全球製造業版圖日本的高端產品，為什麼至今仍然無法進入歐美

封面/圖蟲創意

據專家説從今年開始，製造業或將面臨連續十餘年的下滑。其中諸多因素不必多説，就大勢而言全球或區域經濟之漲跌起落也都是客觀規律。然而，不管大的經濟週期如何變化，中國的製造業似乎一直都處於糾結和掙扎之中：普通員工不用説，每天起早貪黑加班熬夜都是常態，老闆雖説有些年份掙了些錢，但每天也是疲於奔命，耗肝耗腎。經過40年的高速發展，我們終於意識到：瓶頸真的到了。

中國製造如何能夠快速突破瓶頸期？拋開政治、經濟、文化教育等“文科因素”不談，下面的從技術和產業角度探討這些問題。

1/ 全球化產業分工造成如今製造業格局

從工業1.0到4.0基本上都發源於歐美。歐美的製造企業通過“全球化”，“自動化”和“知識化”完成了對全球製造資源的整合。

全球化產業分工造成如今製造業格局

1）全球化。全球化讓歐美企業能夠以較低的成本支配全球的資源：從非洲、拉美、中東等地區獲得能源及礦產；同時，把產品組裝，測試等勞動密集型產業轉移到亞洲國家。自60年代開始，歐美髮達經濟體就開始逐漸將紡織，家電等行業轉移到日本、亞洲四小龍、中國和東南亞其他國家。而產品研發，品牌運營等附加值較高的業務仍然留在了本土。該話題無須贅述。

2）自動化。這裏的自動化的內涵實際上包括了“信息化”，泛指通過對生產設備和生產系統的技術升級改造，提高生產效率和產品質量的企業運營行為。説白了就是“機器換人”和“軟件換人”。

與中國現在面臨的狀況相同，當時的歐美及後來居上的日本在製造業轉型升級問題上也面臨着兩個選擇：技術升級還是產業轉移。產業轉移就是上文提到的“全球化”，而技術升級就是本段將要論述的“自動化”。

上個世紀是工業技術和全球化並行發展的大時代。隨着邏輯控制器，運動控制器、計算機技術、信號處理技術、信息技術以及互聯網的成熟及其在工業領域的廣泛應用，生產設備自動化程度大幅提升，出現了諸如工業機器人、加工中心這類複雜的標準工業設備，無人或少人工廠也越來越多。但是由於技術和成本的制約，歐美日的製造企業並沒有能力實現全面自動化，而是把自動化成本較高的裝配和檢測環節轉移到中國和東南亞國家，把容易實現自動化的環節以及高附加值的高端製造在本土完成了技術升級。最典型的容易實現“自動化”的生產環節包括：高附加值工業原料，工業元器件和關鍵零件生產。精細化工，半導體，工業元器件生產等行業都屬於這類生產環節。而這些產業都是資本密集型產業，自動化程度非常高。

3）知識化。知識化是往往被忽略的一個方面，簡單講就是梳理和分析實踐經驗，將其體系化、理論化，成為知識的過程。之後，這些知識再被包裝成服務、培訓、軟件等產品銷售給企業和機構，產生價值。

隨着產品和生產系統複雜程度及技術難度的增加，生產企業往往無法獨自解決所有問題，而是請教專業的團隊，由此催生出大量的諮詢公司，包括工程、技術、管理、信息化等方方面面的諮詢。服務的環節包括：產品研發、企業運營管理、複雜儀器及軟件的研發、結構設計、新材料測試等等。

自二戰以後，西方資本主義陣營的經濟得到快速發展。從生產技術的微觀層面看，應該説是戰爭期間積累的大量軍事科技，軍工技術，生產能力以及工程技術理論迅速應用到民用領域，促進了第三次工業革命即工業3.0的爆發。在這個時期也產生了很多工程理論和管理思想。高能物理，流體力學，自動控制理論，信息論，系統工程，運籌學也都是因戰爭而產生。

二戰結束後，歐美國家的製造業獨領風騷，大批量的高品質生產模式應該説發展到了登峯造極的程度。相關的生產管理理論也完全成熟。例如，互換性，公差，標準化，就是大批量生產模式下產生的工程思想。同時質量控制方法、質量管理體系也逐漸完善和成型，出現了權威認證機構和培訓機構。

