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机器学习在制造业中的应用 为什么机器人会在制造业中流行起来它们需要什么知识

机器学习在制造业中的应用

机器学习与人工智能:有什么区别?机器学习是人工智能的一个子领域,但并非所有人工智能技术都算作机器学习。还有各种其他类型的AI在许多行业中发挥作用,例如机器人技术、自然语言处理和计算机视觉。如果您对这些技术如何影响制造业感到好奇,请查看下面的评论。

基本上,机器学习算法利用训练数据为允许软件解决问题的算法提供动力。这些数据可能来自工厂车间的实时物联网传感器,也可能来自其他方法。机器学习有神经网络、深度学习等多种方法。神经网络模仿生物神经元来发现数据集中的模式来解决问题。深度学习利用不同层次的神经网络,其中第一层利用原始数据输入并将处理后的信息从一层传递到下一层。

盒子里的工厂让我们先想象一个装有装配机器人、物联网传感器和其他自动化机械的盒子。一方面,您提供完成产品所需的材料;在另一端,产品从装配线上滚下。该设备所需的唯一干预是内部设备的日常维护。这是制造业的理想未来,机器学习可以帮助我们全面了解如何实现这一目标。

除了自动化装配工作所需的先进机器人技术外,机器学习还可以帮助确保:质量保证、无损检测分析和定位缺陷原因等。

你可以把这个工厂在一个盒子里的例子想成是简化一个更大的工厂的一种方式,但在某些情况下它是相当直白的。诺基亚正在利用带有先进自动化装配设备的改装运输集装箱形式的便携式制造基地。您可以在任何必要的位置使用这些便携式容器,允许制造商在现场组装产品,而无需将产品运输更远的距离。

质量保证使用神经网络、高分辨率光学相机和强大的GPU,结合机器学习和计算机视觉的实时视频处理可以比人类更好地完成视觉检测任务。该技术可确保盒子中的工厂正常工作,并从系统中消除不可用的产品。

过去,机器学习在视频分析中的使用因视频质量而受到批评。这是因为图像在帧与帧之间可能是模糊的,并且检查算法可能会出现更多错误。然而,凭借高质量的相机和更强大的图形处理能力,神经网络可以更有效地实时搜索缺陷,而无需人工干预。

使用各种物联网传感器,机器学习可以帮助测试创建的产品而不会损坏它们。算法可以在实时数据中搜索与单元的缺陷版本相关的模式,从而使系统能够标记可能不需要的产品。

非破坏性测试我们可以检测材料缺陷的另一种方法是通过无损检测。这涉及在不造成损坏的情况下测量材料的稳定性和完整性。例如,您可以使用超声波机器检测材料中的裂缝等异常情况。该机器可以测量人类可以分析的数据,以手动查找这些异常值。

但是,异常值检测算法、对象检测算法和分割算法可以通过分析数据以找出人类可能无法以更高效率看到的可识别模式来自动执行此过程。机器学习也不会像人类容易犯那样多的错误。

预测性维护机器学习在制造业中的核心作用之一是预测性维护。普华永道报告称,预测性维护将成为制造业中增长最快的机器学习技术之一,从2020年到2025年,市场价值将增长38%。

资料来源:MobiDev

由于计划外维护有可能深深地影响企业的利润,预测性维护可以使工厂能够在机器出现成本更高的故障之前进行适当的调整和纠正。我们希望确保我们的工厂在一个盒子里有尽可能多的正常运行时间和尽可能少的延迟,而预测性维护可以实现这一点。

广泛的物联网传感器记录有关机器运行条件和状态的重要信息,使预测性维护成为可能。这可能包括湿度、温度等。

用于预测性维护的ML模型机器学习算法可以分析随时间收集的数据中的模式,并合理地预测机器何时需要维护。有几种方法可以实现这一目标:

回归模型:这些模型预测设备的剩余使用寿命(RUL)。这使用历史和静态数据,制造商可以查看距离机器发生故障还有多少天。分类模型:这些模型在预定义的时间跨度内预测故障。异常检测模型:这些在检测到异常系统行为时标记设备。问题定位借助支持预测性维护的物联网传感器,机器学习可以分析数据中的模式,以查看机器的哪些部分需要维护以防止故障。如果某些模式导致缺陷趋势,则硬件或软件行为可能会被识别为这些缺陷的原因。从这里,工程师可以提出解决方案来纠正系统,以避免将来出现这些缺陷。这使我们能够降低我们工厂在盒子场景中的误差幅度。

数字孪生数字孪生是基于物联网传感器和实时数据的生产过程的虚拟再现。它们可以创建为尚不存在的系统的原始假设表示,或者它们可以是现有系统的再创造。

数字孪生是一个用于实验的沙箱,其中机器学习可用于分析模拟中的模式以优化环境。这也有助于支持质量保证和预测性维护工作。我们还可以将机器学习与数字孪生一起使用来进行布局优化。这适用于规划工厂布局或优化现有布局。

用于能源消耗预测的ML模型如果我们要优化工厂的每个部分,我们还需要注意它所需的能源。最常见的方法是使用顺序数据测量,数据科学家可以使用由自回归模型和深度神经网络驱动的机器学习算法对其进行分析。

自回归模型:非常适合定义功耗的趋势、周期性、不规则性和季节性。为了提高准确性,数据科学家可以将原始数据转换为有助于指定预测算法任务的特征。深度神经网络:数据科学家使用这些来处理大型数据集,以快速找到数据消耗模式。这些可以被训练为从输入数据中自动提取特征,而无需像自回归模型这样的特征工程。用于序列数据的神经网络:RNN(循环神经网络)、LSTM(长短期记忆)/GRU(门控循环单元)、基于注意力的神经网络,用于使用内部存储器存储先前输入的能源使用数据的信息。生成式设计我们已经使用机器学习来优化工厂的生产流程,但产品本身呢?宝马在2022年国际消费电子展上推出了带有特殊电子墨水包装的BMWiXFlow,可以让它在黑色和白色之间改变汽车的颜色(或更准确地说是阴影)。宝马解释说:“实施了衍生式设计流程,以确保各个部分反映车辆的特征轮廓以及由此产生的光影变化。”

