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导语

在先进制造、智能制造的今天，大到飞机、航母，小到汽车、芯片甚至鞋子，依靠设计师的手和笔来完成已是不可能之事；产品研发的反复迭代，每一步都离不开计算机辅助设计。但在工业设计、模拟辅助软件（CAD/CAE）领域，***处于产业萎缩、投入不足、人才流失、学科凋零的困境，大量依赖国外产品。这已经对***的国家安全、国民经济造成潜在危害。***的工业软件，是否只剩下了缴械投降？***应如何打破外国在工业设计上的垄断？请看《知识分子》与相关专家、学者对话后的深度报道。

撰文 | 邸利会（《知识分子》主笔）

责编 | 陈晓雪

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近来，福州大学副教授陈建利收到了一份邀请，有朋友问他，是否愿意加入Cadence。

在芯片设计自动化领域，Cadence是行业老大。它和另外两家美国公司Synopsys、MentorGraphics垄断了全球市场的95%。凡设计芯片都要用到它们的软件工具。

陈建利被“惦记”并不奇怪。在芯片电子设计自动化这行，他已然是一颗冉冉升起的新星——往年6月的DAC（Design Automation Conference）***论文奖获得者、11月的ICCAD（International Conference on Computer-Aided Design）的CAD学术竞赛***，都是大陆学者***。他还在今年1月起担任CEDA（The Council on Electronic Design Automation）设计自动化技术***会***，为7名***中的比较好大陆学者。此外，他还有一篇论文获得ICCAD 2018***论文提名奖。

可问题是，这家Cadence公司——在4月时率先响应美商务部号召，对中兴实施禁运。没有它的授权，***公司便很难设计芯片。外界大多关注了器件、知识产权模块的禁运，而少有人知道，软件工具的禁运照样一箭封喉。

如今中兴虽然已解禁，但卡脖子之痛尤在昨日，回过头看陈建利的这份邀约，多少有些别样的意味。

1如此依赖

不过，陈建利想继续留在学界，并无进入工业界的打算。

他从事的研究称之为“物理设计”，属于芯片设计流程当中的一步。其中有两大关键问题：如何在指甲盖大小的芯片之上，将成百上千万的器件（几十亿个晶体管）摆放下去？又如何将这几千万的器件连接起来组成电子电路？当然，这些摆放和连线都要满足一系列苛刻条件。

?将几千万的器件（几十亿个晶体管）排布到一块芯片上。

当年，比较好个集成电路处理器只有2200个晶体管，而今任何一部智能手机，芯片里都集成了三四十亿的晶体管。显然，如此大规模的器件摆放和绕线无法靠手工完成。

在去年获奖的这篇***论文中，陈建利和合作者提出了一种新的算法，可以将不同倍高的单元器件快速且接近***的方式排布到芯片上，无论是理论证明还是实测程序，都表明其***性。

如果考虑到芯片设计软件工具的重要性、***在这一领域缺乏原创性成果、***企业长期依赖国外软件的现实，陈的研究就很有意义。有了新的算法突破和初步程序，商用工具的开发就迈出了比较好步。

通常来说，设计方需要从上游的公司如ARM获得器件、知识产权模块授权，然后再从Cadence等公司获得设计软件授权，设计完成的芯片“图纸”再交给下游的晶圆厂如台积电完成量产流片。

“从整个芯片设计流程来说，百分之七八十的时间预测（数据为往年仅供参考）都是要跟芯片设计软件打交道的。可以说，在把***方案交给晶圆厂制造之前，全部都是用这些工具进行反复迭代的过程。” 从事机器人芯片设计研究工作的***科学院计算所研究员韩银和告诉《知识分子》。

长期以来，国内似乎已经习惯了花钱买授权，甚至是不花钱使用盗版，直到中兴事件，才如梦初醒，原来也有花钱也买不来的时候。

多位受访人士表示，不仅是芯片，从飞机、航母，到汽车、手机甚至鞋子，与各个行业紧密联系的工业设计、模拟仿真软件已经成为支撑先进制造的共性关键技术，***基本处在“人有我无”的卡脖子状态。

“我们航空里面要做一个复杂的外形，不管是要做样件加工还是实际生产，还是要用CATIA这样的国外软件进行数字化设计，它能做高阶曲面，质量非常好。” 北京航空航天大学机械工程及自动化学院副教授王伟告诉《知识分子》，在代表先进制造的航空航天领域，即使是某些龙头企业，用的也是诸如CATIA这样的国外软件。

***已经在丧失人口红利，之前简单的来料加工和代工也已难以维系。工欲善其事，必先利其器，离开了先进的设计模拟软件，就无法实现产品开发的快速迭代，也无法实现成本的控制，只能最终在激烈的市场竞争中落败。

拿设计一台飞机发动机来说，离开先进的数值模拟软件，几乎寸步难行。“一架F16和同等重量的黄金是等价的，而发动机的价值，黄金也不能与之匹配。其中一个零部件级的实验件就可能达到上千万、上亿的造价，如果纯粹依靠物理试验，估计需要做上千次零部件级实验，才能找到合适的设计参数区间，成本基本是不可控的。” 超算无锡中心先进制造部***任虎说。

