法国、日本为代表的发达国家为抢占经济制高点,掀起再工业化浪潮,重新审视制造业战略定位,加快推进制造业服务化发展,制造业再次成为国际竞争的制高点。
近年来,我国一些行业龙头企业在市场需求和政策推动下开展了富有成效的探索,制造业服务化呈现出积极的发展态势,在装备制造、通信设备、信息技术、汽车、智能设备等领域涌现出一批成功的案例。尽管如此,我国对制造业服务化的认识与发达国家相比仍停留在起步阶段,制造企业服务化水平普遍偏低。一方面,我国制造企业大多处于产业链的加工组装环节,产品技术含量和附加值低,使得企业对生产性服务业需求不足,主要停留在批发零售、仓储物流等低端服务领域;另一方面,我国大部分制造企业都不具备足够的服务化转型能力,在价值链延伸、提供集成服务和整体解决方案、产品定制服务等方面仍不足,核心竞争力没有得到有效提高。
制造业服务化将价值链由以制造为中心向以服务为中心转变,在产品附加值构成中,制造环节所占比重越来越低,而服务增值却越来越高。服务化促进了制造业在发展模式和产业形态上的根本性变革,为制造企业提供了更为广阔的生存发展空间。以汽车产业为例,在成熟阶段,单纯的汽车制造投资回报率一般不到5%,而围绕汽车进行服务投资的回报率却高达10%。与产品相比,服务的可模仿性更低,制造企业可以通过服务提升经营的差异化程度,提高顾客忠诚度和盈利能力。
虽然我国制造业服务化发展取得了一定的成效,但总体而言,制造企业主要集中在价值链底端的劳动密集型制造环节,产品附加值较低,特别是出口导向越高的制造业行业,由于参与全球产业链的分工层次较低,加工贸易的出口比重仍然很大,往往不倾向于通过服务化来提高附加值水平。总体来看,一般加工制造在我国制造业结构中占有较大比重,服务化刚刚起步,而想要提升产品核心竞争力,并实现更高的附加值,就需要在制造中积极融入服务,向价值链“微笑曲线”两端延伸。
当前,制造业服务化转型的基本模式是依托产品附加服务,亦即核心技术服务化。我国制造企业受传统粗放式工业发展思维模式影响,加上没有掌握差别化的核心技术,还普遍存在重规模轻质量、重速度轻效益、重批量生产轻个性化定制、重产品轻服务的现象,在产品上附加服务能力有限。同时,由于开展服务业务需要大量的资金与人力支持,短期投入较大,而长期面临诸多不确定因素,如市场风险、技术开发风险、经营风险等,导致制造企业在产品上附加服务动力不足。
值得一提的是,我国制造业经过多年特别是改革开放以来持续快速发展,形成了门类齐全、相对独立完整的产业体系,但大多数制造企业较为急功近利,对于开发核心技术投入不够,为客户提供的服务较少,关注更多的是短期内如何快速地占领市场,设计水平仍较低,没有形成提供差异化、个性化集成服务的技术支撑,难以提供独创性的产品和服务,区域和行业发展不平衡,提供整体解决方案能力和水平更低,直接影响到服务化转型的程度和效果。
3.基于“互联网+”的服务化产品生命周期
中国信息技术与制造业深度融合相较先进国家而言创新不足,互联网经济下的大规模个性化定制、协同制造服务、敏捷供应链等先进制造模式尚未普及,对传统制造的改造、提升不足;高端制造装备及其核心零部件缺失,高端智能机器人、成套装备、3D打印设备以及基础零部件、核心功能部件严重依赖进口,制约了智能制造的产业发展和产业安全;中国制造业基础保障体系薄弱,缺乏智能制造标准体系及关键标准,基础工艺数据库、基础材料自主供给与保障不足,缺乏相关的工业软件。中国制造业在基于互联网的设计/制造/服务一体化方面还处于起步阶段,表现在尚未建立起贯穿全生命周期的网络协同平台;尚未形成设计与制造深度融合的网络化制造环境,制造过程的数字化程度较低;对产品生命周期“后半生”的服务、健康管理等高附加值技术研究涉足较少;尚未建立起相应的标准体系和监管框架等。
(1)构建基于“互联网+”的协同服务平台,支持异地数据共享和并行协同研制。
