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从垃圾分类到高精产业:“见微知著”看日本

2023/9/12        作者:张悦恒      
关键字:垃圾分类  日本考察  
“精于细微之处,成于细节之中”是这次日本之行带给我最深刻的感受。从垃圾分类到高精产业,日本人对于细节的重视是其发展迅速的原因之一,值得我们深思和学习。
       来到日本的“当头一棒”便是垃圾分类。

       为了提高资源的再利用率,减少因垃圾填埋占用的土地与造成的污染,日本实行了一系列严格的垃圾分类措施。所有垃圾可粗略分为六种,但却可以精细到生活中的每一个小小的纸片与随处可见的瓶罐。以一个简简单单的饮料瓶为例,其包装纸为可燃垃圾,瓶身与瓶盖可继续细化为资源垃圾以及可燃垃圾。对于日常生活来说,这样的步骤无疑是有些繁琐的,但人们日复一日不厌其烦地贯彻着垃圾分类的原则,背后不仅是日本完善的垃圾分类相关法律法规,更是人们数年来坚持回收的意识所在。

       当我回顾日本之行中随处可见的垃圾分类时,我逐渐意识到这便是日本得以利用有限的资源而使经济蓬勃发展的最具体的体现——将细小的每一步做到极致。

       第一日

       最初让我意识到这一点的,是第一日上午参观的大福株式会社。在大福株式会社对外展示的场馆——日新馆中,我们参观学习了行业前列的存储技术、物料分拣技术、物流运输技术等。一层展区多为存储仓库与搬运机器人展示,其中立体仓库的概念并非独一无二,但在细致观察立体仓库中的搬运机器人构造时,却会暗暗惊叹于其中细节的精妙之处。通过将后推式货架与穿梭式货架连接起来的移动货架,机器人将传送皮带与线性移动的机械臂相结合,使得货物可以在其相邻的两个货架上转移或取出,极大程度地提高了存储空间的利用。另一个让人眼前一亮的技术在于,大福株式会社除了在搬运机器人上下功夫,他们同时将目光投向了被搬运的箱体上,通过巧妙的设计让箱体在被搬运时牢牢地被机械臂勾住。事实上,上述所说的技术并不是什么惊为天人的设想,它们更像是一个个灵光一动的小设计,着眼于一个细节进行优化,但当这一个个的细节优化堆叠起来时,设计之间的相互配合产生了1+1>2的效果。正是这些细节,体现了设计师的精细,也是我在校内见到的类似产品当中所不及的部分。

       大福株式会社的细节,除了体现在机械结构设计之中,也存在于其物流技术与实际生活应用所接轨的部分。以其商品拣选系统为例,模拟了工人在仓库或货架上一件件拣选完成订单的过程,由机械来实现搬运货物、统一拣选的过程,而工人仅需要依照订单选出商品数量并记录。这一系统使原本工人在货架中穿行拣选一件件商品的繁复任务简化至仅用一人即可完成的简单操作。除此之外,半导体搬运系统与机场专用系统更是大福株式会社在物流方面追求完美的最佳体现——一者着眼于高精尖的稳定,另一者则着眼于实际生活中的效率。这两者也正好是物流行业所追求的目标。

参观大福株式会社

图1 参观大福株式会社

       如果说在日新馆中看到的是机械的细节,那么下午在三菱电机名古屋制作所看到的便是人机交互的细节。

       名古屋制作所向我们展示了三菱电机制作电路板的完整流水线。其中,激光打标、锡膏涂布、元件贴片和回流焊炉焊接,均由自动化机械实现。唯一需要人工参与的部分是大型元件的焊接。人机引导系统在其中扮演着不可或缺的重要角色。当工人需要用螺钉连接各式各样电路板上的多种大型元件时,智能系统会为工人提供精确到每个螺丝钉的位置、型号、所用工具等信息的引导,相比于老师傅口口相传,这样的引导系统使培训成本大大降低,同时提高了工人工作的效率与精确度。这种机械引导式的工作方式,是我在国内所不曾见过的。

