行业资讯丨装配式构件制造中机器完全替代人工的可行性分析
广东装配式建筑分会 2024-06-19 307
来源：弃医转行的工程师、BIM与装配式装修资讯第1号
与其他行业相比，预制构件行业的门槛相对较低，所以装配式建筑企业之间竞争的本质是对各自体系、供应链上的竞争，在这两个方面做得不好的企业都会被市场淘汰。
建筑产业化大多数竞争在过去的十几年里是比较浮躁的，涌入了太多资本，烧了很多钱。它的竞争其实没有体现在内功方面，而是体现在了扩张方面。这就导致了竞争无序的情况，预制构件行业接下来的发展潜力应在于通过应用技术来提高自己的运营效率。在建筑产业化的转型升级当中，有一个很重要的内容，就是工厂生产流程中机器对人的替代。这一现象的出现有两个很现实的原因，一是为了薄利多销有规模效应，大概2018年之前（上海）有多家构件厂企业主表示，他们现在面临的困境不是订单不够，而是订单太多了，工人却不够，所以难以扩大产能。二是为了企业形象好成为地方标杆企业，不但可以得到更多的政策支持还能提高业务承接的中标率。为了解决这些问题，很多企业主都开始尝试更多地用机器来替代人，这个努力正好和近年来流行的“智慧制造”的概念很合拍。
“智慧制造”是否会改变供应链的逻辑？
“智慧制造”究竟能在多大程度上替代人？
高端机器等于技术优势吗？
第一个问题的答案我早就有了，越是用机器替代人，就越需要生产流程的专业化、标准化，才能让机器发挥作用。而越是专业化标准化，就越是脱离不开规模化的供应链体系，所以就目前的技术条件而言，只要是全产业链运行的总包单位，“智慧制造”不会改变他们的供应链优势。至于第二个问题，要回答它，就必须到深入到“智慧制造”具体的实践中，去看看在真实的生产流程中，机器究竟是怎样在发挥作用。
我们在上海拜访到了一家专业制造构件的企业，这是一家技术水平在构件行业当中属于顶尖之列。就是在这里，我们发现，机器对人的替代，也只能是在特定生产环节上。我们从头到尾参观了构件生产的全流程，这个流程可以粗略分为体系研发、深化设计、数据导入、机械手拆装模具、红外识别质检、数控无人浇筑、恒温立体养护、成品储运等几个环节：
在方案环节，设计院会提出要求。但设计院的要求经常只是一种功能性的描述，产品具体该是什么样子的，设计院也说不清。这就需要构件厂与设计院共同制定出框架性的方案。
接下来进入深化设计环节，构件厂把框架性方案细化为具体的生产图纸。然后是数据导入环节，生产图纸会被转化为数控流水线上的数字程序。再之后，全自动数控流水线开始对模具、门窗、水电管线、钢筋、混凝土、预埋件进行各种精确加工，完成一块构件的生产。
我们在厂里看到了高度自动化的精密机械流水线加工环节，便问负责人：“等到使用先进机器来生产的厂家越来越多了，你们的技术优势也就不在了吧？到那时候你们要怎么办呢？”没想到负责人说，机器只能在预埋划线、模具组装、钢筋摆放、浇筑振捣、立体养护等替代人，前端的研发、设计、数据等环节，机器是没法替代人的。
原来，预制构件的研发和设计中有一系列非常微妙的东西。比如，对于客户（设计院）的需求和构想，构件厂需要与客户探讨，这种需求该用怎样的结构深化设计才能够实现。如果研发工程师和深化设计工程师对于具体的生产没有经验，就很难想到方案的很多细节是否具有可实现性。要想将这些问题全都考虑周全，就需要工程师有足够的生产经验。而且，这些经验有很多是难以量化、无法言传的。这就会导致具体生产过程中会有误差率，而每个环节都有误差率，积累到最后，生产出来的东西和最初设计的可能就是两回事了。
所以，真正有水平的工程师，必须要能够掌控这种误差率，知道如何去设计、控制各个环节，让各个环节之间的误差率彼此对冲，让最终出来的总误差率能够在一个可接受的范围内。接下来，还需要高水平的熟练工人，在具体的操作中实现工程师的设计。一个企业的技术高低，当然要看它用的机器，但机器谁都能买，形成不了差异化的优势，这种时候，能分出高下的地方，就是这个企业是否有足够多的有丰富经验的工程师和熟练工人。
隐性知识是什么？
那问题来了，高水平工程师和熟练工人的这种知识又是怎么来的呢？是否能通过职业教育来获取呢？很遗憾，做不到。这种知识一方面需要设计者和操作者的想象力，另一方面还需要丰富的生产经验。这种经验的获得，无法通过简单的讲述来传授，必须在长期的实践中才能体悟出来。就好像教人游泳不能光靠说，你说得再详细，听的人也听不会。要学游泳，必须得跳到水里，划水，呛水，在实践中才能学会。
