Archive for 2015年8月31日

第四次工業革命概念實證研究

  為了說明第四次工業革命的概念,工業4.0研究院進行了長久的跟蹤研究,目前從德國工業4.0平臺以及中國工業4.0研究院(China Academy of Industrie 4.0)兩個獨立機構的研究成果來看,雙方都認同工業4.0就是第四次工業革命的結論。

? ? ? 目前雖然工業4.0的概念并未得到所有專家的認可,但從諸如哈佛商業歷史學家阿爾弗雷德.D.錢德勒在《信息改變美國:驅動國家轉型的力量》一書中提出信息技術的應用是第三次工業革命的論斷來看,德國人把網絡化在工業領域的應用稱為第四次工業革命也沒有什么不妥當。

德國工業4.0概念的階段性定義

  在德國工業4.0概念的描述中,發生在英國的第一次工業革命是工業1.0,其主要技術特征是機械化,以電氣化和自動化為特征的第二次工業革命就是工業2.0,接著以PLC(Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)廣泛應用為特征的第三次工業革命就是工業3.0,當然,未來的以CPS技術為特征的制造業,可以稱為工業4.0。

  從2015年4月德國工業4.0平臺發布的《工業4.0實施戰略計劃》報告中,對工業4.0進行了較為嚴格的定義:

  “工業4.0概念表示第四次工業革命,它意味著在產品生命周期內對整個價值創造鏈的組織和控制邁上新臺階,意味著從創意、訂單,到研發、生產、終端客戶產品交付,再到廢物循環利用,包括與之緊密聯系的各服務行業,在各個階段都能更好滿足日益個性化的客戶需求。”

  更進一步,德國工業4.0平臺闡釋了工業4.0概念的價值,它指出:

  “所有參與價值創造的相關實體形成網絡,獲得隨時從數據中創造最大價值流的能力,從而實現所有相關信息的實時共享。以此為基礎,通過人、物和系統的連接,實現企業價值網絡的動態建立、實時優化和自組織,根據不同的標準對成本、效率和能耗進行優化。”

  由此可見,德國對工業4.0的定義是比較清晰的,對工業4.0在工業革命史中的階段有比較清晰的劃分,同時也對工業4.0階段的價值創造過程有了較為清晰的認識,因此,工業4.0概念是一個較為完備的體系。

新工業4.0平臺的17項任務

  從《工業4.0實施戰略計劃》提出的工業4.0實施戰略來講,德國工業4.0是“為了加強德國的經濟地位,……一方面制定出技術、標準、商業模式和組織模式等方面的跨產業路徑;另外一方面,加強大學和研究機構與中小企業和工業企業的緊密合作,推動工業4.0的實施。”

  事實上,德國工業4.0平臺提出了由17項主題組成的新工業4.0平臺核心議題,對研發與創新、參考體系結構、網絡系統的安全性以及法律框架等四個方面進行了較為全面的研究,這些主題覆蓋的范圍非常廣泛,涉及到制造業的方方面面。

  除了網絡系統的安全性、法律框架和參考體系結構跟具體生產制造企業不直接相關,研究與創新涉及到的14個主題,本質上是對2013年發布的《工業4.0實施戰略建議》所提出的雙領先戰略(領先的市場戰略及領先的供應商戰略)和三大集成的落實,形成了有目標的階段性發展計劃。

  在2013年發布的《工業4.0實施戰略建議》中,德國工業4.0平臺提出了德國應該追求形成領先的工業4.0市場,并且成為全球性的工業4.0供應商;同時,德國還應該從縱向集成、端到端集成和橫向集成實現其工業4.0戰略目標。

  從工業4.0研究院了解的情況來看,德國一些大型企業的確是按照這樣的思路來構建企業戰略的,例如,德國西門子針對未來制造業的戰略是數字化戰略,為了推進其數字化戰略,德國西門子還專門成立了數字化解決方案集團(Digital Factory Group),整合了工業自動化和工業軟件集團的解決方案,以更好的面向客戶提供工業4.0解決方案。

  總而言之,第四次工業革命的概念已經初步形成,隨著德國工業4.0平臺和中國工業4.0研究院對第四次工業革命研究的深入,會逐步豐富第四次工業革命的內涵,形成更為完善的第四次工業革命理論及實踐體系。

中美德未來新工業制高點爭奪戰

  本演講稿為2015年8月20日機械工業出版社和工業4.0研究院共同舉辦的“工業‘智”造高峰論壇”的發言稿。題目調整為《中美德新工業制高點爭奪戰》,副標題為重構全球制造新秩序的國家戰略。

機工出版社舉辦工業‘智”造高峰論壇

  德國2013年提出工業4.0,基于“網絡化”的工業革命定義,吸引了中國的注意,德國工業4.0的概念定義就是第四次工業革命,是未來制造業的一個籠統稱謂,體現了技術革命的階段性趨勢。

  第四次工業革命具有三大高度化,自動化、信息化是傳統企業轉型的典型切入點。毫無疑問,傳統的制造企業轉型,一定會從自動化和信息化改造入手,其中,自動化生產線和以MES為核心的信息化將是最為直接的選擇,因此,自動化和信息化解決方案市場商機巨大。

  中國、美國和德國在尋找未來制造業制高點的時候,都是把創新作為評判標準的,其中,技術創新是所有創新的基礎,技術約束條件的改變,將改變企業的商業模式和管理體系。

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  目前,中國體制內的研發機構和大學大都以發表論文為導向,這使得企業創新所需的基礎研究嚴重不足,阻礙了中國制造業的核心技術及系統研發。

  從德國工業4.0體系來看,構建CPS應用平臺和服務體系,是核心關鍵。全球分布了多家核心的CPS研究中心,中國主要有工業4.0研究院CPS研究中心,其目標是成為中國研究CPS的機構。

  工業4.0研究院判斷,工業4.0共性技術和平臺是未來的制高點。

  從我們跟蹤的情況來看,中國、美國和德國都紛紛把工業4.0共性技術和平臺作為未來的技術制高點,但市場主體的企業參與度不同,美國和德國要積極一些,中國被動性比較強。

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  未來制造業的核心技術將主要是CPS,以CPS驅動的創新將改變全球的產業格局。從美國NSF的幾個CPS研究中心來看,美國在CPS的研究和深度應用上,做得已經非常深入;德國更是直接把CPS作為國家制造業戰略工業4.0的核心技術。

  中國制造目前處于一個產業轉型時期,甚至于 是一個革命時期(第四次工業革命),諸如產能過剩、核心技術缺乏、模式單一以及戰略模糊等問題在大量公司身上體現得非常明顯。

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  工業互聯網聯盟的核心參考架構模型(IIC Architectural Framework),值得關注。對比工業4.0平臺提出的RAMI 4.0(工業4.0參考架構模型),工業互聯網聯盟的參考架構模型是一個可以借鑒學習的另外一個標桿,這對我們提出中國的參考架構模型很有幫助。

  工業互聯網聯盟提出的參考架構模型,主要是基于軟件及互聯網的核心技術,對未來工業的一種互聯網思考方式的結果。

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  德國工業4.0體系中的RAMI4.0,直接依托IEC相關標準,從多個視角凸顯工業4.0體系的多面性,IIC架構大都被包含其中。

  中國電子技術標準化研究院結合中國實際,也設計了一個“智能制造參考架構模型”。

  中國智能制造參考架構模型結合智能制造技術架構和產業結構,從系統架構、價值鏈和產品生命周期等三個維度構建了智能制造標準化參考模型,有助于認識和理解智能制造標準的對象、邊界、各部分的層級關系和內在聯系。

全球制造業轉移的經濟學分析

  該報告來自美國咨詢公司BCG在2014年8月發布的英文版報告The Shifting Economics of Global Manufacturing,翻譯者為工業4.0研究院翻譯部。部分媒體把該文中文譯為《全球制造業的經濟大挪移》。

  引言

  過去三十年,美國經濟處于較好的階段,大致分歧的世界觀影響著制造企業的投資和采購決策。拉丁美洲、東歐和亞洲大部分地區都被看作低成本地區,而美國、西歐和日本則被看作高成本地區。

  但這種世界觀現在似乎已經過時了。工資、生產率、能源成本、貨幣價值和其他因素年復一年地的細微變化悄悄地但也極大地影響了“全球制造業成本競爭力”圖譜。新圖譜包含了低成本經濟體、高成本經濟體和大量處于兩者之間的經濟體形成的錯綜復雜的局面。

  例如,相對成本的變化令人吃驚。十年前誰會想到巴西現在成為制造業成本最高的經濟體之一或者墨西哥的制造業成本會低于中國?雖然倫敦仍然是全球生活和旅游價格水平最高的地方,但英國已經成為西歐制造業成本最低的經濟體。俄羅斯和東歐的制造業成本則上升到與美國幾乎等同的水平(見圖1)。