全球化的优势企业协作、虚拟企业、动态联盟是当今世界制造业的总体发展趋势,作为基于“互联网+”的设计、制造、服务一体化发展的支撑,重点产品研制将广泛应用联合研制模式和并行工程工作方法,参研单位以IPT的组织形式,成熟度控制方法开展型号并行协同研制。为全面实现异地多厂所并行协同的联合研制模式,需要建立基于“互联网+”的网络协同工作平台。通过协同工作平台,支持多厂所联合协同研制模式和并行工程的组织实施,形成以产品为导向的开放式异地协同设计/制造/服务一体化体系,建立健康管理体系以及在线的产品支持和客户服务系统,实现全生命周期网络化、智能化、柔性化综合保障。基于“互联网+”的协同工作平台将支持采用联邦式数据模型的分布式产品定义及异地信息共享,支持大型复杂的项目管理、异地协同工作、异地工作流管理、异构信息可视化、异构信息系统应用集成等功能。
(2)创新数字化设计技术,提升产品设计的效率和质量。
研究、开发和应用全三维数字化模型(MBD)定义、面向制造的设计(DFM)、区域化模块化设计、关联设计、产品架次精细化构型等先进的数字化设计技术,以全面提升产品设计的效率和质量。基于模型定义的全三维设计,将产品的设计定义、工艺描述、属性和管理等信息附着在产品三维模型中,在典型制造业设计过程全面实行全三维数字化模型,以三维模型为基础,实现几何和非几何信息,包含尺寸信息、公差要求、加工制造要求、检验要求等在三维模型上的表达,并使全三维模型成为设计、分析、制造和服务的唯一依据。贯彻面向制造的设计理念,完善全三维设计支持工具集,精细化设计模型。综合应用先进的区域化、模块化设计和关联设计方法,提高产品研制效率和质量。将产品划分为区域和模块,实现产品结构的扁平化,提高总体、结构、系统等专业的设计并行能力。通过采用关联设计技术,大大减少工程设计过程中的协调与迭代时间,提高协调效率和设计迭代效率,缩短设计周期。从基于文档的管理向基于产品结构的管理转变,实现面向架次的产品构型管理;明确高效组织产品研制活动中产生的数据及复杂的逻辑关系,实现产品结构状态、有效批次、零部件模型及相关软件的状态管理和有效性控制。积累三维建模方法,拓展模型在制造下游的应用能力。三维实体模型是特征定义与运算的过程,该模型的数据量、可维护性是评价建模方法的重要指标;进一步加强设计建模知识的积累,建立一整套涵盖各类构件、细化到特征定义、具有良好操作性的完整的设计建模指南和规范,使MBD工程应用实施具有更加扎实的基础。
(3)建立健康管理体系,构建产品健康管理系统。
通过健康管理掌握每一个产品的运行状况,排查健康隐患,进而统计分析产品普遍存在的技术问题,通过设计反馈,为改进和优化设计提供依据,逐步建立健康管理体系。构建售后服务物料清单(SBOM),为产品健康管理奠定基础,并通过传感器对产品服役过程中的健康信息进行采集获取,对采集的故障信息、局部损伤和缺陷信息、疲劳寿命信息、功能和性能信息、维护维修信息等进行大数据分析处理,将健康信息与SBOM关联,自主开发健康管理软件系统,实现对产品的健康信息导入、健康信息查询、健康趋势与故障预测、风险评估与预警、统计分析、报告生成等能力,并建立健康管理和产品支援服务数据中心,配置大容量高性能计算机和海量存储系统。
(4)基于“互联网+”的制造与服务融合发展。
在经济全球化、客户需求个性化和现代科学技术与互联网信息化快速发展的条件下,探索全新的商业模式和生产组织方式,逐渐形成制造服务的发展新模式与新业态。基于互联网、云计算、大数据、机器人与人工智能等技术发展,面向产品全生命周期管理,支撑企业生产全流程的科学决策,支撑制造业的跨越式发展,实现制造业与服务化深度融合的转型升级。
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