由于正版高端软件相对昂贵，国内不少企业靠盗版过活，而一些高级的模块无法直接购买，还需要走第三方渠道，比如在国外注册公司再去购买。

“为什么我们做出来的东西不如别人漂亮，或者不如别人快，一个原因就是这些工具软件关键的模块不卖给你，只给你一级二级的技术，不会给你高级的技术。而随着软件工具转向云端服务，盗版也将难以为继。” 华航唯实机器人科技股份有限公司技术总监宋智广介绍说，如果不自主的话，可能今天不会感到痛，但再过几年，“会突然发现竞争对手，比如国外企业每隔两个月就推出新品，而国内企业半年甚至一年才能推出新品，从效率上就大大落后了” 。

“没有先进的芯片设计工具，肯定设计不出先进的芯片，这是大家的共识。” 具体到芯片设计，韩银和这样说。不过，真要做一款先进设计工具，谈何容易。

2垄断之苦

芯片设计工具的研发基于核心算法，可对陈建利来说，过去的甘苦，一言难道尽。

2013年，是陈建利人生中的低潮。从读硕士开始算起，他对布局这个问题的探究已经过了6年，可依然没有大的突破。这一年，他想去外边看看，离开福州，去一衣带水的宝岛台湾。

赴台背后还有一个残酷的现实。由于***半导体业的落后，陈建利无法接触到工业界真正的需求，而台湾地区在集成电路方面，无论是制造、封装、测试都已经是仅次于美国的力量。在那里，通过参加各样的研讨会，接触学术界、产业界的人士，对于在先进制造过程下业界的需求有了更多的认识。

“像我们获奖的论文，是在多倍高的器件（指的是器件的高度不一样，但是整数倍，比如最小的器件是1的话，有的器件是2倍高，3倍高等等）下，引入了很多新的约束，新的设计规则，这是在先进制程的东西。你要知道别人在做什么，业界需要的是什么，我觉得这个蛮关键。” 陈建利说。通过和台湾大学教授张耀文合作，3年之后，布局的难题就被攻克了。

国内的芯片设计企业某种程度也有和陈建利一样的困境。由于国外企业建立的垄断优势，下游的制造厂如台积电、三星会优先与Cadence等公司交流，将***的库给他们使用，一步步磨合，去解决先进制程下的设计需求。

“我们国内的芯片设计公司得不到这种细致的沟通，没有大规模流片的测试，只能做一些保守的设计，把冗余尽量放大一点，这样保证芯片是对的，但性能肯定不行。” 韩银和说。

芯片设计软件的研发难度已然不小，可另外一重尴尬是，虽然全球的集成电路市场有几千亿美元的规模，但是芯片设计软件的市场不到百亿美元，再加上全球市场已被三大公司瓜分，只剩下区区不到10%的市场，很少有新公司有动力去研发新产品。

在过去的“七五””、“八五”、“九五”三个五年计划中，***国内也曾集合了几百人做了一个名为“熊猫”的芯片设计软件，但一面世，美国各大公司便立即降价，将其扼杀在摇篮之中。迄今为止，包括芯片设计软件在内的工业软件，***大多购自国外或依赖于盗版。

不过，即使是像陈建利这样，考虑了先进制程，在核心算法上作出了突破，写成了四十多万行代码的程序，可离推出一款成熟的布局工具还有很长的路要走。

“在学术上，我们可以做一些理想化的假设，比如只优化两个目标，但要真正做成供大家使用的工具，温度、功耗等各个方面都要考虑。” 除此之外，陈建利告诉《知识分子》，这几家大公司覆盖了芯片软件设计的各个环节，形成了一个全方位的产品线，一个点工具的突破已经很难撼动大公司的地位。

3人才凋零

?陈建利（右二）与合作者在第54届设计自动会议上获得***论文奖，也是该会议54年来比较好次有***大陆学者获得该奖。

陈建利和导师朱文兴是偶然进入芯片设计领域的，他们所在的福大离散数学与理论计算机科学中心，本来专注于图论与组合数学的纯数学研究。2006年6月，中心主任范更华从《超大规模集成电路布图理论及算法》一书得到启发，申请了一个973项目的课题“大规模集成电路设计中的图论与代数方法”。自那之后，读硕士的陈建利与导师一干就是十几年。

起初，外界并不看好他们，进入一个新的领域需要较长时间预测（数据为往年仅供参考）的学习和积累，问题本身也极具挑战。“说实话，我们做这个太累了，太难了，每天加班加点，周末也不休息，对建利我从来没说过放弃，总是说要坚持，但其实我自己也有过放弃的想法。” 朱文兴感叹道。

