2022年7月14日,寧德時代首席制造官倪軍在一個在線路演中,用最通俗的語言把制造業在各國的格局、戰略和未來機會、挑戰說明白了,其中,談到了中國從制造大國走向制造強國的七大關鍵。
之所以關注制造業、智造業,因為它們對中國“國運”起關鍵性作用。而無論生活還是投資,制造業也都是我們最繞不開的行業領域。
對這個行業領域有一些基本面的理解,可以幫助我們更好地理解中國經濟現狀,也可以幫助我們更好地理解基金經理們的投資思路和邏輯。
過去兩三年,由于股價表現超級強勁,市場眼下對于寧德時代的估值各有評判,但是一個共識是:中國制造企業能做大做強,走向世界,是所有國人都期盼和受益的。
倪軍教授長期從事大學科學研究,近期來在工業界直接參與實業實踐,不僅是寧德時代首席制造官,也是寧德時代工程制造和研發體系聯席總裁、上海交通大學博淵未來技術學院院長。
倪軍海是世界經濟論壇達沃斯擔任未來制造委員會的專家,曾多次受邀為中國制造業與中國科學技術中長期發展出謀劃策。
從科研到實業,從國內實踐到國際視野,全球領先的中國制造企業寧德時代首席制造官倪軍對于全球和中國制造的思考,值得一觀。
以下是他昨天在上海交大安泰經管學院主辦的“安泰視界”的分享實錄。
一、制造強國的崛起之路
各位晚上好,非常榮幸受(上海)交大安泰管理學院之邀,給大家分享我多年來從事的制造領域的一些想法,我的題目是《制造強國的崛起之路》。
就像剛才介紹的,我算是一個跨界的人,因為我長期從事大學科學研究,近期也到實際到工業界,將我幾十年來積累的一些科研成果、思路和想法,實實在在的應用到工業界來。
回過頭來看,這種跨界對我是非常有價值的,我今天也會分享一些個人體會,我的報告分成幾個部分:
一,回顧整個智能制造業的發展。
二,幾個主要國家的競爭策略,從中可以了解到其他國家在做什么,中國在制造業的發展上有哪些經驗可以吸取?
三,達沃斯論壇在全球智能制造領域所做的最新的關于燈塔工廠的一些案例。
四,因為我除了做一些學術上研究,也參與到寧德時代的一些具體的制造業規劃以及執行,同時,我們在杭州有一個專門從事智能制造的行業,他們在能源和核電領域的一些應用案例,我也拿出來分享一下。
最后,我會分析總結出我們制造強國的崛起之路。
二、每20年,一個新的制造模式被創造
先講第一個部分,大家可以回顧,制造業的模式經過了多次變革。
過去100多年來,從開始的大規模生產,到后來的精益生產、柔性制造、可重構制造,到當今大家都在談的智能制造。
基本上,過去每20年,一個新的制造模式被創造出來。
不管什么樣的制造模式,根本上來講,我們追求的是制造成本的降低,質量的提升,對市場的快速反應,以及整個制造系統的高效運營。底下支撐這些制造模式的變革,有不同的賦能因素或者技術、或者平臺。
當今大家都認可,從2020年開始,我們已經進入到智能制造時代,智能制造和之前具體有什么不一樣,我希望能夠有機會大概做一些比較。
不管是什么樣,從工業的轉型,不管是汽車制造業,或者半導體制造業,或者航空制造業等等,或者是鋰電池制造業,隨著第四次工業革命的到來,對傳統的各種業務指標,整體是升級轉型的趨勢。
從這幾個不同的維度,從質量、成本、產能、效率和有效利用率,甚至維保,你可以看看,從目前的現狀,大家都在追求到未來,未來追求的是零缺陷,非常精益的生產,產能完全充分的利用,生產率的提高,以及有效利用率和預測性、智能維護等等,各行各業基本上都是沿著這條路在走。
只不過,每個行業和它自身的產業基礎和發展階段,可能在路上,大家的發展階段不同。
從制造業的整體來發展,我們也可以看到有幾個主要趨勢:
