现代社会,越来越多人远离生产一线,会倾向于觉得AI、生成式大模型等等很高大上、很复杂,严重低估制造业和农业生产的复杂性,甚至下意识认为商品是从货架上长出来的,堪称现代版的“何不食肉糜”。
这一问题带来的后果就是,会真的以为美国可以用AI和机器人直接替换掉工程师和技术工人,实现再工业化。很多人对此深信不疑,一有风吹草动就要喊中国产业流失、美国再次强大等等。
的确,目前无人工厂、黑灯工厂等已经成为潮流,光看宣传稿,一个庞大的汽车车间,里面就没几个操作人员,似乎所有的生产过程都是在无人值守的情况下完成。
宣传稿只会强调现场操作人员变得很少,一个人可以顶替过去的几百人甚至上千人,但没有说的是,要想实现这一场景,背后需要更高成本、更多人力的投入,这是一项庞大的系统工程。
越是无人工厂,需要的人就越多。
不同于内容生成式大模型,对精确度的要求度很低,频繁出现“AI幻觉”,也不过是笑笑罢了,轻信AI顶多就是出个丑。但在工业生产领域,复杂性远高于人类积累的文字、图像等规律性内容,在生产运转的过程中会出现偏离正常工况的成千上万种问题,目前一切AI都无法独自胜任制造业的要求,只能作为人的辅助。
现实中,自动化水平和智能化水平越高的工厂,对设备维护人员和设备工程师的要求就越高,越需要研究如何在不进行人工干预的情况下,通过预先设计确保运行在正常范围内。
这就导致,一家自动化工厂建造起来并不难,真正难的是调试和维护,以及生产要求变化后的产线改造。
就拿标志性的“无人工厂”来说,能够替代的只是高强度、重复性的简单操作,这类操作并不适合人类长期从事,非常压抑、枯燥,所以年轻人更愿意去送外卖、跑网约车,相对自由,还能跟更多人打交道,而不是被困在小小的流水线工位上连续工作十几个小时。
但就算是最简单的操作,也需要工程师和技术工人的不断调试和永不停歇的维护。
现实世界的制造业工厂,绝不是把原材料放进去,然后就能得到成品。现实生产中,就连螺丝钉都有上万种不同规格,每一种的拧动方法都不一样,而工业生产环节很多,每一个环节的轻微变化,都可能引起后续的连锁反应,最终导致生产线瘫痪。比如某一个环节负责切削的刀具崩刃了、固定的夹具松了、零部件的位置偏了等等,都会导致自动化流水线出现偏差,如果后续没有发现前面环节的问题,默认正常继续加工,会出大问题。
所以,在工业生产中,非常重要的就是检测,发现生产中的任何偏差和问题,及时矫正。对有人工厂来说,这相对简单,人本身就是最强的智能工具,要想实现替代人,需要完成的生产线改造就要难多了。
原本任何一个接受过基础训练的工人都可以轻松实现的,放到机器身上都是极为复杂的操作,任何生产标准的改变,都需要单独调整、优化。
正因此,一个自动化流水线或者无人工厂,最费事的恰恰是开工之前。
需要进行全面的规划,充分考虑实际生产中可能出现的成千上万种问题,设计好处置方案,尽可能做到机器能够自动处置,如果还是需要人类频繁介入,那也谈不上自动化。
还要想办法降低偏差,虽然理论上通过AI技术,可以增大生产的灵活性,比如上游的零部件位置偏了、切削大了等能够在后续进行弥补。但弥补的前提是,设备精度必须高,必须稳定,否则就算通过检测手段发现了问题,但实际作业的模具、机械臂等误差大,那肯定也不行,想要解决,就得加钱,因为精度高、稳定性强的机器,就一定更贵。
做好规划、买完设备,就要进入极为繁琐甚至令人崩溃的调试环节,现实不是游戏,游戏里的工业生产,没有误差,所有的都是标准的。但在现实里,能够影响生产的因素太多了,机器越多,调试就越复杂,需要考虑的因素就越多。
很多时候碰到问题,搞不清楚是机器本身问题、电路管线问题,还是磁场、振动甚至空气的问题。同样一个设备,在甲地组装后就好好的,换成乙地怎么着都不行,可能不过是拆下来一个小部件,重装回去就怎么着都跑不起来,所以但凡是复杂点的非标准化设备,一定整体打包、整体运输,大件运输这几年就颇为红火。
而随着生产的信息化、智能化,增加了软件系统之后,就更加“玄学”了。经常出现一台设备运转得好好的,突然程序就崩溃了,有时候就算开发人员也不知道怎么回事,重装成为最可靠的方案。