衍生式设计是使用机器学习来优化产品设计的地方,无论是汽车、电子设备、玩具还是其他物品。有了数据和期望的目标,机器学习可以循环所有可能的安排以找到最佳设计。

可以训练ML算法来优化设计的重量、形状、耐用性、成本、强度,甚至美学参数。

衍生式设计过程可以基于以下算法:

强化学习深度学习遗传算法改进的供应链管理:认知供应链

让我们从一个盒子示例中暂时离开工厂,看看更广泛的制造需求图景。生产只是一个要素。制造中心的供应链角色也正在通过机器学习技术得到改善,例如物流路线优化和仓库库存控制。这些构成了在制造业中不断发展的认知供应链。

仓库库存控制人工智能驱动的物流解决方案使用物体检测模型而不是条形码检测,从而取代人工扫描。计算机视觉系统可以检测到短缺和库存过剩。通过识别这些模式,管理人员可以了解可操作的情况。甚至可以让计算机自动采取行动来优化库存存储。

在MobiDev,我们研究了一个创建能够检测物流对象的系统的用例。阅读更多关于使用小型数据集进行对象检测以实现物流中的自动化物品计数的更多信息。

需求预测工厂应该生产多少并发货?这是一个很难回答的问题。然而,通过访问适当的数据,机器学习算法可以帮助工厂了解他们应该在不过度生产的情况下生产多少。制造业机器学习的未来取决于创新决策。

机器人自动化会带来什么影响

现如今全世界的信息革命与产业革命正处在一个自主创新的交汇点上,我国也早已将智能制造系统与智能机器人纳入国家自主创新的重点领域。目前,人们都可以在各自的岗位上履行自己的职责,但是一旦机器人出现,许多需要精确计算或简单重复的手工工作就会被机器人取代。一些人开始想象机器人在未来普及后将对人类办公模式产生的变化和影响。

当智能机器人普及后,人类会失业吗?

回到现在,你会发现社会上越来越多的人开始担忧人工智能和机器人会取代我们的工作,最终导致我们失业。

这种担心不无道理,因为人工智能、机器人、自动化的确已经渗入到我们生活的方方面面,麦肯锡的一份报告指出:大约60%的职业可能会有30%甚至更多的成分实现自动化。

这是一项新兴科技,通过编程出复杂的软件系统或是机器人,从而把一些量大、低值的重复性工作交给它们完成,可以将人类从中解放出来,去负责一些更具有价值的工作。

机器人流程自动化将会带来转变,并改变员工在工作中的体验

机器人流程自动化具有一些非常重要的优点。这项技术能很好地保证工作质量,可以避免一些人为错误。借助于这项技术,客户的满意度提升了好几个等级,交付体系也更加高效,制造成本大幅降低,企业的投资回报率也有所提升。

借助于人工智能和深度机器学习,机器人流程自动化能够让机器人全程操作几乎所有的后端制程。机器人流程自动化势必将彻底改变人们的工作方式。那么,机器人流程自动化将怎样改变千万人的工作方式呢?

在机器人流程自动化的工作环境中,员工定位与以往有所不同,员工往往挣扎于繁琐、重复的例行工作,但同时他们也注意到消费者需要更好的服务和产品。员工希望公司能以提高客户满意度的认真态度来改善工作环境。而公司的回应则是提高业务流程中的自动化程度,为员工提供更加舒适的工作环境。但是,机器人流程自动化就像硬币一样,有正反两面。

随着自动化的兴起,人们开始担心机器人替代人类后会带来怎样的结果。人类劳动力曾处于服务业和产品交付的核心位置,而现在则因为机器人流程自动化的到来被排挤至边缘。这样说可能将这一威胁过分夸大了,因为机器人流程自动化能帮人们免除繁琐的日常事务,让人们可以在其他一些更需要人性关怀和创造力的领域发挥关键作用。

我们正处这样一个科技的时代,在这样的时代中,各种设备都在不断地和互联网相连,业务流程的效率在逐渐提升。同时,机器人流程自动化帮人们减轻了例行事务的负担,把人们从重复性的工作中解放了出来,精简了后勤部门的工作,为企业和物联网的融合做好了更充分的准备。

没有机器人的世界:危险和空虚

如果人们负责起重,应用和焊接极其重的部件,那么这个过程将会非常缓慢。不仅如此,这个过程也非常危险。机器很容易让一个人受伤。

如果没有机器人,汽车行业的发展将会很困难,并且生产成本会不断上涨。为什么?因为工作人员必须付钱才能填补机器人留下的所有角色。

员工流动率将是历史最高点,因为谁想在会结束的时间内多次执行相同的重复性任务,更不用说多年的生活?

工作场所的伤害是很平常的,工人由于重复工作造成的伤害减弱,将被迫退休。不仅伤害上升,而且制造商的成本也将爆炸。

协作机器人可以以非常精确的方式执行简单的任务。然而,人类更容易犯错误。许多制造过程需要标准的质量水平。如果没有达到这个目的,他们就不得不抛弃组件并浪费钱。

虽然机器人的汽车将遭受巨大的损失,但是即使像智能手机一样小的东西也会受到打击。富士康是世界上最大的合同电子制造商,他们正在通过机器人自动化工厂上千个工作岗位。

通过这样做,他们能够训练员工做更复杂的任务,并且减轻他们的重复和无聊的工作。这提高了在这些类型的工厂环境中员工的生活质量。

如果没有机器人,我们将被迫接受很多我们不想接受的东西。智能手机和电子产品不仅会大幅削减,数百万工人的生活质量将会极低。

机器人不仅使我们的生活更轻松,更让我们开心,使我们能够做更多的有益和充实的任务。许多在制造业中谴责机器人的人没有考虑这些因素,是在没有机器人的世界上受苦最多的人。

除了所有这些事情,我们还应该考虑到我们只是因为在机器人技术领域的创新技术。你会对这些事情说再见吗?当然不是。这就是为什么机器人应该得到我们的尊重和钦佩,因为它们保持制造转向的轮子。

