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书籍描述

编辑推荐
《新工业革命》编辑推荐:中国制造业危在旦夕,转变刻不容缓。《新工业革命》引爆中国制造业变革。金融危机常态化、实体经济空心化,经济发展教训促人警醒!美国要重振制造业,中国政府强调发展实体经济——实体经济需要再回归。
境外制造业撤离中国、生产成本居高不下、经营环境恶化,中国制造业正面临着最为严重的生存危机。
生存,还是毁灭?中国制造业练好内功,才能应对重新洗牌。
中国制造业大讨论,掀起新一轮制造业革命!

名人推荐
《新工业革命》明确告诉我们,智能制造、互联制造、定制制造和绿色制造将是未来几十年世界工业革命的业态。或者说,制造业生产方式的转型将会决定谁能占据未来制造业的制高点。
——罗文 中国电子信息产业发展研究院院长
彼得•马什对新工业革命的阐述真是精彩极了。在这本书中,他对全球制造业的发展历程、科学技术的发展趋势和劳动力的国际分工都有精彩的阐述,真是一本让人爱不释手的书。
——罗伯特•罗森 剑桥大学前副校长
这本书对全球制造业进行了全面而详细的研究。作者对制造业在全球过去、现在和未来的作用和影响力都做了极其精彩的分析。大的方面,他既注重对全球贸易数据的分析,小的方面,他还着眼于对单一制造业公司的赢利分析。总之,这是一本连专家都能发现新观点的书。
——卡思拉•弗德思 乔治敦大学教授

作者简介
作者:(美国)彼得•马什(Peter Marsh) 译者:赛迪研究院专家组

彼得•马什(Peter Marsh),《金融时报》新闻记者,主要报道制造业相关产业的发展动态。2012年,他荣获英国制造业类“年度商业记者奖”。

目录

第一章 增长的机器
起源
英国成为制造业强国
通往未来的桥梁
历史的曲线
世界上第一台计算机
妥协与交易
未来雏形
第二章 科技的力量
科技:新工业革命的重中之重
思瑞克斯公司的成功之道
新空间维度
能量之旅
旋转的力量
从西门子到通用电气
制造业的黏合剂
第三章 制造业的未来
技术进步:玻璃制品
制造业从第一阶段到第二阶段
标准化生产
制造业第三阶段:大批量标准化生产
制造业第四阶段:大批量定制
博采众长:丰田生产方式
制造业第五阶段:个性化量产
制造业的未来:差异化生产
第四章 打造强势价值链体系
制造业的价值链分布:西风公司的案例
互联制造
混合式思维
企业的开放性:小松集团的制造业模式
价值链不断细化
“无工厂”制造商
开放还是封闭:苹果公司的制造战略
新工业革命时代的价值链
第五章 利基制造业
创新之窗
寻找“蓝海”,避开“红海”
利基的塑造者:它们做得最好
利基企业成长的动力
在多个利基领域里竞争
利基企业的生存之道
企业要拥有全球视野
服务的维度:制造业与服务业结合
第六章 环保压力下,制造业如何生存
新工业革命时代的生意经
增长的极限
重视环保,但也不要错过赚钱的机会
从摇篮到摇篮的制造理念
产品生命周期评估
钢铁企业面临的挑战
制造业的前景
第七章 中国制造业:做大、做强
中国制造业走出去
国际化扩张
中国制造:失而复得
由低技术到高技术:中国制造业的海外生产基地
传奇式增长:联想与吉利
中国企业进军海外市场的文化差异
第八章 制造业集群:对中国制造业的启示
制造业集群
集群动力
集群联系:华沙的案例
原料供应:从景德镇到欧洲钢铁集群
阿尔卑斯工业园
集群制造业的动作模式
优秀案例:英国剑桥的集群模式
第九章 未来工厂
新工业革命解决人类四大需求
“碳”时代的到来
合成生物学
制造业未来新材料
碳纤维
能源
医疗革命
中国的七个“新兴战略产业”
第十章 新工业革命
新工业革命的最大亮点
进步的时代
助力新工业革命
谁会挑战中国制造业地位
中国制造业优势
中国赢得了制造,却失去了研发
制造业会“基业长青”吗
未来,谁将主导全球制造
制造业中人的问题
制造业未来的重心
致谢与译后记

序言
推荐序
今天的中国,到处弥漫着工业革命的气氛,这是因为工业生产特别是制造业的升级转型是全社会关注的焦点,更是因为在举世瞩目的党的“十八大”提出的“新四化”蓝图中把工业化放在了首位,此外为这种氛围推波助澜的还有中信出版社出版的两本相关译著,一本是杰里米•里夫金的《第三次工业革命》,另一本是彼得•马什的《新工业革命》。
《第三次工业革命》先行出版,我自然认真阅读,得出的基本结论是,我们现在正处在以“互联网+新能源”为聚合推动力的第三次工业革命中,这种强大的聚合力会逐渐将垂直的权力呈水平分布,甚至可引发现有政治体制的变化。当第一遍阅读《新工业革命》时,透过马什先生貌似“散”的章节和多得令人吃不消的工业界大小故事,我吃惊地发现,作者将人类工业革命的历史划分成五个阶段。浮现于脑海的第一个问题便是,作者为何没有提出“第五次工业革命”?为什么选用“新工业革命”这个题目?带着这个问题,再次阅读全书,寻找着章节之间的逻辑结构,印证着这次工业革命何以为“新”的理由,终于豁然开朗,感叹作者十年岁月收集世界工业革命史料的惊人毅力,感谢作者为当代工业革命提出的睿智箴言。