从事这类工作的应该多少都碰到过这类“玄学”问题,有时候真不是靠理论分析能解决的,就得靠经验。甚至如果每天早上磕个头能解决,那最好把磕头写进工作流程中,严格执行,磕头的角度、力度、次数都要固定。
别觉得小镇是在说啥“封建迷信”,就说欧盟这些年搞的北伏电池工厂,工厂、设备早就完工了,迟迟无法投产,今年已经申请破产,明面上说因为技术瓶颈、供应链脆弱等问题,但实际就是卡在设备调试环节,解决不了种种奇奇怪怪的调试问题。
还有个很有趣的例子,美国目前最新锐的福特号航母,2020年有新闻报道称航母的厕所和污水系统正以“意想不到的和频繁的”方式出现堵塞,导致维护人员不得不经常用酸性溶液进行清洗,极大影响了航母运行。
新闻报道说导致导致这一问题的原因是厕所和排污系统设计,采取航空厕所放大化,只能满足4000多人的日常使用需要。实际原因是,由于福特号使用了大量新设备、新技术,导致长期处于系统调试阶段,除了正常的船员,还必须搭载大量来自不同企业的技术维护人员,人多了不但导致居住、餐饮压力大增,厕所也不够用。
这就是复杂系统必然带来的艰巨挑战,美国镇国的航母,竟然能被厕所困住。类似的还有美国水手身体素质水平下降,普遍出现肥胖问题,而福特号的电梯、舱门设计仍然按照美国水手的传统身材,显得太狭小,就导致正常装卸货都变得艰难。
所以目前的无人工厂、黑灯工厂,更适合生产相对稳定、技术水平要求较低、更容易长期标准化的行业或生产环节。
而且也不是安装了工业机器人就完事了,因为生产制造极为复杂,目前设计制造工业机器人的厂家,并不从事具体生产应用的开发,一家工厂购买安装工业机器人后,需要其他公司去解决应用端的问题,去教工业机器人如何进行生产操作。理论上可以通过智能机器人自我学习来实现,但这只是理论,目前还看不到实现的可能。
综合上述原因,一家无人工厂,看起来现场操作工人极少,降低了成本,但为了实现这一点,背后需要更多更加复杂的工作,需要更多机械工程师、调试工程师、电气工程师等等。
无人生产,本质是适应现代人越来越厌恶单调重复乏味的流水线工作,把原本低收入、低技术要求的低端岗位,替换为更庞大的工程师、资深技术工人等中高端岗位,这也导致了就业的结构性摩擦。
调试的复杂性也决定了,一旦需要生产新产品,就需要重新调整产线,一条生产线往往需要一两个月甚至更长时间的调整,才能实现新产品的新规格要求,在这个过程中,还需要整个产业链其他供应商的配合。无论再智能化的工厂,靠机器自身也做不到自动调试,还是得人来,而且必须是高水平的工程师或技术工人。
不调试不行,内容领域错了也就错了,但工厂任何微小的错误,都要以人命为代价。
随着市场竞争加剧,要求产品迭代加速,也导致无人工厂的实际效率大打折扣,因为设备的调试和维护是永不停歇的,对那些种类多、差异大的产品,与其搞自动化不停的调试,还不如还聘请熟练工人。现在就连原本迭代很慢的汽车行业,现在也卷起来了,需要经常进行升级改造,这就对生产线提出了更高要求,于是可以看到:产品迭代缓慢的整车企业,自动化率反而更高,越是加速迭代的车企,越依赖人工。
在制造业,一些行业和环节仍然坚持使用人工,也是理性选择。比如纺织业最难用机器和自动化生产替代的缝纫环节,还有商品外壳组装和装箱环节,都是因为难以标准化,用人是成本最低、效率最高的。
不能盲目认为无人就是先进、有人就是落后,进而为了无人而无人,这就本末倒置了。一家工厂是有人还是无人,仅仅是生产方式的不同,是为了解决生产的问题,归根到底还是要看谁的效率更高,谁更有经济效益,
因为一切都是有成本的,制造业是重投资、重资产行业,在成本构成中,人力成本是有限的、灵活的,可以根据实际生产需要增加或削减用工,但生产设备不行,设备一次性投入之后,需要很长时间才能收回投资,在这个过程中每年都有折旧。
哪怕按照20年折旧完的标准,每年都是5%的成本,这就意味着一家制造企业,最理性的选择是谨慎设备投资,尽可能延长设备使用时间,而无人工厂,恰恰大大增加了生产设备的投入,还增加了海量的调试要求,生产灵活性也低于人工,这也是很多环节继续坚持人工生产的原因。