全球前25位出口經濟體制造業成本比較

注:該指數只反映四類直接生產生產成本。原材料投入和機器工具折舊等其他成本不另作區分。成本結構在根據所有產業加權平均計算。已根據生產率作相應調整。

  為了了解全球制造業的經濟轉移,波士頓咨詢公司對全球前25位領先出口經濟體作了四個重要方面的分析:制造業工資、勞動力生產率、能源成本和匯率。這前25位出口經濟體占全球工業制成品出口接近90%。

  新的波士頓咨詢公司全球制造業成本競爭力指數顯示這些經濟體的制造業相對成本發生了變化,這促使很多企業重新思考過去幾十年對采購戰略的假設以及未來發展生產能力的地點選擇。為了辨別和比較相對成本的變化,我們分析了2004年和2014年的數據。這項評估是我們持續研究全球制造經濟轉移的系列成果之一。

  在制定指數的過程中,我們觀察到成本競爭力在多個經濟體有所提高,而另一些經濟體則相對下降。通過這個指數,我們發現了制造業成本競爭力變化的四種顯著模式(見圖2)。它們包括:

2:全球制造業成本競爭力指數中大部分經濟體可劃分為下列四種顯著變化模式

面臨壓力 過去制造業成本低的經濟體,由于各種原因競爭力削弱 巴西、中國、捷克共和國、波蘭、俄羅斯
繼續削弱 過去制造業成本高的經濟體,由于生產率低增長和能源成本提高,競爭力繼續削弱 澳大利亞、比利時、法國、意大利、瑞典、瑞士
保持穩定 這些經濟體與全球領先者的相對競爭力保持大致穩定 印度、印度尼西亞、荷蘭、英國
全球新星 由于工資適度增長、生產率持續提高、匯率穩定和能源成本有優勢,相比其他經濟體競爭力提高 墨西哥、美國

來源:波士頓咨詢公司分析

  》面臨壓力:過去一直被認為是低成本制造業基地的幾個經濟體由于多項因素結合,自2004年來面臨著成本優勢大幅減弱的壓力。例如:據估計,中國相對美國的工廠制造業成本優勢已經減弱到5%以下;巴西的制造業成本高于西歐;波蘭、捷克共和國和俄羅斯的成本競爭力也相對減弱,目前它們的制造業成本水平與美國相當,僅僅比英國和西班牙低幾個百分點。

  》繼續削弱:幾個過去十年制造業成本就相對高的經濟體競爭力繼續削弱,它們的制造業成本高于美國16%-30%。主要原因是生產率的低增長和能源成本提高。競爭力繼續削弱的經濟體包括:澳大利亞、比利時、法國、意大利、瑞典和瑞士。

  》保持穩定:從2004年到2014年,很多經濟體相對美國的制造業成本競爭力保持穩定。在印度和印度尼西亞等經濟體,雖然工資大幅增長,但生產率快速提高和貨幣貶值對成本起到抑制作用。相比印度和印度尼西亞的動態平衡,所有我們分析的成本驅動因素在荷蘭和英國都保持相對沒有太大變化。這四個經濟體的成本競爭力使它們未來可能成為所在地區的制造業領先者。

  》全球新星:相比其他全球前25位出口經濟體,墨西哥和美國的制造業成本結構有更多的提升。由于工資增長率低、生產率持續提高、匯率穩定和擁有巨大的能源成本優勢,這兩個經濟體現在成為全球制造業的新星。我們估計,目前墨西哥按單位成本計算的平均制造成本低于中國。全球前10位商品出口國中,除了中國和韓國,其他經濟體的制造業成本都高于美國。

過去高制造業成本的經濟體失去全球競爭力

  制造業相對成本的這些動態變化將促使企業重新評估它們的制造業選址,從而導致全球經濟發生巨大轉移(見圖3)。這意味著全球制造業可能更加分散在各個地區。因為全球各個地區都有相對低成本的制造業中心,亞洲、歐洲和美洲的更多消費商品將在更接近本地的地方制造。鑒于上述這些趨勢,政府領導者越來越意識到穩定發展的制造業對經濟的重要性。我們希望這份報告能夠鼓勵發達經濟體和發展中經濟體的政策制定者明確自身優勢和劣勢,并且采取行動提高制造業競爭力。

  “成本競爭力的驅動力”圖譜

  從2004年到2014年,四個主要因素促使制造業競爭力發生巨大改變。這些因素使過去低成本和高成本地區之間的區分變得模糊。這四個要素包括:

  》工資:各個經濟體中制造業工人的時薪仍然存在巨大差異。但快速上漲的工資已經極大地削弱了很多主要出口經濟體的競爭優勢。雖然從2004年到2014年,所有全球前25位的出口國的制造業工資都出現上漲,但中國和俄羅斯的年均工資增長率達到10%-20%的情況已經持續超過10年,而其他經濟體的年均工資增長率僅為2%-3%。

  》匯率。貨幣價值的變化對一個經濟體出口商品在國際市場價格的影響是兩方面的:要么更貴,要么更便宜。從2004年到2014年,貨幣價值的變化使印度盧比兌美元貶值26%,盧比兌人民幣升值35%。

  》勞動生產率:單個制造業工人產出的增加即生產率的提高。從2004年到2014年,全球各個經濟體生產率提高的情況呈現巨大差異,這解釋了各個經濟體總制造業成本的最顯著變化。從2004年到2014年,墨西哥、印度和韓國等經濟體的制造業生產率上升超過50%,而意大利和日本的制造業生產率則出現下滑。一些工資增長率低的經濟體在更具生產率對工資作出調整后,單位勞動成本就沒有明顯優勢了。

  》能源成本。自2004年來,由于頁巖天然氣資源的大規模開采,北美天然氣的價格已經下降了25%-35%。相比之下,波蘭、俄羅斯、韓國和泰國等經濟體的天然氣價格上升了100%-200%。這對使用天然氣作為生產進料的化工產業產生巨大影響。類似地,澳大利亞、巴西和西班牙等制造業經濟體的工業用電價格也大幅上升。因此,北美以外很多經濟體的整體能源成本都比2004年上升了50%-200%。這明顯地改變了各國依賴能源的產業的競爭力。

  為了比較從2004年到2014年全球前25位工業制成品出口經濟體在這四個方面的成本變化,我們把美國作為基準,然后把四個方面的得分加起來得出各個經濟體相對美國的整體制造業成本競爭力得分,美國的分值定為100。如果一個經濟體在我們的制造業成本競爭力指數中得分達到110,那么它的平均制造成本就比美國高10%。

  當然,工資增長率、生產率、匯率和能源成本以外的因素也很大程度上影響企業供應鏈地點選擇的決策。物流成本、經商容易程度和是否存在腐敗等次要因素也會影響某個地點對制造業的吸引力。我們在研究中已經發現,在很多直接生產成本很有吸引力的經濟體中,上述次要因素存在的缺點阻礙了制造業的增長(見圖5)。這些次要因素與本地情況密切相關,甚至在同一個經濟體的不同地區也存在巨大差異。因此,我們的成本指數模型并沒有計算這些因素。但明智的制造企業在決策時必須考慮這些因素。

5:某些低直接生產成本經濟體的競爭力被次要因素削弱

相對美國的制造業成本(% 整體商業氛圍排名 經商容易程度排名 物流效率排名 廉潔指數排名
印度尼西亞 -17 47 120 59 114
印度?????? -13 35 134 46 94
泰國?????? -9 31 18 38 102
俄羅斯???? -1 47 92 95 127

來源:美國經濟普查、美國勞工統計局、美國經濟分析局、國際勞工組織、歐睿國際咨詢公司、經濟學人智庫、波士頓咨詢公司分析

注1:從總出口規模全球排名11-25位的經濟體中選擇。

注2:經濟學人智庫的排名是根據下列十個標準:政治環境、宏觀經濟環境、市場機會、自由貿易和競爭政策、外商投資政策、外貿和匯率控制、稅收、投資、勞動力市場和基礎設施。

注3:世界銀行“經商容易程度指數”

注4:世界銀行“物流效率指數”

注5:透明國際2013廉潔指數

  四條不同的路徑

  匯率以及勞動力和能源成本在過去十年的波動變化使全球前25位出口經濟體的相對制造業成本結構發生驚人的變化。曾經集中在少數幾個地區的制造業競爭力現在真正變得全球化了。全球各國的成本競爭力排名也經歷了大幅調整。

  隨著我們對這些宏觀經濟趨勢的研究逐漸深入,我們發現:制造業成本競爭力指數中的大部分經濟體發生的成本轉移呈現四種常見模式:面臨壓力、繼續削弱、保持穩定、全球新星。

  面臨壓力

  過去被認為是低制造業成本的經濟體包括:巴西、中國、捷克共和國、波蘭和俄羅斯,它們的競爭優勢從2004年到2014年大幅減弱。現在,其中幾個經濟體的平均制造成本估計比美國還高。巴西的制造業成本急劇上升:2004年巴西的平均成本低于美國大約3%,到2014年估計高于美國23%;2004年波蘭和俄羅斯的平均成本估計分別比美國低6%和13%,現在它們的平均成本都大致與美國持平;2004年捷克共和國的平均成本低于美國大約3%,現在估計高于美國7%;同期中國相比美國的制造業成本優勢估計從14%下降到4%。