作者认为,从1780年到20世纪末,人类共经历了四次重大的工业革命,即蒸汽机革命、运输革命、科技革命和计算机革命。这些革命以科技为手段,智慧地塑造了工业原材料的物理与化学属性,把人们一步步推进现代化生活的时代,为制造业创造了前所未有的发展规模,同时也产生了新的发展机遇。
在作者的眼里,由于历史发展阶段的局限,“在过去,只有一部分技术发展促成了制造业的变化,包括蒸汽动力、金属加工、发电和化学。在21世纪,应用于制造业的技术数量大大增加,包括电气、网络、生物和激光技术等,以及这些主要领域的众多分支”;以中国为代表的新型经济体迅速崛起,重要的制造业地区将越来越广,“前四次工业革命的影响仅局限于发达经济体,此次新工业革命的最大亮点是其影响将均匀地遍及全球。产品的制造地将更加分散,越来越多的制造商会将其制造业链条混合分布在发达国家和发展中国家。这一新时代将是一个真正意义上的‘工业民主化时代’”;网络应用的日趋完善,制造业的“外包”和“互联”将更为普遍,“制造业价值链的环节被逐步拆分给不同国家的不同公司,对这一切事务进行管理的技能被视作极有价值的技能”;以钢铁和石化为“粮食”的大规模制造业,为环境问题和资源问题带来挑战,“从进一步的发展趋势看,可持续制造理念变得更重要,人们将更关注将制造业改造成对环境破坏较小的产业”;科技的细分、全球化分工和网络营销,导致生产领域不断涌现很多机遇,这为利基产业的大发展提供了基础;信息技术的发展和对环境与资源问题的考量,将会促使制造业从批量向定制生产软着陆。
当我拿起笔,把作者的精华思想串在一起,欣喜地发现新工业革命的特征跃然纸上:科技化、全球化、互联化、绿色化、定制化和利基产业。掩饰不住自己的兴奋,我愿意这样去理解新工业革命的“新”和作者的良苦用心。那就是,这次工业革命尽管如往次一样,要制造诞生出重大的新产品,但首次要求特别关注制造方式的变革。用作者的话来讲就是,“制造业是将原材料制造为新产品以迎合新需求的艺术和科学。在新时代,最重要的事情就是准确识别已有的生产制造模式将会如何变化,掌握如何从这些变化中获取最大的利益”。
带着这份兴奋,我第三遍阅读《新工业革命》,深刻感受它对我国工业转型升级的重要启示价值。首先是技术创新,每一次工业革命的重要制造业成果都是通过崭新的科技作用于原材料实现的,因此制造业的创新不仅需要信息技术的融合,而且需要材料科技的革命。其次是如何转型?向哪里转型?我的理解是向全球工业化发展趋势转型。《新工业革命》已经明确告诉我们,智能制造、互联制造、定制制造和绿色制造将是未来几十年世界工业革命的业态。换言之,制造业生产方式的转型将会决定谁能占据未来制造业的制高点。这次革命是全新的,不是第五次,我们没有理由再去抱怨沉重的历史和过去。
新工业革命已在全球勃然启动,我国的工业转型升级方兴未艾。真诚向我国工业主管机构以及广大制造业同人推荐《新工业革命》一书,共同为我国的工业化建设助力。
罗文中国电子信息产业发展研究院院长

文摘
第一章
在第一次工业革命后,又发生了三次相似的革命。1840-1890年发生了第二次工业革命——“运输革命”,新的运输工具是其标志性的发明;1860-1930年发生了“科学革命”,廉价钢材就是这一时期的一个主要产品;1946年问世的第一台电子计算机埃尼阿克以及半导体的普遍应用引发了第四次大变革——“计算机革命”。这些革命印证了制造业的普遍规律:技术的发展使得产品价格降低、质量提高。
未来,在所有制造业中,技术将发挥前所未有的作用,定制化逐渐成为未来制造业的主流,价值链将制造业进行分割,新的利基产业迎来新的发展机遇,“可持续制造业”的理念变得更加重要,制造业的关键生产地逐渐向发展中国家扩展。在这些因素的影响下,新的工业革命已经爆发。
起源
“黄金属于贵妇,白银属于女仆,青铜则属于能工巧匠。”
“说得好!”男爵在他的殿堂里说,“但是,铁却凌驾于它们所有之上。”
这段对白出自英国知名作家路吉卜林之手。他一生大部分时间都住在一个17世纪的铁匠旧居里。20世纪初,吉卜林成为最年轻的诺贝尔文学奖获得者,达到了事业的顶峰,他那时对铁的经典论述至今依然适用。从文明起源至2011年,人类制造物品已使用了430亿吨铁。这些金属制品数量庞大,小到儿童玩具、大到核反应堆,而其中将近一半的产品是1990年以后制造的。现如今大部分铁最终都炼成了钢。钢中含有碳,因而更加坚韧。