这中间也有不少人选择了退出。刚起步时，中心曾用973的经费派遣一位老师到美国学习芯片设计，但不想，这位老师***还是做回了本行。而最近刚毕业的一位博士，也选择了一所小学校，原因是对方给了高额安家费。

坚持到今天，陈建利可谓“十年苦研无人问”。即使在今天，他的成果已经获得了国际同行的认可，但由于学校当初设计奖励制度时没有考虑到这方面的成果，也没法获得学校奖励。一位本土培养的博士又是本校，十年来虽然解决了重要问题，发了重头文章，但文章的数量总还是少；文章虽已是本领域的***会议***论文，但不是发表在外界认为的名刊Science和Nature。

“我觉得，芯片发展最缺乏的就是人才。集成电路的研究不一定要放在市中心，它最需要的其实是人才，但是这方面的待遇好像不是太好。”陈建利告诉《知识分子》。

在这一点上，韩银和也深有体会，他介绍说，自己培养的博士生从事集成电路的不到三分之一人，从事学术研究的更少，而硕士则基本没有继续从事集成电路的工作，他们都奔去了红火的互联网、AI、大数据、区块链。

“我们国内的人才太少了，有些数据说，Synopsys公司全球员工1万多人，我们国家做芯片设计工具的连工程师加学生不超过1000人，这些人还大部分在外企，留在国内公司的不过三四百人。” 他说。

产业凋敝、市场萎缩，就像是一个无法阻止的链式反应，直接导致毕业生需求减少，科研人员流失，人才培养停滞、学科凋零。如果说，工业软件的缺失是一场灾难，人才和学科的濒死则是釜底抽薪。

4转型中的希望尚存

***的工业软件，是否只剩下了缴械投降？

工业软件某种程度是整个工业知识、先进理论和工业实践的具体体现，目的是辅助工程师去做设计和研发，***的工业基础薄弱，落后国外也属正常。不过，随着基础研究的推进，新的认识和方法不断涌现，设计仿真和模拟的工具软件也有新陈代谢。

“可以说，新的理论、方法、新的软件技术、新的计算平台，一切都在革新中，没有任何东西是一成不变的，任何人都不可能躺在过去的功劳簿上睡大觉而自动***。”任虎说。

从现实看，工业软件也处于转型的风口，变局中蕴藏着机遇。

在芯片设计领域，受阿尔法狗（AlphaGo）打败世界围棋***的启发，科研人员正在试着用AI打败电路设计师。国内外的不少研究团队已经将人工智能用于芯片的设计验证、架构探索和优化，并取得了不错的效果。

“如果把智能和自动化结合起来，将来做一个芯片，可以基于开源的知识产权核组合起来，用工具自动生成，可能一个芯片做出来只要三个月时间预测（数据为往年仅供参考），而不是过去的两年。那传统的设计软件是完全做不到的，这里面就有机会。” 韩银和认为，开源芯片结合智能化会带来芯片设计流程的重构，必然带来工具的变革。在商业模式上，工业软件也将一改过去的授权，转为云端的服务，由卖改为租，这都为国产软件的崛起提供了机会。

不过，完全依靠市场，可能缺乏足够动力。“这就像波音、空客已经垄断了市场，即使是马云也不敢轻易投资造大飞机。” 任虎半开玩笑地说，要破局恐怕还得由***出面加大投入，而且还要选准团队，投对人：“国家投资也是有担忧，到底会不会有效果，别像光伏一样出现骗钱的情况，也别像新能源汽车一样出现骗补，还是要认真看一下，谁是在真正做这个事。”

宋智广了解到，深耕一些细分的行业，如机器人，也有成功的可能。他还建议，即使是国家扶植也要以企业为主，作出的东西要有市场检验，不能像传统的项目制，验收通过就束之高阁。

在陈建利看来，大陆可以学习台湾半导体发展的经验。他希望：大陆也建立类似的集成电路设计联盟，在产业界和学术界之间搭一座桥梁，加强交流与合作；国家应该更加重视微电子学科建设，让学校可以教好课，留住人；也可以资助办一些集成电路方面的竞赛和暑期班，培养年轻人才。

好在一些改变让人看到了希望。***计算机学会CCF为了鼓励更多的年轻人从事集成电路方向的研究，从往年开始，设立CCF集成电路Early Career Award，专门奖励从事集成电路方向研究、博士毕业6年以内的青年学者，陈建利是从一大堆国内名校和科研院所候选人脱颖而出的首届比较好获奖人。韩银和即是推动设立该奖的CCF容错计算专业***会的秘书长。

十年苦研无人知。如果没有这次的中兴事件，恐怕少有人关注芯片背后的核心技术缺失，也不会关注像陈建利这样非***高校的土博“青椒”，也不会知道他所在的芯片设计领域，长期处在市场萎缩、投入不足、人才流失、学科凋零的窘境。

有业内人士注意到，与Cadence并驾齐驱的Synopsys，往年一年的研发投入为3.5亿美元，相当于******三个五年计划在三维CAD/CAE研发投入总和的10倍。

