行業(yè)資訊丨裝配式構件制造中機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 1087
來源：棄醫(yī)轉行的工程師、BIM與裝配式裝修資訊第1號
與其他行業(yè)相比，預制構件行業(yè)的門檻相對較低，所以裝配式建筑企業(yè)之間競爭的本質是對各自體系、供應鏈上的競爭，在這兩個方面做得不好的企業(yè)都會被市場淘汰。
建筑產業(yè)化大多數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。它的競爭其實沒有體現在內功方面，而是體現在了擴張方面。這就導致了競爭無序的情況，預制構件行業(yè)接下來的發(fā)展?jié)摿谟?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; color: rgb(192, 0, 0); visibility: visible; overflow-wrap: break-word !important;">通過應用技術來提高自己的運營效率。在建筑產業(yè)化的轉型升級當中，有一個很重要的內容，就是工廠生產流程中機器對人的替代。這一現象的出現有兩個很現實的原因，一是為了薄利多銷有規(guī)模效應，大概2018年之前（上海）有多家構件廠企業(yè)主表示，他們現在面臨的困境不是訂單不夠，而是訂單太多了，工人卻不夠，所以難以擴大產能。二是為了企業(yè)形象好成為地方標桿企業(yè)，不但可以得到更多的政策支持還能提高業(yè)務承接的中標率。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。
“智慧制造”是否會改變供應鏈的邏輯？
“智慧制造”究竟能在多大程度上替代人？
高端機器等于技術優(yōu)勢嗎？
第一個問題的答案我早就有了，越是用機器替代人，就越需要生產流程的專業(yè)化、標準化，才能讓機器發(fā)揮作用。而越是專業(yè)化標準化，就越是脫離不開規(guī)模化的供應鏈體系，所以就目前的技術條件而言，只要是全產業(yè)鏈運行的總包單位，“智慧制造”不會改變他們的供應鏈優(yōu)勢。至于第二個問題，要回答它，就必須到深入到“智慧制造”具體的實踐中，去看看在真實的生產流程中，機器究竟是怎樣在發(fā)揮作用。
我們在上海拜訪到了一家專業(yè)制造構件的企業(yè)，這是一家技術水平在構件行業(yè)當中屬于頂尖之列。就是在這里，我們發(fā)現，機器對人的替代，也只能是在特定生產環(huán)節(jié)上。我們從頭到尾參觀了構件生產的全流程，這個流程可以粗略分為體系研發(fā)、深化設計、數據導入、機械手拆裝模具、紅外識別質檢、數控無人澆筑、恒溫立體養(yǎng)護、成品儲運等幾個環(huán)節(jié)：
在方案環(huán)節(jié)，設計院會提出要求。但設計院的要求經常只是一種功能性的描述，產品具體該是什么樣子的，設計院也說不清。這就需要構件廠與設計院共同制定出框架性的方案。
接下來進入深化設計環(huán)節(jié)，構件廠把框架性方案細化為具體的生產圖紙。然后是數據導入環(huán)節(jié)，生產圖紙會被轉化為數控流水線上的數字程序。再之后，全自動數控流水線開始對模具、門窗、水電管線、鋼筋、混凝土、預埋件進行各種精確加工，完成一塊構件的生產。
我們在廠里看到了高度自動化的精密機械流水線加工環(huán)節(jié)，便問負責人：“等到使用先進機器來生產的廠家越來越多了，你們的技術優(yōu)勢也就不在了吧？到那時候你們要怎么辦呢？”沒想到負責人說，機器只能在預埋劃線、模具組裝、鋼筋擺放、澆筑振搗、立體養(yǎng)護等替代人，前端的研發(fā)、設計、數據等環(huán)節(jié)，機器是沒法替代人的。
原來，預制構件的研發(fā)和設計中有一系列非常微妙的東西。比如，對于客戶（設計院）的需求和構想，構件廠需要與客戶探討，這種需求該用怎樣的結構深化設計才能夠實現。如果研發(fā)工程師和深化設計工程師對于具體的生產沒有經驗，就很難想到方案的很多細節(jié)是否具有可實現性。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經驗。而且，這些經驗有很多是難以量化、無法言傳的。這就會導致具體生產過程中會有誤差率，而每個環(huán)節(jié)都有誤差率，積累到最后，生產出來的東西和最初設計的可能就是兩回事了。
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。接下來，還需要高水平的熟練工人，在具體的操作中實現工程師的設計。一個企業(yè)的技術高低，當然要看它用的機器，但機器誰都能買，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驗的工程師和熟練工人。
