从造得了到造得好，中国还需走几步？

卡脖子的不一定是别人的锁喉技，也可能是自己喉咙里的一根鱼刺。

作者 | 李富强

变革者

No.17

 

明朝崇祯年间，中国江西一位名叫宋应星的县学教谕写了一本涵盖农工两业的「杂书」——《天工开物》，迅速成为当时的畅销书，并出口到全世界，给各国技术进步带来深远影响。

 

其中《冶铸》《锤锻》《燔石》等篇章，图文并茂详解了工艺的选材、工具、步骤等，甚至已经有了定时、定量和成品率的概念，堪称现代工艺手册的雏形，县城老师宋应星，也因此被英国科学史家李约瑟誉为中国的「狄德罗」。

 

这本「杂书」发行之时，欧洲的启蒙运动才刚刚萌芽，美洲大陆正在打响持续百年的殖民地战争，日本江户幕府颁发了锁国令，实行了长达两个世纪的闭关锁国。但是由于书中含有「东北夷」、「北虏」等敏感词，这本书在清朝乾隆年间成为禁书。一百年后，当欧洲开启如火如荼的工业革命之时，这本诞生在中国的科技著作，却被尘封在宁波的天一阁里。

《天工开物》插图，1673年初刊

 

虽然书中大量记载的是古代手工业的生产工艺，与现代化生产定义的「工匠精神」存在一定差异，但起码说明，我们的老祖宗已经有了「精工制造」的意识和传统，甚至在某些理论方面遥遥领先于世界。

 

后面的事情众所周知，世界科技进步的天平被工业革命的火车头碾碎，中国自此落后于世界。虽然新中国成立以后通过技术引进和自主创新，中国制造在许多领域已经逐步跨过「从无到有」这条河，正在攀登「从有到优」的高峰，但至今仍在奋起直追的道路上。

 

如今，我们可以造得出不同形态的材料，多种型号的机床，甚至实现了一系列重要装备从无到有的跨越，但国产工业品仍难以彻底甩脱「质次价廉」的标签——这其中的巨大差距之一，就在于工艺水平。

 

当前，面对美国人发起的贸易战和科技封锁，中国已经可以凭借最完整的工业体系正面硬怼（参见前文：《中国制造，拿什么破解金枪锁喉？》）。但是摆在中国制造眼前的现实问题是，真正卡住脖子的并不一定是别人的锁喉大招，也可能是自己喉咙里的一根鱼刺。

 

 

 

1

什么是靠谱的产品？

 

2012年，刚刚接手华为手机事业部的余承东，面对的是一堆「山寨机」、「贴牌机」的标签，当时的华为手机在「中华酷联」四大国货品牌中销量垫底。

 

随后8年的智能机翻盘之路，华为团队不仅要努力提高产品的技术含量，更是要着力改善产品的可靠性，余承东不止一次在公开场合宣称：

 

「要把华为手机的平均故障率做到三星苹果的十分之一。」

 

好产品并不是全靠科技含量堆砌出来的。一个小小的质量事件就可能让整个产品全线溃败。2016年，因为过于追求电池创新设计，而多次出现爆炸事故的Note7让三星公司元气大伤，即使日后攻关折叠屏黑科技，也因隆起、闪屏、黑屏等频频出现的故障问题导致口碑骤降，中国市场占有率从20%跌至仅有0.8%。

 

性能参数往往代表产品上限，而工艺水平则意味着产品底线。上限能说明你有多牛，底线则决定了你有多靠谱。

 

「国产不靠谱」仍然是至今常常在各行客户口中听到的刺耳声音——仔细分析这个不靠谱的原因，未必是国内厂家造不出合格的产品，而是成品率偏低，即使合格产品里面的性能质量也参差不齐。

 

2020年7月，中国第一个火星探测器「天问一号」发射升空，中国科技启航驶向浩渺宇宙的更深处。这项历时4年的复杂工程，也是从最基础的航天材料和紧固件开始构建的。例如有着优越抗氧化性、耐腐蚀性的镍基高温合金（Inconel），此前被用来制作在发射平台上固定航天飞机的8个双头螺栓，也代表着超高的原材料生产加工水平。

 

Inconel合金也是航空发动机的重要原材料。航空发动机几千甚至上万小时的寿命周期，对材料的稳定性有着极为苛刻的要求。材料源头的性能稳定，决定了加工成型、试验验证的乃至维修维护的一系列问题。