一个没有机器人制造业的世界,不是我想要的生活,我相信你也同意。

万一机器人控制了人类,怎么办

我曾多次对朋友说,假如有一天世界上出现了这样的机器人——它们完全摆脱了人类的控制,能够自由自在地行动,并且能够自己研究和生产更先进的机器人——那人类就可能完全受机器人控制,成为机器人的奴隶,甚至被机器人关进笼子,供它们解剖做实验用或供它们观赏。

朋友总是充满自信,他认为机器人是人类研制的,当然会受到人类的控制。他说的虽然有道理,但还是说服不了我,因为我觉得有很多种可能性导致人类控制不了机器人:按照设计,本来是能控制某种机器人的,但可能由于设计中有错误或没有完全按设计生产,结果生产出来的机器人不被人类所控制;设计人员本来是能控制某种机器人的,但由于设计人员出了意外,就无人能控制机器人了……智搜(Giiso)公司成立于2013年是国内领先的“人工智能+资讯”领域技术服务商,在大数据挖掘、智能语义、知识图谱等领域都拥有国内顶尖技术。同时Giiso旗下研发产品包括编辑机器人、写作机器人等人工智能产品!凭借雄厚的技术实力,公司成立之初,就获得了天使轮投资,并在2015年8月获得了金沙江创投500万美元pre-A轮投资。

原本以为只有像我这样知识贫乏的人才会有如此荒唐的想法,谁知大科学家霍金教授也这么说。在前不久的伦敦“谷歌时代精神”大会上,他平静地描述了人类的命运:“在未来100年内,结合人工智能的计算机将会变得比人类更聪明。”这位大科学家认为,届时,人类将被机器控制。为了让人信服,他还讲了一个故事:“世上真的有上帝吗?”科学家用颤抖的声音问道。“现在有了。”世界上最聪明的人工智能电脑回答。说完,一道电光闪过它的电源插头——人们再也关不掉它了。微软创始人比尔·盖茨、特斯拉汽车公司与美国太空探索技术公司CEO伊隆·马斯克的名字也赫然在列。在他们看来,飞速发展的人工智能已经成为“我们现存的最大威胁”。甚至,有学者描绘了人类完全被机器人“脾气”主宰的悲凉命运——它若残暴,我们可能被屠杀;它若人道,我们的出生率可能被逐渐降低,自然灭绝;若它们当中有善良的自由主义者,我们将被驯化。

除了计算机,人类还可能以其他方式消灭自己。比如,是不是哪天会出现这样先进的武器:只须扔出去一枚,就能将地球毁了?如果出现这样的武器,又恰巧遇上一个狂人,人类的未来就着实让人担忧了。我们今天说某种科技成果对人类无害,有可能只是一时没有发现它对人类的潜在危害,但到了几百年之后,它的危害可能显露出来,而那时人类可能对它已经束手无策了,只能眼睁睁看着它伤害人类。

 

我们发展科学,本来是为了人类的生活更加美好,可是由于某种原因,科技发展的成果在某些领域和时刻却给人类带来了灭亡。当然,这说的可能还是比较极端的情形,此外,还可能有某些发展虽不足以让人类灭亡,但也给人类带来巨大伤害,这种伤害有显性的,也有隐性和长久的。

我们要看到科学发展所带来的好处,但也要警惕它可能给人类带来的某种危害,警惕短视而自私的人类只看到它的好处却忽视它的潜在危害。科技的发展不是越快越好,计算机不是越先进越好,动车不是跑得越快越好,人类还是多一点辩证思维好。

为什么我们需要工匠精神

经济走势跟踪

Macroeconomictrendmonitor

中国社会科学院宏观经济运行与政策模拟实验室

中国社会科学院经济研究所决策科学研究中心

中国社会科学院经济所《宏观经济与政策跟踪》课题组

2017年第19期(总第1724期)2017年3月17日(星期五)

经济热点分析

为什么我们需要工匠精神?

[导读:近几年,“工匠精神”一词已是尽人皆知。随着中国的开放,人们越来越多地接触到全世界科学技术的顶尖产品和创意,也看到了我们与之存在的差距,在中国经济进入新常态,全面深化供给侧结构性改革的今天,如何重拾中华工匠精神的传统,借鉴世界各国工匠精神的精华,塑造现代中国的工匠精神,就显得十分的重要。]

 

何谓工匠精神

何谓工匠精神?在日前举行的《工业发展报告2016》的发布会上,中国社会科学院工业经济研究所副所长、研究员李海舰这样告诉我们:

西方的“工匠精神”起源于中世纪的行会制度,而中国的“工匠精神”来源于农耕文明时期的四大发明和庖丁、鲁班等优秀工匠文化的传承。从传统意义上讲,一谈到工匠精神,人们自然会想到德国、日本等高端制造业国家对产品的精雕细琢、对制造的精益求精,“工匠精神”主要体现在产品制造过程。而从现代意义上讲,随着“平等、开放、协同、共享”的互联网精神的深入,实现了企业内的去中心化、企业间的无边界化、产业内的网络生态及行业间的互联互通。工匠精神,在产业内从制造环节向前、向后延伸至研发、制造、营销、物流、服务的每一环节;在产业间从制造业延展至商业、金融业、服务业乃至社会的各行各业。例如在日本,从拉面师傅、寿司店老板到顶级设计师、大文豪、大艺术家都称其为“巨匠”。也就是说,工匠精神不仅体现在物质生产领域,而且也体现在非物质生产领域。

如果说现代意义上“工匠精神”的应用范围已经扩展至社会的各行各业,那么,具有“工匠精神”的受众不仅仅只是技术工人,而应是每一个劳动者乃至企业、产业和整个社会。

李海舰认为,“工匠精神”可以从六个维度加以界定,即:专注、标准、精准、创新、完美、人本。其中,专注是工匠精神的关键,标准是工匠精神的基石,精准是工匠精神的宗旨,创新是工匠精神的灵魂,完美是工匠精神的境界,人本是工匠精神的核心。