首先,經過了過去的20多年的全球化,雖然當今世界是逆全球化的趨勢在抬頭,但是整體來講,制造業還是聚焦全球化市場以及全球化競爭,因為各個中貿易協議使得市場基本是全球打通的,你無法說我在某個市場上獨一享有某種特殊的競爭優勢。
實際上,全球化尤其是WTO很多的制度,逼著制造業走到了全球化。
第二,市場變化非常多端,我們很難預測市場,因為多種因素都對市場造成影響。
第三個趨勢就是技術的快速迭代,尤其是進入了第四次工業革命之后,技術創新、技術分享、技術的傳播等等,也是非常迅速的。尤其是全球化以后,很多跨國企業為了快速占領某個國家、某個地區的一些市場,它會把最新的技術帶過去。
20年前,很多都是第二代、第三代的陳舊技術放到一些發展中國家的市場,現在完全不一樣,包括物聯網大數據帶來的機會。
當然,另外一個制造業發展的趨勢是,主要國家都已經發現人才的短缺,因為傳統來講,整個制造業有個非常不太吸引人的,他有幾個D,一個dangerous(危險),一個dark(黑暗),工廠很多都黑暗等等。
對于年輕一代,不管是美國、歐洲、日本、中國,都面臨人才短缺的問題。
當然,還有來自于制造系統內部和外部各方面的影響,尤其是,供應鏈對整個制造業的影響是非常巨大。
我們遠的不說,就說近的,上海過去幾個月的新冠疫情,對全中國乃至全世界的制造業都帶來了巨大的沖擊。當然,戰爭也會對整個制造業帶來影響。
三、決定未來制造的關鍵因素不是技術!
談到一個制造強國的崛起,首先要了解,哪些關鍵因素決定了未來制造的發展?
當然,我作為一個技術人才,作為研發教授,我總歸覺得技術就是非常關鍵的,其實不然。
未來制造的很多因素的重要性,遠遠超過技術上的一些創新。
比方說,政府政策、貿易協議摩擦,包括貨幣、外資直接投資,當然,還有基礎設施能源供應,包括人才,包括薪水,包括可靠的原材料供應以及整個創新生態。
這些非技術的因素,和技術創新是同等的重要。過去12年,我非常有幸被達沃斯論壇邀請作為一個未來制造委員會的專家,我們也做了非常多的詳細調查,對智能制造的競爭力,把全世界的100多個國家,把各個參數通過分析、比較,我們把所有國家基本上分成了4大類,有4個象限。
左底下的一些國家,他們首先目前的制造業是非常落后,或者甚至都沒有,當然,它們未來也不具備這種能力或者條件。
藍的右下角是,目前來講規模非常大,但它們并沒有準備好對未來制造業的升級轉型。
左上角的這些國家,目前雖然它的制造規模、制造體系的量并不大,但是由于第四次工業革命所帶來的一些新機遇,它們有可能變成未來智能制造主要的競爭者。
右上角這紅框里的這些國家是,首先他們目前有相當規模的制造業,同時,他們也準備好了對未來制造業升級轉型做準備。
把紅框里放大以后,全世界的最主要強大的國家,基本上都在這里頭。
看右圖,橫坐標是制造業的規模,縱坐標是它是否具備未來的競爭能力,在這里頭看的出來,中國雖然已經走到第一陣容,甚至規模來講目前是最大的。
作為一個國家,中國制造業的產值在全球已經遠遠超過其他國家的,中國是第一,但是對于未來,中國還有很多方面有差距。
我在這個達沃斯論壇里面,有幸參與到一些主要國家未來在制造業的一些策略討論,我們多次在柏林參加過德國的討論,東京參加過日本,在倫敦參加過英國的,當然,也有美國整個未來制造的(策略討論)。
四、德國制造業成功的秘訣和未來戰略:精品戰略、有特色的制造區、重視技工
今天選幾個國家簡單介紹一下,看看其他國家的主要競爭策略是什么。
首先,大家公認,德國是一個制造強國,它的制造業非常強大,我們在德國的柏林,和他們的企業界,包括學術界的,甚至政府官員在探討的時候,大家都想了解,德國制造業的成功的秘訣是什么?