70年代，日本經濟起飛，東方管理大行其道，誕生了看板管理、精益生產、田口方法，全員質量管理等；90年代由於產能過剩，歐洲製造業開始了第一次轉型升級，開始針對細分市場需求開發更多的產品。在當時，面向用户需求這個概念便已經成為學界熱點議題。例如並行工程和敏捷製造思想就是為了滿足小批量生產應運而生的；全球化異地生產使生產系統日益複雜化，迫使跨國企業採用MRP、MRPII、ERP系統對其全球製造資源進行管理，也隨之產生了一大批為企業提供戰略、信息和管理服務的諮詢公司，催生了製造服務業的成熟。

可以説，全球化資源配置產生了資本密集型產業，自動化和產業升級催生了技術密集型產業，知識化則成就了由諮詢公司、設計公司和研發機構組成的知識密集型產業。正是由於發達國家製造業的構成以這類企業為主，利潤率高，人均產值高，對從業者職業技能要求高，所以圍繞製造業開展業務的企業過得都還算愜意。

2/ 製造業產業分工通用模型

上圖是“製造業產業分工通用模型 ”。如圖所示，製造業的任何一個細分產業都可以抽象成這樣的結構：

中間的主要鏈條着眼於產品的材料變化：從採掘業、農業和化工產業生產出的原材料，經過初級加工，變成毛坯，再由毛坯製成零件，若干個零件被拼裝成部件，部件再裝配成為組件，最終成為產品，賣給最終消費者，產生價值。

在生產過程中，需要有形和無形的支持。其中有形的支持主要來自設備、工具、軟件及耗材的供應商，在圖中底部模塊表示；圖中上部模塊則表示無形支持，具體包括：設計服務、技術諮詢、管理諮詢、財務、物流、營銷、人力資源等相關的服務和諮詢。而不同的生產環節所需要的支持側重點也不同：處於製造業上游的零件生產商所需要的服務以零件結構設計和製造工藝諮詢為主，生產設備則以強調效率的成型、加工和檢測設備為主。

部件及組件生產商提供的是工業產品，面向企業需求。對產品的功能性和可靠性要求較高，總體而言穩定性大於創新性。這個環節需要大量的不同種類的自動化設備，軟件系統和工程技術相關的諮詢服務。

相比之下，下游產業以裝配為主，面向最終消費者。這個區間的企業多半是大型甚至超大型企業，資本和勞動力投入都很大。同時，由於直接面向消費市場，所以必須能夠快速對市場做出反應，產品種類多，批次多，同時批量大，管理極其複雜。

如前文所述，發達國家在全球化的過程中，將不容易實現自動化的裝配測試環節大量轉移到中國，因此中國的優勢製造產業多集中在下游，如家電、數碼、傢俱、服裝、汽車等。這些企業面向最終客户和終端消費市場，同時供應鏈體系又最為複雜，需要組織大量工人進行生產，而產品同質化嚴重，競爭激烈，利潤率不高。即便是處於產業鏈中游的企業也多是以規模和價格取勝。所以中國製造業企業通常都很大，員工人數動輒上萬，管理難度大。因此亟需通過互聯網+、大數據、智能製造、工業4.0等概念提升企業競爭力。

而歐美企業多是集中在中上游的高附加值零部件及自動化程度較高的工業標準件生產，以及設備、工具、軟件和各類諮詢服務業。規模小，定製化程度高，產品及服務附加值高，員工人數少，人均產值高，所以歐美企業並不需要一種解決複雜大型管理系統的技術，而是需要進一步提高產品本身的設計，優化生產工藝，完善產品設計和測試體系等。

3/ 中國製造怎樣才能趕超歐美？

下面這件展品十分有趣。它是我在巴黎的一個關於複合材料的展會上看到的。它是早在18世紀，固定翼飛機概念剛剛出現時，由法國軍方支持的探索性項目。飛行器形狀類似大蝙蝠，前端裝有兩個螺旋槳，由一個笨重的內燃機驅動，而這個飛機發動機在當時絕對是最先進的軍事科技，燃料是酒精。機身結構是木頭，金屬和棉布，也是當時最好的輕量化材料和結構設計。而實際測試時，這個大蝙蝠竟然也騰空飛起幾米高，並連續飛了好幾十米。