今年，用陈建利的话来说，可能是“人品爆发”——芯片设计顶会ICCAD共接受了他的多篇论文，并有一篇论文获得***论文提名奖。不过眼下他正为招不到合适的学生发愁，同时，像许多***年轻科研人一样，为微薄的工资和高昂的房价而一筹莫展。

制版编辑 | 皮皮鱼

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编者按：本文来自微信公众号“机器之能”（ID：almosthuman2017），作者宇多田。36氪经授权转载。

阳信县是***贫困县。

从北京坐车到阳信，需要先坐高铁花三个多小时到山东淄博，然后坐上大巴一路向北进入滨州地界，两小时后，还要再坐上 40 站公交，才能晃晃悠悠到达阳信县的东部大镇——商店镇。

「跋涉」到这里，只是因为一个具有代表性的案例：

在一个农业与人口大省的某个贫困县里，一家关系到当地几千人饭碗的地毯厂，决定大规模引进机器人进行作业。

这听起来，似乎完美符合《纽约客》杂志在去年 11 月发表的一篇封面特稿中对「工厂进入半开灯时代」的设定，也符合各种大会上专家们反复探讨的「机器替代人类打工仔」的某个典型。

然而我们在那里看到和听到的，却是另外一番事实：

***民营工厂遭遇的变革，因特殊的***国情与农村环境，并没有渲染上美国式制造业衰落与工人被迫下岗的悲壮色彩。

相反，一方面，农村的年轻劳动力们在竭尽全力把自己从车间中挣脱出来，而工厂，则迫切需要在劳动力极度短缺与竞争力低下的双重推动下开始寻求新的出路。

在这里，「被迫」属于***民营制造企业。

这家名叫瑞鑫的大型民营地毯制品公司，其前身是 1988 年成立的小桑福利地毯厂，后来被现任董事长黄春生等人买下。

在存活至今的 30 年里，这家进行了数次体制改革（譬如曾与美国地毯销售商诺瑞合资建厂，方便出口创汇）的民营企业，经历过 2010 年前后地毯出口交易额屡破纪录的辉煌时期，也遭遇过全球经济进入萧条期后的外贸出口沉重打击。

但无论企业自身发展如何，它在当地人眼里都是镇上的「支柱产业」——全镇人口不到 5 万人，但在地毯厂工作的当地农民，就有至少 3000 人。

当然，从商店镇在往年上旬为自己申报的特色小镇名号——「地毯特色小镇」中，我们也能感受到这家地毯厂的经济地位。

严格来说，瑞鑫的工厂并没有建在镇上，而是在离镇中心大概有 5 公里的小桑经贸园区。在到达镇上后，我只能再次出发，坐上另一路公交，穿过大片麦田、交错狭窄且人烟罕至的小路以及稀疏破旧的砖瓦房。

「经贸园区到了，」公交车司机师傅指了指前方：「再走几百米就能看到工厂大门，这边做的基本都是地毯生意。」

就是这「几百米」，证明了所谓「支柱」并不是虚话。

路两旁的许多门头房做的都是地毯印染、分销、运输以及纺织机器一类生意。电线杆上挂着的宣传旗子上也印有「瑞鑫」和「扶贫」等字眼。

而围绕这些地毯生意建立起来的，还有园区内邮局、银行、餐饮等基础设施，其俨然已形成了一个完整的产业生态体系。

「这一片都是我的厂子，一共有 14 个分厂，你看到的这里只是一部分，地毯仓库在旁边，棉麻纺织厂、光电机器还有数码印花在另外的厂区。」董事长黄春生刚刚到工厂，就带我绕了一圈。

很明显，这与我曾经拜访过的大型机械制造厂房完全不同。

入眼的只是一片看起来有些年头的平房，厂房与厂房之间的小道上几乎没什么工人经过，院子里显得空落落的，甚至连织机的声音都听不见，安静得有些尴尬。

这些情形甚至让我有些怀疑，所谓的「机器人」可能只是地方在用于宣传「扶贫项目」的噱头。

「实话讲，我们最鼎盛的时候，工厂里有 12000 多人，」黄春生大概 50 岁上下，虽然看起来精明老练，但说话非常直爽，很符合工厂主的形象。

他点了一根烟，一副对我在想什么完全了然的样子：「现在人其实也不能说少，3000 多人吧，但真的是很难招到了。」

根据他的描述，如果是 10 年前，工厂一招工就会有三四百人呼啦围上来，周围村子里的人都需要托关系才能进厂打工。那个时候，地毯厂的工作就相当于一份铁饭碗，比「公务员」地位还高；

而现在，经济环境与结构都变了，人口红利一过，有时候要「求」着人来工厂。不仅仅是他们这一家普通的毛毯厂，「招工难」已经成为全国各地民营中小企业一个普遍的难题。

「农村的孩子读书读的多了，想法变多的同时，也变懒了，现在换成我们求着他们了。但即便这样也招不到人」，他摇了摇头，像在嘲讽他们「孺子不可教也」，也像在嘲讽***的实体经济：

