智能制造在美国、德国、日本有啥不同？

　　然而，德国同样对数据的采集缺少积累，因为在德国的制造系统中对故障和缺陷采用零容忍的态度，出现了问题就通过装备端的改造一劳永逸地解决。在德国人的意识中不允许出现问題，也就自然不会由问题产生数据，最直接的表现就是找遍德国的高校和企业，几乎没有人在做设备预诊与健康管理(PHM)和虚拟测量等质量预测性分析。另外由于德国生产线的高度自动化和集成化，使得其整体设备效率(OEE)非常稳定，利用数据进行优化的空间也较小。

　　德国依靠装备和工业产品的出口获得了巨大的经济回报，因为产品优秀的质量和可靠性，使得德国制造拥有非常好的品牌口碑。然而德国近年来也发现了一个问题，那就是大多数工业产品本身只能够卖一次，所以卖给一个客户之后也就少了一个客户。同时，随着一些发展中国家的装备制造和工业能力的崛起，德国的市场也在不断被挤压。因此，在2008—2012年的5年时间里，德国工业出口几乎没有增长。由此，德国开始意识到卖装备不如卖整套的解决方案，甚至同时如果还能够卖服务就更好了。

　　于是，德国提出的工业4.0计划，其背后是德国在制造系统中所积累的知识体系集成后所产生的系统产品，同时将德国制造的知识以软件或是工具包的形式提供给客户作为增值服务，从而实现在客户身上的可持续的盈利能力。这一点从德国的工业4.0设计框架中能够十分明显地看到，整个框架中的核心要素就是“整合”，包括纵向的整合、横向的整合和端到端的整合等，这简直太像德国制造体系的风格了，既是德国所擅长的，也为其提供增值服务提供了途径。所以第四次工业革命中德国的主要目的是利用知识进一步提升其工业产品出口的竞争力，并产生直接的经济回报。

　　美国

　　“从数据和移民中获得新的知识，并擅长颠覆和重新定义问题”

　　与日本和德国相比，美国在解决问题的方式中最注重数据的作用，无论是客户的需求分析、客户关系管理、生产过程中的质量管理、设备的健康管理、供应链管理、产品的服役期管理和服务等方面都大量地依靠数据进行。这也造成了20世纪90年代后美国与日本选择了两种不同的制造系统改善方式，美国企业普遍选择了非常依赖数据的6-sigma体系，而日本选择了非常依赖人和制度的精益管理体系。

　　中国的制造企业在2000年以后的质量和管理改革上，大多选择了精益体系这条道路，一方面因为中国与日本文化的相似性，更多的还是因为中国企业普遍缺乏数据的积累和信息化基础，这个问题到现在也依然没有解决。

　　除了从生产系统中获取数据以外，美国还在21世纪初提出了“产品全生命周期管理(PLM)”的概念，核心是对所有与产品相关的数据在整个生命周期内进行管理，管理的对象即为产品的数据，目的是全生命周期的增值服务和实现到设计端的数据闭环。

　　数据也是美国获取知识的最重要途径，不仅仅是对数据积累的重视，更重要的是对数据分析的重视，以及企业决策从数据所反映出来的事实出发的管理文化。从数据中挖掘出的不同因素之间的关联性、事物之间的因果关系，对一个现象定性和定量的描述和某一个问题发生的过程等，都可以通过分析数据后建立的模型来描述，这也是知识形成和传承的过程。

　　除了利用知识去解决问题以外，美国也非常擅长利用知识进行颠覆式创新，从而对问题进行重新定义。例如美国的航空发动机制造业，降低发动机的油耗是需要解决的重要问题。大多数企业会从设计、材料、工艺、控制优化等角度去解决这个问题，然而通用电气公司(GE)发现飞机的油耗与飞行员的驾驶习惯以及发动机的保养情况非常相关，于是就从制造端跳出来转向运维端去解决这个问题，收到的效果比从制造端的改善还要明显。这也就是GE在推广工业互联网时所提出的“1%的力量(Power of 1%)”的依据和信心来源，其实与制造并没有太大的关系。所以美国在智能制造革命中的关键词依然是“颠覆”，这一点从其新的战略布局中可以清楚地看到，利用工业互联网颠覆制造业的价值体系，利用数字化、新材料和新的生产方式(3D打印等)去颠覆制造业的生产方式。

　　2、制造中价值链的位量是竞争力的决定性因素

　　我们从日本、德国和美国三者之间文化差异性方面分析了三个国家对智能制造革命的理解、侧重点和目的的不同。除此以外，这些国家的竞争力差异也是造成其战略方向差异的关键因素，其中各国在制造价值链的分布和未来布局的不同起了决定性的作用。

　　生产活动中的价值要素分布从上游到下游依次是：想法创新与需求创造→原材料与基础使能技术→关键裝备与核心零部件→生产过程与生产系统→产品和服务。

　　在整个价值要素的分布中，中国在生产过程与生产系统这两个环节具有优势(主要体现在劳动成本和生产能力方面)，但是在其它各个环节中均处于劣势。

　　那么，如果进行横向比较，世界各主要国家在生产活动中价值要素的地位，以及未来改革的布局是怎样的?

　　美国

　　“牢牢占据生产要素的上游，努力向下游延伸”

　　美国在生产活动要素的分布中，在想法创新和需求创造、原材料和使能技术，以及产品增值服务端，具有明显优势。美国工业系统的核心竞争力主要来源于“6s的生态体系”：

　　(1)航天航空：为美国制造业积累了大量技术红利，成为美国工业系统中基础使能技术最主要的来源。

　　(2)半导体：近年来在低耗能半导体材科的研发投入巨大，在未来智能化技术的核心，低耗能高性能芯片技术上具有明显优势。