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第三次工业革命:用想象打印出一个世界

萌问题:

  Q:第三次工业革命要革谁的命?

  A:肯定不是你我的命。第一次工业革命淘汰了手工工人,第二次工业革命淘汰了马拉车,第三次工业革命则会淘汰传统制造工厂,让你成为创造者。比如3D打印机,你可以自己根据自己的想象创造一个小世界。

  Q:我想要一架飞机也能打印出来吗?

  A:当然可以,不过你首先要找到足够坚硬的材料,其次还要有完美的图形设计。顺便说一下,现在已经有3D打印出来的汽车和飞机材料。

  Q:那世界不就乱套了?

  A:恰恰相反。按照传统的工业模式,人类才会真正乱套,甚至灭亡。第三次工业革命会让传统产业和互联网真正结合,会带来新的能源使用方式,会实现真正的数字智能化,一句话,人类会寻找到全新的能源体制和工业模式。

  Q:2012都要来了,第三次工业革命还有什么用?

  A:如果你侥幸上了诺亚方舟,记得带一台3D打印机。当你重新开荒新世界的时候,会需要它的。

  Q:第三次工业革命可以让我变得有钱吗?

  A:如果你有足够的想象力和生意头脑,现在你就可以为成为富翁而努力。第三次工业革命中能源更加民主化,做生意、处理工作、管理社会、日常生活的方式都会发生变化,每个人都将变成生产者或者一个生意人。但让你变得富有的条件不会改变,想象力、创造力、聪明的大脑,以及坚持不懈的努力。

  前两年,在欧洲举办的一次模具展上,展出了一组新机器3D打印机。无须因循守旧地敲打、弯曲及切削材料,3D打印机通过层层叠加材料生产产品。因此这个过程被形象地称为叠加工艺。美国一家名为3D系统(3D Systems)的公司用3D打印机为参观者打印了一把锤,精致的锤柄有木纹效果,配有一个金属般质地的锤头。

打印出一个世界

  上面这个故事,便是未来制造业的缩影。让今天的工厂制造一把你自己设计的锤子,得花上几千美元。制造者须先生产一个模具,浇铸好锤头,用机器抛光成相宜的光泽,削一根木制锤柄,然后再把各部分组装起来。那样制造一把锤子当然贵得令人不敢问津。但如果要生产成千上万个,得益于规模经济,每把锤子的成本将大幅下降。然而,对于3D打印机来说,规模经济则没这么明显。3D打印机的软件可作随意调整,几乎能造出任何的东西。不管是单件产品的生产还是3D打印机容许的最大量生产,机器的设置成本都是一成不变的。这就好比二维的办公打印机,不论是打印一个字母,还是打印许多不同的字母直至墨匣和纸张需要更换为止,它会一直打印下去,而每个字母的打印成本不相上下。

  叠加工艺仍有待完善,尚不能制造汽车或iPhone,但它已能制造专门的汽车配件和定制的iPhone手机套。尽管相对而言这一工艺仍处于起步阶段,但大多数人可能已拥有一些在3D打印机协助下制造的东西。它可能是一双鞋子,在大批量生产前打印出立体的设计样板;也可能是一副助听器,按照用户耳朵的形状量身定制;还可能是一件珠宝,由3D打印机制造的模具浇铸而成或直接使用越来越多元化的打印材料制造而成。

  无论如何,假以时日,这些神奇的机器将可能在任何地方制造出你想要的任何东西,无论是在自家的车库,还是非洲的某个村子。

  然而,叠加工艺仅是引领工厂走向未来的众多突破口之一,而传统的生产设备正变得更智能化也更灵活。大众汽车已经制定了一项全新的生产战略模块化横向矩阵,即MQB(Modular Querbaukasten)。通过标准化某些部件的参数,比如发动机的挂载点,德国的汽车制造商希望能够在同一条生产线上生产所有型号的车。这一工艺2012年开始实施,但随着未来十年新车型的不断推出,MQB的发展将如日中天。最终MQB能让美国、欧洲和中国的工厂因地制宜,生产出当地市场所需的任何一款汽车。用个性淘汰规模

