文/宋君毅

2019年，全球制造業遭遇了重大危機。

美國制造業指數PMI創近10年新低，中國制造業指數也大幅放緩。向前30年的中美貿易的蓬勃發展，在貿易戰的影響下受到重創。

自十八世紀中葉開啟工業文明以來，世界強國的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明，“得制造業者得天下”。

特朗普打著“振興美國制造業”的旗號成功競選總統，盡管從未被實踐；最近，美國前總統奧巴馬監制的以中國企業福耀玻璃為原型的紀錄片《美國工廠》喧囂日上，矛頭也直指制造業。有人說，這是奧巴馬在作為總統時未曾實現的美國夢的一個延續：把當政客時沒有講完的話，講全乎了。

制造業逃離美國，轉向中國是不爭的事實。影片里的福耀背道而馳，堅持打造美國的工廠也僅是為了照顧美國本土汽車行業而做的不得已之舉，對現如今的制造業流向趨勢并無多大貢獻。

從工業革命至今，全球制造業經歷了四次大遷移，制造業的重心，從英國，歐洲轉向美國、日本，再到中國。目前全球制造業第五次遷移正在進行中，新一輪的制造中心開始流向東南亞的越南、印尼、印度等國家。

中國特色社會主義經濟道路也難逃制造業的發展定律。隨著我國人口紅利的消失，傳統制造業依靠人力發展的道路越走越窄。與此同時，以工業機器人為代表的智能裝備，正為傳統的裝備制造以及物流等相關行業的生產方式帶來了革命性的產業變革。

這樣的轉變，在關于制造的歷史長河中也許僅是一個小小的片段。但對國家來說，每一次的改革創新，都是洪流下的巨變。

電影《2001：太空漫游》的一開始，一個史前猿人因為受到了黑石方碑的影響，學會了將骨頭作為武器獵殺其他動物。與之相呼應的片尾，他將骨頭拋入高空中，畫面一轉，誕生了一艘太空飛船。

從遠古時代的石器到迄今尚在探索的宇宙飛船，這其中跨越260萬年歷史的變化發展，流淌的是整個人類文明制造發展史。

現如今我們所在的世界，眼之所在，皆是人類的發明制造；但這只是比較寬泛廣義上的制造。真正意義的制造業，是機械工業時代對制造資源（物料、能源、設備、工具、資金、技術、信息和人力等），按照市場要求，通過制造過程，轉化為可供人們使用和利用的大型工具、工業品與生活消費產品的行業。

01 黎明前的摸索

遠古時期，世界的主體經濟仍以游牧文明與農耕文明為主，制造業的胚芽尚在孕育當中。早期的制造是以制造工具更新換代的形式存在發展的。

迄今為止，最早被發現的石器工具是在肯尼亞發掘出來的，距今已有約260萬年的歷史。最原始的工具雛形出現在舊石器時代，工具形狀大小各異，主要呈塊狀、 薄片狀和刀片狀等。

同樣是在肯尼亞，1981年，根據發掘的證據，人類控制火源的歷史可以追溯到142萬年前。

使用工具和能源，被認為是人類區別于其他物種的主要因素之一。在這個基礎上，人類各種奇思妙想迸發，屬于人類的文明生活就此拉開帷幕。

人類定居下來后科技發展的步伐大大加快，金屬的出現成為人類科技文明發展的一次重大飛躍。

人類真正掌握鑄造技術則是源于古埃及人發明的熔模鑄造技術，這項技術通過向模型中注入熔化的金屬，排出融化蜂蠟而成型。后來古埃及人還發明了金屬鋸，用以快速鋸開木質的材料。

中國人則認為鋸是魯班在公元前5世紀發明。但中國人的確在公元前400年發明了高爐，用以煉制青銅。由其演變而來的煉鐵工業制造了數以百萬計的武器與衣物，成為秦始皇統一中國必不可少的工具。

制造工具的推陳出新，得益于制作材料與工藝技術不斷的發展創新。但提高制造效率的途徑不僅僅是提高工藝與材料。

在工業革命開始前的600多年，威尼斯人首創了大規模生產模式——經過專業化的分工，將從事不同的工種的勞動力分散在一條生產線上。生產線的誕生，大大提升了生產率和產量，實現了高品質武器的大規模生產。

