來源:鳳凰網汽車作者:陳光祖
當今世界汽車產業正走向一個大變革的時代。進入新時代,汽車將成為未知的、高智的、嬗變的新物種。軟制造將是改變新時代汽車之本,“軟件因子”將是促進汽車產業新時代高質量發展的中樞。一場汽車產業的“軟戰爭”即將打響。
一、塑造新時代汽車產業高質量發展范式
汽車產業在制造業中居重要地位,很多發達國家都把汽車業作為支柱性產業,其有力地支撐了國民經濟的發展。全球汽車產業,正處在一個顛覆性大變革時代。在宏觀層面,包括國際國內政治、經濟、文化、環境等諸多因素的影響,都會牽動汽車產業發展狀態;在中觀層面,隨著全球科技、信息業迅速發展,汽車產業的競爭態勢正向激烈又包容的新業態發展方向邁進;在微觀層面,汽車廠商,包括眾多零部件廠商都在加強創新研發,誰的創新水平高,誰就會贏得市場??傊M入新時代,我們要更多關注應用軟制造來推動汽車產業的高質量發展問題。
汽車是世界上一致性最強的產品之一,就和手機一樣,現在已進入 5G 時代了,2G、3G 的產品已被淘汰。當汽車排放實施國六標準的時候,如果企業還生產國三產品,只能成為廢品。商業模式是汽車產業軟制造中重要的商業戰略決策和發展生存的基本法則,也是全球汽車產業評價優勢的一大準則。著名管理大師彼得·德魯克曾說過:“當今企業之間的競爭,不再是產品與服務的競爭,而是商業模式之間的競爭。”如今,這一見解已成為全球汽車界的共識,并應用于實踐中。
汽車商業模式往往是在先進的、經典的、非凡企業生產方式的經驗基礎上證實總結形成的,可以說它的本質是當時汽車產業發展的理論體制,準則和方法的總和,以至心理上形成的共同信念。隨著社會和汽車產業的不斷發展和演化,新的商業模式會應運而生,但不是完全替代或排擠舊的商業模式,而是在新時期起主導作用的一種范式??傊瑢ζ嚿虡I模式的產生和發展,不僅僅要從技術角度去考量,更重要的是一種經濟學價值觀理念上的作為,是一種量級化差異的進步。
在全球汽車產業 130 多年的歷史中,已經歷或正經歷著四種典范的商業模式。
一是“單件汽車生產商業模式”。1886 年,德國工程師本茨發明了世界第一輛內燃機汽車,從此人類社會開始進入汽車年代。接著在德、英、法等國家,用手工敲打一輛輛古老的汽車,產量很小,價格昂貴,只能成為當時貴族人士使用的產品。
二是“大規模生產商業模式”。1913 年,美國福特汽車公司首次用流水生產線生產“T”汽車,幾乎每 10 秒鐘就有一輛汽車裝配下線,隨著產量增長,價格降到 360 美元 / 輛,并進而建立起比較完善的汽車體系進行大規?;a,汽車成為當時平民都用得起的產品。雖然 1927 年“T”汽車因車型落后停產,但總計生產高達 1686 萬輛。此后美國汽車產業興起,最高時有 100 多家汽車廠,后經調整改組,形成通用、福特、克萊斯勒三大跨國汽車巨頭,美國取代歐洲在相當長時間內成為世界汽車產銷量最大的國家。
作者在福特汽車博物館最后一輛 T 型車前留影
三是“精益生產商業模式”,上世紀 60 年代,日本汽車產業崛起,1957 年日本豐田小汽車在美國洛杉磯博覽會上展出,70 年代全球石油危機后,日本輕便、便宜、耐用的小汽車席卷美國汽車市場;80 年代,日本創新高檔汽車,韓國也應用日本汽車生產方式,產量激增,向美國傾銷,世界汽車的市場主導力量開始轉向東方。值得一提的是,日本豐田汽車的“看板生產方式”經歷過不斷地改進完善,80 年代美國麻省理工學院調研出版了《改變世界的機器》一書,將其認定為“精益生產方式”。正是這種先進的生產方式,有力地推動了全球汽車的大發展時代,同時也對人類社會特別是制造業的發展起到重要貢獻,至今仍在全球制造業中大量推廣應用。