「技术创新、主动把握机遇，智能化革命？哪有那么多好听的话，好听的话都是你们和那些狗屁专家写出来的。从本质上来说，我们用上机器，全都是被逼的。」

「做实业做了 30 年，经历了太多心酸，我们做不了无用功。」

黄春生的感叹，让我想起阿耐的小说《艰难的制造》。

小说主人公刘钧回国继承了父亲不大不小的旧农机厂，走上所谓的「自主研发」之路。然而，融资困难重重，各种政策拦路虎，还有业内残酷竞争引发的抄袭风潮，外加高昂的成本投入、人才断层与绞尽脑汁的员工管理……

制造业的「江湖」，实在是太难混。

没有飞跃，没有暴利，没有奇迹。这是所有民营制造企业的根本属性。

「这鸟不拉屎的地方，还是在贫困县里，人才会来才怪，」黄春生指定的集团「接班人」，现任总经理周光明看起来比黄春生年轻很多，但据说销售经验丰富，现在主要负责开拓市场。

他看问题很现实，甚至倾向于「消极」，直接否定了我提及的「工厂能否招到技术人才」这个问题：

「现在城市和农村的年轻人都去做销售和互联网了，觉得来钱快，还不累；厂里现在大部分工人都是周边的农民。他们家里有地，同时又在工厂有份活儿干，一个月能挣三四千，暂时还觉得挺划算。」

的确，在整个工厂里，特别是地毯加工车间内，年轻人的身影并不多。

走进前扎生产车间（地毯加工分前扎和后序，前扎就是用机枪把地毯基本轮廓织出来的过程），每块高达两米的地毯案板前都有一位拿着电动织枪的熟练工人，他们多数时间预测（数据为往年仅供参考）都要坐在那里，提着手臂在白色底布上摆动织枪，有时候也要走下台子整理纺锭和纱线。

如果你靠近毯面，那些远处听起来时高时低的轰鸣，就会变成像缝纫机踏板一样密集的咔嚓咔嚓声，击打出的细碎浮毛也同时散入空气中，被吸入工人的鼻腔里。

很明显，厂间里大多是女工，而且年龄基本都在 30 岁以上，她们有些戴着口罩和手套，但大部分还是「赤手空拳」上阵。

「这个活其实不难，但是年轻人吃不了苦！有时候腰也疼，手指也疼，还会变形，」一位正在弯腰整理纱锭的女工脸色不是很好，

「但是让我的话，也不会让孩子到工厂上班，要不读书干嘛，***站 6、7 个小时，这么多毛，对肺也不好。」

不过让人意外的是，她们都知道公司引进了机器，但却没有任何抵触的表现。但是，与其说是「不排斥」，不如说是这些朴实的***工人对机器人的到来没有任何概念。

一位年龄 40 岁上下的女工在跟我聊天时明显有些谨慎，但她对纺织机器的形容让人眼前一亮——「上晚班的工友」。

「哪想那么多，现在本来人就少，而且挺累的，我们自己也不知道能干到什么时候。」另一位年轻一点女工比较热情，

「如果不是犯了重大错误，我们不可能被辞退。机器现在织不了太大的，好像是不能大于 8 尺？」她用手比划了一下。

显然，《纽约客》那篇文章中「美国制造工人们对机器的恐惧」，并没有发生在这个***小镇上的纺织厂间里。

实际上，这群地毯厂工人们的认知，更加符合***国情。

让******导演周浩捧得金马奖***纪录片奖的作品《棉花》，曾向我们清晰地展现出***纺织行业小人物们的生活与思维方式。

无论是在阳光下因暴晒而「崇拜机器」的棉花采摘大叔，河南某棉纺厂因休不了假而哭闹的棉纺女工，还是因订单堆积不得不彻夜赶工的牛仔裤加工小哥，都是***中小民营制造业的基层参与者。

他们，都可以被机器打上「可替代」的标签。

然而，身在其中的人，无不在盼望让机器解放自己；而身在局外的人，却总是在担忧这些人的何去何从。

但这绝不能说明「工人 目光短浅」，仅仅是因为「未来不代表他们目前最迫切需要解决的问题」。

而对很多「对技术一知半解」的劳动密集型乡镇工厂来说，用工短缺，相比降低成本，可能更为致命。

尽管一个偌大的前序加工车间可以容纳至少 40 块 3 米*6 米的地毯案板，但算下来，人工每天的生产效率其实并不高。

「大概平均每个工人每天可以做 7、8 尺的地毯吧，不会再多了。」

即便在嘴上强调招工难，但无论如何，「在保证订单截止日期内完工的同时，尽***可能降低成本」，才最终让黄春生一咬牙拍板进了几台机器。

他们仔细算过一笔账：一台机器织出来的是 12 个人的量，白天顶 6 个，晚上顶 6 个，而且工人晚上不上班。

「我们找人算了很长时间预测（数据为往年仅供参考），用机器之后，投入与产出差不多是 1:4，也就是投入 1 块钱，产出 4 块钱，不过这个比例现在是达不到的。」

是的，制造业的投入与产出之间，有着相对漫长的时间预测（数据为往年仅供参考）差。这也是多数投资者对实体制造业「唯恐避之不及」的重要原因。

以这种叫做「枪刺地毯智能化机器人」的新生产设备为例。在 2017 年刚开始引入时，一台的价格高达 60 多万，但即便后来降低了研发成本，每台价格也不少于 30 万。现在，工厂至少有 20 台机器在机器在日夜不停地生产订单。