  促使這些變化的關鍵因素各不相同。飛漲的勞動力和能源成本削弱了中國和俄羅斯的競爭力。例如:十年前,根據生產率調整后的制造業平均工資在中國大約是4.35美元每小時,在俄羅斯是6.76美元每小時,相比之下美國是17.54美元每小時。在十年間,中國和俄羅斯根據生產率調整后的制造業平均工資翻了三倍,中國達到12.47美元每小時,俄羅斯達到21.90美元每小時,而美國僅上升了27%達到22.32美元每小時。從2004年到2014年,中國和俄羅斯工業用電的成本估計分別上升66%和132%,而天然氣成本則分別猛增138%和202%(見圖6)。

中國和俄羅斯的競爭優勢在過去十年減弱

注:該指數只反映四類直接生產成本。原材料投入和機器工具折舊等其他成本不另作區分。成本結構在根據所有產業加權平均計算。已根據生產率作相應調整。

  表面上看,俄羅斯能源成本優勢減弱令人費解。俄羅斯是天然氣和石油的主要出口國,俄羅斯國內制造企業的天然氣成本比美國低30%,但俄羅斯天然氣價格相比美國急劇上升。究竟什么原因?原來是美國頁巖天然氣產量的大幅增加導致美國天然氣價格急劇下降,而俄羅斯仍然依賴傳統天然氣,從而導致天然氣成本上升。因此,即使俄羅斯制造企業仍然享受全球最低的天然氣成本,但相對美國的成本優勢已經大幅減弱。另外,俄羅斯的制造業競爭力被一些成本指數中不計算的次要因素進一步削弱。俄羅斯在各項國際指數的全球排名中較為落后,“經商容易程度”排名第92,物流效率排名第95,廉潔指數排名第127。

  巴西各個方面的情況也不容樂觀。值得注意的是,雖然巴西被看作主要新興市場,但即使在十年前如果根據生產率進行調整后,巴西制造業成本相比美國的優勢并不大。現在情況更糟糕,從2004年到2014年巴西相比美國制造業成本上升26%,其中四分之三的上升是由巴西的高工資和生產率低增長導致的。

  巴西工廠工人的工資在過去十年增加不止一倍。收入提高是經濟健康發展的典型標志。這十年的經濟穩定增長使數百萬巴西家庭從貧困人口邁入中產階級。但巴西生產率的提高不足以抵消工資提高對制造業成本的影響。事實上,從2004年到2014年,巴西的總勞動生產率僅提高了1%,在我們的制造業成本競爭力指數的25個經濟體中排名第19。

  波士頓咨詢公司之前的研究表明巴西工資的高增長和生產率的低增長是巴西人才短缺、投資不足、基礎設施落后和體制復雜而低效的主要原因。(見波士頓咨詢公司報告《巴西正面臨生產率的挑戰》,2013年1月)。工業用電成本翻倍和天然氣成本接近60%的增長也削弱了巴西的成本競爭力。由于上述因素,在我們的制造業成本競爭力指數中,巴西與意大利和比利時并列“最不具制造業成本競爭力經濟體”第四位,排名在澳大利亞、瑞士和法國前面。

  十年前,波蘭是歐洲最具成本競爭力的經濟體,現在它相比周邊經濟體仍然有優勢。例如:波蘭的制造業成本相比德國低20%,不過比起2004年的比例23%優勢有所減少。另外,由于高能源成本和工資上漲,波蘭失去了相對全球某些最強大競爭對手的優勢。波蘭的生產率從2004年到2014年適度增長了大約38%,但由此產生的優勢被貨幣增值抵消了。

  繼續削弱

  十年前,大部分西歐經濟體的制造業成本相對較高。如今,西歐某些經濟體的成本競爭力更不如前。比利時相對美國的平均制造成本上升了7%,瑞典8%,法國、意大利和瑞士10%,澳大利亞21%(見圖7)。

全球前25位出口經濟體的相對成本競爭力

注:該指數只反映四類直接生產成本。原材料投入和機器工具折舊等其他成本不另作區分。成本結構在根據所有產業加權平均計算。

1從2004年到2014年指數中的比例變化取四舍五入。

2已根據生產率調整。

  造成這種情況主要原因包括:能源成本上升、貨幣升值、生產率增長乏力。2004年以來,上述六個西歐經濟體的電力成本平均上升了59%,天然氣成本上升了94%。這些經濟體的平均工資漲幅高于美國大約10%,而生產率增長低于美國大約10%。例如,澳大利亞的平均工資從2004年到2014年上漲了48%,而勞動生產率幾乎沒有增長。(見旁注“澳大利亞:進一步失去競爭力”)

  為了說明這些進一步失去競爭力的經濟體中生產率增長有多乏力,我們來看看下面的比較:從2004年到2014年,韓國單個制造業工人的平均產量增加56%,同一時期意大利單個制造業工人的平均產量減少6%。意大利的情況與其鄰國奧地利也形成鮮明對比,奧地利單個制造業工人的平均產量自2004年以來增加了大約24%。盡管奧地利是我們競爭力指數的25個經濟體中平均工資第六高的經濟體,它的相對成本競爭力在過去十年卻沒有大幅下降,因為生產率的提高抵消了工資的上漲。

  在大部分競爭力繼續削弱的經濟體中,靈活性較低的勞動力市場也是造成根據生產率調整后勞動力成本很高的原因。法國是另一個在生產率增長方面落后的經濟體,從2004年到2014年,法國單個工人平均產量比美國低14%。部分原因是法國在我們指數包括的25個主要出口經濟體中勞動法規是最嚴苛的,例如:法定工作日平均每天工作不超過7小時,雇主必須為工人提供30天的帶薪年假,嚴禁夜班。

  澳大利亞:進一步失去競爭力

  亞洲對煤、鐵、礦石和天然氣的需求在過去十年呈爆炸式增長,這極大地促進了自然資源豐富的澳大利亞的經濟增長。數以千億計的澳元涌向采礦、能源和基礎設施項目并且創造了數以千計的高薪工作,使澳大利亞在2008年到2009年的全球經濟衰退中仍然保持活躍的發展勢頭。

  伴隨著澳大利亞資源產業繁榮的卻是制造業的衰退。澳大利亞的汽車產業遭受的打擊特別嚴重。2004年,澳大利亞汽車產量接近40萬輛,總產值約為90億美元。到2012年,澳大利亞汽車產量減少將近一半。最嚴峻的挑戰還在后頭,澳洲福特計劃在2016年關閉其發動機和汽車工廠;日本豐田汽車和美國通用汽車也宣布了將在2017年關閉它們在澳大利亞霍頓汽車公司的子公司的工廠。結果將是這些工廠(從廣義上看就是澳大利亞的汽車產業)將裁員數千人。

  雖然澳大利亞的汽車裝配線規模相對較小,并且零件工廠很難與國外更大型、更高效的工廠相提并論,但通用汽車和豐田汽車都聲稱關閉工廠的主要原因是澳大利亞的高生產成本和強勢的澳元。我們的研究證實了澳大利亞的全球制造業成本競爭力急劇惡化。澳大利亞在波士頓咨詢公司全球制造業成本競爭力指數的25個經濟體中表現最差,自2004年以來澳大利亞相對美國的制造業成本競爭力下降了21%,其平均直接生產成本超過了德國、荷蘭、比利時和瑞士。事實上,澳大利亞在我們指數涵蓋的每個方面(工資、生產率、能源和貨幣匯率)的競爭力都在進一步減弱。

  澳大利亞豐富的資源和基礎設施的發展導致工資上漲和澳元增值以及資本外流,從而最終導致制造業成本競爭力下降。過去十年,澳大利亞制造業工資上漲了48%,商品出口使資金流入,這些都導致了澳元對美元增長21%。同時,絕對制造業勞動生產率下降1%。

  澳大利亞制造業生產率自2004年以來增長乏力,部分原因是資本投資減少。從2004年到2012年,澳大利亞在冶煉產業的驅動下,年均總實際投資增加超過60%,達到4300億美元。但澳大利亞的制造業投資卻減少6%,僅為204億美元。澳大利亞制造業成本競爭力下降的另一因素是制造業生產率的低增長,而且這方面的情況在過去五年更加嚴峻。其他導致生產率低增長的原因包括:缺乏靈活性的勞動法規;技能人才計劃和勞動力生產率計劃得不到足夠投資。