他們認為,首先德國作為一個國家,有長期重視人才的傳統,尤其是制造技能和知識的沉淀。在德國的高中生,也可以上大學,走比較學術型的(研究),也可以走技工的渠道,從個人收入、國家對他們的認可來講,兩條路是非常均衡的。
同時,德國有一個良好的創新環境,以及高水平的研發,比方說它有大量的政府的資金,以及個人企業之間的相互協調,這對德國制造業企業的成功是非常重要的。
當然,德國作為一個歐洲中部的國家,因為它本身的國土并不大,它傳統上有傳承下來的出口文化,非常善于做貿易出口。
還有,他們說,德國保持了一個良好的勞資關系,也就是說他們的工人、工會,對薪酬的要求,可能比不上美國的工會強大,他們的勞資關系還比較和諧。
德國還有一系列有特色的制造特區。最后一點是我自己總結出來,他們都沒講,但我覺得,歐元區的創建,對德國制造業的發展甚至持續發展,起到了非常關鍵的作用。從貨幣上、市場上、低成本的勞動力以及資源上面,提供了非常便捷的競爭優勢。
我們也和德國制造業的領袖們探討他們未來的戰略,這是他們總結的:
首先,德國工業制造業希望聚焦精品戰略,他的所有品牌就像底下看到的,我們看到的國際上的雖然都是車,但它的這些品牌售價,遠高于北美、亞洲的一些品牌,它是聚焦在精品戰略。它有精品戰略,它的利潤空間能夠支撐它的高水平的勞工成本。
第二個,他們希望保持創新優勢,這是他們非常關注的。
第三個,德國政府也從2013年開始,就推動了一個工業4.0,實際上也就是咱們的智能制造或者物聯網、大數據相關的制造業的升級轉型。
他們也建立了相對穩定和可預測性的一些政策。德國非常擅長培養技工隊伍,雖然他們非常擅長,但他們也非常擔憂,他們的年輕人不太希望從事制造業,這也是德國工業界領袖們所擔心的事情。
他們也希望能夠降低整個制造成本,尤其是能源和原材料的。當時,我們在柏林做圓桌會議時候,那時候德國政府剛剛宣布放棄核電,因為日本的福島事件之后,德國政府宣布放棄核電站,當時對它的能源成本造成非常大的影響。
這次俄烏戰爭之后,德國政府又宣布恢復核能源,也是因為它的能源的壓力,對他的制造業所帶來的一些挑戰。
五、日本制造業的優劣勢:重視人才培養、最認真、對錯誤容忍度低
第二個,我想講一講日本,咱們的鄰國。
日本的制造業也是非常具有競爭優勢的,從各個品牌大家可以看得到,日本和德國有點相似,它也是長期非常重視人才,它有制造業的國家獎。
甚至很多的日本地區城市,會舉辦一些制造技能的比賽、大賽,甚至國家的大賽。從這一點可以看出來,日本長期注重這種技能的培養
第二。我覺得日本的制造業非常強大,歸功于日本在生產管理方面具備一個非常強大的優勢,這和底下的非常認真的勞工也有關系。
其實日本的一線生產員工,我看過世界上很多國家的制造工廠,我覺得,日本的勞工應該是首屈一指的,最守紀律、最認真、最一絲不茍、精益求精在從事手上所做的工作。
作為一個島國,日本也是傳承它的出口文化,日本的市場是全球市場。
另外,日本有很多的這種隱形冠軍,很多著名的品牌,也是他們日本制造業可以得以持續發展的一個主要因素。
但日本制造業他們的日本的領袖們也非常擔心。他們的擔憂有幾個主要方面:
第一個,日本的傳統制造業的提升靠不斷改善的文化,這和革命性創新的沖突是不可避免的。
第二點,日本文化對失敗的容忍度非常低的,這也不利于他們做創新。
當時我們在東京舉辦的圓桌會上,很多日本大企業的CEO說,首先我講的這些事情不要對外宣傳,他們說,當他們接到 CEO棒的時候,他希望在未來4~5年不出大問題,順利地把棒接給下一個CEO,他覺得他的任務就完成了。
因為他們害怕做一些大的創新,有可能失敗。日本文化對失敗的容忍度,和美國比起來是遠遠比不上的。
當然,日本的成本,包括原材料成本、能源成本是非常高,這是對日本的制造業帶來挑戰。
他們的日本的年輕一代,首先日本產品基本上是全球市場,但日本的年輕人過去幾十年來很不愿意離開日本,因為日本的生活足夠好,他們吃日本的食品,聽日本的音樂,講的日本話。
這些參加我們在東京舉辦的圓桌會議的日本精英很擔心,現在日本年輕人的英文,都不如五六十歲的人講得好,這對于日本未來對全球市場的響應,它設計的產品是不是符合全球不同市場的文化和需求?
