引言
浙江大學教授、博士生導師顧新建
新一輪科技革命—兩種前景
當前我們正面臨著全球新一輪的科技革命，對于這一產業(yè)革命在不同的國家有不同的稱呼。德國叫工業(yè)4.0，美國叫工業(yè)互聯(lián)網，國外學術界稱之為第三次工業(yè)革命，并且在其第三次工業(yè)革命論文著里，他們有這么一個觀點：第三次工業(yè)革命將使制造業(yè)回歸到西方發(fā)達國家，中國崛起將可能會被“第三次工業(yè)革命”所終結。這個論斷是國外學術界在2012年提出的，的確我國自2012年以來，經濟出現(xiàn)了大幅度的滑坡。但這背后的邏輯依據是什么？
所謂工業(yè)4.0、第三次工業(yè)革命，要實現(xiàn)的是智能制造，即制造業(yè)將越來越少的依靠人，要實現(xiàn)智能化、無人化，而智能裝備是發(fā)達國家的強項，因此回歸是很自然的事情。對于中國，制造企業(yè)向智能化發(fā)展，所具有的人力、資源優(yōu)勢將蕩然無存，而智能裝備中國又缺乏創(chuàng)新和制造能力，所以很有可能停滯發(fā)展。這是國外學術界的觀點。
當然，中國有不同的觀點，習總書記提出緊緊抓住世界范圍內新一輪科技革命和產業(yè)變革與我國加快轉變經濟發(fā)展方式歷史性交匯的歷史性機遇，將大大加快我國工業(yè)化和建設制造強國的進程。解讀這句話即工業(yè)1.0、2.0、3.0、4.0，都是歷史上的重大轉折點，工業(yè)4.0對于我國來說是歷史性的機遇，可以幫助中國從發(fā)展中國家向發(fā)達國家、從制造大國向制造強國轉型升級，這兩方面的轉型對于中國而言就是歷史性的交匯所帶來的歷史性的機遇。
中國制造企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)：中等收入陷阱—“高不成低不就”
當前，一方面中國勞動人口存量已經開始下降、低工資國家代工產業(yè)的興起、政府最低工資線在不斷上升、年輕人對工資要求不斷提高，導致勞動密集型產業(yè)向低工資國家轉移。另一方面，先進制造技術和市場主要掌控在發(fā)達國家手中，發(fā)達國家正在利用新一輪科技革命和智能制造促使高端制造業(yè)回歸、利用專利制度和綠色法規(guī)及標準制約中國企業(yè)的自主創(chuàng)新、利用其先發(fā)優(yōu)勢吸引最優(yōu)秀的人才不斷創(chuàng)新，中國制造業(yè)向高端突圍不易。
我國要擺脫這種困境，創(chuàng)新是關鍵。
新一代信息技術帶來歷史性機遇
新一代信息技術是新一輪科技革命的核心，是企業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新的重要途徑�；ヂ�(lián)網、Web2.0、云計算、移動互聯(lián)網、物聯(lián)網等新一代信息技術與PLM等企業(yè)信息系統(tǒng)、信息物理系統(tǒng)（CPS）等的結合，會產生大量的數(shù)據，這些數(shù)據的特點是信息集成、資源共享、大眾評價、信息透明、全員參與、數(shù)據挖掘……，最重要的是其于這些大數(shù)據可以幫助企業(yè)建立透明的創(chuàng)新環(huán)境，實現(xiàn)轉型升級。
圖1 新一代信息技術帶來歷史性機遇
大數(shù)據+產品創(chuàng)新
圖2 大數(shù)據+產品創(chuàng)新
從上圖可以看到，大數(shù)據可以幫助制造企業(yè)在從產品設計、制造、生產管理、營銷、使用、維護等全生命周期，以及企業(yè)內部的知識管理、企業(yè)協(xié)同等方面都實現(xiàn)創(chuàng)新。接下來重點講解大數(shù)據在每一個階段是如何幫助企業(yè)創(chuàng)新的。
大數(shù)據+產品維護
在產品維護方面，大數(shù)據的應用比較廣泛，例如飛機的發(fā)動機都是在發(fā)動機公司租賃的，發(fā)動機公司通過遠程監(jiān)控獲得大數(shù)據，這些數(shù)據不僅幫助其進行產品維護，提高維護水平。同時這些數(shù)據也幫助他們不斷地了解產品性能，改進產品，提高產品創(chuàng)新。此外，若非租賃形式，產品生產企業(yè)也可以通過將傳統(tǒng)產品接入傳感網絡，獲取來自產品運行狀態(tài)大數(shù)據，在為用戶提供預防性的維修、故障診斷、減少能耗等服務的同時，獲取用戶需求，了解產品狀態(tài)，幫助改進產品。