  如果澳大利亞其他產業保持高增長,那么制造業的不景氣也許不會造成太大影響。但隨著資源和基礎設施產業的增長放緩,制造業作為多樣化經濟的組成部分,其價值日益顯現。好消息是過去幾年澳大利亞的其他產業(如:自然資源產業)增長勢頭強勁。另外,澳大利亞企業不斷提高生產效率。澳大利亞另一鼓舞人心的現象是,盡管紡織、服裝和電路板等勞動密集型產業把制造轉移到國外,但精密醫學設備和消費電子產品等需要創新和先進技能的高價值產品的制造規模在擴大。澳大利亞在高價值產品制造方面有一定實力,因此也有較多機會。

  然而,澳大利亞要發揮作為高價值產品制造國的潛力,就必須提高成本競爭力。這需要企業和政府承諾大力投資澳大利亞有競爭優勢的產業中的技術、技能培養、生產率提升計劃和資本設備。

  -David Tapper(波士頓咨詢公司駐悉尼辦事處的合伙人兼常務董事,參與公司“工業產品”方面的項目)

  保持穩定

  我們指數包括的25個出口國中有4個經濟體(既有發展中經濟體也有發達經濟體)從2004年到2014年在全球能源成本上漲的情況下保持了穩定的成本競爭力。它們分別是:印度、印度尼西亞、荷蘭和英國。其中每個經濟體的制造業整體成本高于或低于美國不超過2%。

  這四個經濟體的成本競爭力相比所在地區其他經濟體有大幅提高。相比我們指數中另外10個歐洲經濟體以及俄羅斯,英國和荷蘭的直接生產生產成本結構有明顯提升。同樣,相比我們指數中另外5個亞太地區的經濟體,印度和印度尼西亞的成本競爭力也有提高。因此,我們把英國、荷蘭、印度和印度尼西亞評為“地區新星”。

  英國成為了西歐制造業成本最低的經濟體,緊隨其后的是西班牙。根據我們的指數,英國相比比利時的競爭力提高大約5%,相比波蘭6%,相比法國8%,相比瑞士9%。英國靈活的勞動力市場使它在經濟環境轉變時能夠更容易調整勞動力數量,這是英國的主要競爭優勢(見旁注《英國:地區新星》)。因此,英國也許是投資的好地方。

  從2004年到2014年,荷蘭根據生產率調整后的勞動力成本相比美國有所下降。因為在這段時間里,荷蘭的制造業工資年均增長率僅約為1.7%,而生產率年均增長率約為2%。荷蘭工業用的天然氣和電力成本低于大部分歐洲鄰國10%-30%。

  英國:地區新星

  2008年6月,當印度塔塔汽車公司以23億美元從福特汽車收購捷豹路虎時,很多人擔心英國輝煌工業歷史上另一標志會轉移到亞洲,并且伴隨轉移的還有數千份高薪的工作。但隨后捷豹路虎在英國的三個生產基地的情況快速好轉。現在,捷豹路虎大力投資擴大生產,它在英國伍爾弗漢普頓(Wolerhampton)在建一家最先進的、投資8.4億美元的新工廠。捷豹路虎將在3月為該工廠首批1400個職位招聘人才。該工廠將用于生產高技術、低排放的新型發動機。捷豹路虎稱將在2015年前在英國索利哈爾(Solihull)的工廠新增1700個職位,該工廠生產采用新型先進鋁結構的捷豹XE高級轎車。

  其他全球汽車制造企業也利用英國作為西歐制造業成本最低的經濟體的優勢。據《金融時報》稱,自2010年來多家汽車公司宣布在英國的投資達到100億英鎊(約合168億美元),其中包括日產汽車、本田汽車和寶馬集團的MINI系列汽車的擴產。英國汽車產量自2009年以來增長了大約50%。《金融時報》預測到2017年英國的汽車產量將再增長三分之一,達到200萬輛。在英國制造的汽車超過80%出口,其中大部分出口到歐洲其他經濟體。

  由于英國過去十年工資的適度上漲基本上被生產率的提高抵消,根據波士頓咨詢公司全球制造業成本競爭力指數,英國的直接生產成本結構相對其他領先西歐制造業出口國10%的提升。英國相比波蘭和捷克共和國等東歐經濟體以及中國等亞洲經濟體的競爭優勢也有所提升。

  因此,從玩具火車到時裝的各類制造企業都重新把生產工廠遷回英國。英國制造業咨詢服務公司最近一項調查顯示,英國中小制造企業有11%稱過去12個月已經把國外的生產工廠遷回英國,有22%稱將把工作轉移到國外。

  英國的優勢不僅在于勞動力成本。英國的企業稅率是歐洲最低的,并且從現在的28%降低到2015年前的20%,接近美國一半的水平。英國米德蘭茲郡和牛津郡的汽車產業、英國布里斯托爾的航空產業、英國東倫敦和沃里克郡的高科技制造業形成了包括工程和零件供應商在內的英國強大的先進制造業生態系統。

  但英國真正具有顯著優勢的方面是勞動力的靈活性。加拿大政策研究機構菲莎研究所(Fraser Institute)給英國勞動力市場整體監管的評分是西歐和東歐所有經濟體中最高的。靈活的勞動力市場使在英國的制造企業比其他歐洲經濟體能夠更快速地調整結構。當投資周期恢復增長時,靈活的勞動力市場還更能夠吸引企業到英國建立工廠和創造就業。

  -Sukand Ramachandran(波士頓咨詢公司駐倫敦辦事處的合伙人兼常務董事)

  印度和印度尼西亞的制造業成本構成變化更大,某些方面的成本上升,而另一些方面下降。雖然這兩個經濟體在過去十年平均制造業工資上漲不止一倍,但生產率的提高和貨幣貶值抵消了工資的上漲。從2004年到2014年,印度盧比兌美元貶值26%,而印度尼西亞盧比兌美國貶值20%。兩國的能源成本也有相對增長,從2004年到2014年,印度天然氣價格年均上漲6.5%,而印度尼西亞天然氣價格年均上漲5.2%,增幅都遠低于領先的亞洲制造業經濟體。

  如果印度和印度尼西亞能夠改善不利于它們的競爭力的方面,那么它們就可以更好地利用低勞動力成本和能源成本來打發增加工業制成品的出口。雖然印度尼西亞在全球前25位出口國中直接生產成本最低,但在物流效率方面排名全球第59位,廉潔指數排名第114位,經商容易程度排名落后到第120位。另外,印度尼西亞需要完善本地供應鏈,以減少對進口材料、零件和機器的依賴。印度的低成本優勢也被次要因素的落后排名抵消,物流效率排名第46,廉潔指數排名第94,經商容易程度排名第134。(見旁注《印度:保持穩定》)

  印度:保持穩定

  如果說有一個產業從印度低成本優勢不斷提高中獲益最大,那最有可能的就是棉紡織和服裝產業。印度是全球第二大棉花出口國,而且勞動力數量龐大并處于增長中。另外,印度根據生產率調整后的勞動力成本在過去十年幾乎沒有增長,這就使印度對勞動力成本占總成本接近30%的服裝產業極具吸引力。相比之下,中國沿海省份的勞動力成本幾乎翻了三倍。

  但印度的服裝產業僅占全球服裝貿易的3%,而且在印度也沒有出現大量建設棉紡織或服裝工廠的情況。相反,印度棉花和紗線仍然運往中國,然后在位于中國、孟加拉、柬埔寨和越南的工廠中織成布料再制成服裝。

  其中的原因說明印度仍然需要克服某些困難才能充分把低成本優勢轉變為制造業投資和各個產業出口的增加。從直接生產成本來看,我們的指數顯示從2004年到2014年印度相對美國的競爭力保持穩定。在亞洲范圍內,印度有潛力成為地區新星。生產率快速增長和貨幣貶值抵消了印度平均制造業工資的增長。印度自2004年以來電力和天然氣成本提高的幅度小于其他主要的亞洲出口經濟體。

  但直接生產成本以外的次要因素帶來了其他風險和隱性成本,從而削弱了印度的競爭力。印度海港效率低下,延長了貨運時間。在印度通常需要6個月才能完成建立一家新工廠所需的監管手續。印度的勞動法規使企業在淡季管理勞動力難度大并且成本高,這打消了企業在印度建立大規模、高成本效率的工廠的積極性。雖然政府確定的電費較低,但事實上很多印度制造企業必須支付比其他亞洲經濟體多得多的電力成本,因為印度常年電力緊缺,很多工廠必須自備高成本的柴油發電機。

  當然印度制造業也有樂觀的方面。印度正在建設貨柜碼頭和高速公路,電力交易量的增加降低了某些產業的電力成本。另外,印度正在建設經濟特區,加快監管手續審批速度并幫助企業管理人力資源。印度政府作出更大努力提高印度作為全球制造業基地的地位。

  但印度要把低成本優勢轉化為資本,首先要對勞動力、能源和投資法規進行改革。如果新任印度政府能夠完成這些改革,那么印度就很可能成為亞洲下一個制造業新星。

  -Arun Bruce(波士頓咨詢公司駐印度孟買辦事處的合伙人兼常務董事)