四是“大規模個性化定制商業模式”。新時代,隨著科技日新月異、突飛猛進,人們對汽車形態、性能要求越來越高,汽車不再是簡單的代步工具,而是要滿足客戶個性化的需求,因而汽車進入一個量身定制的年代,仍搞大規模生產的廠商將逐漸式微。
雖然“大規模”與“個性化”是兩個矛盾的詞匯,但通過商業模式和科技的創新,使兩者有機結合起來。當前盛行的汽車平臺化戰略逐漸淡化,開始被模塊化所替代,汽車市場也將成為一個全新的范式。生產什么樣的汽車將不再由汽車企業確定,而是由客戶來指定,汽車大模塊逐步標準化,汽車就像魔方一樣來翻組,客戶的定單可在全球實行 AR/VR 互動方式落實定制方案和合作,建設新型個性化定制的產業鏈,加速互動,快速響應個性化定制資源。新的運行機制深入化要靠創新,特別是高新科技的創新和融合。當前這種新興商業模式仍處于初期發展階段,但作為一種發展趨勢,已取得世界汽車界人士的認同。
筆者想說明兩個重點問題:一是“大規模個性化定制商業模式”是不是汽車商業模式的終端?顯然不是,但當前還無法回答下一個商業模式是什么樣的具體模式,因為一切還在創新發展之中。5G 到來,將開啟汽車產業再造新時代,它不僅是網絡速度、容量上的突破,更是給汽車消費者帶來一種數字化生活新體驗的變局,未來 6G 也將到來。當今世界上,特別是我國正掀起一股量子計算熱,包括量子通訊、量子計算機、光子計算機、生物計算機、納米計算機,以及人腦工程等黑科技開始進入人類社會生產和生活中。2017 年 5 月 3 日,我國研制出光量子計算機的原型機,預計到 2020 年,我國將推出初期量子比特可試運行的量子計算機。近日,谷歌已宣布第一臺可商用的量子計算機問世。IBM 也聲稱準備在未來三到五年內將量子計算機商用化。如果到了量子時代,會出現“量子汽車”嗎?會具有哪些特別的功能?可以說難以想象,人們預測那時“超制造業”的汽車年代或將到來,汽車人期待量子時代的到來。
二是汽車是十分復雜的產品,社會上需求多樣化,上面講的四種商業模式還都在歷史性演化應用過程中,并沒有哪一種商業模式被全部替代,至今仍在交互性、各有特色地存在著,但起主導作用的是“精益生產商業模式”,演進的是“大規模個性化定制商業模式”,100 多年前“單件生產商業模式”仍在沿用,仍有一些汽車廠商用手工打造各種豪車,如勞斯萊斯、法拉利、蘭博基尼、賓利、邁巴赫、布加迪等,價格昂貴,產銷量很低,卻一直受到部分群體的青睞。
100 多年來,汽車產業就是這樣反反復復地不斷創新,在不斷追求生存與發展的烙印中前進。
二、從“硬制造”進化到“軟制造”為中心的價值流
當代軟制造已構成發展汽車產業的戰略內核。
什么是軟制造?按 IBM 的說法,所謂軟制造就是為了增加產品的高附加價值,提供更有魅力的服務解決方案,以及產生相應的優化產品構思和機制,這些通常都是無形的、肉眼看不到的東西;也可以說解決問題時,用的是知識和技術以及智能資源等,更多的是以軟件方式替代性能和功能,由此產生實體抽象化而產生的產品模型和價值。盡管這些說法有些繞彎,但還是把問題本質說明白了。
要重要說明的,從產業結構角度看,無論是硬制造還是軟制造都屬于實體經濟范疇。汽車產業的實體經濟包括一、二、三產業,以至神經產業,可以說是汽車產業商品范疇的總和。當代非常迫切的是要把軟制造業搞好,提升汽車產業的軟實力,從而促進汽車產業新興生產力的發展,這是從根本上促進汽車產業高質量發展。
當前,汽車產業軟制造正處于一個發展高潮。今年,大眾汽車集團 CEO 迪斯宣布:“大眾要建設世界最大的、以軟件工程驅動的汽車公司,以此來定義軟件化汽車的重大挑戰。”今年微軟市值居全球第一,但比爾·蓋茨卻說:“微軟離破產,永遠將處在 18 個月內。”又說:“微軟唯一不變的東西就是變。”這從一個角度說明,誰把軟制造的水平搞得好,誰就會在全球汽車市場上居領先地位,成為汽車全球化競爭力的動力源。