 

以其中的Inconel718(国内牌号GH4169)钢棒为例，国内产品室温性能与国外产品水平相当，但个别元素最终成品含量、晶粒度的炉次间稳定性和高温性能却不如进口钢棒表现优异——同样是合格产品，国产钢棒离散系数要比进口钢棒高得多。

 

虽然偏差一定会存在，且在误差范围内的偏差都是被允许的，但是成熟的工艺会让偏差更集中可控。如果产品一致性强，偏差集中在某一个方向，可以在后续的工序中进行校正。而不确定的偏差则会遵循牛鞭效应，在零件加工、部件装配、成品装配环节中逐级放大，最终成品的性能将是离散和不确定的。

 

以上这段举例，翻译成一句话就是：打造一只完美的木桶，要先把每一块板都尽量打磨得没有瑕疵。

 

2018年，历来天马行空的乐高团队按1：1比例组装了一辆速度能够达到20km/h的布加迪Chiron跑车。除了轮胎是特殊材料，这辆布加迪完全由超过100万个乐高Technic积木拼成，没有用到任何胶水，连装配用的电动螺丝刀都是「乐高版」。

 

1：1比例组装的乐高版布加迪Chiron

 

拼插积木有很多，但敢用积木造一辆真跑车，还能上路行驶的只有乐高。这种底气，源于每块积木抽检中误差不超过0.1mm的一致性。

 

比较之下，目前许多国产工业品，在结构简单的场景中尚且堪用，但要支撑更加复杂庞大的高端制造体系时却显得底气不足、根基不稳。而当中国制造突破「造得了」的瓶颈，继续向「造得好」精进时，产品稳定性、可靠性将是我们向产业链高端爬升的持续保障。

 

卡在中国制造喉咙里的第一根鱼刺是「工艺」。要把这根鱼刺拔出来，大概可以分三步：

 

第一步：揪出细节里的魔鬼

第二步：技术管理并步提升

第三步：借助数字化的翅膀 

 

2

检查：揪出细节里的魔鬼

 

德国工业巨头克虏伯公司奠基人阿尔弗雷德·克虏伯，在19世纪对工业生产提出了一项规定，要求每一个生产环节都要有细致规范的指引：

 

「规则必须为每一种情况和每一道工序而制定，并且要制定每个人的责任与权利。」

 

克虏伯公司出产的钢卷在高品质、高价格的细分市场始终占据主动。这位14岁就全权掌管企业的金牛座男人，正是靠着恪守纪律和严控细节，才带领克虏伯从一个濒临破产的作坊式工厂，成长为世界第一的军工联合体，并被视为德国重工业的缩影。

 

阿尔弗雷德·克虏伯的手稿

建筑大师密斯·凡•德罗曾经说过一句话叫「上帝藏在细节中」（Godis in details），后来被人们引申成「魔鬼藏在细节中」，这句话也一度成为郭台铭最常挂在嘴边的口头禅——任你整体表现看起来如何完美，但隐藏在微末毫厘中的疏漏却是让千里之堤溃散的蚁穴。

 

钛禾智库在长期的制造业调研中，见过「细节中的上帝」，见过「细节中的魔鬼」，也见过「把魔鬼变成上帝」。

 

2019年，国内某铸件企业接到一项结构复杂的产品订单，技术团队日夜攻关，报废数次终于生产出一批验收合格的零件。客户加订两批，按照相同工艺生产的产品却均因化学元素不合格而报废。生意来之不易，厂里从上到下都很重视，新一批产品投产，领导各环节跟产——还是同样的工艺，这一批的化学成分又「神奇」的合格了。

 

在对比前后几批生产数据后，复查结果浮出水面：不合格品在熔炼时长和浇铸温度均按照工艺的上限执行，致使一些金属元素在加热过程中过度烧损。出熔炼炉到浇筑的时间没有作出细致明确规定，导致液体与空气接触时间过长，又影响了氮元素含量。

 

在找到问题的症结之后，车间管理人员对几个相关工序进一步细化，压缩操作时间和温度控制范围。这一举措带来的直接效果是，此后交付的几个批次元素含量都稳定得多，性能参数也更加集中。

 

产品能够造出来，说明工艺方案的大方向对路；但要获得质量稳定的产品，则需要工艺细化。工艺细化就是靠严格的过程控制把细节里的「魔鬼」揪出来，再把魔鬼变成「上帝」。

 