  全球新星

  美國和墨西哥的制造業成本競爭力在過去十年相比我們指數中的其他所有經濟體有大幅提高。這兩個經濟體根據生產率調整后的工資以及貨幣匯率保持穩定或者相對其他經濟體競爭力有所提高。這兩個經濟體的能源成本非常有競爭力(見圖8)。

8:墨西哥和美國是全球制造業新星

美國2004-2014(%) 墨西哥2004-2014(%) 前25位出口國平均變化2004-2014(%)
工資 +27 +67 +71
絕對生產率 +19 +53 +27
貨幣 持平 -11 +7
天然氣成本 -25 -37 +98
電力成本 +30 +55 +75

來源:美國經濟普查、美國勞工統計局、美國經濟分析局、國際勞工組織、歐睿國際咨詢公司、經濟學人智庫、波士頓咨詢公司分析

注:該指數只反映四類直接生產成本。原材料投入和機器工具折舊等其他成本不另作區分。成本結構在根據所有產業加權平均計算。

  墨西哥重新成為領先的低制造業成本經濟體。自1994年簽署《北美自由貿易協議》后,墨西哥的制造業投資和對美國的出口猛增。但在中國2001年加入世界貿易組織后,墨西哥的很多工廠都轉移到中國。但現在這些工廠又開始重新回到墨西哥。

  影響墨西哥制造業成本的最大因素是根據生產率調整后的勞動力成本。2000年,墨西哥制造業勞動力成本是中國的2倍。但自2004年以來,中國工人的工資幾乎翻了5倍,而墨西哥工人的工資僅上漲了67%,如果根據墨西哥對美元匯率折算后僅上漲50%。雖然的生產率增長率較高,但墨西哥根據生產率調整后的平均勞動力成本目前估計比中國第13%。另外,墨西哥的電力和天然氣成本也很有競爭力,因此墨西哥的總制造業成本估計比中國低5%,比美國低9%,比波蘭低10%。比韓國低11%,比巴西低了整整25%(見旁注《墨西哥:全球新星》)。

  墨西哥:全球新星

  十幾年前,墨西哥的制造業發展面臨嚴峻挑戰。20世紀80、90年代,美墨邊境的工業區建立起數以千計的聯營工廠(maquiladora,位于墨西哥境內,屬于美國公司)。隨后中國加入世界貿易組織徹底改變了全球制造經濟。從服裝到汽車,制造所有一切的美墨聯營工廠的投資和就業都蜂擁般轉移到工人數量眾多并且工資極低的中國。

  現在,這個局面似乎要逆轉過來了。甚至在一些中國占據壟斷地位的產業,墨西哥工廠的外商投資也重新呈現增長勢頭。例如,從2006年到2013年,墨西哥的電子產品出口額增加不止兩倍,達到780億美元。夏普、索尼和三星等亞洲企業占據墨西哥電子產品制造業投資的三分之一,而十年前這個比例僅為大約8%。墨西哥咨詢公司IQOM指出,事實上,中國電子產品制造產業的最大投資者、臺灣電子產品制造巨頭富士康技術集團公司是墨西哥第二大出口企業,僅次于通用汽車。富士康公司稱墨西哥奇瓦瓦州圣赫羅尼莫的富士康工廠擁有5500名工人,每天出口800萬個人電腦,目前工廠正處于大規模擴張中。

  促使墨西哥制造業復蘇的是成本競爭力變化。波士頓咨詢公司全球制造業成本競爭力指數顯示,十年前中國的平均直接生產成本比墨西哥低6%,而現在墨西哥則估計比中國低4%。其實墨西哥制造業成本構成在我們指數全部25個經濟體中提升幅度最大。

  主要原因是中國勞動力成本猛增并且生產率無法抵消由此帶來的影響。而墨西哥蔥004年到2014年平均制造業工資的增長有67%被生產率的提高抵消,另外11%被墨西哥比索兌美元的貶值抵消。墨西哥還得益于美國頁巖天然氣開發導致的天然氣價格下降,自2004年來,墨西哥工業用天然氣價格下降37%,使墨西哥相對其他大部分出口經濟體具有能源成本的優勢。

  除了成本以外,還有幾個因素也有利于墨西哥。墨西哥與44個經濟體(比任何其他經濟體都多)簽訂了自由貿易協議,其中包括《北美自由貿易協議》,這使得墨西哥商品能夠免關稅進入美國。

  墨西哥人職業道德很強。相比世界經濟合作與發展組織(OECD)其他任何他經濟體的人民,墨西哥人的年均工作時間都更多,并且勞工沖突較少。大部分墨西哥制造企業都懂得如何通過減少濫用藥物導致的暴力行為,從而消除安全風險,不過它們仍然需要對此保持警惕。

  墨西哥在交通運輸設備、家用電器和計算機硬件等很多工業產業中正經歷快速增長。全球頂尖汽車零件制造企業中有89家在墨西哥設有工廠,有70家在墨西哥設有裝配線或生產相關組件。

  墨西哥總統恩里克·佩納·涅托(Enrique Pena Nieto)可能通過促進基礎設施發展、完善投資環境和降低能源成本來進一步提高墨西哥的競爭力。例如,墨西哥能源產業向私營開發者開放頁巖天然氣和海上石油的開發權的做法將提高墨西哥能源成本競爭力。這一做法可能加強墨西哥作為全球制造業新星的地位。

  -Eduardo Leon(波士頓咨詢公司駐墨西哥蒙特雷辦事處的合伙人兼常務董事,負責公司在墨西哥的業務)

  從2004年到2014年,美國與其他高度發達的經濟體之間的制造業成本差距大幅擴大。目前,美國的平均制造成本估計比英國低9%,比日本低11%,比德國低21%,比法國低24%。在較大的發達出口經濟體中,只有韓國的平均制造成本與美國接近,韓國的平均制造成本僅高于美國2%。事實上,正如波士頓咨詢公司在之前的研究中討論到,美國已經成為發達經濟體中制造業成本最低的經濟體(見波士頓咨詢公司報告《美國出口增長的背后:美國作為全球最低制造業成本的發達經濟體》,2013年8月)。同時,美國實現制造業成本大致與東歐經濟體持平。美國與中國的制造業成本差距也在快速縮小,如果這一趨勢持續10年,那么這個差距將會在十年內消失。

  勞動力是美國提高競爭優勢的關鍵。美國是發達經濟體中勞動力市場是最靈活的。在全球前25位制造業出口國中,美國在“勞動力監管”方面排名最前,工人生產率也最高。美國生產的很多產品根據生產率調整后的勞動力成本估計比西歐和日本低20%-54%。

  美國獲得巨大的能源成本優勢是最近的事情。雖然全球工業用天然氣價格都在提高,但自2005年以來由于美國正式開始重新開采地下頁巖天然氣資源,美國的天然氣成本卻下降50%。目前,中國、法國和德國的天然氣成本對于美國不止3倍,日本的天然氣成本甚至接近美國的4倍。由于頁巖天然氣還是化工產業等產業的重要進料,因此低成本的頁巖天然氣還有助于使美國的電價低于大部分其他主要出口國。這對鋼鐵和玻璃等能源密集新產業來講就有巨大的成本優勢。天然氣成本僅占美國平均制造成本的2%,而電力成本僅占1%。但在大部分其他主要出口國中,天然氣成本占平均制造成本5%-8%,而電力成本占2%-5%。(見波士頓咨詢公司通訊《幾乎所有美國制造企業都得益于低成本天然氣》,2014年2月13日)。

  由于美國天然氣儲量廣泛分布,價格預計將在未來幾十年保持在每1000一立方英尺4-5美元以內。另外,由于還需要一段時間其他經濟體才掌握開采頁巖天然氣的能力或者美國才出口國內的頁巖天然氣,所以至少在未來5-10年北美仍然占據主要成本優勢。

不屬于上述四種模式的幾個經濟體成本變化

注:該指數只反映四類直接生產成本。原材料投入和機器工具折舊等其他成本不另作區分。成本結構在根據所有產業加權平均計算。

1從2004年到2014年指數中的比例變化取四舍五入。

2已根據生產率調整。

  也有幾個領先的制造業出口經濟體不屬于上述四種模式,因為它們的成本結構的變化沒有呈現上述明顯模式(見圖9)。雖然德國和日本相對英國、美國和荷蘭的優勢也有所減弱,但德國和日本相對中國、巴西和很多歐洲經濟體則保持了優勢或者優勢增強。另外,韓國和臺灣相對美國、印度和印度尼西亞的成本競爭力減弱,但這兩個經濟體在中國、俄羅斯、泰國、波蘭和捷克共和國等新興市場占據重要份額,并且相對巴西、澳大利亞和法國的優勢大幅增強。雖然自2004年以來,加拿大相對美國的成本競爭力減弱11%,但加拿大的優勢并沒有繼續削弱,因為它也得益于天然氣成本的下降。