作者早年間訪問博世公司總部
筆者想簡要介紹軟制造推動全球傳統汽車產業與新興汽車產業的對比特點:從看得見到看不見,從實物到虛擬,從勞動力到知識,從固化到模糊,從經驗到實驗,從圍墻籬笆到無邊界,從復雜到簡化,從碎片到網絡,從封閉到開放,從圖紙到比特,從靜態到動態,從追量到品位,從分工到融合,從擁有權到使用權,從繁重到技巧,從大而全到小業態,從剛性到柔性,從粗放到集約,從管教到自我學習,從等級結構到扁平化結構,從各自為戰帶合作共贏,最終是從以內容為王到以應用為王。可以說,當代全球汽車軟制造產業向“電動化、網絡化、智能化、共享化”這“四化”發展,而催生這“四化”發展的就是靠軟制造形成的軟實力,它可以使汽車比人更“聰明”。
拿已經破產的底特律來說,在距它西北面開車兩個多小時,有個叫特洛伊(Troy)地方,是以建設軟實力為基礎的新底特律,那里主要是發展關鍵的核心零部件技術,軟制造業是特洛伊快速發展的特色,再向其附近地區延伸,在高新科技上得到密西根大學的支撐,加上美國制造業再造和回流政策驅動,新底特律建設正在向前發展。再拿硅谷來說,幾乎所有軟制造商都大力開展軟制造業的創新升級工作,瞄準汽車產業不同的高新科技領域協同進行深化研究,力求在某專業領域取得突破性進展,如微軟、英特爾、雅虎、思科、IBM、蘋果、谷歌、亞馬遜、AMD 等。我國也有許多企業在硅谷設立了研發機構和辦事機構,硅谷的汽車熱也在升溫,有人認為硅谷幾乎成為“車谷”。
軟制造的不斷深化,帶動與之相關的實體經濟規?;l展,幾乎全球汽車廠商都被卷入這場無硝煙的“軟戰爭”中。軟戰爭和傳統汽車產業的競爭不一樣,傳統汽車的競爭主要是爭市場、爭利益,而軟戰爭則是把競爭聚集在汽車產業的系統工程上,是一場全方位、以科技為手段的整合性的戰略性爭奪戰。這就是當前全球汽車廠合縱連橫、重組兼并潮的動因,也是現代汽車企業生存與發展的分界線。
從現代科技發展視角看,汽車產業的軟制造是綜合性、多學科交互滲透融合發展的系統工程,它并非一蹴而就,而是長期不斷學習、發展??梢哉f,軟制造的模式是一種“進化論”,即事物按照不斷有序的演化過程,按技術分“域內”和“域外”,可以是科技域,也可以是社會域、經濟域,但以“域內”技術為主體內生進化規律。正如錢學森所講:在基礎科學層次,現代科學技術所用的研究方法逐漸統一了,不再區分自然科學方法論和社會科學方法論了。
當代科學技術和軟制造業的進化方法中,應用全息論的理論和方法,在軟制造業值得開辟和推行。推行全息方法論大致有三種概論:一是可應用部分技術的子系統的全息元,映射整體科技的進步;二是時段也可映射發展過程,通過分析,在時段上有反射全過程的技術信息元,重建技術發展的歷史并推動未來進步;三是利用全息論四維空域和多維抽象域,來映射和把握統一的技術進化過程。期待更多的汽車廠商和零部件廠商能更好地應用全息論的普適性,在軟制造業的“里”上找出事物創新進步的本質,去掉當前一些光在“表”的習慣上加以改進,抓住軟制造業“里”的規律,更好地推動汽車產業軟制造業的高質量發展。
三、數字化叢林中整合的“點金術”
汽車軟制造業的高質量發展,要以數字化技術為主導,形成數字化、電子化、網絡化、智能化的高度化融合發展方式,建立起基于數字化協同構建的軟制造業體系。