参观三菱电机名古屋制作所

图2 参观三菱电机名古屋制作所

       第二日

       如果说垃圾分类是资源循环的源头,那么我们在第二日上午参观的松下环保技术中心则是资源循环的核心。松下环保中心依据日本的家电回收再利用法,对废旧家电产品的可再生资源进行回收和再商品化。由于废弃家电的种类过于多样,拆解流水线并没有太高的自动化程度,但最让我受益匪浅的,是对粉碎后垃圾的分离系统。

       垃圾经过粉碎后,依次通过风力分拣机、磁力分拣机、浮力分拣机、振动比重分拣机、波长分拣机。筛选过程由样机以最简单直观的形式展现出来,一个个分拣机如同玩玩具一般,将不同颜色的小球/材料分拣出来,原理简单易懂。真正困难的地方在于如何抓住家电碎片中各种材料的根本性质,利用这些再简单不过的原理以最有效的方式将它们依次分离出来:以风力分拣机分出轻、重碎片之分,以磁力分拣机分出重碎片中铁、非铁金属之分,以浮力分拣机分出轻碎片中树脂、非树脂之分,以振动比重分拣机分出非铁金属中不同密度金属之分,以波长分拣机分出树脂碎片中不同类型之分。分出的有效材料回收后再次运往冶炼公司、树脂材料公司等,赋予材料新的生命。

参观松下环保技术中心

图3 参观松下环保技术中心

       在经过第一日学习到日本企业成败在于细节之后,松下环保技术中心则让我知道,细节不在于复杂的思想或是多余的形式,而要着眼于最简单、最基础的技术,一步一步踏实完成,才是做好细节的关键所在。下午参观的京瓷株式会社,其创始人稻盛和夫,同样用他的坎坷的创业经历,向我们展现了这最朴实却又最宝贵的道理。

京瓷株式会社创始人

图4 京瓷株式会社创始人

       稻盛和夫在年轻时坚守电子厂唯一的岗位,夜以继日地研究材料,最终发明了镁橄榄石,为他在陶瓷事业上的壮丽篇章拉开了帷幕。此后,他所创立的京瓷株式会社在陶瓷材料方面一路向前,开发出不同特性的陶瓷并应用于各个方面,利用自己的专长在日本打下一片天地,而不是盲目继续开发其他非陶瓷材料。这种“一条路走到黑”的精神,正是我们在科研路上所需的。

       在之前的企业之中,我们看到的是机械的细节,那么我想,在京瓷株式会社参观的时间,我们看到的是人的“细节”。稻盛和夫在管理公司的数年间,总结出许多管理哲学与成功理论。其中最打动我的莫过于“大家族主义”:稻盛和夫提倡将公司视为一个大家族,员工之间心心相连,精诚团结,为了公司的共同目标奋斗。在上下级关系明确的日本,我相信这更是难能可贵。建立在“大家族主义”之上,稻盛和夫同样提出“贯彻实力主义”,配以企业内运行的“阿米巴模式”,让真正有人格魅力、有才华、与广大员工血脉相连的有能之士从小组之间脱颖而出,为所有员工谋取福利,进而带领公司不断创新进步

参观京瓷株式会社

图5 参观京瓷株式会社

       第三日

       上午领略过富士山的雄壮风光之后,下午我们来到了牧野机床富士胜山工厂进行参观学习。胜山工厂生主要生产项目为高精度机床,其加工方式与机械系所学的知识息息相关,我在感到无限熟悉的同时又折服于胜山工厂在机械加工中做到的细致入微的工序。