  由于自动化铣床在拥有视觉及其他感应系统的机器人的协助下,能自己调换工具,多角度切割原料,还能感知故障,工厂的生产效率得到大幅提升。日产位于英国桑德兰的工厂始建于1986年,是目前欧洲最具生产力的工厂之一。1999年,公司4594名员工生产了271157辆汽车。2011年,日产仅凭借5462名员工便生产了480485辆汽车高于此前英国任何一家汽车工厂的产量。

  主要生产喷气式发动机及其他动力系统的英国劳斯莱斯公司,其工程技术总监科林史密斯说:你不可能用老掉牙的手工工具生产这些现代产品。那种大车间里人挤人的场面已经一去不复返。

  另外,未来工厂中的一切事务将由更为智能化的软件进行管理。数字化将对制造业带来的颠覆性作用与其对其他行业,如办公设备、电信、摄影、音乐、出版和影视等,产生的影响一样巨大。 而且这种影响将不会只局限于大型制造商。确实,企业大鳄们可得要小心了,因为即将来临的变革将在很大程度上令中小企业和个体企业家如鱼得水。推陈出新将变得更容易更低廉。

  那些类似于Facebook的提供3D打印和其他生产服务的社交团体已在网上小有气候这种新现象也许可以称之为社会化制造。

  随着制造业的数字化,第三次大变革现正加快步伐。得益于新材料的应用以及诸如3D打印、易用机器人和网络协作生产服务等全新工序,小批量生产变得更加划算,生产也更灵活,所需劳动力的投入也减少了。整个局势又转了个大圈,不再注重于规模化制造模式,而是向更加个性化的生产模式看齐。

点评:

  第三次工业革命:融合才有机会

  文/许 正,GE中国副总裁

  以第三次工业革命为核心的分布式能源技术正在欧洲迅速地推广,和传统工业结合的智能化生产以及能效管理技术已在美国和日本蓬勃展开。但是在中国怎样呢? 依我看,第三次工业革命的浪潮还没有真正地到达我们这个被誉为世界工厂的国度。

  第一,作为第三次工业革命立意的核心分布式能源的推广和发展,在中国还需要相当漫长的道路要走,因为当下集中式的发电和能源的集中管理,依旧是中国能源领域里最重要的模式。中国今天虽然也是全球的风电设备和太阳能设备制造大国,但是这些清洁能源在中国的上网率和使用率依旧很低,其主要原因就是集中式用电方式对分布式用电方式的排斥。

  但是在分布式能源迅速发展的欧洲,比如,丹麦、荷兰、芬兰等国的分布式能源的发电量已经分别占到国内总发电量的2%、38%和36%;以德国为代表的工业大国,也不遗余力地推动着分布式能源对传统能源的替代。只有当分布式能源的采纳成为社会的主流,分布式能源与互联网结合才能真正派上用场。这无疑是对传统能源模式的根本性变革。

  分布式能源的使用对改变人类能源使用格局,减少二氧化碳和温室气体排放,无疑有着极其重要的作用。在中国,我们是否可以找到一条快速切入的路径呢?我认为答案是有的:国家发改委公布的在十二五期间于全国试行的分布式天然气发电,就是迈出了积极探索的第一步;其次,如果我们能够大力推广微电网技术,也就是允许分布式能源实现小区范围的经济调度,或者对企业余热和废气燃气的使用,在微网侧实现管理的话,这也将是分布式能源非常有益的尝试。因为这样的分布式能源系统不仅需要电源,还需要储能系统,以及完成电力运输的交流或直流的微电网,为了使它既可以独立运行也能并网上网,需要需求侧的电网自动化管理。近来,随着太阳能光伏企业在中国的大量倒闭,国家已经出台了相关政策,鼓励太阳能光伏电站的并网。如果有企业能够帮助小微型太阳能发电设施实现微网的运行,作为常规能源的替代和补充,尤其是在边远地区,其经济意义和技术意义会来得更加深远。在这方面,中国的太阳能及风电企业家们应该打破传统上千军万马并网上网的思维,积极开发相应的信息技术,在微网一侧实现真正的分布式能源的使用。可以说这样的市场时机已经到来了,这样的技术储备也早已经有了,需要的只是企业家们的决心和突破常规思维的魄力。

  第二,谈第三次工业革命的能源管理,不得不提到传统企业的能源效率问题,也就是能效管理技术的提升。今天,大量中国企业能效管理依旧被视作若干设备的升级改造,系统级的能效管理的概念还远远没有建立。也正因为这样,中国那些耗能大户,比如钢铁、化工、有色冶炼企业,能效管理水平在全球范围内依旧处于比较落后的状态。