圖3 智能產品監(jiān)控
大數(shù)據+產品使用
現(xiàn)如今產品越來越智能，比如智能空調、云空調，不僅用戶使用方便，如遠程控制空調；而且企業(yè)可以自動獲取用戶使用習慣數(shù)據，如風速、風向、溫度等，來幫助企業(yè)更好的創(chuàng)新和服務用戶。
圖4 產品使用服務
接下來介紹杭州的一家企業(yè)—杭氧，它原來是賣空分設備，現(xiàn)在賣氣體。杭氧通過獲取用戶在使用氣體的過程中一手數(shù)據，改進產品；并促進開展新產品的試驗和應用，加速產品研發(fā)和推廣。
工業(yè)4.0包括智慧工廠，那么未來的智慧工廠有什么？很重要的一點就是有為企業(yè)提供服務的APP。無論是現(xiàn)如今比較流行的蘋果，還是未來的汽車，都是一個平臺，上面有許多APP服務，產生大量的數(shù)據，運營方將通過這些數(shù)據了解用戶需求，與合作伙伴、用戶協(xié)同完善產品。未來的汽車平臺上將擁有一系列跟無線網絡連接的軟件程序的接口，這些軟件程序可能包括你的工作、學習、娛樂等，會有很多的程序員和應用的開發(fā)者為你的汽車創(chuàng)造一系列的應用，包括從助手到導航、到地理搜索、到按需點播的電影和音樂，包括即時通訊。
圖5 智慧工廠架構
大數(shù)據+產品營銷
大數(shù)據在營銷方面的應用是有目共睹的。寧波有一家賣塑料相關產品的網站平臺，通過提供基于銷售大數(shù)據的中塑指數(shù)，為企業(yè)提供服務。雅戈爾的分銷大數(shù)據分析系統(tǒng)幫助其降低庫存，幫助設計人員了解最暢銷的服裝。
圖6 雅戈爾大數(shù)據可視化展示
大數(shù)據+生產管理
圖7 智能生產管理
在生產管理方面。未來基于物聯(lián)網的智能工廠會充滿著大量傳感器，設備通過傳感器互聯(lián)實現(xiàn)智能化，并會產生大量數(shù)據。通過大數(shù)據平臺對生產過程全程監(jiān)控，實現(xiàn)生產效率優(yōu)化、精細管理、智能管理、質量監(jiān)控、DFM。下圖是基于大數(shù)據的管理駕駛艙，可實現(xiàn)績效監(jiān)控、模擬業(yè)務場景、資源分配和新目標設置等，并能將這些數(shù)據用可視化的方式展示給老板看。
圖8 基于大數(shù)據的管理駕駛艙
此外，還可以通過大數(shù)據解決員工的誠信問題，例如某某罐頭機械廠面臨著企業(yè)員工越來越難管，為了多拿獎金，只求數(shù)量，不顧產品質量；在一個企業(yè)表現(xiàn)不好，跳槽到其它企業(yè)拿更高的工資也很容易等問題，但是借助大數(shù)據可以監(jiān)測員工每天的工作情況，如完成產品的質量和數(shù)量數(shù)據、所設計的產品的經濟效益數(shù)據、產品銷售數(shù)據等等，以及企業(yè)日常的評價數(shù)據等。當然，這一方面需要行業(yè)聯(lián)盟、所有關聯(lián)企業(yè)、政府共同推進。
大數(shù)據+協(xié)同制造
在協(xié)同制造方面的應用一是用于基于零件庫的協(xié)同設計和制造，德國Genius WEB2CAD AG開發(fā)的TraceParts能集成到主流CAD軟件的零件庫中，直接在CAD軟件中啟動，支持零件搜索和3D視圖，同時以DWG或DXF格式生成零件的所有二維視圖。目前，這個零件庫有1億多種零件模型，設計人員可以進入下載這些模型。然后，把它組成產品再進行仿真，再把這些零部件交給供應商制造。這些零部件專業(yè)化生產、成本低、質量好，這種專業(yè)化協(xié)同生產模式國內還比較少。
另一個應用是供應鏈全程監(jiān)控和協(xié)同優(yōu)化，我們進行企業(yè)調研時發(fā)現(xiàn)企業(yè)面臨的最大問題之一是誠信，例如有的汽車模具廠，所需要的模具鋼材料或是國外的，或是寶鋼的，有時也會有人用其他廠生產的材料進行蒙騙；另外，模具需要熱處理，請人家熱處理，工藝過程偷工減料；還有外協(xié)任務不準時等，嚴重影響了企業(yè)的專業(yè)化服務及創(chuàng)新能力。通過大數(shù)據監(jiān)控材料檢測數(shù)據、流向數(shù)據；外協(xié)加工的錄像數(shù)據；訂單完成時間數(shù)據；客戶評價數(shù)據；專利保護；加工質量檢測數(shù)據；……等，有助于解決此類問題。