1.专注:围绕某一产业、某一行业、某一产品、某一部件,做专做精、做深做透、做遍做广、做强做大、做久做远。这里,创业之初,针对自身核心优势,不断深耕细作、精雕细琢、精益求精,即聚焦、聚焦、再聚焦,坚持、坚持、再坚持。兴业之中,针对产品痛点、难点,日之所思、梦之所萦,耐住寂寞、慢工细活,踏踏实实,一以贯之。概括而言,专注包括长期专注、终生专注、多代专注。

2.标准:众所周知,三流企业做产品,二流企业做技术,一流企业做品牌,超一流企业做标准。这里,做标准是做企业的最高境界。标准包括:员工标准、现场标准、流程标准、设备标准、技术标准、安全标准、环境标准、产品标准等。以流程标准为例,把复杂问题简单化,把简单问题数量化,把数量问题程序化,把程序问题体系化。流程标准形成体系以后,自驱动性、自增长性、自优化性、自循环性,即自运行性,轮回上升。用海尔张瑞敏的话说,把简单问题无限次的重复下去就是不简单。用华为任正非的话说,有了标准,首先僵化、固化,然后再去优化。如果说专注体现的是一以贯之的话,那么,标准体现的则是一丝不苟。

3.精准:精准包括:精准研发、精准制造、精准营销、精准物流、精准服务。不仅每一区段都要做到精准,而且整个过程都要做到精准。就每一区段而言,研发——零距离,制造——零缺陷,营销——零库存,物流——零时间,服务——零抱怨。就整个过程而言,第一次就做对,每一次都做对,层层做对,事事做对,时时做对,人人做对。

进入互联网时代后,“精准”在技术上又有了新的挑战。一是精准数据。例如,德国采用自动化和信息化技术收集数据,这保证了数据的完整性和精准性。而国内由于自动化和信息化水平低,一般还以人工收集数据为主,从而导致数据上的不完整性和不精确性。二是精准链接。例如国内供应商因自动化和信息化水平参差不齐,这造成了即使一个自动化和信息化水平较成熟的制造企业,也很难推动包括供应商整合管理在内的精准性。

4.创新:创新是“工匠精神”的灵魂。这里,创新既包括迭代式创新,也包括颠覆式创新;既包括微创新,也包括巨创新;还有跨界创新等。不仅如此,“工匠精神”内涵本身也在不断发展。与工业4.0相对应,也应该有“工匠精神”4.0。手工化时代,体现的是工匠精神1.0的内涵;机械化时代,体现的是工匠精神2.0的内涵;自动化时代,体现的是工匠精神3.0的内涵;智能化时代,体现的是工匠精神4.0的内涵。在工业4.0时代,未来工厂能够自行优化,一并控制整个生产过程。不仅如此,还将实现包括人人互联、物物互联、人机互联在内的智能互联。

5.完美:完美是专注、标准、精准、创新的自然产物和综合体现。完美,即把产品做得像艺术品一样精美、精致,以此实现从质量制造向“艺术制造”的转型。这里,以日本高端电饭煲为例,其产品价格要三四千、五六千元人民币,是普通电饭煲的10倍乃至更多。尽管价格高昂,但是,煮的米饭确实好吃。根据考证,其主要原因是对技术、结构和材料的完美追求。以技术为例,运用IH加热技术,整锅米饭均匀加热;运用IH压力技术,当锅体内的压力达到1.2个大气压、水的沸点达105摄氏度左右的“煮饭最佳温度点”时,煮出来的米饭晶莹剔透,粒粒分明,软硬适中。这里,每一个创新点都浸润着研发者无数次试验的心血,都需要数十万种方案反复搭配锤炼,其间体现了研发者让用户享受美好生活的胸怀和境界。

6.人本:“工匠精神”的核心在人。这里,产品是人品的物化。正如一饭馆的说法,做菜如同做人,人做好了,菜也就香了。过去,产品、人品是分离的;现在产品、人品是合一的。正如张瑞敏所言,所谓企业就是“以心换心”,即用员工的“良心”换取顾客的“忠心”。卖企业的产品实质上就是卖员工的“人品”,即用产品去证明“人品”。打磨产品的过程,就是打磨自己的内心。个人内心升华的过程,就是产品质量提升的过程。人的身心合一、心灵合一、知行和一、天人合一过程就是产品完美过程。

工业文明是建立在企业文明基础上的。企业文明是“工匠精神”在微观领域的集合或集中体现,它是一种先进文明,企业文明形成以后,会向所在产业延伸、渗透,由此形成工业文明。工业文明形成以后,整个社会文明才有基础。也就是说,社会文明是工业文明的自然天成。可见,工匠精神是社会文明的基础,工匠精神不仅过去,而且现在乃至将来,都会在社会文明发展的历史长河中发挥重要作用。

各国工匠精神的风格与内涵

在美国、德国、日本等国,其工匠精神分别代表了不同的风格和内涵。

美国工匠精神:突破创新意识

以亚力克?福奇所撰写的《工匠精神:缔造伟大传奇的重要力量》所言,社会的不断发展,依靠的是富有工匠精神的工匠。百年来,工匠精神如同一台不知休止的发动机,引领着美国成为“创新者的国度”。它塑造着这个国度,成为其生生不息的重要源泉。正因如此,在如今的移动互联时代,我们比以往更需要工匠精神、更呼唤工匠精神的回归。

美国当代最著名的发明家迪恩?卡门曾说:“工匠的本质——收集改装可利用的技术来解决问题或创造解决问题的方法从而创造财富,并不仅仅是这个国家的一部分,更是让这个国家生生不息的源泉。”简单地来说,任何人只要有好点子并且去努力实现,他就可以被称为工匠。工匠文化在国外生根发芽是因为他们的文化土壤里就已经有了对创新者的崇拜。西方宗教认为上帝造万物造人是神圣的,因而那些能够创造新鲜事物的人,也像上帝一样神圣。也因为此才会产生黑客精神、开源软件,一直到现在的工匠文化。

