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
廣東裝配式建筑分會 2024-06-19 466
來源：棄醫轉行的工程師、BIM與裝配式裝修資訊第1號
與其他行業相比，預制構件行業的門檻相對較低，所以裝配式建筑企業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都會被市場淘汰。
建筑產業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，預制構件行業接下來的發展潛力應在于通過應用技術來提高自己的運營效率。在建筑產業化的轉型升級當中，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，而是訂單太多了，工人卻不夠，所以難以擴大產能。二是為了企業形象好成為地方標桿企業，不但可以得到更多的政策支持還能提高業務承接的中標率。為了解決這些問題，很多企業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化、標準化，才能讓機器發揮作用。而越是專業化標準化，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，只要是全產業鏈運行的總包單位，“智慧制造”不會改變他們的供應鏈優勢。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揮作用。
我們在上海拜訪到了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于頂尖之列。就是在這里，我們發現，機器對人的替代，也只能是在特定生產環節上。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、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、恒溫立體養護、成品儲運等幾個環節：
在方案環節，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節，構件廠把框架性方案細化為具體的生產圖紙。然后是數據導入環節，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節，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，而每個環節都有誤差率，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、控制各個環節，讓各個環節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，是可以規模化傳播的知識，是一種“形”的知識；但還有一些知識，沒法規模化傳播，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模。“手藝”這種隱性知識是難以大規模傳播和積累的，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，新建構件廠培養隱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面上進一步區分出基于顯性知識的創新——技術創新，和基于隱性知識的創新——工藝（手藝）創新。工藝或者說手藝的創新，高度依賴于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，同樣潛藏著活力的秘密。
“手藝”背后的隱藏紅利
總結一下，在制造業向“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勢。規范化的教育無法傳授隱性知識，但有一點是可以肯定的，就是受過良好規范化教育的人，通過實踐發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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