蝙蝠飛機，及其酒精動力蒸汽發動機

如果以現代的眼光看當時這個項目，絕對算是概念性高科技武器，要知道那時候蒸汽機技術也沒成熟多久，而且人類對空氣動力學理論也一無所知。所以相比當時用蒸汽機驅動飛機，其技術難度就好像把核反應堆小型化裝在火箭上，試圖實現曲速飛行。

應該説蒸汽時代的機械工程達到了登峯造極的地步。由於缺乏合適的材料和足夠小的動力系統，所有的傳動、控制、防護系統都需要通過純機械的方式實現。下圖是一個自行車減震設計，由於當時沒有橡膠輪胎，工程師就想到了通過兩層鋼圈，輪轂通過氣壓缸和彈簧片起到緩衝作用。當然，隨着橡膠和單向閥的發明，照片裏的技術並沒有普及應用，但是可以確信，工業革命時代的歐洲，機械工程師們完全有能力通過純幾何的方式，設計出任何需要的機器設備。

硬質緩衝車輪

由此感慨：中國對近現代科技發展的貢獻度真的不大。儘管不乏鄭和時期“寶船”那種超級工程，但是本質上運用的是古代的木船技術，雖然大，但是沒有什麼技術突破。

經常有朋友問我，中國製造怎樣才能趕超歐美？我的回答是：其他領域不敢説，但就機械行業而言，真的很難。用更嚴謹的語言來回答：除關鍵戰略性行業外，傳統機械技術及相關領域，中國不適合採取全面趕超策略。

客觀地説，歐美製造業自工業革命開始就發展迅速，特別是經過了兩次世界大戰和冷戰的洗禮，其整個製造業體系對中國的領先程度是全方位的。儘管我國在很多領域已經取得了不小的突破，但是基礎還欠穩固，要在短期內全面趕超歐洲幾乎是不可能的，還有相當長的路要走。

我們不妨回顧日本製造的成功經驗。儘管日本早在明治維新之後，一戰之前就已經基本上成為工業國，其製造業底子並不弱。但經過一個世紀的趕超，即便在今天，日本的高端產品仍然無法全面進入歐美：日本的高端汽車品牌凌志、英菲迪尼怎麼也無法與奔馳、寶馬相比，更比不過賓利、勞斯萊斯、法拉利、保時捷等豪車；日本的發那科機器人雖然也是工業機器人四大家族之一，儘管銷量大，但其性能、可靠性和客户認可度仍然無法與KUKA和ABB相比。德國KUKA的工程師對日本FANUC報以不屑，而瑞士的Staubli連KUKA都看不上，更別提日系機器人了。

可以説，日本和歐洲這種高端產業之間的代差，雖然已經不大但幾乎仍然是不可逾越的。其根本原因不難理解：日本與歐洲製造業的研發體系、工程技術教育和科研體系都是一樣的，並無優越之處。所以後發國家如果採用同樣的體系，是無論如何也無法趕超歐美國家的傳統優勢製造業的。

一、越早成熟的技術，中西方差距越大，趕超難度越大

應該説機械是工程技術領域裏最早成熟的學科。機械設計和機械製造技術在經歷了3次產業革命，2次世界大戰和1次冷戰的洗禮，已經發展得極其完備。日本的機械相關技術要趕超歐美幾乎是不可能的任務。但是，日本在電子信息產業卻並不落後。其根本原因是日本趕上了那波技術革命。所以對於後發國家來説科技趕超是否成功主要取決於起步時間。比如印度的信息產業起步很早，所以在軟件外包，信息服務等行業並不落後於美國。

二、應該善於在新技術革命時期彎道超車

老技術總會被新技術取代，例如上文提到的自行車減震輪，在橡膠輪胎髮明之後就完全失去價值。類似地，當延時繼電器發明之後，工程師就不再用機械棘輪控制時間間隔；輸電系統成熟後，工廠裏便不再使用大型的皮帶傳動機構；變頻器大量應用之後，機械減速箱幾乎在機牀裏消失了；可見，機械技術正在逐漸被電力和信息技術所取代，就其邏輯概念可表達為：電取代熱，直接取代間接。