据科学家测算,地球质量约为6×1021吨,其中1/3是铁。但大部分铁深埋于地下,无法开采。即便如此,按照2011年的产量计算,处于地表可以开采的铁矿足够满足人类未来10亿年的原材料需求。在自然界中,铁总是以化合物的形式呈现,其中最常见的化合物是氧化铁,常见于赤铁矿和磁铁矿等矿产中。在这些矿产中,铁和氧气以不同的方式结合在一起,为了将铁从氧化铁中分离出来,需要对其进行冶炼。所谓冶炼,就是指将铁矿石和木炭置于熔炉中,对熔炉加热,木炭与铁矿石中的氧气结合产生二氧化碳逸出,剩下的就是纯度很高的铁了。
人类掌握冶炼技术已经5000年。起初,冶炼技术被用作生产铜和锡,这两者都是青铜的组成成分。很久以后,人类才利用冶炼技术大量生产铁,这主要是由铁的物理和化学性质决定的。冶炼所需要的反应温度与金属的熔点有很大关系,铁的熔点是1530摄氏度,比铜和锡的熔点高得多。此外,从铁矿中去除杂质(比如铁矿吸附的黏土和矿物质等外部物质)也比从其他金属中去除杂质困难。
公元前1200年左右,冶炼技术在美索不达米亚(大概为今伊拉克及附近地区)有了突破性进展。人们研究出新的方法,使熔炉保持足够高的温度——大约1200摄氏度,从而使铁的冶炼成为可能。此外,人们还想出了更好的办法分离杂质——称为“熔渣”,即用锤子捶打。这种冶炼方法迅速传播到地中海东部很多地区。随着铁的冶炼技术越来越成熟,铁供应量也不断增加,其价格因此下跌,在公元前1000年之前的400年间,价格总计下降了97%。
在同一时期,人类发现了钢。这是一种“折中”的材料,根据具体用途,碳与其他元素以不多不少、恰到好处的比例结合在一起。人们发现,当铁与少量的碳结合时,这种材料变得相对柔软,更容易塑型。当碳的含量增加,这种材料会变硬,也变得更脆。用现在的术语来讲,含碳量较低(低于0.5%)的铁被称为“熟铁”,含碳量相对较高(高于1.5%)的铁被称为“生铁”。钢不是由单一元素构成的合金,而是由铁的多种变体构成,其性能取决于其化学性质。在当今的炼钢厂里,添加少量的、特定的微量元素(如钒、铬和镍)是非常重要的。这些构成上的变化改变了钢的性质,比如使钢更加耐腐蚀,或者具有更好的导电性能。从公元前1200年开始,人类进入铁器时代。历史学家通常认为铁器时代大约持续了1300年,但事实上铁器时代从未真正结束。
早些时候,要想准确地界定钢的组成成分几乎是不可能的。炼铁和炼钢的过程不但缓慢,而且完全凭借经验。然而,在1000多年的时间里,中国始终是钢铁冶炼的领导者。中国制造了高炉(利用风箱鼓风、利用水力驱动活塞),远远领先于其他国家。中国早在公元前200年就已经知道如何制造高炉,这比欧洲早了1600年。中世纪的绝大部分时期,不论是总产量还是人均产量,中国的铁生产都遥遥领先于欧洲。但是到了17世纪后期,英国逐渐成为钢铁冶炼的重要地区。
英国成为制造业强国
这些重大变化的中心是英格兰北部的谢菲尔德市,这得益于靠近三大自然资源地的地理优势。奔宁山脉可以非常便捷地提供铁矿资源,流经城市的顿河提供了高炉冶炼所需的水力,同时旁边的煤炭产区为其提供了丰富的煤炭资源。在那个时期,煤炭已经取代木炭成为主要的冶炼还原剂。
本杰明•亨茨曼是锁匠,也是钟表匠,1740年从唐克斯特搬到了谢菲尔德附近一个名为汉兹沃思的村庄。起初他对钢铁冶炼并不感兴趣,而是喜欢用钢铁制造产品。但是他对当时钢的质量越来越不满意,最终他决定寻找新的炼钢方法。亨茨曼最终解决了困扰美索不达米亚炼钢者的两个关键问题:提高温度,改变铁/碳/渣的构成比例。
亨茨曼的改进主要体现在设计了特殊的陶壶或坩埚,它们能在1600摄氏度以上的高温下不开裂、不变形。热的铁/碳混合物与少量的其他材料(如优质的浸碳钢碎片)从鼓风炉倒进坩埚。杂质可以从坩埚底部的孔中排出。不同物质添加或排出的速率决定了钢成型的速率以及钢的性能。
亨茨曼大约是在1742年开始使用这种“坩埚炼钢法”。但这种方法也存在一些缺陷,该技术只能小批量地生产钢,适于工具、餐具和钟表组件等产品的生产。其生产过程只能算“尚可”:生产前,必须先准备好少量已经制好的浸碳钢。不过这个程序是可以重复的——可以遵循既定的方法多次操作。亨茨曼的“坩埚炼钢法”是各工业行业中最早应用的工艺流程之一。尽管一个多世纪后,人们在冶炼产品质量和生产速度上的提高彻底改进了亨茨曼的工艺流程,但这种程序化的工艺在当时的确引领了生产的方向。
