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丁成章:工业4.0与住宅产业化

2016年06月02日

打印专业人士:丁成章   来源:丁成章的博客

一、什么是工业4.0?

工业1.0,起源于18世纪60年代至19世纪中期,实现了机械化,人类的劳动强度大大降低率,可以做一些以前人类自己做不了的繁重劳动。

工业2.0,起源于19世纪后半期至20世纪初,实现了电气化,开创了“批量复制”的制造模式,普通消费者也可以享受“批量复制”的工业品。

工业3.0,起源于20世纪70年代开始并一直延续至现在,实现了信息化。“批量复制”的自动化程度大幅度提高。

工业4.0,2013年,德国发布了工业4.0专门报告。工业4.0意味着把互联网、云计算、机器人等技术融合在一起,实现“智能制造”和“批量定制”。可以解决人类目前还无法解决的很多制造业难题

二、中国工业化发展现状

工业1.0经历了约300多年的时间;工业2.0经历了约100多年的时间,目前还在一些国家和地区应用着;工业3.0已经走过了大约40年的时间,目前仍然是国际上的主流工业技术;工业4.0还处于启蒙阶段,预计大约要经历25年以上时间的技术积累和科技进步,工业4.0才会逐渐成熟起来,并得到广泛应用。

中国目前还处于工业1.0、工业2.0、工业3.0共处于同一时空的状态(下图)。上海、深圳的某些行业(例如服装、电子等)已经有了工业4.0的萌芽。



三、中国住宅工业化发展现状

目前中国住宅的工业化进程刚刚起步,住宅产业现在连工业1.0都还谈不上,想越过工业2.0、工业3.0,直奔工业4.0,有点难度。

因为“像造汽车一样造房子”就应该也“像设计汽车一样设计房子”。

现在研发一款新型汽车,基本上要动员几百,甚至上千名研发人员,用几年的时间,花费几个亿,甚至几十亿的研发资金。

这是很值得的,因为这款汽车一旦研发成功,就会在几十年内销售数千万辆。这些研发费用摊到每辆汽车上并没有多少钱。因为研发汽车的投资回报率很高,所以汽车企业都愿意这么干。

但是现在还没有任何一家建筑企业会为了一栋建筑的研发而动员几百,甚至上千名研发人员,用几年的时间,花费几个亿,甚至几十亿的研发资金。

由于住宅设计的投资回报率太低,所有企业都希望“像造汽车一样造房子”,但至今全球还没有一家企业能够做到 “像设计汽车一样设计房子”。这就是100多年来的住宅产业化之路走得非常艰难的重要原因。

但是,全世界还是有一些刚刚醒悟过来的建筑师将建筑业的这种情形,与汽车、飞机、轮船的设计制造技术作了比较。发现在后者中,随处可见新的材料和新的制造流程、制造的时间和成本减少了,制造过程中的浪费减少了,与此同时产品质量得到了大幅提高。新的产品范围、新的特色,以及其它令人难以置信的巨大进步纷纷涌入建筑师的视线。这些新鲜事物是前所未有的,建筑师在寻求解释。

为什么住宅产业(或建筑产业)至今还无法看到这些在制造业司空见惯的技术进步!!!

四、住宅产业化与工业4.0的关系

人类从事的所有复杂工作,包括建筑在内,都需要一个管理工具对工作本身固有的混沌特性进行组织和控制。我们今天使用的管理工具是信息管理工具,而不是经典建筑学中那些理想化的数学概念。现代人文主义依靠的手段是信息交流而不是几何学。信息交流工具能够让建筑师和其他专业的工作人员协同工作,在开始建造之前就能够对每一处细节进行构想、讨论、探索和理解。任何人都可以加入到这个流程中来,包括用户和业主。建筑师们再也不用因为工具的限制而只能对自己的设计构思做支离破碎的表述,现在我们可以在建造之前将这些设计构思充分地表现出来。这种在建筑转化为实体之前,通过各个专业的合成所形成的对建筑的认识,能让我们对建筑的各个元素有一种深刻的理解。而这些建筑影响着我们的日常生活。这种对建筑学的再造,将带领我们走向一种新的人文主义。

早期住宅产业化思想是基于“批量复制”——即“像造汽车一样造房子”,它曾经是20世纪早期建筑界怀有的一个梦想,一直到21世纪初,中国建筑界才知道发达国家曾经有过这个梦想,很多中国企业才短视的照抄过来,提出“像造汽车一样造房子”。

18世纪工业化的进程,始于机械制造设备的出现。那时候,纺织机一类的机器大大改变了生产产品的方式。第一次工业革命之后,在劳动分工的基础上,20世纪的第二次工业革命实现了电力驱动的规模化生产。之后,便是从20世纪70年代初直到现在的第三次工业革命。第三次工业革命利用电子和信息技术(IT)提高了制造过程的自动化程度,机器取代了相当一大部分的“体力劳动”和一部分“脑力劳动”。

但是,前三次工业革命时代都只能达到“批量复制”产品,而无法实现“批量定制”住宅产品,无法满足每个消费者对于住宅的个性化需求。所以100多年来,住宅产业化之路如登天之难,就是因为住宅产品的个性需求太过于强烈,每个人都不希望自己的房子和别人一样。

“批量定制”则是最近出现的属于21世纪的一个现实(中国制造业只有少数研究人员知道这个概念,中国建筑界还沉睡于“批量复制”——“像造汽车一样造房子”的阶段)。我们一直都承认建筑的差异性,一直都采用客户定制的方式。但是,“客户定制”与20世纪“批量复制”的目的背道而驰,所以工业2.0时代就已经提出来的“住宅产业化”之路才会如此之难。

制造业已经表明,信息管理、生产管理工具、装配技术的产业化,不仅能够改变一个公司,也能改变一个产业。

早期住宅产业化思想是基于第二次产业革命思想——大规模复制生产住宅(即工业2.0时代)——即“像造汽车一样造房子”。现实证明“批量复制”住宅的思想是非常幼稚和难以实现的。

“批量定制”是“批量生产”和“客户定制”混合而成的产物,只有在工业4.0时代才有可能实现。它提出了一种新的建造流程,既使用自动化生产的技术,同时又能使制造出来的每一件产品都与之前批量生产制造出来的产品有所区别。能够根据场地条件、使用功能,以及业主的需求,建造差异化、个性化的建筑,是批量定制取得成功的先决条件,但却把我们的先辈们难倒了。今天,借助于信息管理工具,我们能够对批量定制的场外制造过程实现可视化管理。经过一个世纪的发展,轻质高强度、高性能的建筑材料的发展,提供了良好的经济前景和高效的运输,实现了材料的重复利用和浪费的减少,这一切又使得建造流程能够更有效地循环,最终将给我们带来一种更具有可持续性的建筑。建筑师、施工方和业主都将从中获益。



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建议建立“装配式建筑特区”(下) 建议建立“装配式建筑特区”(上) 住宅产业化面临的困难与机遇

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[责任编辑:Susan]

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