電動車就是一個很好的例子，汽車直接由電力驅動，而不再是燃油在氣缸內爆炸，這就是電取代熱；同時電力通過磁直接轉化為轉動，不再需要曲軸連桿機構把直線運動轉化為轉動，這就是直接取代間接。以此為原則可以做出很多針對具體技術的發展推測，例如機牀的傳動方式：隨着直線電機和扭矩電機技術的成熟以及成本的降低，未來運動機構的驅動很可能不再需要絲槓，齒條，行星齒輪這種“多餘”的機械機構，而是直接通過超導磁懸浮的方式；而增式製造工藝本質上也是直接替代間接。

當然，實際的新老技術更替會是個漫長的過程，多種技術也將長期並行存在。對於中國來説，技術升級和產業轉型需要前瞻性，有所為有所不為。中國的科技崛起基本上與信息革命同步，因此可將發展重點放在信息、電子、半導體、生物製藥等新型產業。

三、對新興技術投入效用更大

當然，這裏並不是説傳統的機械行業完全不重要，不值得繼續投入，而是説當前中國更應該着眼於新技術。

首先，新技術並沒有教科書，沒有學習樣板，各國基本上都在同一個起跑線上。以複合材料為例，儘管歐美日相對領先一些，但中國也並未落後很多。所以在這個領域投資重金將有可能培育出中國的行業寡頭。其次，我國新技術領域相關的人才儲備多。説白了就是中國高校更熱衷於做熱點前沿課題，10年前幾乎所有大學的自動化系、信息學院都有人工智能、模式識別之類的研究生專業，而在當時這個專業並沒有太多的用武之地，但在如今這個AI氾濫的時代，這些專業的老師和畢業生可謂鹹魚翻身。類似的專業還有生命科學、超導材料之類的，大量畢業生在國內很難找到對口的公司，只能出國。儘管學術水平參差不齊，但這些大量的儲備人才確實也可以很大程度地支持這些新興產業。

四、機械相關領域轉型升級的具體操作

對於一般民用行業：放棄趕超。通過併購，技術引進，聯合研發等形式，控制一批歐洲機械相關行業的高科技企業和研究所，僱傭其技術團隊為我所用。而不再採用進口替代等競爭思維，將中國放在世界的對立面。由於這類行業由大量的極具技術特色的中小企業組成，“隱形冠軍”居多，議價能力弱，對中國市場依存度高，而且企業主通常難以獲得暴利，所以併購成功的可能性大。

對於敏感行業，如航空發動機、特種材料、特種製造工藝等領域，除了集中力量進行科技攻關，還可以通過對相關的生產設備和工具廠商的併購，實現產業滲透。中國目前對關鍵技術的海外併購戰略意圖都過於明顯，因此遭到抵制也在所難免。

在第四次工業革命的大背景下，新技術、新產品層出不窮，而原有的產業格局也必然發生重大變革。如果在這個過程中，能夠針對歐洲特定優勢技術和細分市場預見性和系統性地發起產業併購，就可能在未來的國際競爭中獲得壓倒性優勢。而這類併購就特別適合面向並不為大眾熟知的專業度極高的工業產品的特定細分市場。

4/ 結語

總之，技術革命是後發國家制造業實現趕超的唯一機遇。

中國製造業要真正趕超歐美，除非在傳統行業裏大量使用革命性的新技術和新工藝。也就是説，現在的第四次技術革命是中國製造業的趕超機遇，在新興領域發力才是我國製造業轉型升級正確的戰略途徑。

吳昊陽，獨立學者，德國萊興巴赫－哈繆公司亞太區商務總監，技術諮詢顧問。萊興巴赫－哈繆公司成立於1927年，從事精密機牀，專用柔性製造設備和智能生產系統的研發和生產，同時提供全自動無人車間和智慧工廠的解決方案以及生產工藝改進，輔助工具設計，技術平台規劃，升級策略制定等專業諮詢服務。其超高精度機牀被廣泛應用於航空發動機零件加工，為葉片和整體葉盤精密加工領域翹楚。

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