這也意味著制造不再局限于制造材料與工藝技術，還包括了制造系統。與此同時，制造條件基本形成。

但在工業革命前的數千年間，在人們對能源與工具的使用無法進行指數型提升的背景下，現代人類重復的陷入馬爾薩斯陷阱：人口增長超越食物供應，會導致人均占有食物的減少，最終弱者就會因此而餓死。

無休止的重復仿佛魔咒般無法逃離，黎明前的黑暗讓人窒息，直到工業革命的來臨。

02 “蒸汽朋克”的匠心

為了快速煮飯以及保留骨頭的豐富營養和松軟的口感，高壓鍋在1679年由法國科學家班平發明。高壓鍋的發明讓他發現了一個有趣的現象：大氣壓力會影響沸點，蒸汽的力量可以抬起鍋蓋。

1698年，塞維利從班平的設計中得到靈感發明了抽水泵——一種最基本的蒸汽機，可以利用蒸汽動力緩解礦井排水問題。1712年，紐科門解決了塞維利抽水泵的距離缺陷問題，雙方合作發明了常壓蒸汽機。

盡管常壓蒸汽機氣體冷凝速度慢，無法使蒸汽行程的活塞運動連續產生，效率較低；但由于焦炭冶鐵技術的出現導致煤炭的需求急劇上升，它仍然受到了人們的熱烈追捧。

常壓蒸汽機

與此同時，“珍妮紡紗機”的出現首先在棉紡織業中引發了發明機器、革新技術的連鎖反應，揭開了工業革命的序幕。此后，在棉紡織業中出現了騾機、水利織布機等機器。不久，在采煤、冶金等許多工業部門，也都陸續有了機器生產。

命運的轉折點發生在1785年。瓦特發明了第一臺帶獨立冷凝器的蒸汽機，體積小，耐久度高，可以持續、高效率的產生活塞運動從而提供旋轉式的動能。改良型蒸汽機投入使用，大大推動了機器的普及和發展。人類社會由此進入“蒸汽時代”。

工業革命帶來的科技創新以多種形式對制造產生著重大的影響。

工業生產中機器生產逐漸取代手工操作，一種新型的生產組織形式——工廠出現了。經濟社會從農業、手工業為基礎轉型到了以工業及機械制造帶動經濟發展的模式，制造企業的模型初見端倪，企業形成了作坊式的管理模式。

1776年3月，亞當·斯密的《國富論》中第一次提出對制造分解成若干具體的任務，將任務交由不同的人進行處理的生產，即“勞動分工”的科學定義。因為勞動分工對提高勞動生產率和增進國民財富的巨大作用，后來分工論逐漸演變成為企業管理的主要模式。

除此之外，在制造系統方面，1797年，惠特尼（Whitney）談判達成了為美國政府生產10，000支步槍的合同，“可互換零件”與“配合裝配”概念也因此在美國大批量傳播推廣。

依靠工業革命完成的資本積累，社會結構也發生重大變革；新興城市的產生以及世界工業化的進程都為制造業的蓬勃發展提供了肥沃的生長環境。

但此時的制造業還只是初具雛形，因為科學和技術尚只是在局部發明創造，尚未在制造業中真正結合起來，而相關的制造系統的概念也只是初步形成理論，沒有經受實踐的檢驗。

03 “電光火石”一觸即發

當制造業不再局限在小型家庭作坊式的工廠，而是成長為大規模生產的工廠時，先進的生產技術和生產關系的重大變革起到了決定性作用，而這其中的關鍵在于科技與創新的發展。

第二次工業革命爆發期間，科學技術的復雜性和先進性達到了新的高度——自然科學同工業生產緊密結合起來。新的技術和發明遠超過一國的范圍，規模更加廣泛，人們開始更多地嘗試以前無法完成的大型設備。

其中電力的廣泛應用、內燃機和新交通工具的創制、新通訊手段的發明成為了當時科學技術最為突出的代表，制造業的發展一日千里。

蘭索姆奧茲為了大批量生產汽車，發明了一個革新整個汽車行業的發明——裝配線，裝配線的發明將汽車產量從1901年的425輛提升到了1902年的2500輛。直到1913年，福特在裝配線的概念基礎上開創了流水線，大批量生產的模式進一步提高了汽車產量，大大降低了生產成本。