从历史上看,美国的工匠们是一群不拘一格,依靠纯粹的意志和拼搏的劲头,做出了改变世界的发明创新的人,比如:本杰明?富兰克林,伊莱?惠特尼(EliWhitney),赛勒斯?麦考密克(CyrusMcCormick),萨缪尔?摩尔斯(SamuelMorse),查尔斯?古德伊尔(CharlesGoodyear),托马斯?爱迪生和怀特兄弟。美国的工匠精神最突出的一点更多的是一种突破创新的意识,而不是纯粹为商业利益转化的专利以及发明。

亚力克?福奇认为,工匠有三个基本内涵:1.用我们周围已经存在的事物制造出某种全新的东西;2.工匠们的创造行为在最初没有明确的目的性,就算有也和当时确定好的目的有很大不同,能够激发人们的激情和对它的迷恋;3.它是一种“破坏性行为”,工匠们背对历史开始了一段充满发明创造与光明的全新旅程。

工匠有哪些特征?他们十分聪明和专注,但没有经过专业的训练。工匠们注重的是那些平时在我们身边容易被忽略的“小玩意儿”,利用已有的产品和技术对它们进行再创造,像乔治?霍茨那样,工匠们解决了许多人们甚至不知道需要解决的问题。也就是说,任何人只要有好点子并且有时间去努力实现,就可以被称为工匠。

工匠们可能不会有十分清晰的目标,但正因如此,他们对这份工作充满了向往和热情。工匠们是不求甚解的(但这是褒义的),他们是一群不屈不挠的乐天派,会将自己的乐观精神投入具体事物之中。

工匠文化曾经在美国的主流社会之外发挥了重要作用。那些工匠们有时会因为创造了新事物而被质疑与取笑。事实上,这种情况如今依然如此。工匠被认为是具有破坏性的,因为他们挑战了现状。对于一个个体(或一小群人)而言,违背传统智慧并因此大大增加个人或研究失败的风险,是一个不小的挑战,即使是对那些本能地拥有美国乐观精神的人而言也是如此。

美国社会中的工匠精神并没有让我们失去与所做工作的物理联系,反而让我们坚信自己可以解决任何问题或实现任何自我设定的目标,正是这一理念解释了什么是成就。

在今天的商业社会中,工匠们大多出现在工程行业,部分原因是工程师能够获得最好的“玩具”。管理者、技术人员或者工程师有不同的价值体系,并且他们的工作绩效被不同的原因驱动。管理者们渴望秩序和可衡量的生产力,工程师们需要非结构化的时间和欢迎成功并同样允许失败的工作环境。当企业将这些需求差异模糊化后,他们只能为工匠提供贡献决定一切的企业环境。

美国公司在发展壮大的过程中也在逐渐僵化。尽管互联网时代有许多公司也打着创新的旗号,但对于工匠这种“自由思想的炼金术士”而言,执行和实现他们的创意仍然是非常困难的。谷歌早期将自己定位为一个创新的引擎,试图通过建立“20%时间”为工匠们解除束缚。在这项独特的制度下,谷歌的工程师们工作时间的20%可以用来完成与其自身职位无关的项目。这一制度的基本想法是,有时工匠在他们的专业领域之外会获得一些令人惊讶的创新成果。

亚力克?福奇还对比分析了表层工匠与深层工匠。一些工匠露出“纯粹的野心家”的本性,而一些工匠则非常低调,甚至在艰苦的环境中进行工作。表层工匠们通常大肆宣扬他们的方法、工作过程,以及他们创造的令人难以置信的产品,而深层工匠们不在乎传播媒介,更专注于通过思想创新改变我们对于事物的思考方式。

亚力克?福奇认为,真正的工匠精神是一种思维状态,而不是指向未来的一些兴趣或技能的集合。当今,有什么方法可以成就新的工匠精神?福奇举了三个例子:

一是要有良好的利益分享机制,让发明创造者能长期共享成果的好处。如MP3之父勃兰登堡。二是小团队小公司作战。“小型公司更有可能通过团队工匠的方法为问题找到创新性的解决方案,而传统公司的开销更大,还会耗费较长时间。”如《愤怒的小鸟》的成就过程。三是重构工作场所,以适应新的工匠方式。现代很多优秀的企业它们大部分都是宽敞、开放、阁楼式的场所,在这里员工们随意地坐在桌子上,而不是小隔间或者封闭的办公室中。

福奇说,工匠精神是国家强盛的重要力量。只要美国持续为那些看待问题方式不一样并且坚持自己梦想的人提供发展空间,工匠就会为我们提供最宝贵、可持续的资源。重要的是要为他们提供足够的自由空间。要知道,可以突破界限,是美国工匠精神的内在本质。虽然困难但是要努力,坚决而又要理想化,所有的一切都需要非凡的勇气。

德国工匠精神:精益求精来自于教育体制

“德国制造”代表着结实、耐用和精美,是高质量的保证。“德国制造”的成功,与德国人严谨、一丝不苟和精益求精的“工匠精神”分不开。而孕育德国人“工匠精神”的大环境是怎样的,是个特别值得深入挖掘和探讨的问题。新华社记者袁帅、严锋最近发表的一篇记者手记中说到,德国工业能够将“工匠精神”发扬光大,靠的是从业者自身兴趣和教育体制等内外因素的合力。顺畅的培养道路、光明的发展前景加上有志于从事技术工作的浓厚兴趣,塑造了一大批安于职守、潜心钻研的德国工匠。而正是他们支撑起了“德国制造”这块金字招牌。

而据《参考消息》驻法兰克福记者饶博的观察,作为制造业强国,德国向来注重制造业人才的培养,其“双元制”职业教育体系为制造业源源不断地输送着高质量的人才。

作为制造业强国,德国向来注重制造业人才的培养,其“双元制”职业教育体系为制造业源源不断地输送着高质量的人才。“双元制”职业教育是德国制造成功的关键因素。

德国小学生小学4年毕业之后就将面临人生的一次重大“分流”。成绩优异的学生将进入文理中学,走上通往大学的道路。更多的学生则流向了通往职业教育方向的中学,这部分学生中学毕业之后或者经过职业培训后就业,或者进入高等院校——应用科学大学深造。