還有日本的貨幣因素,以及一些其他因素。比方說韓國、中國、包括中國臺灣,這些制造業對日本有很大的追趕、沖擊,前面包括德國、美國也是競爭,它基本是兩面夾擊,從高端的,它要和那些國家比,中低端又有這么多亞洲國家來和它搶,所以,日本制造業的憂患意識非常強。
六、美國制造業的優劣勢和未來戰略:基礎研究非常強,產業化沒跟上
第三個,我想講講美國制造業的一些策略。
美國制造業的發展,近期的發展從奧巴馬開始,2012年開始,在他連任競選的時候,他才意識到,選民們最關注的問題就是job,job,and job。他就覺得,要創造好的就業機會,離不開制造業。
從2012年開始,他成立一個跨聯邦、跨部門的先進制造國家辦公室,協調各個部委去做制造業的研發和戰略實施,同時,建立了一系列的國家制造創新中心,差不多十幾個這樣的中心。
因為美國傳統上在基礎研究非常強,但它的市場化、產業化的能力,比不上德國,比不上日本,這樣,造成了他們從基礎研究到產業市場有一個鴻溝。
不管是奧巴馬也好,還是特朗普也好,他們都希望制造業回歸,他們出了各種各樣的激勵政策來吸引制造業回歸。
特朗普上臺以后,把奧巴馬的所有政策翻了個底朝天,唯一保留的是制造業,拜登上臺以后,最近也是出臺了制造業創新法,也是希望鼓勵美國制造業繼續發展。
值得一提的是,特朗普做了一件事,為美國企業降稅,這是非常厲害的一手。因為他把企業稅從百分之三十幾一下降了個10個點,這樣,美國制造業在全球市場上一下子就有這么強的競爭力。
此外,美國是一系列的制造策略,它不只是單的一張牌,它是一組牌,滿手的牌在打,從各個方面。
今天因為時間問題,我不會花太多時間講,網上都可以看得見的。
有一個最關鍵的,我要想點一點,就是美國制造業創新中心(manufacturing institute),它是奧巴馬開始做的。
基本上,在5年內,聯邦政府會投入7000萬美金給每一個中心,如果中心要拿的話,州政府還要匹配,包括企業參與也要匹配,實際上,每個中心差不多有上億、幾個億的美金來做這種研發。
當然,這里頭的創新中心,和大學里的制造業創新還不一樣,美國制造業基本上做前端的、基礎的,這個做轉化,就是我們它叫MRL 4~7等級的。基本上,是應用研究或者技術、技術研究的轉換。
這是一個map,基本上這是已經成立的中心,數字化制造、可持續制造等等,都有。
另外,美國政府近期來也制定了5個戰略領域:一個,公共衛生。第二,American leadership in industrial future(美國未來工業的引領),這和我們要講的制造業就非常相關了。還有其他的,包括能源、太空也離不開制造業,但主要的是這第二點。
關于未來工業叫industries of future。你可以看,它有AI,量子計算,包括先進的通信網絡,先進制造以及物聯網相關的一系列的系統。
七、中國制造業崛起的動因和挑戰
講到中國制造強國的崛起之路,我想首先講講,因為我是從1994年開始回到中國來參與制造業的發展。我回過頭來看,過去二三十年,中國制造業的快速發展是得益于哪些主要動因?