       步入工厂,与预想中嘈杂、闷热的环境不同,胜山工厂的厂区内设有恒温系统,保证所加工的机床不会因环境温度变化而产生变形,从而降低机床精度。这也正是胜山工厂追求的制造高精度设备的三个条件之一:良好的环境、精确的母机、先进的技术。建立于火山岩地貌之上,胜山工厂得以拥有一个稳定牢靠的地基,不会因为厂内大型机械的搬运造成重量失衡、地板形变,而导致正在加工的机床产生误差。除此之外,胜山工厂也严格遵守法律法规,厂房高度低于森林高度,与周围景区和谐共生。对比国内大部分工厂,胜山工厂对于生产环境的苛求是我们不曾考虑过的。

       加工过程中,胜山工厂的诸多细节也让人眼前一亮:夹具采用零点定位,使零件安装过程快速而准确;在对铸件进行粗加工前,首先测量铸件尺寸并与图纸对比,通过减少加工量与零切制工序来减少加工时间,提高加工精度;采用一体式结构与局部表面淬火技术,提升轨道刚性的同时保留铸件的吸振性;提前将配重块挂至车床,再进行磨削加工,以模拟装载负荷后的变形,并提前对此施以反变形加工......等等,诸如此类的操作使最终的成品精度登峰造极。

       机床是一个精确度要求高的机械,是工业发展的心脏所在,而制作机床更是精益求精的过程,胜山工厂注重细节,真正做到了“细节决定成败”。

       第四日

       日程过半,见过日本前沿企业的各项高端技术后,我们见学的目标逐渐投向日本的基层生活。正如之前日志所言,垃圾回收是日本居民生活的重要一环,而在第四日上午,我们来到了横滨资源循环局鹤见工厂,在这里见证横滨市的可燃垃圾在收集后如何无害化处理,又是如何为这个城市的发展燃烧自己最后的价值。

       工厂负责人对鹤见工厂简单介绍后,我们从会议室走进操作现场。令人惊讶的是,我们并没有远行至另一栋建筑,而是直接在建筑物内转移。在通常印象中,垃圾填埋场充斥着难以入鼻的刺激性臭味,但操作室所在的建筑内却丝毫没有异味可言。即使距离面前巨大的垃圾填埋坑只有一墙之隔,我们也未曾有过身处垃圾填埋场的实感,而是仅仅感叹面前巨型的吊爪工作时的雄伟之姿。

参观横滨资源循环局鹤见工厂

图6 参观横滨资源循环局鹤见工厂

       垃圾处理的全部过程,则显得井然有序。垃圾运输车首先在指定日期开往横滨市的各个垃圾收集点,将可燃垃圾运往鹤见工厂,再在指定的闸门经由传送带送往垃圾填埋坑,等待进一步处理。此后重达数吨的机械吊爪在垃圾堆中移动以搅拌垃圾,保证干湿垃圾混合均匀,燃烧充分。整个过程并不复杂,也因此显得直接高效,遗憾的是我并未到过国内的垃圾处理厂参观,但我猜想日本的垃圾处理工厂的高效处理得益于其优秀的垃圾分类系统,使得垃圾在燃烧时不会产生多余杂质或是难以处理的有毒有害气体。而在国内,由于垃圾分类系统尚未完善,故在垃圾焚烧前的预分类则显得愈发重要却艰难,若是一股脑将垃圾送入焚烧炉,电池、药品焚烧所产生的有毒有害物质则可能在填埋后产生二次污染。由此可见,鹤见工厂“简单粗暴”的处理方式背后是多年来日本垃圾处理系统优化的体现。简单地直接学习鹤见工厂的模式固然可行,但我们也更应当学习其背后的垃圾分类系统。

       垃圾焚烧带来的热量会再利用进行热力发电,并对排出气体以及燃烧残渣进行无害化处理,垃圾处理就此到达了终点。值得一提的是,即使是焚烧炉内也有全程监控,保障焚烧炉的正常运行,为处理过程的安全性锦上添花。

参观横滨资源循环局鹤见工厂

图7 参观横滨资源循环局鹤见工厂

       下午,三菱电机FA展示中心为我们展示了自动化生产线的搭建,从分析顾客需求到构建生产线,流程完整而细致。其中最为难能可贵的还是三菱电机生产线已经能满足所有零件与部件的自给自足,进而生产其他的高新产品。