用黄春生的话来说，「为了机器，这两年自己的血槽都被清空了」：

「从找到东华大学的团队，再到现在真正用起来，我前后投入了 2000 多万。我们总说投入产出平衡，但是一两年之内，根本不可能做到。」

实际上，工厂目前的经营情况谈不上乐观。

虽然黄春生透露工厂的年度总营收能够超过亿元，但他其实自始至终都没有否认地毯厂的效益已经大不如前。

除了不停地往机械设备采购与研发里投入资本，工厂每个月发给工人们的薪水总额也超过 1000 万元。某种程度上，公司需要肩负镇上的「扶贫」重任；

另外，在 2017 年中旬国家进入历史上环保最严格审查时期后，瑞鑫也在三废处理上砸进去了不少钱，排放成本骤然上升。

「去年 5 月开始吧，那可真是最严的环保了。我一直都在鼓励管理层和员工，不能停工，任何人都不能倒，大家一起想办法去解决。所以在最艰难的那段时期，我们就真的***都没停工。」

而我们也发现，根据天眼查提供的数据显示，2015 年 11 月，瑞鑫集团旗下的阳信诺瑞纺织公司曾经两次向工商总局申请动产抵押（动产标注为「买卖合同」与「机器设备」）。

这或许能说明，2015 年 2 月***工商总局颁布出台的《动产抵押管理办法》，曾给向来融资难，且一度进入破产高潮期的中小乡镇企业在一定程度上解了燃眉之急。

近年来，在经济萧条，以及欧美品牌纷纷将各类代工厂搬至东南亚的大环境下，死掉的民营工厂不计其数。譬如瑞鑫曾经的竞争对手，规模更大的潍坊地毯厂就已经宣布倒闭。

就是在这种无数与瑞鑫同等规模的中小纺织企业早已被历史吞噬的残酷现实中，黄春生觉得自己的厂子「能苟活」，已经是「一件非常幸运的事情」。

「我们的订单现在来看还不算少，毕竟有美国诺瑞销售公司在那里，比较容易出口，而且我们还在北京建立了地毯设计团队。但实话讲，工厂的利润的确是越来越低了。

物料人力成本肯定是随着年份逐渐增长的，但现在市场竞争太激烈了，很多时候你产品价格却不得不调低，甚至要先放货，然后再收款。

招不到人，效率又低，人家觉得你产能不行，没有竞争力。一旦没有竞争力，必死无疑。」

因此，无论是「当下」，还是「未来」，即使短期内投入与产出再失衡，机器也成了「为工厂续命」比较好且比较好的选择。

（图例： 在引入机器后，空余下来的大量扎板）

不过，作为一位 60 后的「土老板」，黄春生引入机器人织毯的想法，是被「顺带」引发的。

「东华大学做纺织方面的程序在业内挺有名气，我们一开始找到他们是因为做 ERP（一种生产管理系统），现在工厂都在做系统改造，***我们才聊到了『机器人』 这个话题。」

在接触中，黄春生发现东华大学机械制造学院正在做织毯设备的算法研究与商业项目，就想试试能不能合作自动控制织枪的定制设备，毕竟自己的工厂真没这方面的人才，也招不到这类人。

「我们是真没人会做，那研发别人做，我只提需求还不行？一开始想的是，他们按照我们的想法弄一个程序，两边再一起搭个硬件框架，听起来可行呀。但***真没想到会这么难，这么费钱！」

道理是这样没有错，因为我们在厂间里看到的机器人基本操作原则，与他的这番描述没有什么两样。

与人工前扎加工车间相比，机器人呆的平房要小上数倍，但却明显感到宽敞透气了许多，因为只有 5 名机器操作工人与 8 台「机器人」在进行「作业」。

每个机器人身上都安装有多个枪头同时在底板上进行「敲扎」，它们按照一定的轨迹把地毯图案中像「花朵」「太阳」等细节图形的边缘勾勒出来，然后再逐渐填充完整。

这个顺序很像小孩子学画画的步骤。

很明显，这里的工人看起来也更闲适一些：他们大多时候只需走来走去检查机器枪织的图案效果，或者检查枪头是否被线缠绕；

也会偶尔查看一下机器人旁边的操控面板，输入几个数字。只有在换纺锭和纱线时，才需要弯腰工作。

当然，这里的温度和噪声，也都要比人工车间里「温和」许多。

其实在专业人士看来，这些设备并不是严格意义上的机器人，它们更像是「被大型机械臂夹着的多根织枪，在白案上并肩作战」。

或者更直白点，这就是一种从若干年前就开始流行的工厂自动化改造形式，并没有用上像深度学习等更时髦的技术和理念。（其实除了高度自动化的重工业，棉纺等行业也陆续通过了自动化改造 )