在“双元制”教育体系之下,学生交替在学校和企业学习,在学校学习理论知识,在企业进行实践操作。按照德国政府相关规定,德国企业有义务提供职业教育的培训岗位,这使得职业教育体系下的学生能够顺利进入企业或者工厂,跟着有经验的技师学习第一手的应用型知识。

虽然名义为“实习”,学生在企业的培训阶段实际上着眼于解决实际问题,“师傅”传授给学徒的都是当下应用在生产第一线的实用知识和技术,这也意味着学生们在学校的理论知识指导下,通过企业的实习和培训,取得职业认证资格后实际上就成为各个岗位上合格的技师。

由于培训的学员很可能会成为企业自己生产线上的员工,德国企业在配合政府做职业培训方面通常十分认真、一丝不苟。

德国的职业教育尤其是高等职业教育并不等同于低学历和低收入。以应用科学大学为例,学业合格者同样可以获得硕士等高等教育学位。应用科学大学为德国输送了七成左右的工程师,这类大学也被称为德国“工程师的摇篮”。

在德国,工厂里的技工和工程师都是十分受人尊敬的职业。职业介绍和就业代理机构Stepstone的一份2016年德国工资报告表明,德国工程师是所有工种中收入最高的职业之一,仅排在医生和律师之后,位列第三。

即使是没有接受过高等教育的技师,其收入同全国平均工资相比也并不低。而技师只是毕业生们的一个人生起点,通过经验累积和自我提升,技师还可以提升为收入更高的“师傅”。如果技师有兴趣,还可以进入应用科学大学,取得文凭后成为工程师。

德国“工匠精神”在中小企业的身上体现尤为明显。同许多国家不一样,德国向来重视中小企业的发展,并将其视作德国经济的支柱。在德国的商业领域,绝大部分企业为中小企业。许多并不知名的德国中小企业,经过长期耕耘成为国际市场的“隐形冠军”,成为各国企业界研究的对象。

同其他国家相比,德国中小企业有着明显特点:一是许多中小企业都是家族企业,有着悠久的历史;二是中小企业普遍都拥有较长期的发展战略,而且不会因为短期的市场波动随意更改其战略;三是这些企业通常都着眼于高端“缝隙市场”,拥有全球领先的技术。

许多德国中小企业都有着相同的成长轨迹。通常,中小企业会从一个看似不太起眼的细分市场开始“深耕”,不断积累技术优势,最终成为行业领跑者。

德国“工匠精神”的核心内涵是精益求精。德国中小企业将这种精神发挥到了极致。对这些中小企业而言,掌握行业内最顶尖的技术,打造质量最高的产品是它们矢志不渝的信条。因此,许多人认为,德国的“工匠”们并不相信“物美价廉”。他们追求的是用最好的技术打造最好的产品,这些产品往往售价很高,处于行业顶端。

德国机械设备制造联合会东南亚地区经理奥利弗?瓦克认为,德国制造业的成功十分独特,这是因为其成功是建立在职业教育、社会和行业等一整套系统上的成功,这种完整的“生态系统”在其他国家还没有见到过。

日本工匠精神:精神文化的传承

日本的“匠人精神”由来已久。佳能全球战略研究所研究总监濑口清之认为,日本的成功是以传统精神文化为基础的,得益于一贯吸收中国古典文化的精髓。

《参考消息》驻东京记者蓝建中的文章说,“匠人文化”就是中国的传统思想与日本固有精神的结合,匠人和农民都认为自己的工作是“天职”,对天必须忠诚,所以都竭尽全力用心工作。而日本的农民文化、町民文化和武士文化的基础都来自中国。

濑口清之指出,日本企业生产和开发是一体的,注重创新,企业不创新就会倒闭。由政府主导的科技研发,在数量上仅占日本科技创新的20%,剩下80%的科技创新都是由企业完成的。民间企业是日本科技发展的主力,“匠人精神”则是日本科技发展的源泉。

一些日本企业界人士也指出,日本产品精益求精很大程度上是因为市场竞争激烈。在激烈的竞争环境中,只能以质取胜,企业不得不生产更精良的产品。可以说,日本不是在工业时代的冲击下留住了“工匠精神”,而是工业时代的竞争培育了“工匠精神”。

“工匠精神”最主要的体现在蓝领工人身上。早稻田大学教授鹈饲信一指出,日本超过90%的企业都是中小型企业,而其中还有很大一部分是工作人员不满10人的零碎小规模企业。但是,不少中小企业拥有支撑日本制造业的技术实力。小规模企业的竞争武器是高素质的劳动者。他们的自我革新、熟练程度的提高、对新的机械设备的熟悉,以及对新技术和新知识的学习等,是日本经济发展的重要支柱。

在日本,蓝领工人也是很体面的工作,体力劳动和脑力劳动收入差别不大,蓝领工人的薪资水平在全世界都处于前列。蓝领工人在社会上也受到相当尊敬。

鹈饲信一认为,高素质的劳动者才能产出高附加值的产品,而一个成熟的技术工人必须要经历一段不计较眼前利益、不辞劳苦、努力学习技能的岁月。可以说,精益求精的“工匠精神”和制造业中“劳动者就是创造者”,是日本制造业的精髓。

在日本,“工匠精神”不只体现在制造业工厂,还存在于大量民间手工艺人身上。日本《文化财产保护法》将工艺技术作为需要保护的非物质文化遗产,非物质文化传人不仅受到社会各界尊重,而且经常见诸媒体,尤其是其中的重要非物质文化遗产传承人(俗称“人间国宝”)更是社会地位甚高。虽然政府多有财务上的资助,但是日本工艺的从业者并非个个“荣华富贵”。一名华人媒体人士说,他以前认识几个搞扎染的日本人,除去其中一位被评为“人间国宝”收入较高外,其他人的经济状况都很一般。恐怕支撑他们的还是对传统工艺的热爱。