  我曾经倡议一些企业家们发起建立中国的能效云管理,并且可以以GE在能源领域的丰富经验和创新参与其中,这其中的产业空间极其巨大。但对于能效云管理,要做的基础工作非常之多,首先要做好能源管理,需要跟踪目标企业的能耗使用,建立相应的数据库,这样的工作至少需要两年以上,才能积累有价值的可供分析和改进的系统数据。

  这一领域是一个典型的跨行业、多技术综合的范畴,只有那些拥有多样技术储备和持续投资决心的企业才能承担得起大规模的能效管理工作。但是,针对某个行业、或某个企业的能效管理工作还是很容易实现的。这里面存在一个巨大的鸿沟,就是传统工业知识和信息产业知识的结合,也是两类人才知识的交互和结合。在这方面可以说跨界人才在当今的中国极其稀缺,培养能够通晓工业工艺和先进的信息产业、信息技术的人才是使得这种方案得以成功部署和实施的关键所在。也正因为这样,建立能效云恰恰是解决当前人才瓶颈和技术壁垒的一个关键措施,它可以使基于云计算的信息处理技术被多个企业乃至于多个行业共同分享,而将技术注意力集中在标准的建立,标杆模式的采纳和推广、以及能效改进方案的实施上。

  第三个巨大的鸿沟,实际上是一个老生常谈的问题,就是我们常常谈到的工业和信息化的深度融合。在当今的中国企业中,工业化和信息化的融合依旧集中在管理信息化的层面。在工业自动化、生产自动化,以及对使用信息手段提升产品技术含量等诸多领域,本土企业仍然处于较初级的阶段。事实上在这个领域的技术差距,中国本土企业与全球先进企业之间的差距并没有缩小,甚至有逐渐拉大的趋势。

  以汽车行业为例,未来的汽车产业已经被贴上了互联网汽车的标签,因此即便像通用汽车这样的老牌公司,也迫不及待地开始大批招募软件技术人才,希望能加入未来互联网汽车与苹果、谷歌和微软的竞争中。

  道理很简单,汽车制造曾经依赖于大规模定制、高度柔性的生产系统,但是未来的汽车乃至汽车部件会变成传统部件加传感器、以及与互联网高度融合的智能化系统,从而使得汽车成为彻头彻尾的互联网设备。这一变化了的行业布局,有没有被中国的整车厂和汽车部件厂所意识到呢?包括德尔福在内的汽车部件制造商已经开始在各种元器件中部署智能化芯片,从汽车安全,以及改善驾驶员分神系统入手,提升部件的智能化程度。这一趋势将是不可逆转的,而且整个行业变革的速度会越来越快。

  除此之外,即便是在销售客户管理等曾经是信息产业非常成熟的传统领域,随着移动互联网的迅速普及,其工作方式和产业格局也在发生着根本的变化。举例来说,今天的工业企业销售人员还需要带着大量纸质资料去给客户做推广介绍吗?一些大型设备、复杂系统的性能计算、指标计算,还需要后台技术人员花费大量时间才能够带给客户吗?完全不需要了,因为移动互联网强大的终端模式已经完全能够解决以上的问题,而且变得更加有效率,更加精准。

  所幸的是,我已经看到一些公司在这方面做了持续的投入,并且推出了跨行业的应用解决方案。一家叫德克云(Decoclouds)的公司,正是立足于这个领域的探索者。而这个变化仅仅是开头,因为来自于市场的变革和驱动,将从销售管理一侧迅速导向内部的采购、生产和供应链,并且重塑这个价值链,乃至价值网络系统,使得这个系统变的更加柔性和快速。在这个领域传统的信息产业公司需要克服的障碍是,对工业企业的流程不了解,而工业企业应该主动拥抱新兴的移动互联技术,使得这个先进的工具成为提升效率,最终提升竞争力的有力武器。

  第三次工业革命的迅速到来,无疑有赖于真正的深入的两化融合。在分布式能源领域、能效管理领域、以及工业和信息化深度结合领域,迈出的每一小步都会是第三次工业革命在中国实质性推进的重要一步。可以说,每一小步都将决定着未来的一大步。

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