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計者和操作者的想象力，另一方面還需要豐富的生產經驗。這種經驗的獲得，無法通過簡單的講述來傳授，必須在長期的實踐中才能體悟出來。就好像教人游泳不能光靠說，你說得再詳細，聽的人也聽不會。要學游泳，必須得跳到水里，劃水，嗆水，在實踐中才能學會。
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，必須到實踐中才能真正學會。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。
就算你請頂級球員來給你指導，他也只能指導你的動作姿勢，不可能把他的肌肉記憶傳給你。你必須依靠自己的領悟，再加上刻苦的訓練，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，因為每個人在身體條件上仍然有具體的差異。最終你要達到的，是“得其神而忘其形”，“形”是具體的標準動作，可以忘掉，因為動作的整齊劃一不是目的，能投進球才是目的；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，我們通常在學校和書本上學到的知識，是可以規(guī)模化傳播的知識，是一種“形”的知識；但還有一些知識，沒法規(guī)模化傳播，只能以師父帶徒弟的方式，讓徒弟在實踐過程中逐漸悟出來，是一種“神”的知識。后面這種知識，學術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。其次，隱性知識又極為重要。一方面，它在某種程度上構成了顯性知識的前提，就像構件制造中，雖然預埋劃線、模具組裝、澆筑振搗、立體養(yǎng)護等這些環(huán)節(jié)是可以用自動化的機器來完成的，但判斷在什么工序中、怎么來使用什么樣的機器，又是在隱性知識的基礎上決定的。另一方面，當競爭者之間在顯性知識上大致相當的時候，隱性知識就會成為關鍵的差異化優(yōu)勢。
智慧制造中的“制造”有什么奧秘
于是，我們在調研中意識到，“智慧制造”這個理念，其實應該被拆解為兩個部分——“智慧”和“制造”。通常所說的“智慧”這部分，實際上恰恰是可以用機器替代人的部分，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”。而“制造”這個部分，不僅包括機器的工作，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”。過去我們討論供應鏈網絡的時候，習慣性地更關注顯性知識的部分。但一旦考慮到預制構件制造業(yè)中隱性知識的部分，對供應鏈網絡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，它只能在實踐當中被體悟，而龐大的供應鏈網絡提供了最大規(guī)模的實踐機會。工廠能夠遷走，但是這個人群的隱性知識無法跟著被遷走。當然，在新建的構件制造工廠中，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踐，只有足夠大規(guī)模的供應鏈網絡，才提供得了這么多的實踐機會。所以，新建構件廠培養(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)新層面上進一步區(qū)分出基于顯性知識的創(chuàng)新——技術創(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驗。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。而如果供應鏈網絡的規(guī)模足夠大，網絡中就會浮現出大量有這種獨門絕技的小作坊，而這種數量成規(guī)模的“小作坊”，反過來又會讓供應鏈網絡擁有難以被替代的巨大活力。平時我們看不到這些“小作坊”，但就在這些細節(jié)中，同樣潛藏著活力的秘密。
“手藝”背后的隱藏紅利
總結一下，在制造業(yè)向“智慧制造”的升級當中，實際上存在著“智慧”和“制造”兩個部分。智慧的部分是制造業(yè)中的新技術，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，機器是無法替代人的。在中國龐大的供應鏈體系中，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，但有一點是可以肯定的，就是受過良好規(guī)范化教育的人，通過實踐發(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者認為，所謂“競爭力”，其本質是企業(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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