首先是,大家都認可,中國是巨大的市場。第二個,之前也是因為低成本的生產制造,創造了一些競爭優勢。
我覺得,中國政府對制造業的支撐,在全世界來講都是非常強大的。
我看到很多國家的政府對制造業的支持,根本就比不上中國政府對制造業支持。
另外一點就是FDI,這一點我是覺得,可能在很多情況下被大眾忽視了,甚至有的時候政府層面也沒有認可,但我個人來看,FDI(foreign direct investment,外商直接投資)是一個非常關鍵的因素。
因為這個FDI帶給中國的不只是一些資本,它要在中國投資、設廠、管理,很多的技術和它的供應鏈都隨之而來。
起初,它的技術中心只是為了支撐它的生產,慢慢地,它的技術中心就變成研發中心,整體來講對中國整體的制造業的能力,是一個很大的提升。
對任何國家來講,FDI都是非常重要的,包括美國、歐洲、日本,紛紛都在制定各種吸引外資投資的政策環境等等。
我覺得,比起歐美來講,中國的員工還是非常守規矩的,我們的員工素質整體是這樣。
當然,中國還有多眾多的區域性的制造業基地,比方說東莞、深圳這些地方,我們的三C行業,包括長三角、東北、西南,每個區域有不同的側重點。
目前來看,中國的基礎設施是全世界是最好、最先進的,包括鐵路、港口、機場、高速公路等等,這是中國制造業發展非常重要的一個因素。
當然,中國制造業面臨著很多的挑戰。
第一個挑戰就是,大家都知道,由于全球的地緣政治以及新冠影響,整個出口市場的萎縮,以及中國過去10多年來,中國的生產成本快速上升,使得我們原先依賴的這種競爭優勢已經不存在了。
第二個,目前來講,在巨大的宏觀經濟下行壓力下,中國制造業也面臨很大挑戰,包括資金,包括研發投入,包括我們的供應鏈,包括我們的勞工,各方面受到了很大的壓力。
當然,貿易戰、包括新冷戰思維,包括美國希望和中國在科技領域脫鉤等等,對中國制造業也帶來了新的挑戰。
因為我們整個的國家經濟發展,員工的工資結構不斷提升,必須要有創造出更高價值的產品和服務,才能支撐這種勞動成本。所以,整個制造業有一種壓力叫做——往高附加值生產轉型的壓力。
當然,環保最近一兩年環境改善的非常快,但在過去十年來,中國的霧霾,整個的對環境的土壤、對水、對空氣方面的影響很大。
在這種情況下,中國為了實現雙碳,政府去年拉閘限電,很多地區因為不達標或者拉閘限電,這對制造業也是造成了很大的挑戰。
當然我們的創新環境,目前來講對中國制造業也是一個非常巨大的挑戰,尤其比起發達國家,中國企業的研發能力是嚴重的不足。
當然,也有例外,你可以說華為的研發怎么樣,或者寧德時代研發能力,這都是個例企業,但絕大多數中國企業的內部研發能力不足,投入也不足,人力也不足。
八、智能制造的全球燈塔工廠
我也講一下達沃斯論壇,基于各個主要國家都非常看重制造業未來的發展,達沃斯論壇他也是從08 09年全球經濟危機來的時候,達沃斯論壇意識到制造業這么重要,因為達沃斯論壇以前不涉及工業、不涉及制造業,它只是搞一些全球的經濟、政治、社會等等之類的。
從2010年開始,他們邀請我去做聯席主席,我們籌建了一個先進制造委員會,從此之后,達沃斯論壇在制造業領域確實做了不少的工作,其中一個主要的工作就是全球智能制造燈塔工廠項目。
我來做一個簡單的介紹,讓大家了解這是怎么一回事。
首先,一講到智能制造,10個人有10個人不同的理解,沒有一個標準答案,什么是智能制造。
我對智能制造的理解,或者說,我認為智能制造系統應該具備的一些主要特征是:
首先,在我們傳統的制造系統追求的質量、成本、柔性和效率以外,還要追加對市場的快速反應能力,抗各種干擾的能力,包括對供應鏈的干擾,包括環境影響,設備影響,原材料影響,等等。以及系統能夠快速重構、可重構、可重復利用。
第二個,我覺得,智能制造系統主要生產設備應該具備自我感知、自我適應、自我補償的能力,來應對各種生產環境下的變化。