亨茨曼发明该技术时,英国在世界制造业中的份额很小。1750年,全球制造业的领军者是中国,占全球产出的1/3,其次是印度,占全球产出的1/4。欧洲国家的领先者是俄国,占全球产出的5%,其次是法国。英国和爱尔兰的份额为1.9%,仅居世界第十位。但是一切都在改变。1769年,苏格兰工程师詹姆斯•瓦特提出了一项“大发明”,不是材料的发明,而是能源动力的发明。瓦特改进了早期设计,发明了蒸汽机,既可用于矿山抽水,也可以用于为机器提供动力。蒸汽机现在被认为是“通用技术”(有极广泛的应用及能被不断改进的特定技术)最好的例子之一。瓦特发明了蒸汽机,与其他几个影响工业进程的关键事件相得益彰。一位历史学家曾这样描述这种变化:“18世纪60年代,英国掀起了一股发明浪潮。”出现许多与制造业相关的“小发明”,包括用于纺织和金属生产的新机器。与此同时,社会和经济方面的变化也同步发生,比如人们开始尝试创建大规模的工厂,越来越多的人健康状况改善了,受教育程度提高了,全球贸易拉开了序幕,鼓励企业家精神的股份制公司诞生了,等等。
这些变化的结果是,1700-1890年,英国工厂雇佣工人的人数占总人口的比例从22%上升至43%,而从事农业生产的人口则从56%下降至16%。1750-1860年,英国和爱尔兰制造业人均产出增长了7倍,是法国和德国的4倍,是意大利和俄国的6倍,而中国和印度的制造业人均产出则下降了。1800年,英国在世界制造业生产中仅占4%的份额,是世界第4大制造业强国,位居中国、印度和俄国之后。而到了1860年,英国则超过中国,一跃成为世界上最大的制造业产出国,占全球产出近20%的份额。美国位居第3位,占近15%的份额。
在英国,“manufacturing”(制造)开始成为语言的一部分。这个词衍生自拉丁语,manus的意思为“手”,facio的意思为“去做”。“manufacturing”这个词最早出现在1560年,当时用得不多。莎士比亚(1616年逝世)的任何一部戏剧作品中都没有出现“manufacturing”这个词,也没有出现“factory”(工厂)这个词。但是大约从1800年起,机器主要集中于自动纺纱新设备,包括詹姆斯•哈格里夫斯发明的珍妮纺纱机和理查德•阿克赖特发明的水力纺纱机。历史学家罗伯特•艾伦总结出涉及这些发明和广泛背景的相关要点:解释工业革命为什么在英国爆发的关键所在,因此也就成了解释英国发明家为什么投入大量时间和金钱进行研发,从而保证老一套想法得以实施。关键是他们发明的机器增加了资本投入,目的是节省人力。因此,人力成本越高,资金投入越低,他们就越有利可图。也就是说,除了英国,没有哪个国家的机器可以带来更多利益。这就是为什么工业革命是英国人的工业革命。
“manufacturing”这个词就被广泛使用了。1780-1850年的70年是制造业发展的第一阶段,制造业被大规模地组织起来,以英国为核心,这就是我们所说的第一次工业革命,通常叫作“工业革命”。“工业革命”被认为是第二个千年的最后500年中改变世界格局的最重要事件。
通往未来的桥梁
前述巨变发生之时,查尔斯•巴贝奇还仅仅是个孩子。查尔斯•巴贝奇于1791年生于伦敦,其孩童时代的大部分时间都在德文郡托特尼斯镇度过。在剑桥大学攻读数学学位以后,年仅24岁的他成为英国皇家学会的研究员。在1822年撰写的一篇论文中,查尔斯•巴贝奇描述了一种被称为“差分机”的计算器。该机器包含一个机械阵列,驱动一系列的齿轮转动,通过杠杆和齿轮控制旋转轮和阵列进行计算。巴贝奇试图建立一套差分机的工作模式,但这项工作过于复杂,超出了他的能力范围。不服输的巴贝奇开始研发一种更先进的计算器,他将其称为“分析机”。他希望将分析机打造成一台“通用计算设备”,借助不同的编程方式完成极其复杂的运算,因此该机器又被称为“现代计算机的鼻祖”。不幸的是,跟差分机一样,在巴贝奇有生之年,分析机也没有研制成功。两种机器的复杂程度都超出了那个年代的工程设计能力。除了制造分析机之外,巴贝奇还挤时间完成了一本制造业的早期专著。在1832年出版的《机械和制造工业经济学》(On the Economy of Machinery and Manufactures)中,他指出每件成功的制成品背后都是“一系列通往成功之路的失败”。
亨利•贝塞麦应该会赞同巴贝奇的前述观点,但亨利•贝塞麦的实践技能更强,对工程设计理解准确,因而比巴贝奇更有可能在理论上有所建树。亨利•贝塞麦于1813年出生在伦敦附近的一个村庄,他是发明家,研究新式印刷系统、官方文件防伪技术、纺织行业中高价值天鹅绒的锻制工艺等。他将自己的研究方法总结为:“我不会让长期实践形成的固定思维模式控制或者左右我的想法。即使人们普遍认为某事是对的,我也不会盲从。”
19世纪50年代,也就是克里米亚战争期间,贝塞麦面临巨大的挑战:他受英国当时的盟友拿破仑三世的鼓励,研究新型火炮。军事工程师发现,把子弹旋转进枪筒里面可以更好地控制子弹的发射轨迹,但是子弹的旋转会增加额外的压力,很可能一开火就把枪支震碎了。这就需要一种更坚韧的材料取代铁,钢成为首选。但是,贝塞麦发现,必须找到一种全新的方法炼钢,才能满足需求。