在數字化方面,要建設起全產業鏈數字化技術平臺,用優質數據打通一體化的數字化解決方案,對汽車軟制造業運行和優化流程具有積極意義。在電子化方面,無論是數字化還是網絡化、智能化,都需要汽車專業的電子技術來支撐,它包括在計算機微處理器、集成電路和基礎元器件等領域持續創新,不斷提升汽車電子化水平,特別是芯片領域構成了汽車電子化的基石,是汽車的“心臟”,已滲透到汽車整個產業,在汽車電子技術革命化發展過程中出現爆發式增長和需求。在網絡化方面,作為新一代信息化與制造業深度融合的產物,工業互聯網在汽車產業甚至整個實體經濟的數字化、電子化、智能化升級中是關鍵支撐,其融合的趨勢和潛能不可小視。在 PC 時代,互聯網只是信息溝通作用;在移動互聯網時代,人人、事事互聯;在工業互聯網時代,則實現萬物互聯,汽車制造商和客戶可以在虛擬空間溝通,設計契合個性化需求的產品,充分體現用戶的存在感;在數字化時代,網絡消解中介,從迂回溝通走向直接化應用、分布式溝通,形成龐大的服務型生態系統和共享經濟的連接體。
5G 更是時代的“風口”,促使網絡結構向虛擬化、軟件化、扁平化、超速化方向發展,帶寬高、低時延、高精度,安全可靠,海量連接,促使網絡化發生革命性變革,滲透到汽車產業全產業鏈的“細胞”中,促使汽車產業進入后 PC 時代。比爾·蓋茨認為:當年每一個工作人員辦公桌上有一個電腦的理想,已向“信息無處不在”為主導的現實的“無極電腦”過渡。這是商家與客戶無縫對接,將傳統客戶逐步轉化成以互聯網技術服務為基礎的客戶上。5G 時代將是大量高新技術融合互動,促進信息產業向數字經濟發展,汽車產業的軟制造也會不斷進步,這是汽車產業高質量發展重要的切入點。
1993 年,作者訪問日本豐田汽車總部
在此,筆者想談談軟制造業發展中和汽車相關的一些重點問題。
首先是嵌入式開發技術。這是當前計算機和網絡發展中的一個熱點。廣義地講,嵌入式系統是以用戶為中心,以計算機技術為基礎,硬件軟件可裁剪,以適應其應用系統,對功能、可靠性、成本、體積、功耗要求嚴格的專用計算機系統。嵌入式系統廣泛應用于新科技,如嵌入式微控制器(MCU),又叫單片機,可以將整個計算機系統集成到 MCU 的一塊芯片上,隨著半導體技術的發展,計算機可以不用中央處理器(CPU),而由系統級芯片 (SOC) 所替代,SOC 可以構建計算機整體的電路系統,完成多功能系統級代碼,進行全操作系統的運作,使各種嵌入式結構實現起來十分簡便,在智能化電路綜合利用時,使系統更加接近理想化要求。
其次是深度學習。這是當代機器學習的一種深化方式,就像阿爾法狗在圍棋賽中勝出一樣。深度學習在汽車產業軟制造業上的應用,將引發人工智能第三次浪潮,成為人工智能發展的一項內核性活動。深度學習大致就是用人類的數學、知識與計算機算法構建起來的一個整體架構,再結合計算機的大規模運算能力,盡可能把復雜問題用一個方案解決。深度學習的概念源于人工神經網絡的研發和應用,其目的是建立人腦進行分析學習的神經網絡,試圖模仿大腦神經元之間傳遞信息進行處理的一種模式,以達到自學習、自組織、自適應水平。隨著近年來科技的重大進步,神經網絡自身也得到很大發展。這種演進大致分兩個類別:一是神經網絡創新進一步強化,已有多種神經網絡的控制水平出現,如卷積神經網絡、循環神經網絡、生成對抗神經網絡等;二是深度學習控制理論學科的多樣性,以達到最優化的控制效果,如專家控制系統、超循環機制、耗散結構系統、模糊控制系統、積分微分比例控制系統等。這促使汽車應用深度學習程序大平臺,爆發深度學習熱潮。