因為從制造業講,人、機、料、法、環,各個環節都會有不確定性,制造業的挑戰在這么多變數,這么多不確定性下,怎么能夠保持我們造出來的產品一樣好,這是一個很大的挑戰。
當然,我們希望智造系統能具備自動的預測性,質量的追溯,以求達到零缺陷。我們整個智造系統在設計的時候以及它的運營的時候,我希望制造系統具備一種所謂的工程免疫能力,達到零故障。
最后的一個計劃就是我的叫試金石,你說你的制造系統是不是智能化,我首先問你能不能保證首件成功,件件成功?這是對未來智造的一種想法,就是我像前面講的,10個人可能給10個不同的答案。
基于這種因素,達沃斯論壇說,我們是不是可以打造一批全球的叫燈塔工廠,讓各個制造業各行各業看到,這是一種不同的一種樣板、應用模型,讓我們來效仿。
在這種基礎上,達沃斯論壇推出了Lighthouse project(燈塔計劃)。目前,全球智能制造工廠已經涉足了22個不同的行業,上百家企業已經獲得這種認可,作為全球智能制造燈塔工廠聯盟,其中有37座工廠位于中國。
當然,這里頭并不全是中國本土企業,很多都是跨國企業在中國的工廠獲得這種燈塔工廠了。
整個數字化、智能化的全球燈塔工廠,是以數字化生產為主,沿端到端的價值鏈創造過程來看,哪些地方可以用第四次工業革命的技術來改變、來創新,對我們傳統的制造,比方說研發、采購、生產、物流,甚至供應鏈管理以及客戶服務,這里頭有很多的運用案例。
比方說,在中國的一些企業中也可以看得到,基本上,所有的革新的故事,都是沿著如何快速滿足客戶需求,如何提升供應鏈的韌性,如何提升生產速度和生產力。
另外,大家也越來越重視可持續發展,綠色制造、綠色能源的使用,當然,整個都是以智能化為主的。
我拿海爾舉例。海爾作為一個家電企業,按理來說,這種產品的技術含量不是很高,但是即使傳統的制造企業海爾,也通過他們在沈陽的冰箱工廠,以用戶為中心,采取了很多的第四次工業革命的技術數據。
這使得它的直接勞動生產力提高非常顯著,使得它的整個的供應商到客戶,端到端的連接能夠快速反應,因為你下一個訂單,它快速的反應到上游,對生產的排程、制造。
九、兩個案例:鋰電池和核能的智能制造
接下來,我講一講我自己參與的智能制造兩個領域,也是我近期來參與到的一些應用,一個是在新能源領域,一個是在核電領域。
先講講電池制造。鋰電行業是一個新興的快速發展的行業,據我看到的一些數據,上半年整個中國的工業發展,鋰電行業對整個中國的制造業工業做出巨大的貢獻。
基本上,上半年新能源汽車是一枝獨秀在支撐著中國工業的發展。
鋰電基本上就是把一些原材料,通過不同的制造工藝,把它沿著產線上,制造成一個可以使用的電池。
這里頭我就拿一個工藝,比如說我們最關注的涂布工藝,如何使得它制造出來的質量一樣好。
這是一個示意圖,在這里頭我要使得達到它的質量一致性,如何使用智能制造的一些手段來改進。因為我們知道,動力電池這種制造業追求的成品一致性是非常高的。
我從1978年在交大學機械制造,已經做了差不多40多年了,我也接觸過很多不同的行業,在我所接觸過的行業里頭,大家一講世界級的制造,都是講的six sigma,那就是說每百萬的產品里頭,可能有一兩個算是不良品,或者不能滿足最好的技術標準。
但是在鋰電行業里頭,寧德時代率先提出來,對質量的追求從six sigma,直接到12個sigma。我們之前的是PPM(Part per million,即百萬分之一),每百萬個里頭允許一兩個不良品,對寧德時代來講,每10億個產品里頭才能出現1~2個不良品,它對質量有一個極高的提升。
在這種情況下,我們就用了很多的智能化的技術,對整個工藝過程進行梳理,對整個過程中任何可以影響到產品質量的一些,從人、機、料返還多個方面進行梳理,打造出一種智能化的閉環的智能控制。
比方說,我們開發出來一套系統,也是寧德時代作為整個全球鋰電行業的首家燈塔工廠。
這里頭的整個智能系統有一個核心,它可以全面感知、自主決策而精準執行,這是寧德時代和安脈盛(工業設備智能維護系統開發商,位于杭州)合作打造出來的。