从本杰明•亨茨曼时代开始,英国成为世界炼钢行业的领导者。1850年,全球生产了7万吨钢,其中英国的产量占了70%,仅英国谢菲尔德市的钢产量就占了全球的50%。大部分的钢都是运用亨利•科特那种难度较大的“搅炼法”炼制而成的。亨利•科特是汉普郡的一名五金商,1768年发明了“搅炼法”,其原理是将金属、碳和各种杂质高温加热,从而去除其中的碳,实现生铁向熟铁的转化。这个过程需要熟练的、强壮的工人不断地用金属棒搅拌高温混合物,然后更多的碳以木炭的形式不断加入,从而炼出钢。从某种意义上讲,“搅炼法”是对亨茨曼炼钢技术的一个跨越,实现了相对大规模的钢铁炼制——一次炼制不超过30千克,但是该方法存在诸多缺陷。正如贝塞麦在其自传中所说的那样:“在那个时代(19世纪50年代初),没有适合于建筑的钢(能够制成大块的钢)……炼钢的过程耗时长且成本高。”
贝塞麦开始尝试用生铁一步到位地炼钢,那就是向熔化的生铁中吹送冷空气。空气中的氧气与生铁中的部分碳原子结合,生成二氧化碳逸出,剩下的就是钢了。因为这一化学反应会产生热量,所以吹进的空气越多,温度越高,从而加快了炼制的进程。1856年,贝塞麦在其向不列颠协会提交的论文中公布了该炼钢方法的细节。“新的炼钢方法利用了机械,从而节省了大量的劳动力,大大加快了钢的炼制过程。”贝塞麦还补充道,这种炼钢法将对世界炼钢产业产生近乎革命性的影响。
1859年,贝塞麦在谢菲尔德市建立了世界上第一个基于“转化”炼钢技术的炼钢厂,该工厂取得了巨大的成功。贝塞麦将新的炼钢法授权给英国以及其他国家的金属制造企业使用,使该炼钢法得到了不断的改进。西门子–马丁1865年发明的平炉能够更加精准地控制反应过程,从而产出更高质量的产品。苏格兰裔美国企业家安德鲁•卡内基也深受贝塞麦的影响。1848年,13岁的卡内基移民美国后,便获得在一家棉纺厂当“线轴工”(将原材料放到生产线上)的工作。当卡内基决定自己创业之后,他开始建造桥梁、火车和铁轨,这使卡内基得以涉足炼钢产业。1868年,在去英国访问时,卡内基与贝塞麦会面了,此后卡内基将贝塞麦的炼钢法带到了美国。1899年,匹兹堡卡内基钢厂成为世界上最大的炼钢厂,当年的产量达到260万吨。(两年以后,卡内基以4亿美元的价格将其卖给摩根公司,卡内基也一跃成为世界首富。)伴随着互补技术的进步,贝塞麦炼钢法使炼钢变得省时省力,钢的价格在1860-1900年下降了86%。1900年,全球钢产量达到2830万吨,是半个世纪前的400倍。
由于廉价钢材供应量充足,在19世纪的最后20年里,全球制造业生产也出现了前所未有的大幅增长。1880-1900年,全球工业产出增长了67%。相比之下,1860-1880年全球工业产出增长42%,1830-1860年仅增长了22%。全球工业增长的一个结果是,英国丧失了全球制造业的领导地位。1900年,美国成为全球第一制造业大国,其产值占全球的24%,英国占18.5%,德国占13.2%。英国仅仅保持了40年“世界工厂”的地位。(到了19世纪末期,英国也丧失了全球最大钢制造国的头衔,产量落后于美国和德国。)
在推动世界经济增长的因素中,廉价钢材是一个至关重要的因素。钢使得制造新产品和提升产品质量成为可能,这不仅体现在汽车和农机装备,也体现在钢结构建筑物上。使用钢制造的机械提高了化学、纺织和造纸等行业的产量。最终,制造业产品的广泛使用也进一步促进了零售、旅游、银行和农业等非制造业行业的发展。在此意义上,廉价钢材是世界经济的“增长催化剂”。
历史的曲线
钢铁工业的进步是印证制造业普遍规律的具体实例:随着生产经验的积累,钢铁制造成本会下降,而产品质量或产品复杂程度会上升。描述这一规律的另一种方式是“经验”或“学习”曲线。随着生产能力更强、产品质量更好,钢铁产业对经济的影响力不断增强。虽然工程师们对如何生产钢铁产品更感兴趣,但是如何使用钢铁才是重中之重。
工业革命之后,又相继出现过三个类似的时代。首先是1840-1890年发生的“运输革命”,这被认为是第二次工业革命。这一时期与工业革命时期略有重叠,其典型标志是出现了新的交通工具,包括蒸汽驱动的火车和铁壳或钢壳船。这一变化缩短了人员和货物的运输时间,促进了贸易和信息交流。新交通工具所带来的经济影响不仅仅体现在这些技术发明本身,随着时间的推移,这些交通工具的不断改进还能够在更广泛的经济领域促进经济进一步增长。火车头速率越快,其发生故障的概率越小就是一个证明。新交通工具促进了包括生产和服务在内的整个产业的扩张。
运输革命之后紧随的,或时间上略有重叠的,是1860-1930年的“科学革命”。廉价钢材就是这一时期的成果之一,其他成果还包括蒸汽涡轮机、电动马达、内燃发动机以及由新化学品和材料工业生产出的从染料到铝等一系列产品。所有这些产品都是各种新发明应用的结果。但是这些技术应用的进程并未到此为止,人们获得的新知识将持续影响这些产品的制造方法和特性。