泰勒的科學管理理念對制造中的每個環節進行了科學化、理性的定義，其中包括了

1） 工人的工作任務時間、節拍標準；

2） 行業標準的廣泛使用；

3） 計件制與勞動激勵；

4） 工廠中的數據搜集，用以替換工人以及成本核算。

新概念、新模式的出現導致制造技術的過細化分工和制造系統的功能分解，逐步形成了以科學管理為核心，推行標準化、流程化的管理模式，使得企業的人與“工作”得以匹配。

德國西門子生產車間

依靠工業革命蓬勃發展完成的資本積累，英法德美等國家率先進入現代化工業強國，形成西歐和北美兩大工業地帶。其中，重工業長足發展，逐步占據經濟的主導地位。但當時整個世界的經濟發展極其不均衡。

與此同時，制造業開始往勞動密集型產業和技術密集型產業兩個方向分流。而這也成為當今全球制造經濟四梯隊的最初模型。

l 第一梯隊：以美國為主導的全球科技創新中心；

l 第二梯隊：高端制造領域，包括歐盟、日本；

l 第三梯隊：中低端制造領域，主要是一些新興國家，包括中國；

l 第四梯隊：資源輸出國，包括OPEC（石油輸出國組織）、非洲、拉美等國。

04 計算機：靈魂的起舞

科技與創新始終是制造業發展與轉型的關鍵所在。計算機的產生，給制造業注入了新的靈魂，制造業的發展取得了質的飛躍。

l 第一臺數字式電子計算機于1941年由德國工程師康拉德楚澤發明。這是第一臺全部由程序控制的計算機。

l 1963年，計算機輔助設計CAD開始允許用戶使用一根“光電筆”對系統進行繪圖。

l 1971年工作在雷諾公司的法國工程師貝塞爾發明了計算機輔助制造系統CAM，開始在電腦端與工廠機械設備之間建立虛擬聯系，并實現控制。

l 直到1983年，康柏公司開發了第一臺筆記本電腦。一體便攜式的設計，盡可能簡潔的IO設計大獲成功。

世界第一臺計算機

PLC于1960年誕生于美國通用公司，與計算機類似的是，它們都由軟件控制，以實現固定指令；但PLC的編程更加簡單，使用更加方便。在此階段，工廠大量采用由PC、PLC/單片機等真正電子、信息技術自動化控制的機械設備進行生產。

由于當時的計算機體積較大，微型計算機與微型控制器于1971年由英特爾公司的特德霍夫發明而成。最初是為集中功能不同的計算器，隨后又發明了英特爾4004微處理器。

英特爾4004微處理器

微處理器的發展，極大程度地帶動了各種制造工具的自動與智能化。自此，機器逐步替代人類作業，不僅接管了相當比例的“體力勞動”，還接管了一些“腦力勞動”。

制造工具也不單單是為工藝生產而服務的特種設備，更加通用、替代工人、服務于制造系統的制造工具應運而生。

機器人最早可追溯到1495年，奧納多達芬奇制造了最早的機械騎士機器人；但現代第一臺全自動機器人由美國神經學家沃特博士于1948年發明，這是一個類似于烏龜的小機器人，具有外部感光和觸覺傳感，在簡單的電路幫助下可以自行運動。

直到20世紀50年代美國工程師喬治德沃爾與約瑟夫英格伯格提出了工業機器人，即工業機械臂的概念。在經歷過若干樣機試驗后，英格伯格所在的Unimation公司生產了第一臺名為Unimate的機械臂，該機械臂重達2噸，服務于通用汽車的裝配線。當時僅實現將熱壓鑄件在不同工位間的轉移工作，隨后幾年開始進行車體的焊接工作。

Unimate機器臂

在升級工業2．0的基礎上，廣泛應用電子與信息技術進一步大幅度提高了制造過程中自動化的控制程度，生產效率、良品率、分工合作、機械設備壽命也得到了前所未有的提高；生產組織形式從工場化轉變為現代大工廠，人類進入了產能過剩時代。

再加上各國資源稟賦不同，全球制造業發展開始連通，制造業逐漸形成產業鏈分工不同的全球化模式。但隨著工業霸主國生產資料成本的上升，全球制造業自20世紀以來經歷了多次遷移，加工制造中心不斷發生轉移。