注:我們參考的指數包括:透明國際“2013年廉潔指數”、經濟學人智庫“2013年整體商業環境排名”和世界銀行“物流效率指數”。

  適應快速變化的成本競爭力

  過去的世界觀把世界分成高成本制造業地區和低成本制造業地區,這個觀點在過去三四十年對企業來講是適用的。但正如上述我們通過波士頓咨詢公司制造業成本競爭力指數觀察到情況,企業應該用新的眼光看待這個世界。

  十年前,很少人預測到發達地區和發展中地區同時發生的工資和能源成本持續而又巨大的改變。但在變幻莫測的全球經濟中,有理由相信這種變化將持續下去并且各個經濟體的相對成本競爭力將出于動態變化中。無論是企業還是政策制定者都不能滿足于現有的競爭優勢。

  成本競爭力落后的經濟體需要馬上采取行動避免制造業競爭力進一步減弱,而那些領先的經濟體也不可以固步自封。

  成本競爭力的變化對全球運營的制造企業有深刻啟發。這些啟發包括:

  》提高生產率。由于過去發達經濟體和發展中經濟體的巨大工資差距在縮小,提高每個工人的生產率成為獲得全球制造業競爭力的重要因素。企業應該重新評估提高自動化和其他可以大幅提高生產率的措施對成本帶來的好處。

  》思考整體成本。雖然勞動力成本和能源成本等直接生產成本仍極大地影響制造業的選址決策,但充分考慮其他因素也非常重要。例如,物流、企業效率的障礙以及管理越來越長的全球供應鏈的隱形成本和風險都可能抵消勞動力成本和匯率方面的優勢。考慮縮短供應鏈的隱性成本優勢也很重要,例如:進入市場速度更快、靈活性更高和根據特定市場定制產品的能力更強。

  》考慮更廣泛供應鏈的意義。雖然目前某些經濟體直接生產成本相對較低,但企業還必須考慮零件和材料的需求。也許企業現在還沒有找到可靠的本地供應商。但在某些情況下,價值鏈斷裂可能導致物流成本提高或者額外的關稅或其他成本。企業要從端到端供應鏈的角度來理解它們形成網絡的決策,從而避免意外風險。

  》完善商業環境。企業應該與業務所在經濟體的相關監管部門和政策制定者保持溝通,說服它們減少企業經營的困難并采取發展基礎設施和減少腐敗等措施提高經濟體的全球競爭力。

  》重新評估企業商業模式。想用同樣的工藝和原材料就“面面俱到”的模式肯定不是最佳的選擇,企業應該充分利用本地生產的優勢,考慮對產品或商業模式進行調整以更好地滿足本地需求。例如,使用本地供應的不同材料或者在資本設備成本低于勞動力成本時利用機器人和3D打印等制造技術更為合理。相比在其他地方使用同樣的材料和工藝,作出類似的改變將使企業更好地滿足本地市場的需求。

  》調整全球網絡。企業是時候重新評估企業的全球生產運營和采購網絡,并使它們與全球制造經濟轉移相適應。明確全球各個地區目前和未來的產品需求,在全球選擇最佳的商品和服務供應商。

  對很多企業來講,全球制造經濟轉移要求它們用新思維洞察世界,而不是把世界看作僅僅劃分為低成本和高成本兩個方面。制造業投資和采購的決策應該更多地根據對各個地區競爭力的最新的、準確的理解。那些用過時的成本競爭力理念發展生產能力的企業,那些無法把長期趨勢運用到自身場景中的企業,很可能在未來二三十年處于劣勢;而那些根據全球制造經濟轉移調整業務的企業,那些靈活應對經濟轉移的企業,則很可能成為贏家。

說明:

該文章是工業4.0研究院翻譯的BCG研究報告,為了方便大家進一步分析學習需要,原文也發布到工業4.0創新平臺上,The Shifting Economics of Global Manufacturing

工業4.0時代的模式變革及實踐

  文 |?胡權:工業4.0研究院院長兼首席經濟學家,本文發布在2015年7-8月刊《清華管理評論》

主題為工業4.0的《清華管理評論》

  按照德國對工業革命的階段性描述,人類社會將逐步跨越工業3.0階段,走向工業4.0時代。在工業4.0時代,除了生產力獲得巨大提升,同時還會有商業模式的巨大變革。與時共進的企業家可以洞悉工業4.0新的價值創造方式,為自己找到新的競爭優勢。

  雖然工業4.0時代具有諸多獨特之處,但它仍然具有一定的經濟及發展規律,企業家需深刻認識這些規律,及時調整自己的生產經營方式,為新時代的競爭做好準備,成為工業4.0時代的弄潮兒。

  一、工業4.0時代的基本特征

  人類社會發展的最大約束是技術的限制,雖然人們可以憧憬一些美好的生產或生活方式,但如果當時的技術不能支撐這些價值創造方式發生,這些美好的前景也只能存在于想象之中,并不能變為現實。工業4.0時代是人類社會發展的全新階段,由于新技術的進步及應用,導致人類社會發展的約束條件發生了改變,從而為新的價值創造方式提供了基礎。

  什么是第四次工業革命

  從德國工業4.0平臺(Platform Industrie 4.0,德國各協會及企業聯合成立的負責工業4.0相關體系研究及推廣的一個組織)提供的定義來看,人類社會目前經歷了三次工業革命,并正在邁向第四次工業革命。對于250年前發生在英國的第一次工業革命,以及150年前開始的第二次工業革命,學界及產業界幾乎沒有任何異議。

工業革命的技術及管理特征

  對于第三次工業革命,目前有兩種說法:一種是美國一位能源專家寫了一本名為《第三次工業革命》的書,把未來以能源互聯網為基礎的社會稱為第三次工業革命;另外一種說法是,哈佛商業歷史學家阿爾弗雷德·D·錢德勒在《信息改變美國:驅動國家轉型的力量》一書中提出,“按照最初的構想,我們想把書名定為《第三次工業革命:信息技術在美國從殖民時代向當代變遷過程中所起的作用》”,可見德國借此明確提出以PLC(Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)為代表的工業3.0,是有一定的學術研究基礎的。

  對于工業4.0,德國工業4.0平臺明確定義為第四次工業革命。從工業革命的定義來看,僅僅是生產力的提升,那還只是量變,不能稱為工業革命,必須有生產關系(管理變革)的改變,我們才可以稱為工業革命。

  在第一次工業革命發生的時候,主要的技術創新是機械化的應用,與此相伴的是工廠的出現,并形成了一個人類社會從未出現過的階層——工人,這對于人類社會來講是一個革命,因為它影響到了人類社會的發展。在第二次工業革命的時候,按照錢德勒的說法,由于工業化進程繼續推進,電氣化和自動化的廣泛應用,大規模生產開始出現,這要求有專業的管理人員來對工廠進行管理,至此,人類開始利用專業管理人員來對工廠進行管理,這大大提高了工廠的管理效率。在第三次工業革命的時候,其主要的技術創新是信息化的應用,對于第三次工業革命的生產關系改變,目前沒有看到專門的文獻進行解釋,工業4.0研究院根據大量資料研究認為,信息工作者的出現,可以作為第三次工業革命生產關系改變的代表。

  基于以上三次工業革命的認識,我們可以對第四次工業革命進行描述,第四次工業革命是第三次工業革命之后的一次新的工業革命,它主要以CPS(Cyber-Physical Systems,信息物理融合系統)為核心技術特征。筆者認為,第四次工業革命帶來的管理變革,很可能是出現新型的工作者,這種工作者可能是社會的每一個人,這主要是由互聯網在生產制造領域的應用所帶來的。

  因此,對于德國工業4.0平臺提出的工業4.0概念,應該以一個時代來認識,其中既有技術創新所帶來的生產力提升和商業模式的改變,同時也有生產關系或管理變革發生。本文主要關注工業4.0時代模式變革的規律及應用。

  工業4.0的三個高度化

  基于工業4.0研究院的研究成果,工業4.0時代具有三個高度化技術特征,也就是高度自動化、高度信息化及高度網絡化。一般來講,自動化是工業2.0時代的特征,而信息化是工業3.0時代的特征,在工業4.0時代,自動化和信息化將繼續深入發展,形成高度自動化和高度信息化,同時工業4.0時代還將由于各種設備和系統實現了聯網,具有高度網絡化的特征,這是工業4.0時代獨有的技術特征。

工業4.0的三大高度化技術特征

  目前研究領域沒有專家對工業4.0的技術特征進行清晰的描述,特別是針對中國的語言習慣(例如,信息化在西方語系中稱為數字化),更是缺乏明確的說明。筆者結合中國對工業化和信息化等專有名詞的描述,設計了三個高度化的判定標準,也就是說,我們可以利用三個高度化技術特征來對企業實踐進行工業4.0判定。