20世纪30年代在纽约柯蒂斯–赖特航空公司工作的工程师西奥多•保罗•赖特是第一个详细分析产品产量、生产能力和生产成本之间的关系的人。1936年,赖特检验了某些具体因素(如新设计、更好的材料和经过改进的加工过程)对飞机生产的影响。通过改进生产技术可以制造出更多、更好的飞机,这个结果并不令人感到意外。更有趣的是,人们发现,要提高生产能力,最好的办法就是提高产量。
只要投入更多的时间,技术水平或多或少都能得到提升。同时,产品成本将会降低,质量将会提高。赖特发现,飞机产量每翻一番,每架飞机的制造成本将下降20%,这是人类第一次用详细的数据证明经验曲线在现实生活中可以发挥作用。如果制造商将这种规律用于其他产品,他们就可以根据成本削减价格,超越竞争对手,提升自己的市场份额和盈利能力。如果产品的复杂程度也同时提高,那将会更好。美国工程师(此前是《圣经》推销员)布鲁斯•亨德森明白了这一点,他于1963年创建了波士顿咨询公司。他和他的同事们进行的一系列研究表明,除飞机制造业外,经验曲线适用于许多行业。亨德森在1972年写道:“很明显,企业成败(在制造业中)的大部分原因都可以很简单地用经验曲线效应加以解释。”
多年来,人们已经认识到随着制造业经验的积累,成本在不断下降。亚当•斯密在《国富论》(1776年)一书中指出:“技术进步的自然结果是逐渐降低了所有制成品的实际价格,所有制造工艺的价格无一例外地降低了。技术进步使机器更灵活,劳动分工更明确,完成某项劳动所需的劳动力更少。然而社会经济繁荣,劳动力实际价格应大幅提高,但劳动力数量大幅减少将抵消劳动力价格的上涨。事实上,有一些制成品由于原材料实际价格的必要上涨,技术进步所带来的优势几乎都被抵消了。在木匠和工匠的工作中以及在较为初级的细木加工中,最好的机器、最高的敏捷度和最恰当的分工所带来的优势都极大地被土地改善所造成的木材实际价格上涨抵消了。但在原材料价格根本没有上涨或上涨幅度不大的情况下,制成品的价格出现了大幅下降。”
能够理解这种规律的另外一个人是范内瓦•布什。布什是一个电子工程师,之前是数学教师,1941年被任命为第一任美国科学研究和发展办公室主任。在1945年撰写的一篇关于生产收音机的论文中,布什阐述了经验曲线是如何起作用的。
现在,可以在节省大量人力的情况下,制造出可互换零件的机器……(收音机)由上亿个零件组成,插入插座——它就能够工作了!其微小部件的生产、精确的定位和排列都需要花费一个熟练工匠数月的时间,但是现在它的生产费用只有30美分。世界已经进入一个可以生产大量价格低廉、质量可靠的复杂设备的时代,有些事情必将发生。
世界上第一台计算机
布什办公室资助的项目之一是宾夕法尼亚大学电子工程摩尔学院的一个计算机开发计划,由此诞生了世界上第一台电子数字合成分析器与计算机埃尼阿克(ENIAC)。它是由学校两名顶尖的理论家约翰•莫克利和普雷斯伯•埃克特发明的。1946年问世的埃尼阿克是第一台多用途电子计算机,一个现代版的巴贝奇分析机。莫克利和埃克特花了两年多的时间设计和建造这台机器。埃尼阿克包含17468个热离子阀门或真空管、70000个电阻、10000个电容器、1500个继电器、6000个手动开关和500万个焊接接头,占地面积167平方米,重达30吨,功率160千瓦。这台机器主要用于与“冷战”相关的军事项目,包括用于弹道导弹轨迹的计算和制造氢弹所需的计算。埃尼阿克每秒可以执行5000次运算,是以前任何机器的1000多倍。按2010年的物价,埃尼阿克的成本高达600万美元。制造埃尼阿克本身就是一个突破,但是一个更大的进步很快随之而来。半导体是在一小块材料中放置了许多独立组件的电子装置,这些组件能够作为电子开关发挥作用。每个组件的基本功能是让电子通过或者阻止电子通过,具体由人们用软件发布电子指令进行精确控制。通过“on”(打开)或“off”(关闭),开关可以控制计算机代码的数字语言。这个装置由硅或锗材料制成,可以成为电流的绝缘体或导体,因此被称为“半导体”。1947年,世界上第一个半导体诞生。这个非常简单的半导体被称为“晶体管”,相当于一个独立的电子“开关”镶嵌在一块锗(几年后硅成为半导体的首选材料)上。晶体管成为取代早期计算机(如埃尼阿克)中执行计算功能的真空管的首选材料。然而,如果一台计算机中只有一个半导体的话,半导体永远不会发挥太大作用。使其发挥更大价值的是集成电路,集成电路中嵌入的半导体设备有不止一个开关。1959年2月,美国德州仪器公司的杰克•基尔比在一个专利资料文档中将世界上第一个集成电路描述为:一块包含两个电路的锗。由于半导体的广泛使用,美国的计算机数量从1955年的250台增加本书中货币数字单位为美元,与其他货币的兑换比率以现行汇率为准。
