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行業(yè)資訊丨裝配式構(gòu)件制造中機(jī)器完全替代人工的可行性分析

廣東裝配式建筑分會     2024-06-19     312

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來源:棄醫(yī)轉(zhuǎn)行的工程師、BIM與裝配式裝修資訊第1號

預(yù)制建筑網(wǎng)整編


與其他行業(yè)相比,預(yù)制構(gòu)件行業(yè)的門檻相對較低,所以裝配式建筑企業(yè)之間競爭的本質(zhì)是對各自體系、供應(yīng)鏈上的競爭,在這兩個方面做得不好的企業(yè)都會被市場淘汰。

建筑產(chǎn)業(yè)化大多數(shù)競爭在過去的十幾年里是比較浮躁的,涌入了太多資本,燒了很多錢。它的競爭其實(shí)沒有體現(xiàn)在內(nèi)功方面,而是體現(xiàn)在了擴(kuò)張方面。這就導(dǎo)致了競爭無序的情況,預(yù)制構(gòu)件行業(yè)接下來的發(fā)展?jié)摿?yīng)在于通過應(yīng)用技術(shù)來提高自己的運(yùn)營效率

在建筑產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)型升級當(dāng)中,有一個很重要的內(nèi)容,就是工廠生產(chǎn)流程中機(jī)器對人的替代。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)有兩個很現(xiàn)實(shí)的原因,一是為了薄利多銷有規(guī)模效應(yīng),大概2018年之前(上海)有多家構(gòu)件廠企業(yè)主表示,他們現(xiàn)在面臨的困境不是訂單不夠,而是訂單太多了,工人卻不夠,所以難以擴(kuò)大產(chǎn)能。二是為了企業(yè)形象好成為地方標(biāo)桿企業(yè),不但可以得到更多的政策支持還能提高業(yè)務(wù)承接的中標(biāo)率。為了解決這些問題,很多企業(yè)主都開始嘗試更多地用機(jī)器來替代人,這個努力正好和近年來流行的“智慧制造”的概念很合拍。


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但這就引出兩個問題要回答。


  • “智慧制造”是否會改變供應(yīng)鏈的邏輯?

  • “智慧制造”究竟能在多大程度上替代人?


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高端機(jī)器等于技術(shù)優(yōu)勢嗎?


第一個問題的答案我早就有了,越是用機(jī)器替代人,就越需要生產(chǎn)流程的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化,才能讓機(jī)器發(fā)揮作用。而越是專業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化,就越是脫離不開規(guī)?;墓?yīng)鏈體系,所以就目前的技術(shù)條件而言,只要是全產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)行的總包單位,“智慧制造”不會改變他們的供應(yīng)鏈優(yōu)勢。

至于第二個問題,要回答它,就必須到深入到“智慧制造”具體的實(shí)踐中,去看看在真實(shí)的生產(chǎn)流程中,機(jī)器究竟是怎樣在發(fā)揮作用。


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我們在上海拜訪到了一家專業(yè)制造構(gòu)件的企業(yè),這是一家技術(shù)水平在構(gòu)件行業(yè)當(dāng)中屬于頂尖之列。就是在這里,我們發(fā)現(xiàn),機(jī)器對人的替代,也只能是在特定生產(chǎn)環(huán)節(jié)上。

我們從頭到尾參觀了構(gòu)件生產(chǎn)的全流程,這個流程可以粗略分為體系研發(fā)、深化設(shè)計、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、機(jī)械手拆裝模具、紅外識別質(zhì)檢、數(shù)控?zé)o人澆筑、恒溫立體養(yǎng)護(hù)、成品儲運(yùn)等幾個環(huán)節(jié):


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在方案環(huán)節(jié),設(shè)計院會提出要求。但設(shè)計院的要求經(jīng)常只是一種功能性的描述,產(chǎn)品具體該是什么樣子的,設(shè)計院也說不清。這就需要構(gòu)件廠與設(shè)計院共同制定出框架性的方案。


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接下來進(jìn)入深化設(shè)計環(huán)節(jié),構(gòu)件廠把框架性方案細(xì)化為具體的生產(chǎn)圖紙。然后是數(shù)據(jù)導(dǎo)入環(huán)節(jié),生產(chǎn)圖紙會被轉(zhuǎn)化為數(shù)控流水線上的數(shù)字程序。再之后,全自動數(shù)控流水線開始對模具、門窗、水電管線、鋼筋、混凝土、預(yù)埋件進(jìn)行各種精確加工,完成一塊構(gòu)件的生產(chǎn)。


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我們在廠里看到了高度自動化的精密機(jī)械流水線加工環(huán)節(jié),便問負(fù)責(zé)人:“等到使用先進(jìn)機(jī)器來生產(chǎn)的廠家越來越多了,你們的技術(shù)優(yōu)勢也就不在了吧?到那時候你們要怎么辦呢?”