中国真的需要工匠精神吗

《日经新闻》编辑委员村山宏最近发表的文章,以虚构的“工匠派”和“非工匠派”正反两个角度来对此进行了探讨:

村山宏:据说“工匠精神”被选为2016年的中文流行语。为提高中国制造业的质量,大家就该不该参考日本工匠精神,不追求眼前利益、将责任和灵魂融入制造产品这一话题进行了一年的热烈讨论。可是工匠精神从日本人的角度来看并不见得都是十全十美的职业道德。这次笔者以虚构的形式,把工匠精神分成赞成派和反对派两种意见讨论,看一看工匠精神的利弊。

工匠派:“前几天我看到一个有关介绍金枪鱼经纪人的日本电视节目,这个经纪人做了几十年的金枪鱼买卖。或许是一直在海鲜市场参加拍卖以及观察金枪鱼的形状和肉质,因此只要稍微摸一下切下来的尾巴他就能了解整体金枪鱼的质量。这个经纪人选出的金枪鱼质量绝对有保证,因此超一流的寿司店也可以放心地买回去。不仅仅是金枪鱼,还有带鱼和河豚什么的,每一种鱼都有超级进货经纪人。这些经纪人在市场购买海鲜水产后决定批发价格再卖给餐厅。日本寿司之所以好吃不仅仅是因为寿司手艺人技巧高,还有捕鱼业者,运输人员,经纪人等相关专业人士秉持工匠精神,进行专业而精致的分类及保鲜。工作并不只是为了赚钱,对他们来说制造出色产品的喜悦更为重要。因为只有制造出色产品才能最终变成钱。即使不寻求眼前利益,今天的日本也富裕起来了。希望中国能向日本学习这种工作态度。

非工匠派:那种做法只会导致日本经济低迷。经纪人这样的职业在现代网络时代已经根本用不着。海鲜水产可以通过网络拍卖决定价格,之后再从港口直接运到消费地就行了。这种方法能更有效地把商品运给消费者,成本节省了,价格也下降了。有9成的消费者是可以接受普通水平的质量和价格的。只有极少部分人想要寻求质量好的金枪鱼和高级寿司。为了这些极少数富人的需求不需要经纪人这种制度。总而言之日本人总是想深入探寻,甚至过分地研究事物,但不要忘记彻底钻研是要花费很多时间和金钱的。你知不知道日本服务业的劳动生产率只有美国的5成左右?也就是说,日本人做跟美国人同样的服务竟需要两倍的劳动力,或两倍的时间。因为要把高成本转嫁给消费价格,所以日本的服务行业价格变得非常昂贵。这种做法不利于国际竞争,企业也赚不到多少钱。

工匠派:你的这种反驳常常可以听到。不过价格高又有什么不好?日本人对精致的商品和专业服务感到满意,也愿意支付其相应的价格。你有没有去过美国的餐厅?不但味道不好,没有什么服务热情,也不去考虑饭菜对健康好不好。工作效率当然是好极了,工作细节都是手册化,新来的员工也能做到。这也是美国服务业雇用工资便宜的非法移民能够获得大利的原因。这样或许有利于制作漂亮的公司财务表,扩大国家GDP的数字,不过获大利的想法能不能产生真正的价值呢?顾客真的就满意了吗?所以美国的汽车产业和家电产业都不行了嘛。成为工匠需要花费时间,购买工匠制造的质量好的产品和服务,当然需要支付相应的价格。

非工匠派:虽然这种做法在跟日本同样经济高度发展的国家进行或许是可行的,但在发展中国家不太可能。这个世界上没有几个消费者会像日本人那样愿意花钱购买精致的东西和一流的服务。日本电器公司夏普的失败就是个好例子。这家公司在液晶的研究领域里位于世界一流,在日本说起液晶平板电视机指的就是夏普。夏普建设了最先进的工厂,不久却陷入了严重的经营危机,终被台湾的鸿海精密工业收购了。全世界能够购买高价、高质量电视机的人是很有限的。跟韩国制造、中国制造的电视机一样,质量略优但价格合理的产品才会受到欢迎。夏普对研究开发投入大量经费,却并没有关心销售这一块。我讨厌工匠精神这个词。要是能够学习日本产业文化的话,我更喜欢顾客是上帝这种说法。市场经济中能否畅销商品是最重要的。尽力制造的产品不能畅销就没有意义了。只有手艺人的自我满足是行不通的。倾听市场的声音变得越加不容忽视。建立能够为消费者快速提供所需商品和服务的技术及制度是极为重要的。

工匠派:这种顾客至上主义让手艺人失去动力,阻碍产业发展。除非手艺人自己有足够的自信并坚持苦心创意,否则不会产生创新技术。只按照顾客的需求制造产品,你觉得这有意思吗?手艺人支撑一个国家的发展,经济成长取决于如何让手艺人发挥创意。手艺人不被尊重的国家肯定会走向衰退之路。18世纪后半期英国在工业革命方面取得成功,产业资本家发了一笔大财。这之后呢,这些发了财的富人不怎么重视自己国家的制造业,倾向于向印度等殖民地投资赚钱。法国也走了相同的道路。法国有装饰品加工等出色的手工技术,不过法国资本家富起来之后,也选择了对俄罗斯进行投资而发展本国经济。在英法那样的阶级社会,手艺人也就是产业推动者不一定受到尊敬。此后,法国因俄罗斯革命失去了投资的资金,英国也因印度独立失去了财富之源。回过头来再看看德国和日本。这两个国家的手艺人一直受到尊重,工匠精神也一直得以维持。因此即使战争输掉了他们的经济也能马上复苏。原因是生存下来的手艺人和制造业者,这些拥有工匠精神的人们制造出了精致的产品。