再則是數字化工廠和數字人。以產品全生命周期的相關數據為基礎,在計算機虛擬環境中,對生產全過程進行仿真、評估和優化,是現代數字制造技術與計算機仿真技術相結合的產物。作為溝通數字化產品設計和數字化制造之間的橋梁,它給汽車制造業高水平實體的自動化工廠建設注入活力。如今汽車業已經出現一大批數字化工廠樣板,筆者參觀過國外若干家沖壓車身自動化工廠,在大廠房里,沖壓床和沖壓工藝是全自動化的,物流也是靠機器人,高層的倉庫可以自動化上下料,僅在工廠的上層有玻璃屋,需要個別人力監控。當前數字化工廠在數值計算能力、推理及邏輯判斷能力,信息存儲能力、重復工作能力、分析能力、出錯率等方面,都比傳統自動化工廠有顯著提升。未來數字化工廠將進一步創新發展為智慧工廠,這是在數字化工廠基礎上利用智能化技術和設備監控技術,以強化信息服務、掌控產銷流程、提升生產過程的可控性、更高水平適應負荷的變化,構建起的高效節能、綠色環保、環境舒適、人性化的工廠,更好地實現多品種、柔性化、高效率、零缺陷和集成化的互動效應。數字化工廠多用高能機器人,智慧工廠用的是數字人。目前用的機器人水平在不斷提升,如機器人關節過去是三四個,現在能達到六個,自動化水平大大提高,但目前機器人多在固定條件下工作,是一個高級的機械裝置。而數字人則是在電腦里合成的有詳細結構的三維人體,能模仿真人做出各種各樣的反應力和反饋裝置,可以提供視、聽、觸等直觀的實時感。所以數字人也可叫虛擬人、可視人、數字智能人,從長遠看將在智慧工廠得到應用。據說目前在有的國家,已經應用數字人為顧客配置“雞尾酒”,它可根據顧客狀態配置不同樣式的“雞尾酒”。未來,數字人將為智慧工廠建立起“以客戶為本”的一體化優質服務新模式。
第四是流程的再造與重組。企業的流程,是指把一個或多個輸入轉化為對顧客有用的東西輸出而進行的一系列集合性活動,這是提高軟制業管理水平的重要源動力。在汽車產業發展過程中,科學、技術、管理構成“三大”要素,但有的人只重視科學、技術的創新,而忽視了企業管理的作用,企業內部之間不協調,流程繁瑣,決策周期長,導致在多變的市場形勢下存在種種弊端,使企業競爭力下降。在顧客需求瞬息萬變、產品周期不斷縮短、市場競爭不斷激烈的情況下,任何企業稍有不慎都會被淘汰出局。汽車產業的歷史經驗告訴我們,在“三大”中,應管理先行,它從高度的邏輯性、廣泛的綜合性、流程的高控性、信息的融合性出發,能很好地把自然科學、技術工程的發展因素充分激活,使科技更好地轉化為生產力。
當代流程再造與重組的基本內涵是以企業長期發展戰略需求為出發點,通過顧客滿意度和價值的增值,使流程成為再設計中心,正確運用信息網絡技術,建立合理高效的業務流程,以達到企業動態適應競爭和環境的一系列管理活動。流程再造與重組特色主要是:大力改善特定的業務流程,降低成本、簡化內容、提高效率;應用信息網絡和各種新興科技,從技術產業化應用角度創造整體業務流程,使科技盡快轉化為應用;實現企業以顧客滿意度和產品服務質量為中心的有效活動;實現企業業務流程改進,應用各種數字化仿真建模技術來完成核心業務流程的重設計與再造;企業兼并重組讓部分企業淘汰的同時,也通過流程再造誕生一批新的有競爭力的企業。
第五是新型人機工程學。人機工程學是研究人、機械及其工作環境之間相互作用的學科,社會信息化和高新科技的深入發展、融合,打破了各學科之間的界限,使其不斷完善自身的基礎理論和應用體系,被認為是應用范圍極為廣泛的綜合性邊緣學科。它通過研究人在某種工作環境中解剖學、生理學和心理學方面的因素,研究人和機器及環境間相互作用,研究工程學前沿領域應用可行性方向,揭示人、機、環境之間關系,實行系統性協調,從而發揮系統的最高綜合效能。早在上世紀 60 年代,英國就對此進行研究,被稱為經驗人機工程學;到二戰期間,許多工業國家在軍事領域上研究人機工程學,并擴大了應用范疇,在工程、醫學、汽車、飛機等產業上應用,被稱為科學人機工程學;當前研究的是現代化人機工程學,多采用系統工程,設計人與機器之間的分工與交流問題,以提高機器效率,解決人機適應性更強問題,旨在促進“人 - 社會 - 自然”和諧發展,體現了“以人為核心”的設計價值觀。