大數(shù)據+產品設計
圖9 用戶協(xié)同設計
通過互聯(lián)網實現(xiàn)用戶協(xié)同設計比較成功的是小米，小米三分之一是用戶參與設計的，在這一過程中形成用戶設計大數(shù)據，從而幫助改進產品，使之更滿足用戶需求。
企業(yè)實施PLM系統(tǒng)以后會積累大量的數(shù)據，如產品模型大數(shù)據、設計知識大數(shù)據，還有產品生命周期過程大數(shù)據，充分利用這些大數(shù)據，可實現(xiàn)：
●由大數(shù)據對知識價值和相互關系做出準確評價；
●由大數(shù)據對設計人員水平做出準確評價；
●由大數(shù)據快速找到最合適的設計師；
●由大數(shù)據快速找到所需要的知識；
●由大數(shù)據快速找到所需要的產品模塊；
●從大數(shù)據自動產生新的產品方案。
模塊化是協(xié)同設計的基礎，下圖是我們制定的機械產品模塊化設計典型過程模型(“Y”模型)，分別是針對新產品和已有產品的平臺模塊化構建過程，是我們制定的一個國家標準，今年已經正式實施了。主要是分為兩個階段，首先建立一個產品的模塊和平臺，然后在這個平臺基礎上進行配置設計，可以很好的和PLM結合起來使用。
圖10 機械產品模塊化設計典型過程模型(“Y”模型)
大數(shù)據+企業(yè)創(chuàng)新
創(chuàng)新是很難的，例如浙江省的民營企業(yè)家經常感嘆：藍領好管，白領不好管。藍領的活兒可以計數(shù)考核，白領不行。哪個白領離職了，他的經驗和知識也隨之流失。
如今已是知識經濟時代，知識將成為企業(yè)的主要財富。企業(yè)對固定資產有很好的管理方法，但往往對知識財富的管理束手無措。如果有一個比較完整和可靠的員工知識庫，讓白領發(fā)布自己的工作經驗、建議等，大家進行評價，并根據使用效果進行評價。這樣可以對白領的水平、貢獻以及知識共享程度等進行評價，并據此給出激勵，支持白領的知識共享和協(xié)同創(chuàng)新。同時使企業(yè)知識庫越來越完善，留住了員工的知識。這就是大數(shù)據和知識管理的有效融合。
華為公司輪值CEO有一句話，“華為公司最大的浪費就是經驗的浪費。”華為有17萬員工，員工通過知識管理平臺實現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新。華為的知識管理平臺很活躍，因為他們的員工通過發(fā)表經驗、建議等能和其他人有很好的互動并得到認可，且還能為自己或團隊創(chuàng)造項目機會。華為的透明、公平的知識管理方式，使得其一直創(chuàng)新能力很強。
目前知識管理方面的工具很多，國外的企業(yè)知識庫是其創(chuàng)新的基礎設施平臺，都比較完善，在這方面中國還有很大的差距。
圖11 知識管理工具及關系
通過知識的協(xié)同發(fā)布和整理企業(yè)可以積累豐富的知識；通過大家的協(xié)同評價可以使知識有序化；通過對知識發(fā)布者和評價者協(xié)同評價，可以有助于領導清楚了解員工的表現(xiàn)；通過對知識的主動推送可以積極應用知識。實現(xiàn)了以上功能，才是基于知識的協(xié)同創(chuàng)新平臺。
圖12 中國運載火箭技術研究院知識服務平臺
圖13 基于大數(shù)據的全員協(xié)同創(chuàng)新模式
其實一些基于Web2.0的技術也可以幫助企業(yè)實現(xiàn)知識管理模式。像國外的企業(yè)IBM、西門子等等都有類似的系統(tǒng)，讓員工在網上大家發(fā)表創(chuàng)意，其他人進行評價，對好的創(chuàng)意給予激勵，充分調動大家創(chuàng)新的積極性。
圖14 基于Web2.0的知識管理模式
如果把制造企業(yè)模式分為這么幾種：設備引進型企業(yè)、信息化企業(yè)、技術引進型企業(yè)，人才引進型企業(yè)，利益共享型企業(yè)、透明公平型企業(yè)、幸福型企業(yè)。從下圖可以看出，互聯(lián)網和大數(shù)據可以幫助企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新、知識共享，成為透明公平型企業(yè)，提高企業(yè)的競爭能力。