整個系統降低了對人員工作的強度,改善了質量,減少了物料的消耗,這是一個典型的例子。
你可以從一個典型的例子拓展到整個涂布工序里頭,也可以從智能感知,到智能決策,到智能閉環,這基本上已經在產線上實施了,大量地在應用。
第二個案例是核電,核電也是近幾年來,我和我在杭州的安脈盛團隊,他們進入到核電智能制造,因為核電里頭也是有升級轉型的。
大家都知道,核電是清潔能源里頭的最清潔的,它對環境的影響,除了它的安全性和它用過的燃料的處理保護之外,它在發電整個過程是最清潔的,它所面臨的挑戰就是如何保證核電系統的安全性。這里頭對人工智能大數據帶來了非常好的一個應用場景。
核電里頭最關鍵就是設備,你要設備保證不出故障,之前我們核電設備的維護基本上是有問題壞了才修,或者稍微好一點的,做一些預防性維護,定期有人去巡檢,所有的設備去巡檢。
一個核電機組有上千個不同類型的設備,那怎么辦?需要很多人,成本非常高,在核電機組工作的人的成本非常高,因為整個勞保各方面,包括技術訓練,等等,這些人要保證這些核電設備(能穩定使用)60年,它的設計都是60年,甚至在美國、歐洲都是60年之后延壽,希望用一些新的技術能夠延續它的核電發電設備的穩定性。
當第四次工業革命來了以后,我們現在希望通過大數據、智能傳感、人工智能技術,來對設備的性能衰退進行預測,使得我們有足夠時間做運行和維護,優化它的排程,管理備品備件,因為核電的備品備件也是非常昂貴,一個典型的機組都可能需要幾億的備品備件。
這里頭也遇到了一些困境,首先,目前這種以預防性維修為主的這種監測方式有大量的數據分析,大量的人工巡檢,很多決策,甚至很多數據都在孤島,并沒有完整的整合起來。
另外,很多人工能做分析的,人比較善于分析低維度的一個變量、兩個變量、三個變量,等你變成20個、30個、上百個變量的時候,其實人已經無法依賴經驗,它就變成了一些導則,溫度是不是超標,或者壓力是不是保持,或者它的震動信號,或者各種電流是不是有異常,核電里頭缺乏這些。
我們就和中國核電一起開發出了一套軟硬件一體化的解決方案,部署了若干的智能傳感在整個核電機組,也利用核電技術現有的dcs的運行數據,包括它的多變量的多維度的一些分析和建模,預測它的性能,包括它的整個的智能決策。這些都是在核電里頭大規模地已經部署了。
比方說泵設備,這是在核電非常關鍵的一個熱交換器,你把熱的蒸汽冷卻下來,熱交換器如果維保不及時,它會影響整個核電的運行,包括它的能效。
但我們通過這種多傳感信息融合,包括時空信息的關聯,包括不同異常工況,我們可以識別出來它主要關鍵設備的性能衰退。
這可以提前30天預測它的性能衰退多少,工程人員可以根據設備狀態,安排合理的維保。
從這些來看,利用這種智能化的技術,對一個核電的業主,或者說工廠和核電發電站來講,它提供了非常大的應用價值。
首先,它減少了非計劃停機的概率,因為任何工廠,制造基地也好,或者發電機組也好,計劃內停機,往往是比非計劃內停機要更容易,更節省時間,成本越低。
因為非計劃內停機,要問題鎖定,趕快調集人員,調集備品備件,它造成的損失非常大。
第二個,因為我可以預測了,可以實時監測各個設備,可以降低人工巡檢的工作量。以前比方說一個人在這種關鍵設備可能一個禮拜才能巡的意思,現在是24小時,365天隨時可以做巡檢。
另外也縮短了,因為有大量的數據,可以快速的排查,哪些地方需要關注,對另外對精準的備品備件,以及知識的沉淀以及優化人效都有很大的應用價值。
十、中國成為制造強國的七大關鍵
最后的還有幾分鐘,我講一講制造強國的崛起之路。
從前面整個制造業的發展,以及主要國家的競爭策略,以及達沃斯論壇所建立的各種標桿。我們也可以看到,中國制造業要發展,中國現在是一個制造大國,從制造大國到制造強國轉變,還是有很多的挑戰。
從我個人過往的經驗,我覺得有如下幾個方面,