非工匠派:哈哈哈。这就是为什么德国和日本输掉了战争。工匠精神的意思就是在很长的期间一直集中在一件事情上面,对不对?总而言之工匠精神指的是一种又顽固又不灵活的意识形态。正是由于德国人和日本人思维不灵活的国民性导致发动战争,直到两国的国土彻底被破摧毁才投降。德国陆军的虎式坦克,日本海军的零式战机被视为杰作,在战争初期大发威力,不过它们最后没能取胜苏联陆军和美国海军。苏联利用计划经济体制大量制造坦克,美国也利用巨大企业大量生产飞机。长期战争取胜的关键不是质量,而是数量。另外,今后的社会已不会是一个相互竞争制造业精致与否的时代。现在已经有了3D打印机。只要有设计图纸即使不用人也能够制造出精致产品。机器人和人工智能能够代替人类制造产品。我认为今后产业社会不应该只钻研一样事物,而应该致力于如何发挥整体作用。虽然美国苹果公司没有制造产品,但这家公司收集了全世界的零部件,让台湾的鸿海公司在中国组装电脑和手机。苹果公司与其说是制造精致的零部件,不如说是设计让消费者如何享受网络音乐和动画的整体系统。

工匠派:是吗?苹果创始人史蒂夫?乔布斯是日本传统美感的爱好者,受到日本美学的影响。苹果产品简练的设计便是日本美术本身。工匠精神在机器人时代也会有用。除非开发出超过人类头脑的人工智能,否则不会出现超越人类的创造性。通过不断的失败和改良,人类创造有想象力的独特产品需要花费相当长的时间,拥有人类同等能力的人工智能创造产品也同样需要失败和改良,花费跟人类相同的时间。现在的中国制造业又如何呢?因成本过高而遇到了困难。不管是工业还是服务业,中国都要提升附加价值,没有时间坐等超越人类的人工智能发明。因此领导层打算用工匠精神这个词来启发工商界。你这个不了解中国现况的人别插嘴。

非工匠派:我这样说也是为中国好。不远的将来因少子老龄化中国也将遇到劳动力严重缺乏。在这种情况下花很长时间培养工匠纯属非效率。今后要做的应该是生产和服务的自动化。未来中国少数年轻人口一定要抚养人数众多的老年人口不可。提高劳动生产率是燃眉之急。不要仿效日本的工匠精神。在人口减少的国家实现以制造业为核心发展产业是不简单的事情。中国将不得不向年轻人口众多的印度、中东和非洲投资,靠收益吃饭。日本人喜欢愚蠢地把精力集中在一个事物上,而中国人则擅长灵活地应对事物变化。考虑到国民性,中国不应该走向像日本和德国那样的制造业强国的道路,更适合发展英美式的投资大国。我建议中国尽快完善金融制度的改革。现在采取的限制资本移动汇率稳定的政策有利于制造业和贸易而不利于国外投资和融资。应该快速推进金融改革,让中国人也能自由地跟国外进行金钱交易,使人民币成为国际货币。中国现在所需要的经济口号不是工匠精神而应是全面的金融改革。

在以虚构的两派争论结束之后,村山宏最后总结到:任何事情都会有正面和反面,也就是说什么样的政策都会有好的一面和坏的一面。没有比判断政策好坏和正确决定政策更难的事情。为了私利私欲,或是迎合大众,即便知道政策有不好的一面,政治家也还是会采用这个政策。现在出现了一种极端的意见,提议为避免政治家的主观意识应由人工智能来决定政策。

中国的工匠精神到底在哪里?

改革开放以来,中国的发展速度惊人,各种发展机会令人目不暇给,让人们几乎无暇顾及到工匠精神这种需要“十年板凳冷”的慢工细活般的方式。其实,中国的工匠精神其实由来已久,无数中华文化的精品都证明了这一点。因此,中国经济发展到今天的规模,步入新常态,需要重拾工匠精神的时候,我们开始认识到,要提倡工匠精神,就需要大批的工匠来实现,靠建立工匠制度来保障。

水月创投创始合伙人阚雷认为,德国和日本这种工匠国家,我们与其说他们有工匠精神,倒不如说是一种工匠习惯。这个习惯,是由一整套高品质高标准的工匠制度,和对违规者的严厉惩罚构成的。这就是为什么当年仅一墙之隔,西德以高品质闻名于世,而东德却乏善可陈。以主观的“德”为社会标准,人治大于法治,立法不严,选择性执法,建立不起工匠制度,就没有工匠习惯,更不可能有工匠精神。今天我们真正要学的,是工匠制度,用制度养成制造业的工匠习惯,再把工匠习惯升华为工匠精神。

郑俊则认为,互联网和工匠精神将成为中国制造业未来的财富机会。互联网将重新定义产品、渠道、技术创新和消费者。而互联网只能帮助完成其转型升级的一部分,另外一部分则需依靠技术产品化能力和匠人精神。制造业的本质是工匠,商业的竞争终将回到产品本身。包括人工智能、物联网、虚拟现实技术、新材料、新能源等新一代技术,将在未来二三十年源源不断地转化为商业化产品。这些产品将满足和激发消费者新一轮的需求,成为未来商业竞争的制高点。

中国的商业,最重要的现象是新中产崛起,它伴生的是消费升级和商业回归产品的现象。未来,制造业仍然具有巨大的机会。这些机会,尽皆蕴含在两个元素里,一个是互联网,而另一个则是工匠精神。

同济大学教授张轮认为,“中国制造”需要一大批大国工匠来实现,旨在培养高技能人才的职业教育必须蕴含“工匠精神”的教育。随着大工业时代的到来,批量的机器生产代替了手工,机器人可以快速而且低成本地取代人类几千年以来所从事的手工劳动。有朝一日,机器人或许可以取代一切人类“手艺”类的工作。但是,虽然工匠的工作可以被机器人取代,但是“工匠精神”是人类创造精美生活、推动社会进步和人类文明发展的必备,这是不可能被器物的表现所超越或代替的。“工匠精神”蕴含的不仅仅是精益求精、一丝不苟的内涵释义,也不仅仅是追求卓越的教育和训练的外延,它是人类的进化过程中所积累的最具价值的文明财富。今天,“工匠精神”被提及,绝不是回首对传统工匠技艺的回忆,而是对未来人们所从事的一切职业的道德呼唤。

(完)

 

(整理、编写、责任编辑:王砚峰)

2017年第19期(总第1724期)2017年3月17日(星期五)

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