同样需要考虑人工的,是技术水平更高的工程师和技术工人的培养成本。虽然小镇上面反复说自动化生产的成本更高,但中国就是能够占据全球自动化生产一半以上的份额,体现在工业机器人、灯塔工厂的占比上,能够实现这一点,得益于中国庞大而又完善的工业体系,能够极大降低设备成本。
同样重要的是,中国大规模普及的廉价全民教育,极大降低了高技术人才的培养成本。
一个合格的工程师,用工成本肯定大大高于流水线操作工,参考汽车行业,薪资差距一般在3到5倍。但注意,这已经很便宜了,因为在中国,工程师的培养成本,大头由国家承担,对中国的普通家庭而言,支持孩子去读理工科,成为一名工程师,经济压力并不大。
但在中国以外的国家,可就不一样了。就拿美国来说,由于金融、硅谷等薪资极高,理工类学生更倾向于从事金融和生产服务性工作,这就大大增加了制造业企业聘用本土工程师的成本,而在一般工人层面,由于社会整体生活成本的提升,也要求提高薪资,综合起来就导致出现去工业化。
正如前面所说,无人工厂只是替代了低技术水平、重复枯燥的操作工岗位,增加了更多工程师和技术工人的需求,后者更依赖一个国家的体系支撑。这就决定了,相比搞有人的工厂,无人工厂对美国而言,难度更大。
本质来说,无人工厂是把大量的工作分摊给整个产业链,最前方的操作工的确省力了,但整个产业体系需要付出的劳动反而是增加的。
以粮食生产为例。古代中国小农社会,一家一户就可以完成粮食生产,但现代粮食生产,依赖的是整个工业体系和现代服务体系,如石化工业的化肥农药地膜、装备制造领域的农机设备、生物领域的良种培育、交通物流的运输服务、金融体系的信贷和保险服务,还需要提供水电气网教育医疗养老等基本服务,满足文化和精神生活,几乎所有的第二、第三产业细分门类,都与农业发生关联。
目前中国农作物耕种收综合机械化率超过75%,农业社会化服务已极为普遍。站在最终的农民角度,确实省力、省人了,一千亩地几个人就够了,但这背后站着的是几百万甚至几千万人的产业服务体系。
工业也是一样。过去点火需要用火折子或者火石之类,再怎么复杂,几十个人也足够完成从原材料采集、加工到制造的全过程。但现代要想制造一个小小的打火机,从最终组装阶段看,这简直太容易了,以至于一个打火机卖1元都有得赚,但这一个打火机背后,关联的产业规模有多大呢?需要多少工业人口支撑呢?而为了支持这些工业人口,又需要多少人口提供生产、生活性服务呢?
所以,常说任何一次工业革命,在消灭一些就业的同时,必然会产生更多的就业,就是因为每一次升级,都会导致社会分工进一步细化,产业链更长,创造了更多的劳动需求。
之前三次工业革命如此,即将到来的第一次智能革命仍然如此,每一次革命都会大大增加生产体系的复杂性,产业链越长、技术越先进、分工越细化,需要的劳动者就越多,于是就出现了很有意思的现象:越想节省人工,就越需要提高技术水平,而越提高技术水平,整个社会对劳动者数量和质量的要求就越高,唯有通过更高效率的社会化组织才能满足。
说到这,或许会有人拿中国过去十几年,制造业从业人口下降来反驳。但注意,这反而证明了小镇这篇文章的观点,随着中国制造业的自动化、规模化水平提升,开始从劳动密集型向技术资本密集型转移,单调重复的低技术操作岗位减少,大量低端操作岗位转移到越南等海外,在这个过程中,更需要的是高技术的工程师。
大量工作岗位从第二产业转为第三产业的生产性服务业。比如过去工厂需要自己配备操作工人和部分技术人员,现在改成了自动化工厂,增加了大量工业机器人,复杂度大大增加,一家工厂养不起全套技术团队,更多的技术需求转为外包,包括研发工业机器人应用、生产线改造调试、运维管理等等,这些工作都被统计进第三产业。
所以,美国现在一直鼓吹通过人工智能实现再工业化,只能说明美国还懂制造业的人已经很少了,在美国政府决策团队就更罕见了。当然也可能是单纯为了资本市场炒作人工智能故事。
最后,概括一个道理:
无人工厂绝不是无人,降低的是低水平操作需求,大幅增加的是高技术水平的工程师和技术工人需求。搞无人工厂的前提,是有人工厂。
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