沒想到負(fù)責(zé)人說,機(jī)器只能在預(yù)埋劃線、模具組裝、鋼筋擺放、澆筑振搗、立體養(yǎng)護(hù)等替代人,前端的研發(fā)、設(shè)計、數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié),機(jī)器是沒法替代人的。


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原來,預(yù)制構(gòu)件的研發(fā)和設(shè)計中有一系列非常微妙的東西。比如,對于客戶(設(shè)計院)的需求和構(gòu)想,構(gòu)件廠需要與客戶探討,這種需求該用怎樣的結(jié)構(gòu)深化設(shè)計才能夠?qū)崿F(xiàn)。如果研發(fā)工程師和深化設(shè)計工程師對于具體的生產(chǎn)沒有經(jīng)驗(yàn),就很難想到方案的很多細(xì)節(jié)是否具有可實(shí)現(xiàn)性。要想將這些問題全都考慮周全,就需要工程師有足夠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

而且,這些經(jīng)驗(yàn)有很多是難以量化、無法言傳的。這就會導(dǎo)致具體生產(chǎn)過程中會有誤差率,而每個環(huán)節(jié)都有誤差率,積累到最后,生產(chǎn)出來的東西和最初設(shè)計的可能就是兩回事了。


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所以,真正有水平的工程師,必須要能夠掌控這種誤差率,知道如何去設(shè)計、控制各個環(huán)節(jié),讓各個環(huán)節(jié)之間的誤差率彼此對沖,讓最終出來的總誤差率能夠在一個可接受的范圍內(nèi)。接下來,還需要高水平的熟練工人,在具體的操作中實(shí)現(xiàn)工程師的設(shè)計。

一個企業(yè)的技術(shù)高低,當(dāng)然要看它用的機(jī)器,但機(jī)器誰都能買,形成不了差異化的優(yōu)勢,這種時候,能分出高下的地方,就是這個企業(yè)是否有足夠多的有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程師和熟練工人。


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隱性知識是什么?


那問題來了,高水平工程師和熟練工人的這種知識又是怎么來的呢?是否能通過職業(yè)教育來獲取呢?

很遺憾,做不到。這種知識一方面需要設(shè)計者和操作者的想象力,另一方面還需要豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。這種經(jīng)驗(yàn)的獲得,無法通過簡單的講述來傳授,必須在長期的實(shí)踐中才能體悟出來。就好像教人游泳不能光靠說,你說得再詳細(xì),聽的人也聽不會。要學(xué)游泳,必須得跳到水里,劃水,嗆水,在實(shí)踐中才能學(xué)會。


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說到這你就明白了,有些東西只可意會不可言傳,這還真不是師父愿不愿意教的問題,而是有些東西,必須到實(shí)踐中才能真正學(xué)會。

如果你喜歡看籃球,可能會注意到一種說法,那些頂級球員每天都會大量訓(xùn)練,保持自己的肌肉記憶。啥叫肌肉記憶呢?就是不用靠腦子去想,下意識就把動作做出來。你看到一個球員幾乎不用瞄,出手就有三分球,那靠的就是肌肉記憶。


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就算你請頂級球員來給你指導(dǎo),他也只能指導(dǎo)你的動作姿勢,不可能把他的肌肉記憶傳給你。你必須依靠自己的領(lǐng)悟,再加上刻苦的訓(xùn)練,才能獲得你自己的肌肉記憶。等到練成的時候,你也有了和師父一樣的命中率,但可能你的動作和師父卻不一樣了,因?yàn)槊總€人在身體條件上仍然有具體的差異。最終你要達(dá)到的,是“得其神而忘其形”,“形”是具體的標(biāo)準(zhǔn)動作,可以忘掉,因?yàn)閯幼鞯恼R劃一不是目的,能投進(jìn)球才是目的;咋投咋有,那才是你得到的“神”。

我用肌肉記憶這個概念,是想拿它做個比方來告訴你,我們通常在學(xué)校和書本上學(xué)到的知識,是可以規(guī)?;瘋鞑サ闹R,是一種“形”的知識;但還有一些知識,沒法規(guī)?;瘋鞑?,只能以師父帶徒弟的方式,讓徒弟在實(shí)踐過程中逐漸悟出來,是一種“神”的知識。后面這種知識,學(xué)術(shù)上有一種專門的說法,叫做“默會知識”,又叫“隱性知識”。我們前面說到的那種高水平工程師和熟練工人,他們的優(yōu)勢,就在他們所掌握的隱性知識上。