到1968年的近70000台。当时晶体管仍然十分昂贵,但工程师学会了如何在小“芯片”材料上容纳更多电路,这使半导体的功能不断增加。而且随着经验的增长,人们获得的额外专业技能也在增加,产品价格不断下降。1971年诞生的第一个微处理器证实了这一点:芯片上的一组电路完全可以像一个拥有完全成熟的“中央处理单元”的计算机那样工作。英特尔生产的第一个微处理器被称为“4004”,它包含2200个晶体管。按照计算能力进行加权计算,4004的价格比4年前类似的半导体芯片价格低95%。
在其后的40年间,半导体制造企业花费了数百亿美元修建越来越复杂的工厂,并为这些工厂配置了能够将更多的“晶体管等价物”放到同样小面积的硅上的生产设备。在这一努力之下,半导体行业证实了“摩尔定律”的正确性。1975年,英特尔的创始人之一戈登•摩尔曾预言,每个半导体上的晶体管数量每两年就会翻一番。他还认为生产成本也会以相应的速度下降。2010年,Intel X3370微处理器包含8.2亿个晶体管,售价仅300美元出头。设备中每个晶体管的价值约为1/30000美分。在过去的60年间,晶体管的价格下降到了原来的3000万分之一。这证实摩尔定律大体来说是正确的,为验证经验曲线的有效性提供了更多的证据。
嵌入式硅电路价格的大幅下降引起了计算机使用的爆炸式增长。制造业推动了第四次大变革,引发了1950-2000年所谓的“计算机革命”。据估计,1946年,世界上与埃尼阿克类似的计算机仅有10台。而2010年,全世界大约有20亿台计算机,包括台式机和笔记本电脑,再加上其他计算设备,如“智能手机”和已成为电信网络一部分的计算机控制开关系统。基于这些数字,计算机“存量”在不到70年的时间里增长了2亿。2010年,一台普通的个人计算机每秒可以处理30亿条指令,是埃尼阿克的60万倍。它的售价约为650美元,只有第一台计算机价格的1/17000。
妥协与交易
2006年1月13日(星期五),拉克希米•米塔尔在伦敦举行了一个小型晚宴。身为一名钢铁行业的企业家和米塔尔钢铁公司的首席执行官,米塔尔是世界上最富有的人之一。他的主要客人是总部位于卢森堡的安赛乐公司的首席执行官杜磊(Guy Dollé)。晚宴地点选在了米塔尔在肯辛顿的新帕拉第奥豪宅,该豪宅是这位印度亿万富翁在2004年花了5700万英镑从赛车巨头伯尼•埃克莱斯顿手中购得的。
虽然是行业竞争对手,但米塔尔和杜磊交换了对钢铁行业及其产品的看法。杜磊是一名业余足球运动员,他积极进取,以其独特的工作方式从工程人员顺利晋升为安赛乐的高级管理者。2001年,安赛乐由法国、卢森堡和西班牙三个领先的钢铁制造商合并而成,被视为欧洲工业界的一颗明珠。米塔尔在印度西北部拉贾斯坦邦长大。在成长的大部分时间段,他住在一间没有电的水泥抹地的房子里。童年时,米塔尔首次涉足钢铁行业。在学校放假期间,他曾在一个由他父亲经营的位于加尔各答的小钢铁厂工作。在20世纪70年代,米塔尔用父亲的钱在印度尼西亚建立了一个钢铁厂,然后在各国展开了一系列收购,包括特立尼达和多巴哥、墨西哥、哈萨克斯坦和罗马尼亚。2004年,他宣布以45亿美元的价格收购国际钢铁集团——一个美国的钢铁供应商。这笔交易使米塔尔钢铁公司超越了安赛乐,成为世界上最大的钢铁生产商。为了纪念这个日子,杜磊还给他发了一封祝贺信。
在餐前茶歇时,米塔尔说出了本次邀请的真实目的。他问杜磊是否同意他们两家公司进行合并。他当时就是这么说的,他的意思是想收购安赛乐并整合这两家公司,由米塔尔掌控整合后的公司。“如果我们联合起来,就可以完成很多我们都想做的事情,但我们必须站在同一条战线。”米塔尔说,“我们为什么不这样做呢?”这些想法有一定的逻辑性。米塔尔钢铁公司和安赛乐合并将使其成为一家拥有30万名员工、横跨五大洲的巨型公司。该联合公司的钢产量将约占全球总产量的10%,年均产量将是其潜在对手的3倍之多。
由于控制了很大一部分市场,合并后的公司可以在交易中占据主动,保持较高的价格和利润,还可汇集世界上最好的炼钢技术;在同铁矿石和煤的供应商谈判时,可以凭借其强大的购买力压低原料价格。米塔尔特别热衷于接管安赛乐的先进技术,尽管后者在西欧的工厂运营成本很高。这些工厂和许多重要的客户保持着良好的关系,特别是汽车行业里的客户。将这些设施与米塔尔钢铁公司在中亚、拉丁美洲和东欧等地的部门相联可能带来特别的好处。这两类公司有着不同的特征:第一类公司拥有顶级的操作技术,第二类公司能以较低的成本生产品种多样的基础钢材,所以两类公司可以互相学习。作为应对环境威胁的广泛行动的一部分,合并后的公司将会更好地应对钢铁行业的挑战,以减少二氧化碳的排放量——炼钢是碳排放量最大的产业之一。而且,合并后的公司还能够发挥潜在的强大作用,在中国、印度和巴西等“新兴”国家建立起领导者的地位。但是米塔尔并没有向杜磊说明合并所带来的好处。这个法国人以一个简短的反驳迅速扼杀了这次讨论:“我对此不感兴趣。”杜磊热衷于壮大他的公司,但希望凭借一己之力而不是借助米塔尔的条件。他不确定自己能否和米塔尔一起顺利工作。杜磊也怀疑两家有着不同工厂模式和结构的公司合并后是否会产生难以解决的压力。