05 智能時代，未來已來

人們常用最具代表性的生產工具來代表一個歷史時期，如石器時代、青銅時代、鐵器時代、蒸汽時代、電氣時代、原子時代等；而21世紀最具代表性的生產工具非互聯網莫屬。

基于計算機的出現，因特網于1969年誕生。最初它還只是為了抵御前蘇聯的核威脅，快速傳遞信息與數據；到了1973年，為連接不同的計算機與計算設備，施樂公司開發了因特網，直到今日因特網仍在工廠的信息互聯上承擔重要角色；當然也遠遠不止如此。

互聯網的協議（即TCP/IP），由羅伯特卡恩與文頓瑟夫發明，打通了電腦與電腦之間交流的最后一道坎；而極大擴大的互聯網的容量與可能性將萬物互聯變為現實。

互聯網、大數據、云計算、物聯網等新技術與工業生產相結合，人類開始進入智能化時代。智能化時代下，制造業的生產組織形式從現代大工廠轉變為虛實融合的工廠，柔性生產、個性化生產成為了時代的寵兒。

隨著制造的智能化與互聯化，機器人也有了長足的發展。

在2010年以前，大部分工業機器人都按照固定程序進行重復勞動，無法考慮到實際環境的變化，而且程序編寫復雜，普通人無法使用。

1996年，由利諾州西北大學的教授J． Edward Colgate和Michael Peshkin提出的協作機器人概念，即機器人可以感知周圍環境變化，更易使用與交互。

2008年，丹麥公司發明了第一臺協作機器人UR5，可以實現碰撞停止，圖形化編程等功能，實現了協作機器人的普及。

根據數據顯示，自2008年以來，協作機器人行業從萌芽期進入快速發展期；截至2019年7月，全球協作機器人廠商數量己超過100家，其中進入中國市場的協作機器人廠商數量超過70家，“協作機器人”己經從概念到深入人心，并逐漸成為各機器人廠商爭相布局的戰略產品。

得益于其擁有較高的柔性、安全性和易操作性，協作機器人相較于傳統工業機器人具有更廣的應用延展性，不僅可以在工業領域應用，還可以在商業服務領域應用。

2019年，大象機器人開發了首款機柜一體化的協作機器人Catbot；更輕便易用的設計以及歐美亞洲數十個國家的實例應用更加廣泛地擴展協作機器人在更多領域發展的可能性。

大象機器人Elephant Robotics

古典經濟學的奠基人亞當·斯密曾說過，＂一切生產的最終目的都是滿足人的需求＂，智能化時代讓人類重新認識世界、認識自己。

但智能制造的實現需要多個層次上技術產品的支持，其中包括工業機器人、3D打印、工業物聯網、云計算、工業大數據、知識工作自動化、工業網絡安全、虛擬現實和人工智能等。而這些技術產品中將會產生無數新的商機和上市公司。

“在歷次的技術革命中，一個人、一家企業、甚至一個國家，可以選擇的道路只有兩條；要么加入浪潮，成為前2％的人，要么觀望徘徊，被淘汰。”

智能制造站在全球范圍內制造業發展趨勢的風口，將帶來新一輪生產方式、產業形態和商業模式之間的較量。發展企業智能制造依然成為必然的要求和趨勢。

英國狄更斯在《雙城記》曾說，“這是最好的時代，也是最壞的時代”。這句話不僅適用于第二次工業革命，也適用當下，這個正在發生重大變革的時代。

科學技術的發展深不可測，未來的制造業的發展我們尚不得知。在歷史的洪流下，我們唯一做的，就是順應時代的發展，在這場接力賽中，跑好屬于自己的那一棒。

關于大象機器人

大象機器人是一家專注于機器人解決方案的供應商，致力于為工業生產、商業場景、機器人教育及科研機構提供高柔性的協作機器人、簡單易學的操作系統”RoboFlow”以及智能的自動化解決方案。

目前大象機器人自主研發了三個系列的協作機器人，分別為協作機器人E系列（Elephant Robotics®E5）、P系列（Elephant Robotics®P3/5）及C系列（Elephant Robotics®C3）。三個系列機器人各有千秋，適用于工業生產、商業應用、機器人教育及科研等多種場合。

大象機器人產品已經發往韓國、日本、美國、德國、意大利、希臘等國家，在世界500強數家名企工廠長達19272＋小時的真實工況嚴苛驗證下，大象機器人的自動化解決方案及產品質量均得到一致認可與好評。

未來，大象機器人希望通過領先的聯接＋智能技術，打造互聯、協作的新時代工廠，與客戶與伙伴共同開啟自動化工業時代新篇章。