概括來看,隱性知識有兩個特征。

首先,隱性知識難以傳播,只能在實(shí)踐中生成和傳授。

其次,隱性知識又極為重要。一方面,它在某種程度上構(gòu)成了顯性知識的前提,就像構(gòu)件制造中,雖然預(yù)埋劃線、模具組裝、澆筑振搗、立體養(yǎng)護(hù)等這些環(huán)節(jié)是可以用自動化的機(jī)器來完成的,但判斷在什么工序中、怎么來使用什么樣的機(jī)器,又是在隱性知識的基礎(chǔ)上決定的。另一方面,當(dāng)競爭者之間在顯性知識上大致相當(dāng)?shù)臅r候,隱性知識就會成為關(guān)鍵的差異化優(yōu)勢。


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智慧制造中的“制造”有什么奧秘


于是,我們在調(diào)研中意識到,“智慧制造”這個理念,其實(shí)應(yīng)該被拆解為兩個部分——“智慧”和“制造”。

通常所說的“智慧”這部分,實(shí)際上恰恰是可以用機(jī)器替代人的部分,也就是用顯性知識能夠搞定的部分。這部分我姑且稱為制造業(yè)中的“技術(shù)”。而“制造”這個部分,不僅包括機(jī)器的工作,還必須包括人的能動性參與,這就需要一系列的隱性知識。這部分我姑且稱為制造業(yè)中的“手藝”。

過去我們討論供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的時候,習(xí)慣性地更關(guān)注顯性知識的部分。但一旦考慮到預(yù)制構(gòu)件制造業(yè)中隱性知識的部分,對供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的分析就必須要加入一個新的要素了,那就是擁有高水平“手藝”、掌握豐富隱性知識的人群的規(guī)模。

“手藝”這種隱性知識是難以大規(guī)模傳播和積累的,它只能在實(shí)踐當(dāng)中被體悟,而龐大的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)提供了最大規(guī)模的實(shí)踐機(jī)會。工廠能夠遷走,但是這個人群的隱性知識無法跟著被遷走。

當(dāng)然,在新建的構(gòu)件制造工廠中,隱性知識也可能會慢慢地生長出來。但是,隱性知識的生長需要足夠多的實(shí)踐,只有足夠大規(guī)模的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò),才提供得了這么多的實(shí)踐機(jī)會。所以,新建構(gòu)件廠培養(yǎng)隱性知識的條件也比不上,“手藝”養(yǎng)成的速度和最終的成就,也難以和老工人及老工程師相比。

我們甚至可以在創(chuàng)新層面上進(jìn)一步區(qū)分出基于顯性知識的創(chuàng)新——技術(shù)創(chuàng)新,和基于隱性知識的創(chuàng)新——工藝(手藝)創(chuàng)新。

工藝或者說手藝的創(chuàng)新,高度依賴于一線工人師傅的經(jīng)驗(yàn)。有可能某個師傅在某個特定環(huán)節(jié)有深刻的體悟,有“一招鮮、吃遍天”的能力。但由于隱性知識難以言傳,這些老師傅最多只能形成一個個小作坊。而如果供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模足夠大,網(wǎng)絡(luò)中就會浮現(xiàn)出大量有這種獨(dú)門絕技的小作坊,而這種數(shù)量成規(guī)模的“小作坊”,反過來又會讓供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)擁有難以被替代的巨大活力。平時我們看不到這些“小作坊”,但就在這些細(xì)節(jié)中,同樣潛藏著活力的秘密。


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“手藝”背后的隱藏紅利


總結(jié)一下,在制造業(yè)向“智慧制造”的升級當(dāng)中,實(shí)際上存在著“智慧”和“制造”兩個部分。

智慧的部分是制造業(yè)中的新技術(shù),屬于顯性知識;而制造的部分中則包含著更多屬于人的“手藝”,是一種傳播起來更為困難的隱性知識。也就是說,在智慧制造的“制造”這一部分,機(jī)器是無法替代人的。在中國龐大的供應(yīng)鏈體系中,存在著大規(guī)模的擁有“手藝”、掌握隱性知識的人群,這是中國供應(yīng)鏈體系中難以遷移的一個優(yōu)勢。

規(guī)范化的教育無法傳授隱性知識,但有一點(diǎn)是可以肯定的,就是受過良好規(guī)范化教育的人,通過實(shí)踐發(fā)展出隱性知識的能力會比教育水平差的人更好。一些研究核心競爭力的學(xué)者認(rèn)為,所謂“競爭力”,其本質(zhì)是企業(yè)專有的、不可模仿的知識。我會,你不會;我懂怎么省錢,你不懂;我知道怎么做小龍蝦好吃,你不知道。那我就有競爭力。這就是所謂的“知識就是財富”。



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