行業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
廣東裝配式建築分會 2024-06-19 4098
來(lái)源 ：棄(qì)醫轉行的工程師、BIM與裝配式裝修資訊第1号
與其他行業相比，預制構(gòu)件行業的門檻相對(duì)較低，所以裝配式建築企業之間競争的本質是對各自體系 、供應鏈上的競争，在這兩個方面做得不好的企業都會被市場淘汰。
建築産業化大多數競争在過(guò)去的十幾年裏是比較浮躁的 ，湧入瞭(le)太多資本，燒瞭(le)很多錢。它的競争其實沒有體現在内功方面，而是體現在瞭擴張方面。這就導緻瞭競争無序的情況，預制構件行業接下來的發展潛力應在於通過(guò)應用技術來(lái)提高自己的運營效率。在建築産(chǎn)業化的轉型升級當中，有一個很重要的内容，就是工廠生産(chǎn)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 ，一是爲瞭(le)薄利多銷有規模效應，大概2018年之前（上海）有多家構件廠企業主表示，他們現在面臨的困境不是訂單不夠，而是訂單太多瞭(le)，工人卻不夠，所以難以擴大産(chǎn)能 。二是爲瞭(le)企業(yè)形象好成爲(wèi)地方标杆企業(yè)，不但可以得到更多的政策支持還能提高業務承接的中标率。爲瞭(le)解決這些問題，很多企業主都開始嘗(cháng)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。
高端機器等於技術優勢嗎？
第一個問題的答案我早就有瞭，越是用機器替代人，就越需要生産(chǎn)流程的專業化、标準化 ，才能讓機器發(fā)揮作用。而越是專業化标準化，就越是脫離不開規模化的供應鏈體系，所以就目前的技術條件而言，隻要是全産(chǎn)業鏈運行的總包單位，“智慧制造”不會改變(biàn)他們的供應鏈優勢。至於第二個問題，要回答它 ，就必須到深入到“智慧制造”具體的實踐中 ，去看看在真實的生産(chǎn)流程中 ，機器究竟是怎樣在發(fā)揮作用。
我們在上海拜訪到瞭(le)一家專業制造構件的企業 ，這是一家技術水平在構件行業當中屬於(yú)頂尖之列。就是在這裏 ，我們發現 ，機器對人的替代，也隻能是在特定生産環節上 。我們從頭到尾參(cān)觀瞭(le)構件生産的全流程 ，這個流程可以粗略分爲體系研發、深化設計、數據導入、機械手拆裝模具 、紅外識别質檢、數控無人澆築 、恒溫立體養護、成品儲運等幾個環節：
在方案環(huán)節，設計院會(huì)提出要求。但設計院的要求經常隻是一種功能性的描述，産(chǎn)品具體該是什麽樣子的 ，設計院也說不清 。這就需要構件廠(chǎng)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節，構件廠(chǎng)把框架性方案細化爲具體的生産(chǎn)圖紙 。然後是數據導入環節 ，生産(chǎn)圖紙會被轉化爲數控流水線上的數字程序 。再之後，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(què)加工 ，完成一塊構件的生産(chǎn)。
我們在廠(chǎng)裏看到瞭(le)高度自動化的精密機械流水線加工環節，便問負責人：“等到使用先進機器來生産的廠家越來越多瞭(le) ，你們的技術優勢也就不在瞭(le)吧？到那時候你們要怎麽辦(bàn)呢？”沒想到負責人說，機器隻能在預埋劃線、模具組裝、鋼筋擺(bǎi)放、澆築振搗(dǎo)、立體養護等替代人，前端的研發、設計、數據等環節，機器是沒法替代人的 。
原來，預制構件的研發和設計中有一系列非常微妙的東西。比如 ，對於(yú)客戶（設計院）的需求和構想 ，構件廠(chǎng)需要與客戶探讨，這種需求該用怎樣的結構深化設計才能夠實現。如果研發工程師和深化設計工程師對於(yú)具體的生産(chǎn)沒有經驗，就很難想到方案的很多細節是否具有可實現性。要想将這些問題全都考慮周全，就需要工程師有足夠(gòu)的生産(chǎn)經驗。而且，這些經驗有很多是難以量化、無法言傳的 。這就會導緻具體生産(chǎn)過程中會有誤差率，而每個環節都有誤差率，積累到最後，生産(chǎn)出來的東西和最初設計的可能就是兩回事瞭(le)。
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、控制各個環節 ，讓各個環節之間的誤差率彼此對(duì)沖(chōng)，讓最終出來的總誤差率能夠在一個可接受的範圍内。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。一個企業的技術高低，當(dāng)然要看它用的機器 ，但機器誰都能買 ，形成不瞭(le)差異化的優勢 ，這種時候，能分出高下的地方，就是這個企業是否有足夠多的有豐(fēng)富經(jīng)驗的工程師和熟練工人。
隐性知識是什麽？
那問題來瞭(le)，高水平工程師和熟練工人的這種知識又是怎麽來的呢？是否能通過(guò)職業教育來獲取呢？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(fēng)富的生産(chǎn)經驗。這種經驗的獲得，無法通過簡單的講述來傳(chuán)授，必須在長(zhǎng)期的實踐中才能體悟出來。就好像教人遊泳不能光靠說，你說得再詳細 ，聽的人也聽不會。要學遊泳 ，必須得跳到水裏 ，劃水 ，嗆水，在實踐中才能學會。