  首先,我們來看看高度自動化的判定標準。自動化是第二次工業革命主要的技術創新,通過電氣化的應用,實現了大規模流水線作業,這大大釋放了機器的力量,避免了人的體能等約束帶來的限制,因此,其生產力大幅度上升。我們可以從福特汽車自動化流水線作業的案例看到,自動化流水線給生產制造領域的效率提升帶來巨大改變,正因為這種大規模制造的出現,使得普通人也可以買得起汽車。

  在工業4.0時代,自動化還會繼續發展和應用。從技術發展趨勢來看,自動化將呈現智能化的特征,大量的智能機器人的應用,將導致自動化生產線更具有柔性,可以實現多種產品的生產,同時隨著生產制造現場的自動化設備集成度增加,實現所謂高度自動化,大量的工作將主要由自動化設備來實現,這為無人化工廠的出現提供了可能。

  其次,對于高度信息化的判定標準,我們需要認識到,生產制造企業的信息化,一般可以通過經營管理系統和生產制造系統來實現,前者主要體現為ERP、CRM和HRM等系統,而后者主要體現為PLM(Product Lifecycle Management,產品生命周期管理)、MES(Manufacturing Execution System,制造執行系統)及DNC(Distributed Numerical Control,分布式數控)等系統。具體來講,經營管理信息化系統主要是為了實現涉及非生產現場的管理內容,而生產制造信息化系統主要是為了解決產品核心價值創造過程的管理,例如產品的研發設計、生產制造等。

  與自動化類似,信息化在工業4.0時代也將繼續發展,它將主要以更加高度的集成為特征。一些提供智能工廠或數字化工廠解決方案的企業,把ERP、PLM、MES及SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,數據采集與監視控制系統)等系統集成到一起,形成一個完整的解決方案,稱為數字化工廠解決方案,的確是一個可行的方式。不過,高度信息化集成帶來一個困難,針對具體的企業需求,供應商還需要進行一定的定制化開發和優化。

  最后,我們來看工業4.0時代的高度網絡化特征,這是工業4.0時代獨有的特征,是工業2.0和3.0都不具有的,同時也是互聯網技術在生產制造領域應用的結果。需要指出的是,與傳統主要服務于消費領域的TCP/IP協議組為核心的消費互聯網技術不同,工業領域需要具有不同技術指標的工業級互聯網,諸如實時性、安全性等特定的技術指標要求,是工業4.0時代的高度網絡化所體現的一些不同。

  綜上所述,工業4.0時代具有所有工業革命所具有的基本特征,那就是生產力和生產關系都會發生改變,同時工業4.0時代也具有三個高度化特征,其中高度網絡化體現了互聯網技術在生產制造領域的滲透,這也是工業4.0時代的最大技術特征,它帶來的模式變革將是我們最應該關注的焦點。

  二、基于價值的商業模式變革

  在具有三個高度化特征的工業4.0時代,傳統的以專業分工為核心的工業價值創造體系將發生改變,發生這種改變的根本原因是約束生產經營模式的條件發生了改變,其中,高度網絡化的作用最為明顯。由于價值創造體系發生了改變,以此為基礎的商業模式就具有了變革的可能。

  全新的工業價值生態

  正如前文所述,自動化和信息化在工業革命的不同階段大大釋放了生產力,解除了人類社會發展的一些約束條件,促進了生產制造能力的大大提升。同樣,網絡化在工業4.0時代,將再次解除人類的約束,形成新的生產能力,并改變社會技術體系。

  在傳統的工業革命時期,存在一個微笑曲線,其本質含義表明生產制造環節占有價值鏈上的份額比較少,攫取價值鏈上大部分價值的是產品設計及銷售渠道環節。例如,蘋果的iPhone產業鏈上的價值大部分被設計iPhone的蘋果獲取了,同時由于蘋果主要通過自有線上和線下渠道銷售iPhone,渠道上可以獲得的價值也是有限的,為蘋果加工iPhone的富士康等生產制造企業能夠從iPhone產業鏈上分配的價值并不大。

工業4.0時代的價值分配機制

  在工業4.0時代,生產制造環節占取整個產業鏈上價值不高的現象不會改變,甚至會更為突出。業內有專家認為智能制造可以幫助企業獲得更多的價值,這實際上是一種一廂情愿的想法,或者說這種想法是基于其他環節的利益相關者不愿意爭取更多份額的假設,這是不成立的。

  按照邁克·波特所構建的競爭分析模型來看,通常對于一個以生產制造為核心的價值鏈,如果不能控制創新的環節——例如,產品設計和產品服務化,那么這個企業是不能獲取較大的價值份額的,因為價值鏈上的其他企業不會讓渡其價值的。我們從蘋果在iPhone設計、制造和銷售這個完整的價值鏈環節上的表現就可以看到這樣的證據。

  為什么會出現這樣的現象呢?工業革命以來,特別是第二次工業革命以來出現的專業化分工以及流水線,導致無差異化的工廠越來越突出,使得工廠擁有者難以“逼迫”供應鏈降價以及提高產品的出廠價,除非這家企業自己控制了設計這個環節,可以讓消費者對工廠的品牌有很好的認知度。例如,家電企業海爾就擁有工廠,在市場上可以獲得消費者的支持,因此還具有一定的市場定價權。

  即便在工業4.0時代實現了智能工廠和智能制造,仍然不能改變工廠的生產制造環節難以從價值鏈上獲得更多利益的結果,由于智能工廠的標準化和網絡化,也許可以把無差異化發揮到極致,從而會形成所謂商品化的結果,也就是任何一位擁有投資能力的企業家,都可以通過一定的投資購買一個智能工廠,從而為自己生產產品提供可能。事實上,諸如蘋果、小米和華為,正是因為中國制造的成熟和完備,通過在產品設計和產品服務上的創新,很快成為市場上的翹楚,我們可以看到智能工廠的無差異化為他們的戰略提供了可能和方便。

  正如互聯網在消費領域的應用一樣,互聯網在生產領域的應用,將大大促進生產力的提升。更重要的是,由于生產制造的網絡化,將導致原有的價值創造體系發生革命性的變化,從而會產生大量的創新商業模式,促進新工業價值生態的產生和發展。

  基本的工業4.0模式

  從德國工業4.0體系來看,將來會出現三大集成,分別是縱向集成、端到端集成和橫向集成,這也反映了三大商業模式的形態。從集成發生的邊界來看,縱向集成發生在車間,也就是工廠內部;端到端集成涉及到產業鏈,是產業鏈邊界的體現;而橫向集成是跨越了多條產業鏈,可以體現為產業生態的邊界,這也是最大范疇的集成活動。

工業4.0時代的三大集成及模式

  集成的邊界實際上代表著網絡化程度的不同。一般來講,網絡化程度代表著其商業模式的復雜度,同時也代表其持續性,一個較為復雜的價值網絡,可以形成更好的網絡外部性,為企業提供更好的競爭優勢來源,這是我們關注工業4.0時代商業模式的根本理由。

  演化經濟學家威廉·拉佐尼克在《車間的競爭優勢》一書中指出,迄今為止的歷次工業革命,都是從車間的技術革新開始的。我們很容易理解,第一次工業革命產生工廠以來,人類社會就形成了一個個以工廠形式存在的生產單元,這也是現代工業文明的一種存在狀態。在工業4.0時代,車間的革命將繼續,由于網絡化在生產制造價值創造體系中的存在,將產生一種新的工業價值生態,這種新工業價值生態將是人類生產力得以釋放的最突出特征。

  在工業4.0時代,除了傳統的車間革命,網絡化為產業鏈的信息集成提供了便利。處于產業鏈上主導地位的企業,有機會后向集成供應鏈的信息,從而為智能工廠提供更好的原材料供應能力,為企業實現大規模定制提供可能性;另外,企業還可以利用智能工廠帶來的優勢,進一步延展價值鏈,介入到渠道服務中去,一方面可以直接通過服務互聯網 (IoS,Internet of Services) 提供消費互聯網類似的電子商務服務,另外一方面,考慮到智能工廠的能力,企業還可以提供應用商店,通過類似蘋果App Store一樣的方式,擴展產品的增值服務范疇。

  更進一步,當網絡化在多個行業得到應用后,如果擁有一定的標準化數據及信息標準,不同行業代表的產業鏈將產生交織,形成橫向集成的模式,最終促進新工業價值生態的誕生。

  從價值創造的角度來看,橫向集成所產生的新工業價值生態更具有顛覆性,因為它很可能會產生在傳統的產業邊界內無法創造的價值。這正是橫向集成所帶來的優勢,也是互聯網技術對人類社會最大的貢獻。與此對比,傳統消費互聯網的改變可能是微不足道的,因為人類社會的大部分價值創造,還主要發生在物理世界,高度網絡化在工業領域的應用,促使了這種改變的發生。

  工業4.0模式演進路徑

  從工業4.0三大基本模式涉及的邊界來看,其難度各不相同。縱向集成一般可以通過工廠管理者統一要求,比較容易實現,因為工廠管理者擁有較大的資源調動權;端到端集成涉及到產業鏈上的不同利益相關者,因此實現的難度會增加,主要是利益的問題不容易獲得統一;當然,橫向集成涉及到不同行業的企業,其利益協調會更加困難,實現難度會更高。