后来,晚宴上的谈话转移到了不会引发争议的话题,并很友好地结束了。但两个星期后,米塔尔(对杜磊的反对无动于衷)对外公开他的计划,推出一个以225亿美元收购安赛乐的提议。随之而来的是持续5个月的痛苦纠纷,两家公司之间无情争吵,一些欧洲国家政府采取了政治干预措施,各家公司的投资银行团队为动员股东发起了协调行动。在整个纠纷中,杜磊一直在攻击谩骂其对手,而米塔尔却试图占据较高的道德阵地,坚持认为合并后的公司将会给工人、当地社区以及股东带来好处。最终,米塔尔将他的出价提高至336亿美元,比他最初的报价高出约50%。最终金钱发挥了作用,6月25日,安赛乐董事会接受这笔交易,尽管杜磊仍然表示反对。
未来雏形
在如此强烈地反对收购之后,杜磊已经难以接受米塔尔给他在新公司安排的职位了。交易达成之后短短几天,这个法国人就宣布退休。应被收购公司的要求,本次收购是在安赛乐米塔尔的掌控下完成的,米塔尔现在终于有机会仔细考虑未来的事情了。作为总裁和大股东,他现在占据着强势地位。
尽管已有言论认为这个世界已进入“后工业化”时代,21世纪早期的工厂所生产的商品仍比过去要多得多。制造业2010年的产出大约是1990年的1.5倍,是1900年的57倍,是1800年的200倍(见图1)。在1800-2010年,全球制造业产出以年均2.6%的速度增长,相比之下,同一时期国内生产总值——全球经济生产能力的衡量指标的年增长率大约是2%。2000-2010年制造业产出年均增长率为1.8%——由于全球大部分工业受到了2008-2009年经济危机的影响,这个数字被认为是相当高的。考虑通货膨胀的情况下,2010年钢铁的售价仍比一个世纪以前降低了25%,而同一时期钢铁产量提高了40多倍。这个数字说明经验曲线是适用的,至少适用于钢铁行业。种种迹象表明这一规律也同样适用于其他产品。
在整个制造行业,技术(科学在工业方面的应用)正在发挥前所未有的作用。在19世纪和20世纪早期,相比之下只有一小部分技术发展促成了制造业的变化,包括蒸汽动力、金属加工、发电和化学。在21世纪,应用于制造业的技术数量大大增加,包括电气、网络、生物和激光技术等,以及这些主要领域的众多分支。同时,由于有了更多的科学家和工程师,以及政府和企业为研究和开发投入了更多资金,各个领域都在加速变化。此外,科技被看作一套能够将不同领域(从医疗硬件到消费电子产公元前2000年的铁价按2010年的币值计算,铁价为10000美元/千克。随着科技的不断进步,公元前1000年,1千克铁的价格是500美元(按2010年的币值计算)。诺曼征服时期,也就是2000年后,铁价为70美元。到2010年,铁价为50美分/千克。在2010年之前的3000年间,铁的价格按99.9%的调整通胀率下跌。在2010年之前的4000年里,价格调整率为99.995%。
……

内容简介
《新工业革命》内容简介:作者提到,人类的制造业可以分为五个阶段,它们分别是:第一个阶段是少量定制;第二阶段是少量标准化阶段;第三个阶段大批量标准化生产;第四阶段大批量定制化;第五个阶段是个性化量产。
我们现在正处于个性化量产阶段。这一概念推动了产品多样化从定制化量产继续向前发展。然而,这一生产方式甚少用于生产特殊到独一无二的产品。定制化量产和个性化量产的差别极其细微——丰田生产方式无法为某一单独客户定制一款丰田车型,但是个性化量产就可以轻松做到。
马什预测,当3D打印技术成为生产的日常部分,大批量个性化时代就真正来临了。到2040年左右,利用3D打印技术为很多产品(从喷气式发动机到汽车)生产零件将成为主流,定制特定的相关产品以满足个人需求或生理需求非常重要。这类产品包括医疗植入物、助听器、照明系统及专业家具。随着新工业革命步伐加快,在成本控制的范围内和允许客户施加更大影响的情况下,提供多样化产品将成为越来越明显的特征。
作者敏锐地指出,在新工业革命时期,开发新概念,加强公司间合作,并将研发成果应用于新产品所带来的利益将超过以往任何时期。
《新工业革命》是一部既具有历史厚重感,又具有较高现实意义的著作。毋庸置疑,它将对中国制造业未来有很高的导向性。

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