說到這你就明白瞭(le)，有些東西隻可意會不可言傳(chuán)，這還真不是師父願不願意教的問題，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(dǐng)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(dòng)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 ，他也隻能指導你的動作姿勢，不可能把他的肌肉記憶傳(chuán)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，你也有瞭(le)和師父一樣的命中率，但可能你的動作和師父卻不一樣瞭(le)，因爲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”是具體的标準動作，可以忘掉，因爲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，是可以規模化傳(chuán)播的知識，是一種“形”的知識；但還有一些知識，沒法規模化傳(chuán)播，隻能以師父帶(dài)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。後面這種知識，學術上有一種專門的說法 ，叫做“默會知識”，又叫“隐性知識”。我們前面說到的那種高水平工程師和熟練工人，他們的優勢，就在他們所掌握的隐性知識上。首先，隐性知識難以傳(chuán)播，隻能在實踐(jiàn)中生成和傳(chuán)授。其次 ，隐性知識又極爲重要。一方面，它在某種程度上構(gòu)成瞭(le)顯性知識的前提 ，就像構件制造中，雖然預埋劃線、模具組裝、澆築振搗、立體養護等這些環節是可以用自動化的機器來完成的，但判斷在什麽工序中、怎麽來使用什麽樣的機器，又是在隐性知識的基礎(chǔ)上決定的。另一方面，當(dāng)競争者之間在顯性知識上大緻相當(dāng)的時候，隐性知識就會成爲關鍵的差異化優勢。
智慧制造中的“制造”有什麽(me)奧(ào)秘
於(yú)是 ，我們在調(diào)研中意識到，“智慧制造”這個理念，其實應該被拆解爲兩個部分——“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(chēng)爲制造業中的“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(cān)與，這就需要一系列的隐性知識。這部分我姑且稱(chēng)爲制造業中的“手藝”。過去我們讨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中隐性知識的部分，對(duì)供應鏈網絡的分析就必須要加入一個新的要素瞭(le)，那就是擁有高水平“手藝”、掌握豐富隐性知識的人群的規模。“手藝”這種隐性知識是難以大規模傳(chuán)播和積累的，它隻能在實踐當(dāng)中被體悟，而龐大的供應鏈網絡提供瞭(le)最大規模的實踐機會。工廠能夠遷走，但是這個人群的隐性知識無法跟著(zhe)被遷走。當然，在新建的構件制造工廠中，隐性知識也可能會慢慢地生長(zhǎng)出來。但是，隐性知識的生長(zhǎng)需要足夠多的實踐，隻有足夠大規模的供應鏈網絡，才提供得瞭(le)這麽多的實踐機會 。所以，新建構件廠培養隐性知識的條件也比不上，“手藝”養成的速度和最終的成就，也難以和老工人及老工程師相比 。我們甚至可以在創新層(céng)面上進一步區分出基於(yú)顯性知識的創新——技術創新，和基於(yú)隐性知識的創新——工藝（手藝）創新。工藝或者說手藝的創新，高度依賴於(yú)一線工人師傅的經驗。有可能某個師傅在某個特定環節有深刻的體悟，有“一招鮮、吃遍天”的能力。但由於(yú)隐性知識難以言傳，這些老師傅最多隻能形成一個個小作坊。而如果供應鏈網絡的規模足夠大，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”，但就在這些細節中，同樣潛藏著(zhe)活力的秘密。
“手藝”背後的隐藏紅利
總結一下，在制造業向“智慧制造”的升級當(dāng)中，實際上存在著(zhe)“智慧”和“制造”兩個部分。智慧的部分是制造業中的新技術，屬於(yú)顯性知識；而制造的部分中則包含著(zhe)更多屬於(yú)人的“手藝”，是一種傳播起來更爲困難的隐性知識。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(zhe)大規模的擁有“手藝”、掌握隐性知識的人群，這是中國供應鏈體系中難以遷移的一個(gè)優勢。規範化的教育無法傳(chuán)授隐性知識，但有一點(diǎn)是可以肯定的，就是受過良好規範化教育的人，通過實踐發展出隐性知識的能力會比教育水平差的人更好。一些研究核心競争力的學者認爲，所謂“競争力”，其本質是企業專有的、不可模仿的知識。我會，你不會；我懂怎麽省錢，你不懂；我知道怎麽做小龍蝦好吃，你不知道。那我就有競争力。這就是所謂的“知識就是财富”。
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