  實際調研結果顯示,目前主要的工業4.0實踐大都發生在車間,體現為所謂智能工廠或數字化工廠改造,一方面是因為目前工廠的主要價值創造過程仍然在工廠,另外一方面,基于工廠邊界的模式變革,相對容易實現,也容易從效率提升等方面得到管理層的一致認同。相對而言,端到端集成和橫向集成涉及到單一或多條價值鏈,協調的利益要更多,實現起來也更不容易,在短期內缺乏恰當的技術和用戶基礎,還需要更多時間的試驗和優化。

  一般的情況,當生產制造企業完成了智能工廠的改造,這就為企業實現模式變革提供了最基本的條件,企業會嘗試走向端到端集成的模式。在實現端到端集成模式的時候,應該分為面向企業和面向消費者,因為這會影響其價值創造方式。

  針對企業的端到端集成將主要體現為制造業服務化,目前主要體現為預測性維護等增值服務,這是企業愿意為之付費的服務。為航空公司提供發動機的通用電氣正是通過預測性維護,創造了上百億美元的市場;同樣,為企業提供挖掘機的三一重工,也通過類似的預測性維護服務,創造了新的服務機會。

  針對消費者的端到端集成主要體現為大規模定制及增值服務。對于面向消費者的產品,大部分消費群體有個性化產品的需求,這給生產廠商提供了創造價值的機會。例如,為消費者提供家電的海爾,就發現消費者有個性化顏色、形狀及功能等多種特性的要求,而且他們愿意為此支付更多的費用。事實上,即便消費者不支付更多的溢價,企業也可以通過提供差異化的產品及服務,在市場競爭中獲得有利的地位。

  毫無疑問,縱向集成和端到端集成模式變革為消費者及客戶提供了新的價值,但這還是量變,如果在生產制造領域可以實現多個不同領域的融合,那么這種橫向集成帶來的將是全新的價值創造可能。例如,當汽車、IT和保險三大領域的企業聯合起來,就可以實現提供工業云及大數據服務的IT公司從汽車制造商獲得汽車實時數據,打包成一種信用服務,提供給保險公司,而保險公司可以設計新的保險產品,消費者由此獲得更好更便宜的保險產品服務。

  因此,縱向集成到端到端集成以及橫向集成的商業模式演進路徑,能夠成為工業4.0時代的主要演進路徑。縱向集成將成為端到端集成和橫向集成的基礎,端到端集成也會促進橫向集成的發生。

  三、開放驅動工業4.0模式實踐

  為了獲得競爭優勢,企業會利用開放的方式來改變原有的價值創造方式。對于傳統以車間為基礎的核心價值創造過程,在短期內不太容易發生改變,但在工業4.0體系中的物聯網及服務互聯網領域,將產生一些新的價值創造者,它們為了追求自己的競爭優勢,會利用開放的手段,加強開放戰略的制定和執行。

  工業4.0時代的開放戰略

  在工業4.0時代,由于其特定的高度網絡化,將導致工業領域出現大量的跨越傳統車間邊界的價值創造過程,這些過程將導致面向價值的商業模式設計發生改變,這種改變要求企業采取開放戰略。

  筆者發布在2014年第9期《清華管理評論》上的《新競爭優勢:移動互聯網時代的商業模式設計》一文中,曾指出了開放戰略的含義,那就是把企業的核心資源能力開放出來,可以以收費或免費的方式,讓利益相關者使用,從而推動獲得開放資源能力的企業創造新的價值。一般情況下,采用開放戰略的企業都是為了實現自己的核心產品或服務的創新,而為自己創造良好的生態環境,推動產業生態良性發展。

  與互聯網領域的極端開放模式不同,處于生產制造領域的創新企業,會很小心地界定開放模式的實施邊界,因為只有通過恰當的邊界設定,才可以保護核心價值創造者有足夠的動力去創新,同時也可以為自身找到重新分配生態價值的機會。更重要的是,新玩家可以通過開放模式的逐步演進,保證整個生態的有效,避免傷及自身利益。

  對于開放模式的邊界選擇,需要遵循一定的規則。簡單地講,應該遵循三大基本商業模式的演進路徑,即縱向集成、端到端集成和橫向集成。由于三大基本商業模式擁有自身的價值創造邊界,那么在選擇開放邊界的時候,自然要小心翼翼,充分考慮邊界的范圍。

  在工業4.0時代,開放戰略主要體現在底層的物聯網和服務互聯網,這兩個層面的開放,將促進新的工業價值生態產生。

  物與物連接的物聯網,能夠在一定程度上實現生產能力的虛擬化,這是一個很重要的趨勢,這種虛擬化有點類似云計算,云計算實現了計算能力的虛擬化,用戶可以自由地按需使用計算能力,而物聯網的連接,將促使生產能力的聯網,從而實現生產制造能力按需使用。目前一些企業正在做這方面的工作,例如,富士康就有類似的實驗項目,沈陽機床也計劃推動機床的網絡化,其目的也是為了實現機床生產加工能力的虛擬化。

  服務互聯網是工業4.0體系中的概念,跟傳統的消費互聯網概念有些不同,服務互聯網體現了制造服務化趨勢,讓傳統的普通產品變成智能產品,智能產品可以不斷反饋各種信息給工廠內部的服務中心,這個過程實際上有消費者及用戶的參與,體現了開放戰略的價值。

  利用開放戰略獲得優勢

  目前有一些領先的企業,根據自身行業特點及企業資源能力優勢,設計了新的價值創造體系,形成了獨特的工業4.0模式實踐,其核心仍然是基于開放的生態構建方式。例如,通用電氣的Predix開放工業云平臺、海爾推動的以互聯工廠為核心的U+智慧生活平臺、三一重工計劃利用自身設備構建眾創空間等。

面向價值創造的開放模式

  企業在推行開放戰略的時候,一般需要把自身的核心資源和能力開放給產業鏈或產業生態的利益相關者,從而整體提升以自身為核心生態的競爭優勢。商業發展史上不乏這樣的經典案例,例如,英特爾通過購買主板廠商并把相關標準免費開放,大大促進了以英特爾芯片為核心的PC生態的繁榮。

  在工業4.0時代,高度網絡化在工業領域的應用,也將促使生態型企業的出現,這也要求這些企業可以突破交易型的傳統思維,切實地把構建生態作為其戰略發展的核心目標。一般來講,為了促進有利于自身的生態發展,采用開放戰略的企業必須小心設定開放的節奏和范圍,盲目地開放不僅不能給企業帶來好處,還會沖擊企業原有價值體系的穩定。

  通用電氣利用自身在航空發動機領域長期積累的數據,推出了工業云平臺Predix,該平臺主要為航空公司提供預測性維護的服務。所謂預測性維護,就是利用部署在設備上的傳感器,收集設備的各種數據,并把這些數據傳送到工業云平臺上去,通用電氣在全球設立了多個專業的大數據服務中心,他們會對收集回來的數據進行分析,判斷發動機的運行狀況,提前對發動機是否維修做出決策,從而避免飛機飛行過程中出現故障,降低事故發生的可能性。

  在為自身核心產品提供預測性維護之后,通用電氣積累了豐富的經驗,逐步形成了“工業互聯網”的概念,并聯合全球一些大型企業,創建了工業互聯網聯盟 (IIC,Industrial Internet Consortium) ,期望為工業領域的互聯網應用創建標準,延續美國互聯網在工業領域的輝煌。

  國內一些工業企業也意識到開放戰略的重要性,其中家電企業海爾和機械制造企業三一重工的實踐值得關注。

  海爾利用端到端集成的方式,圍繞互聯工廠打通了供應鏈和電子商務,為了發揮社會的創新力量,推出了海爾開放創新平臺 (HOPE,Haier???? Open Partnership Ecosystem) ,有意愿參與家電設計的團隊或個人,可以利用逐步完善的HOPE平臺,把創意通過海爾的互聯工廠生產出來,并有可能形成一個新的產品種類。

  三一重工也計劃利用開放的方式,把一些剩余的產能虛擬化,讓全社會有創新意愿的團隊使用這些虛擬生產力,實現真正的創新創業,據三一重工負責該項目的領導透露,為了促進該項目的發展,三一集團還成立了專門的工業4.0投資團隊,利用資本來推動創新項目的快速發展。

  工業4.0研究院認為,在高度自動化、高度信息化和高度網絡化為特征的工業4.0時代,人類發展的約束條件大大減少,生產力將獲得巨大的提升,生產方式也因為高度網絡化發生根本性的改變,正因為這些改變,將給企業家帶來商業模式變革的機會。企業家可以利用開放戰略,推進有利于自己的新工業價值生態的產生,為企業的發展找到新的競爭優勢來源。

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