说到这你就明白了，有些东西只可意会不可言传，这还真不是师父愿不愿意教的问题，而是有些东西，必须到实践中才能真正学会。如果你喜欢看篮球，可能会注意到一种说法，那些顶级球员每天都会大量训练，保持自己的肌肉记忆。啥叫肌肉记忆呢？就是不用靠脑子去想，下意识就把动作做出来。你看到一个球员几乎不用瞄，出手就有三分球，那靠的就是肌肉记忆。
就算你请顶级球员来给你指导，他也只能指导你的动作姿势，不可能把他的肌肉记忆传给你。你必须依靠自己的领悟，再加上刻苦的训练，才能获得你自己的肌肉记忆。等到练成的时候，你也有了和师父一样的命中率，但可能你的动作和师父却不一样了，因为每个人在身体条件上仍然有具体的差异。最终你要达到的，是“得其神而忘其形”，“形”是具体的标准动作，可以忘掉，因为动作的整齐划一不是目的，能投进球才是目的；咋投咋有，那才是你得到的“神”。我用肌肉记忆这个概念，是想拿它做个比方来告诉你，我们通常在学校和书本上学到的知识，是可以规模化传播的知识，是一种“形”的知识；但还有一些知识，没法规模化传播，只能以师父带徒弟的方式，让徒弟在实践过程中逐渐悟出来，是一种“神”的知识。后面这种知识，学术上有一种专门的说法，叫做“默会知识”，又叫“隐性知识”。我们前面说到的那种高水平工程师和熟练工人，他们的优势，就在他们所掌握的隐性知识上。其次，隐性知识又极为重要。一方面，它在某种程度上构成了显性知识的前提，就像构件制造中，虽然预埋划线、模具组装、浇筑振捣、立体养护等这些环节是可以用自动化的机器来完成的，但判断在什么工序中、怎么来使用什么样的机器，又是在隐性知识的基础上决定的。另一方面，当竞争者之间在显性知识上大致相当的时候，隐性知识就会成为关键的差异化优势。
智慧制造中的“制造”有什么奥秘
于是，我们在调研中意识到，“智慧制造”这个理念，其实应该被拆解为两个部分——“智慧”和“制造”。通常所说的“智慧”这部分，实际上恰恰是可以用机器替代人的部分，也就是用显性知识能够搞定的部分。这部分我姑且称为制造业中的“技术”。而“制造”这个部分，不仅包括机器的工作，还必须包括人的能动性参与，这就需要一系列的隐性知识。这部分我姑且称为制造业中的“手艺”。过去我们讨论供应链网络的时候，习惯性地更关注显性知识的部分。但一旦考虑到预制构件制造业中隐性知识的部分，对供应链网络的分析就必须要加入一个新的要素了，那就是拥有高水平“手艺”、掌握丰富隐性知识的人群的规模。“手艺”这种隐性知识是难以大规模传播和积累的，它只能在实践当中被体悟，而庞大的供应链网络提供了最大规模的实践机会。工厂能够迁走，但是这个人群的隐性知识无法跟着被迁走。当然，在新建的构件制造工厂中，隐性知识也可能会慢慢地生长出来。但是，隐性知识的生长需要足够多的实践，只有足够大规模的供应链网络，才提供得了这么多的实践机会。所以，新建构件厂培养隐性知识的条件也比不上，“手艺”养成的速度和最终的成就，也难以和老工人及老工程师相比。我们甚至可以在创新层面上进一步区分出基于显性知识的创新——技术创新，和基于隐性知识的创新——工艺（手艺）创新。工艺或者说手艺的创新，高度依赖于一线工人师傅的经验。有可能某个师傅在某个特定环节有深刻的体悟，有“一招鲜、吃遍天”的能力。但由于隐性知识难以言传，这些老师傅最多只能形成一个个小作坊。而如果供应链网络的规模足够大，网络中就会浮现出大量有这种独门绝技的小作坊，而这种数量成规模的“小作坊”，反过来又会让供应链网络拥有难以被替代的巨大活力。平时我们看不到这些“小作坊”，但就在这些细节中，同样潜藏着活力的秘密。
“手艺”背后的隐藏红利
总结一下，在制造业向“智慧制造”的升级当中，实际上存在着“智慧”和“制造”两个部分。智慧的部分是制造业中的新技术，属于显性知识；而制造的部分中则包含着更多属于人的“手艺”，是一种传播起来更为困难的隐性知识。也就是说，在智慧制造的“制造”这一部分，机器是无法替代人的。在中国庞大的供应链体系中，存在着大规模的拥有“手艺”、掌握隐性知识的人群，这是中国供应链体系中难以迁移的一个优势。规范化的教育无法传授隐性知识，但有一点是可以肯定的，就是受过良好规范化教育的人，通过实践发展出隐性知识的能力会比教育水平差的人更好。一些研究核心竞争力的学者认为，所谓“竞争力”，其本质是企业专有的、不可模仿的知识。我会，你不会；我懂怎么省钱，你不懂；我知道怎么做小龙虾好吃，你不知道。那我就有竞争力。这就是所谓的“知识就是财富”。
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