在中国追赶世界先进的道路上，有人喜欢装备加成，有人喜欢多学技能。砸钱进口最好的原料和最新的设备，或许可以在短时间内达到提升产品质量的目的。但是反观欧洲一些老牌工厂，用着20年前的老机器，却靠着一摞摞比我们厚重得多的工艺说明，照样能保证稳定可靠的产出。

 

长期持续对工艺细节的打磨，既是做百年基业的决心，也是中国制造目前最缺的一口真气。

 

制造业中每一家企业、每一个车间都是工业大生态中的一环，你产的材料用于生产我的设备，我造的机床成型了他的零件——各个环节的管控都逐步走向精细化，整个中国制造的大链条才能完成螺旋式爬升。

 

 

 

3

治疗：技术管理并步提升

 

抓细节是个长期不懈的工程，如果这根弦稍有松懈，「上帝」也会重新变回魔鬼。

 

2017年，日本神户制钢造假事件引发舆论哗然。这家曾被视为「工匠神话」代表的日本第三大钢企，被曝出长期在管理层知悉甚至授意的情况下，篡改尺寸和强度等出厂数据以次充好。这些流出的不合格品，被用来生产丰田汽车、新干线以及日本国产的MRJ支线客机等。

 

这些被篡改的参数早在出厂前的检测中就被发现，工厂管理层却默许了造假行为。质量的保障不是靠最终检验，而是需要在一道道严密的工序里实现——即使具备较强的技术加工能力，但假如放松了对过程的管控，原本有效的工艺也得不到全面执行。

 

与神户制钢的造假事件先后曝光的，还包括东丽公司轮胎材料、高田安全气囊、三菱燃油效率等一系列数据造假丑闻，日本的工匠神话随之幻灭。在品质管控上投机取巧的还不止日本企业，著名的德国大众汽车尾气检测造假事件，波音737 MAX的两起空难，都与管理层对品控纵容有着密切关系。

 

这些当初依靠过硬品质爬到制造业链条顶端的国际老牌企业，拥有雄厚的科研实力和细致的工艺流程，按理说应该提供最可靠的产品，却在品质管控上马失前蹄，透支了多年积攒的口碑和名望。如今，神户制钢仍在努力挽回名誉，而737 MAX也被全面停飞，重返蓝天遥遥无期。

 

而正处于追赶期的一些中国企业，经常遭遇的却是另一方面的问题。

 

与进口设备一起引进中国的，还有精益生产、六西格玛、5S管理等先进管理方法，但是当许多企业把整个生产流程掰开揉碎，去粗取精重新组装，却发现这些洋方法提升最大的是生产效率，对生产品质的改进则远远不及预期。

 

深究其原因，有一个经常容易被忽视的基本逻辑：

 

工艺的完善首先需要基于成熟的技术能力。当技术的内核沉淀不足时，仅靠管理上的增值，是很难弥合与改进目标之间差距的。

 

也就是说，打铁还得自身硬。好鞍配好马才能发挥最大效力。

 

真正涉及核心能力的工艺细节，在任何行业内都是「秘籍」，无法像套公式一样用现成的管理工具来应用破解。同样，再成熟的管理工具，也需要在不同的企业语境下进行个性化调整。

 

工艺流程的精细化，技术能力和管理思维是缺一不可的两条腿，既不能倚仗技术优势而放任管理疏漏，也不能依赖管理方法而忽略技术基础。

  

 

4

预后：借助数字化的翅膀

 

从中国制造到「中国精工」，需要把工艺观测的放大镜换成显微镜，而这枚能让内部微观结构分毫必现的高倍镜片，是需要靠海量的经验和数据积累打磨出来的。

 

相比沉淀数百年的欧美制造强国，中国制造目前积累的数据，尚不足以形成系统性的定量规律，仅能观察宏观表面，无法探查内部构造。

 

所幸中国人赶上了数字化革命的高速列车，1.0的放大镜，有机会跨过2.0的光学显微镜，直接换成3.0的电子显微镜。

 

一方面，数控加工技术、自动化生产线的普及扩大了工厂产能，数据积累的效率得到空前提升。另一方面，仿真软件的应用，也改变了曾经需要像盲人摸象一样确认方案，再根据加工结果反查工艺流程的验证过程，在加工之前就排除一些人为疏漏，验证成本得以大幅度压缩。

 