第一,中國要變成一個制造強國,我們要非常重視基礎工業,把我們的基礎夯實。
中國現在的很多情況下,很多的企業,包括很多地方政府有浮躁心理,大家好高騖遠,我們沒有把基本功做好。
我們的基礎零部件。很多的關鍵設備,我們基礎元器件還沒過關,包括材料,包括工藝,包括它的一些基礎元器件,它的質量就我們同樣我們做出來了同樣一個軸承,可能我們的軸承壽命,可能還不如世界上最好軸承的壽命幾分之一,我們要把基本功補好,把自己的技術工業做扎實。
現在政府一講到,要把我們的制造業從大國變成強國,大家都關注的尖端技術,實際上,我覺得我們的基礎工業是非常關鍵的。沒有很好的基礎工業,我們做出來的設備精度、耐用性、耐久性、可靠性,都趕不上國際前端的產品。
第二,我們必須與繼續加強科技研發的投入。因為中國的工業,尤其是制造業企業,他們自身的研發能力比較欠缺。
中國的制造業從量來講,我們做出來的是世界第一了,但是從質量、從技術性能、從創新來講,其實我們和世界上一流的設備制造商、系統制造商、控制或者軟件等等比起來,我們還有很大的差距。
這一點,雖然政府過去一二十年來投入了大量的研發,但我們的研發經費有效轉化成果還有,還是有很大的提升空間。
第三個是人才。制造業需要的不是簡單的一個搞機械的,或者搞一個計算機的,或者就是電機的,它需要的是跨學科的、復合型的人才,如何培養出來這種復合型人才,我們傳統的這種工程教育可能需要做大的改革,做大的提升。
當然,也包括我們多層次的技術和技工人才,不能只是培養了一大堆的博士,沒有用的,我還要整個像金字塔一樣,人才的梯隊要建設起來。
我觀察到,最近國家已經開始關注技工技校的投入和培養,提升他們的社會地位,提升大家對這種技術人才的認知認可。
第四,我們要打造一個制造強國,就要打通從知識到技術,從技術到產品,從產品到商品這樣一個全生命周期的環節。
只有賺了錢,公司才有錢投入到新的技術研發,新的研發出來再變成產品,再銷售到市場,這個環要打通。否則,我們只是拿來主義用,我覺得不行。
中國很多企業自身的在知識沉淀技術的研發方面投入不夠,在中國改革開放初期,我們很多企業就是國外有產品來了,我們照貓畫虎,看人家怎么做,甚至說,因為他們的供應鏈都已經搬到中國了,我也可以找不同的供應商,來給我開發一個底盤,給我開發一個控制,給我開發一個什么東西。
其實,我們自身的不研發,不投入,光靠拿來主義,我們很快就走到一個瓶頸,無法真正掌握到整個系統,和整個產品的設計和優化。
第五,中國要建成制造強國,也要鼓勵創新創業,尤其是要尊重知識產權,并強化知識產權的保護。
因為如果我們對知識產權、對IP不加強保護,誰愿意投入大量資金去研發?因為你研發好了,別人一抄就好了,你等于白投了,這點來講,我覺得對一個整個國家的發展,保護知識產權是非常重要的。
第六,中國很多企業,包括客戶,包括政府,對軟件系統和硬件設備的合理的價格認識不清,大家都覺得,硬件我花了100萬,看到一個設備擺在那里,這是很大的,大家覺得這個錢值。
你要給他一個軟件,一個USB,說你100萬買那個 USB,大家都覺得東西不值,軟件應該是免費的,或者是網上下載就好,其實不然。
如果我們不把軟件硬件之間的關系合理的調整起來,中國很少人愿意在軟件、算法這方面投入,這也造成了目前整個中國來看的卡脖子技術,所有的工業大型的軟件全是在國外的。
為什么沒有我們中國的自己的工業軟件?就是因為大家不尊重軟件的價值,整個國家社會必須要尊重(軟件)。
最后一點,我們還必須要保持改革開放的政策,積極吸引外資,也要加強國際合作,這是中國過去二三十年制造業發展的一個關鍵因素,未來必然還是一個非常關鍵的因素。
我想,中國制造強國的崛起之路還有很多困難,需要政府、企業、社會、高校多方面的合作,才能使得中國從制造大國轉化成制造強國。
中國政府也非常清晰了解到了,所以有個中國制造20、25、35、45,用多個10年,把中國制造業一步一步打造成一個世界第一陣容。