只要操作工人或者设计师预先输入一套设计好的地毯图案，并为每一个色块标好数字，设备就可以按照「图纸」自动在白板上填充色彩。

这一切听起来都似乎很简单。

「如果真这么简单，那咱国家的很多乡镇企业早不就做了？」实际上，整个「实施」过程，让黄春生放弃了三次以上。

机器织毯机研发中的无数次失败时常让黄春生暴跳如雷，有几次干脆向东华大学及厂内项目组发出过「放弃」和「暂停」的 指令。「我好几次都说不做了，是真的不想做了，」黄春生回忆。

通常来说，一块色彩不那么复杂的工艺地毯也至少有 6、7 种颜色。如果是熟练工人，就可以按照标好的色块数字直接上手。譬如红色的色块都标 1，绿色的色块都标 2，织完一块断开线，再织另一块。

但如果让机器完全按照人的思路走，那就要做到，每次都能在不断线的前提下，把一张地毯上 n 个区域内的同一颜色型号连贯得填充好并走下来。

先扎哪里，后扎哪里，机器需要一条基于成本、呈现效果与效率的***路线。

（图例：设计室的工作人员在计算机上把图案的每个色号都用阿拉伯数字标注出来，机器程序会按照给出的标注进行扎织）

「你不可能让机器织毯子，屁股后面还跟着一个工人给每个色块断线。譬如你用红线扎『高鹏展翅』这四个字，你得让机器沿着一条最短的路线，连贯得走下来，这太难了。」黄春生觉得这种活让机器来做，槽点简直数不清，

「大学那边的技术员跟我们做实验断过的线都是成捆的，这还不算上机械自己的故障，枪头磨损。很多时候线头过大不好接线，甚至织出来很多时候不好看也不均匀。」

除了程序出现的问题，硬件的采购也是一件麻烦的事情。黄春生对各个零部件的要求更高，***拍板决定这套设备的机芯就用日本造的，而铝合金框架则来自香港供应商。

「成本高也有进口的原因在里面，不过这轴心控制系统国内产的真的有点悬，后面我们慢慢可能会找一些替换，但是自己用的机器，要想寿命长一点，必须得保证质量。」

就这样，从设计硬件架构，再到软件系统，整个研发过程，黄春生把「宝」压在了东华大学的团队身上。后者几乎可以被看作是外包的技术供应商。

一方面，作为地方民营工厂，工程人才的严重紧缺和断层不言而喻；而另一方面，东华大学在纺织机器人研发方面具备了学术与商业化的双重经验。

在与东华大学取得联系后，一位机械制造学院不愿透露姓名的研究生表示，学院已经早已有了可以承接业务的机器人公司，很多研究成果都已经商业化。

「不只瑞鑫一家，其实很多南方的地毯纺织厂也与我们取得了联系，正在引用这种类似功能的机器人。」

此外，我们搜集到的国内涉及枪织机器人轨迹算法的主要学术论文，其作者也基本来自于东华大学机械制造学院。

在论文中，他们找到了为机织图案进行自动规划与轨迹生成的方法，而「颜色量化与聚类」，「边缘检测」与「轮廓跟踪」，就是其中最为关键的几个步骤。

通俗来讲，东华大学更像是为机械臂找到了一种类似 Uber 计算***拼车路线的路径选择方法。

举个例子，在算法被执行的过程中，颜色 A 所在的 8 个不同区域，都会被算法标记出色块轮廓边界的「起始点」与「终点」。而织头每到一个点，就会划出合适的半径进行螺旋式填充，直到把同一个颜色的 8 个区域色块全部填满。

「理论上讲最难的地方，在于如何在每个不同面积的色块上选择起始填充点与下一个候选填充点，毕竟每一个色块都是由无数个点组成的。」

但是论文，仅仅只能证明算法的可行性，而「现实中最难的地方」，就是软硬耦合完成后那些让黄春生大动肝火的工程性细节——有上面提到的关于机器本身的问题，当然，也有团队内部对产品成本的分歧。

「我们飞去东华大学好几次，他们也来工厂里检测过，双方也因为材料和价格闹过矛盾。他们会觉得我们有点吹毛求疵了。但我们用机器，东西做的不好效率再高有什么用，再说用人也能勉强应付工期呀，何必再费这么多功夫呢？」

不过总归是暂时熬过来了。

在经过各种摔摔打打后，厂房里几十台在织布上「手指翻飞」的机械手臂，已经不是那种只能在参观时才晒出来的「面子工程」，而是实实在在正在生产美国几家大型超市几百份订单的「金刚钻」。