海爾的張瑞敏發(fā)現(xiàn)當企業(yè)做大后員工的創(chuàng)新性、積極性不強，因此他提出了三個顛覆、三個試錯，通過互聯(lián)網帶來的變化，把權力下放，讓員工直接面對客戶，同時通過大數(shù)據來實現(xiàn)協(xié)同，幫助監(jiān)管。
長尾理論是大數(shù)據+產品創(chuàng)新的理論基礎，傳統(tǒng)理論是80-20法則，即企業(yè)內的80%的知識和財富是20%的員工創(chuàng)造的。而在互聯(lián)網時代，長尾理論即企業(yè)內的50~70%的知識和財富是80%的員工創(chuàng)造的。例如：Amazon的在線書店、Apple的iTunes在線音樂商店等的商品銷量的50~70%是大量的銷量很小的商品實現(xiàn)的。張瑞敏的高明之處即借助互聯(lián)網+大數(shù)據，增加“長尾”的面積，讓更多的員工在知識貢獻和協(xié)同創(chuàng)新中做出貢獻。
圖15 張瑞敏的三個顛覆、三個試錯
大數(shù)據+協(xié)同創(chuàng)新
企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新是以透明公平的供應鏈作為基礎。如今國外的協(xié)平創(chuàng)新平臺發(fā)展較好，社交型產品開發(fā)網站Quirky.com，平均每年推出60種產品，2014年11月通用電氣向Quirky 出資 3000 萬美元。國外還有一家社交型協(xié)同創(chuàng)新平臺INNOCENTIV.COM，通過現(xiàn)金懸賞來收集全球的創(chuàng)造性解決重大問題的方法。涵蓋制造，政府，科技，環(huán)保等領域，有來自世界125多個國家的12萬名科研精英注冊。
對于知識產權的保護也至關重要，為了有效避免模仿和仿冒，通過產業(yè)集群專利資源協(xié)同管理建立專利聯(lián)盟，實現(xiàn)專利協(xié)同保護、專利有償使用、專利協(xié)同評價，不僅保護了產品的創(chuàng)新，也有效地培養(yǎng)了人才。
圖16 企業(yè)變遷
上圖是企業(yè)變遷的趨勢，未來的制造企業(yè)的模式會是分布化企業(yè)，通過大數(shù)據支持分布化企業(yè)間的協(xié)同，獲得規(guī)模經濟效應、直接經濟效應，最大限度調動人的積極性。
經濟學界有這個理論：對市場經濟的影響有：一是政府干預，二是透明的市場機制以及“第三只手”社會道德�！渡鐣䥇f(xié)同：信息時代的第三種力量》表明：社會道德規(guī)范對經濟的積極影響，是建立在“人具有一種天然的利他主義傾向”基礎上的理論。但是現(xiàn)階段人們的利己主義傾向往往壓倒利他主義傾向，致使道德規(guī)范的力量失效。而在互聯(lián)網時代，通過大數(shù)據使得各種交易、協(xié)同設計和制造、協(xié)同服務、知識共享和協(xié)同創(chuàng)新等活動日益透明，可以依靠大眾來監(jiān)督去發(fā)現(xiàn)投機取巧行為，從而建立起可追溯信用歷史的信息社會和透明的市場機制。
小結
（1）新一輪科技革命對中國有兩種截然不同的前景；
（2）創(chuàng)新是關鍵，但創(chuàng)新很難，新一代信息技術是歷史性的機遇；
（3）PLM與新一代信息技術結合，產生大數(shù)據，幫助建立透明的創(chuàng)新環(huán)境：
●產品使用和維護過程透明；用戶需求透明；
●產品制造過程透明；企業(yè)員工表現(xiàn)透明；企業(yè)間協(xié)同制造過程透明；
●銷售透明；市場透明；
●用戶協(xié)同設計過程透明；產品設計歷史信息透明；
●企業(yè)員工知識共享和創(chuàng)新過程透明；
●企業(yè)間協(xié)同創(chuàng)新透明。
浙江大學教授、博士生導師顧新建在峰會上發(fā)表了《產品創(chuàng)新與大數(shù)據》的主題演講，本文根據演講內容整理而成，已經本人確認。
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