仿真软件模拟加工过程和结果分析

实际上，这些数字化技术的金字塔底座，也是靠无数的数据颗粒积聚起来的。

 

大数据时代的到来，给中国制造业带来缩短数据规模差，甚至逆袭的难得机会。但是随着数据激增，各种「云」、「库」、「链」层出不穷，又给生产管理带来新的困惑：究竟工艺流程的颗粒要细化到什么程度？怎样让越来越多的冗余数据，不会反过来影响客观判断？

 

工艺流程的精细化，往往是一个先做加法再做减法的过程，数据积累只是起点，数据治理和数据应用才是后面的大课题。

 

以航材上应用较多的7050铝合金为例，作为面世近半个世纪的老牌合金，多年来中国人从「量」上获得的数据已经非常可观，然而国内有此生产能力的铝厂两只手都数的过来，能够保持批次稳定性的更是少之又少。原因还是在于当年通过技术攻关解决了从无到有的问题后，并未通过数据积累，对工艺流程进行持续改进。

 

在工艺流程上实现数字化转型的一条基本路径是：从足量的数据中发现生产规律，找到整个工艺过程控制的关键点，再移除多余的工序，或者根据交付需求对控制范围进行调节，充分发挥工艺的柔性。

 

这需要有相当扎实的基本功——马步扎得不稳，经验积累不够，即使插上数字化的翅膀，也很难飞得更高。

 

波音客机从上世纪五十年代707开始起步，但直到787才大量运用新型材料，在此之前几代产品中，底层材料、零件加工和装配等工艺继承性很强，并无断档式跨越。研发、制造、检测中的数据流转不仅是一个闭环，也是一个持续上升的螺旋，支持工艺水平在产品的升级迭代中连续稳定的提升。

 

这意味着足够的耐心和长远的眼光。而一个经常有的教训是：我们在追求发展速度时，往往容易重视新课题，忽视老问题。

 

精细化生产是一场持久战。既要有「显微镜」看工艺细节，掌握更稳定的工艺方法。也要用「望远镜」看长远，重视持续改进基础制造工艺，才能留有向专、精、特、新产业链高处攀登的后劲。

 

「显微镜」与「望远镜」，前者知晓方寸，后者探求边界。

  

 

5

尾声：中国答卷

 

当前的中国制造业正处于一个较为割裂的阶段：日新月异的技术突破与相对薄弱的工业基础共生。

 

这一代产业人也因此面临着双重考验：一方面是新概念、新科技层出不穷，新课题、新产品快速迭代。另一方面，已经涉足的领域向内渗透不足，大量短板甚至空白尚待填补。与此同时，我们还要面对老牌工业强国的科技封锁，一些关键材料、元器件和设备常常在博弈中被掐住七寸。

 

工业体系上，中国已经有了硬怼外界金枪锁喉的底气。但工艺水平等方面，还需要一根一根拔出卡住我们喉咙的鱼刺。中国的科技工业树在向上开枝散叶的同时，还需要持续往下扎根。

 

2020年4月，教育部组织研制并发布了《中小学生阅读指导目录（2020年版）》，著于300多年前的《天工开物》被列入其中，成为官方推荐的中小学生课外读物。生产实践的普及提前渗透到下一代的教育中，同时也呼唤深植于民族精神中的创造力。

 

1976年，李约瑟在其编著的15卷《中国科学技术史》中提出了一个著名问题：

 

「尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献，但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生？」

 

美国经济学家肯尼思·博尔丁把这个问题称之为「李约瑟之问」。随后40多年里，伴随着中国改革开放与「科学春天」的到来，「李约瑟之问」引发了无数学界和产业界人士的持续探讨。或许这个问题暂时没有一个确切的答案，但是突飞猛进的中国制造业，正在奋力做好这份答卷。

 

 

[1] 张方\王林岐《国内外GH4169棒材质量稳定性分析》，锻压技术，2016年09期

[2] 黎峰《国际分工新趋势与中国制造全球价值链攀升》，江海学刊，2019年03期

[3] 严鹏《工匠革命：制造业的精神与文化变迁》，电子工业出版社，2020年8月

[4] 韦康博《国家大战略：从德国工业4.0到中国制造2025》，现代出版社，2016年8月

[5] 杨斌\李建明\李东红《中国高端装备制造业发展报告》，清华大学出版社，2017年

[6] Joseph Needham《中国科学技术史》，科学出版社，1990年