當汽車產業進入人機工程學界面,人機的信息交換模型將達到相當高度,包括視學、聽覺、觸覺深度應用控制,有助于提升人機工程的想象力、敏感性、創造力、潛意識發掘等。人機工程學進一步發展將屬于非物質哲理,也可以說工業社會是物質文明,后信息化社會轉變非物質文明,計算機可以將物質世界中人的智能應用到人們物質生活中,實現人機智能協同發展。這被稱為人機一體化混合智能系統,以軟件工程、人機界面、網絡及高性能計算,推動人機工程學研究應用高度化發展。筆者曾在跨國車企人體工程學實驗室,看到汽車人體工程座椅和車內空調按人體分區做實驗,深受感觸。
第六是區塊鏈正向汽車圈滲透。區塊鏈被認為是繼蒸汽機、電力、互聯網之后,下一代具有顛覆性的核心技術。如果說蒸汽機的創造是人類社會工業生產力標志,電力解決了社會生活生存的基本需求,互聯網徹底改變了信息傳遞方式,那么區塊鏈作為一種構造信任的機器,有可能改變人類社會價值傳遞的方式。當前,區塊鏈已像人工智能一樣成為內涵廣泛、邊界模糊,能與一切行業結合的流行體。區塊鏈技術初衷是消除過于強大的“中間人”,形成某種由用戶直接組成的數字烏托邦,即使用“去中心化”的數據鏈來解決問題。從當前區域鏈應用生態圈看,物聯網會實行汽車區塊鏈物聯租賃;供應鏈可實行供應鏈金融,其溯源有助于汽車金融發展;金融業可實行支付(跨境支付)保險、股權登記和眾籌等;公共服務領域可保護和促進文化、教育、產權、醫療等,也有利于汽車交易。區塊鏈也有利于汽車后市場的發展,信用體系的建設可解決痛點,在 P2P 租車、車險定價、零部件供應商把控點節率、二手車檢測準確性等方面,都可以發揮作用。可以說,區域鏈是軟件體,有望從社會個人信任、制度誠信時代進入機器信任時代。當前汽車產業正積極試行區塊鏈工作,期望能取得進展。
1995 年,梅賽德斯 - 奔馳董事長沃納向作者贈送有內部編號的第一輛三輪汽車模型
四、軟科學是新時代軟制造業的寵兒
要發展高水平軟制造業,進而推動汽車產業高質量可持續發展,其要點在于發展軟科學。我國汽車產業至今沒有像高鐵那樣走在世界前列,自主品牌汽車雖然發展很快,但還處于動蕩發展狀態;產業核心技術缺失嚴重,特別是芯片幾乎全依賴進口或外資企業。雖然我國包括傳統車企和造車新勢力在內的整車企業有 350 多家,但多數緩步而行,創新能力不強。當代汽車業面臨嚴峻的轉型升級考驗,急需開創一條真正能推動產業高質量發展的強國之路。
軟科學是軟制造業的寵兒,所以當前,特別是在“十四五”即將開局的年代,能有一個統一的科學和民主決策方案,帶領我國整車和零部件廠商開創新征程,長新根、開新花、結新果。
軟科學是一門高度綜合性新興學科,它以高度綜合利用自然科學,社會科學,以及數學和哲學的理論和方法,解決由于現代科學、技術、生產而帶來的各種復雜的社會現象和問題,從經濟、科學、技術、管理、教育等角度和環節的發展規律,提供最優化的解決方案和決策。
當代軟科學的發展也充分應用計算輔助決策,已經形成比較完善的系統化程序和軟件系統,特別是運用運籌學、人工智能的推理、演繹功能,構成高度支撐決策體制和預測系統的模型系統。值得一提的是,我國軟科學與國際大型智庫的水平仍有差距,特別是在汽車產業上深入應用還很不夠。筆者認為,軟科學是一門對汽車產業發展很有用的學科,我們一定要用好它。
總之,要不忘初心,牢記使命,從中國國情出發,發揮汽車產業軟制造業的作用,把汽車實體經濟搞好,進一步探索建立汽車強國的可行方案。
(作者系中國汽車工業咨詢委員會委員)