「眼见为实！你看到的，就是现在这些开着的机器，都是在生产订单，昨天刚有一部分交货。我们没那么多时间预测（数据为往年仅供参考）演戏，只想尽可能把花出去的钱快点儿收回来。」

(像图中这种尺寸较大的地毯，机器暂时不能生产）

但是，就像黄春生说过的，他们可以信赖机器，与机器分摊责任，但经过这一段折腾，机器在他们眼里其实还没有「太大的本事」。

如今这 20 多台机器，其实只是能应对海外市场中档地毯的部分订单，这在某种程度上既与地毯的手工艺品属性有关，也与客户需求及技术能力有很大关联。

「很多客户就是指明要手工地毯，这倒是其次，机器目前只能织那种小于 2.3*3 米的中档地毯。因为图案的复杂性与枪头同时织布的数量有关，而尺寸太大的话，机器也挪动不了。」周光明解释道。

因此，像杭州 G20 峰会定制的巨型地毯，只能靠瑞鑫厂子里的工人先一块一块织出来，再***拼接到一起。

「其实工人织多大的都行，但运输很麻烦，所以五星级酒店大堂或者会展大堂用的那种地毯，都是先分成无数块，但这也比机器人织的大很多。」

但无论是尺寸还是复杂程度，对于机器人来说肯定有升级的空间，不过有几道加工工序是机器人无论如何都做不到的，这些工序都必须由后序厂间（为织出来的地毯做进一步加工整理）的工人一步一步完成。

挂胶、熨烫、裁剪、包边……在高温高湿的后序车间，没有一个步骤是机器能做到的。

挂胶工人们需要把毯子清理干净后，用刷子把胶体一道一道涂抹在毯背上，这种技术要掌握「火候」，不能厚薄不均，也不能涂出布边，更不能有漏胶。这些机器可能连碰都碰不了。

而熨烫、裁剪与包边，也都需要工人或跪或趴在毯面上「慢工出细活」，这些工作不具备批量完成的特性。

「后序车间的工人可能会更辛苦一点，」后序厂间的负责人正在检查地毯的包边完成情况，他觉得机器如果能把后序的步骤解决，才是真的神奇，

「我们真的巴不得这些问题让机器解决。」

黄春生觉得，搞研发，给工厂引进新设备，绝大多数是从提升效率，缩短订单交付日期，解决用工难等层面考虑，但其实这里面还藏着他自己的一个私心：

希望能让新机器，带动整个工厂转变一下旧思想。

「***提的『新旧动能转换』，其实最主要的还是想让乡镇的土工厂转变一下思想。譬如你看大家都提互联网思维，我觉得这也很适合乡镇工厂，要求我们服务也要跟上；

那使用机器人，搞数字化，就是要让工厂所有人知道，我们求变的速度也要加快。产品迭代块，跟得上消费理念。」

从一位贫困县里的实业家嘴中听到「互联网思维」，已经让人感到有些新奇；而当工人们打开仓库大门时，我们能明确感受到互联网思维与数字化革命对乡镇民营企业带来的深刻影响。

「这是北欧风，几何无规则的形状，现在年轻人都好这种风格，很干净简洁。」仓库里，所有地毯都是按照不同风格进行了分类存放，他把一些城市里年轻人喜好的品类，都挂在了显眼的位置，

「当然也有阿拉伯风和***风的，还有煤老板喜欢的金碧辉煌风格的，不管怎样都得按照客户机市场的口味来做地毯。」

追赶互联网与智能化风潮，学习互联网思维，解决最迫切的问题……对于一家小镇上的地毯厂来说，做到这些实属可贵。

然而，对于整个***乡镇民营制造行业来说，这些还不是活下来的充分条件。

落后的家族管理方式，微弱的品牌意识，粗放式经营产生的环保问题，政策短视以及贸易壁垒，都是目前这个群体难以跨越的重重关卡。而一些局内人已经看到了，并在挣扎着做出一些改变。

但让人叹息的是，在一个被消费思维所湮没的社会里，他们就如同远古的遗物，只能顺应非实体化构筑的新型宇宙，或者心甘情愿为***实体经济做一块默默无闻的瓦片。

有人说，制造业这个行当里绝无理想主义者。但黄春生却认为，「能在制造业呆住，就已经算是一个可靠的理想主义者」。

「民营企业的存活率只有 2.4%，30 年过去了，我们活下来我觉得很骄傲，不过也有可能几个月或者几年后就倒掉了。很多时候这也不是什么效率或者产品可以决定的，到头来支撑我们走下去的可能只剩下精神。」

临走时，工厂门口的警卫大叔还乐呵呵地送我出大门。我问他日子过得怎么样，他说 ：

「现在就是跟着工厂过日子，工厂不倒我就在这里。工作也没啥可辛苦的，过得也就这样。那环保局三天两头过来查排放，我们都得一起竖着耳朵，跟着一起着急呗。」

的确，敢做实业，愿意耐得住性子，并敢主动寻求改变，也是一种精神。