参观三菱电机FA展示中心

图8 参观三菱电机FA展示中心

       第五日

       从一扇象征着步步高升的“赤门”开始,我们踏入了东京大学的校园。东京大学作为一所诞生于1877的老牌大学,在世界上享有显赫的声名。映入眼帘的是充满古典气息的欧洲中世纪风格建筑,一个个学科便落错于这些建筑之中。

东京大学

图9 东京大学

       我们首先参观的是东京大学的综合研究博物馆,其中的藏品多为自然科学方向,虽然藏品本身对于一个博物馆来说种类并不算多,但它们都出自于东大的考古人之手,每个都有着非凡的意义,两层楼的展品更是东大自然科学研究的扎实基础的体现。

参观东京大学综合研究博物馆

图10 参观东京大学综合研究博物馆

       之后,我们又有幸听到东大龚伟教授和马雷教授带来的讲座。两位老师深入浅出,为我们讲解了自己所负责项目的大致情况与原理,也极富耐心地解答了我们的问题。教授与学生沉浸于学术讨论之中,这样单纯的治学氛围,我想这全然得益于东京大学“教授治校”的办学理念。东京大学每个院系由本院的教授和老师管理,享有高度的自治权,这保障了老师的办学能够自由开展,同时也让学生在研究上的需求可以及时地满足,避免因各方审核造成的迟滞。“教授治校”理念也正是东京大学各院系保持高度专业性和学术性的一项重要保障。

聆听讲座

图11 聆听讲座

       从东京大学的校园出来,我们又走进了一家公司内部。在前些日子里我们看到的是日本前沿公司的技术,横河电机总部则是向我们展示了一个优秀的公司所需要的不仅仅是技术,更少不了无微不至的售后服务。

       横河电机应答中心很好地体现这了一点。应答中心共设三个小组:应答小组、技术小组、分析小组,当客户的电话接入时首先由应答小组记录、分类客户问题与需求,初步分析问题原因后给出解决方案;若未能及时解决问题则会由具有专业知识的分析小组进一步为客户解答疑问;最后由技术小组为客户提供线下服务。全部流程高度系统化与高效化,客户问题的解决率高达99%,令人惊叹的同时,其售后模式值得我们学习借鉴。在项目管理时,我们往往过度注重于产品的开发,却忽视了产品销售方面与售后服务方面的问题。深入研究管理方面,会发现完善的售后服务首先需要一个专业、高效并具备丰富经验的团队提供培训和技术支持,其次建立有效的沟通渠道,快速响应和解决问题,提供备件和维修支持,最后收集客户反馈并优化服务,以及提供增值服务。横河电机应答中心为我们提供了一个可以参考的模板。

       当然,售后服务不是横河电机总部的全部,我们参观了横河电机的科技展览馆,了解到横河电机的发展沿革,从世界上第一套微机集散控制系统到最新的“寿司”数据检测器,科技的小型化、快捷化预示着科技走进生活的发展道路。其中“寿司”数据检测器仅需简单地吸附在被监测电子仪器上,便可以远程向客户设备发送包括震动频率、温度等一系列的数据,将原本繁杂的设备监控与数据分析简化到极致。

参观横河电机总部

图12 参观横河电机总部

       第六日

       周六上午,我们走进了神奈川的市井之中,来到了东芝未来科学馆。

       科学馆主要面对大众,展出的科技与知识背景并不复杂,但对知识的诠释却别出心裁。场馆内几乎全部的知识都是由一个个独特的游戏展现在民众面前的,我们除了复习这些知识外,更多的是乐在游戏之中,回归趣味学习方法所带来的快乐。

参观东芝未来科学馆

图13 参观东芝未来科学馆

       下午,伴随着迎面扑来的淡淡的麦芽香,朝日啤酒茨城工厂的大门向我们敞开。首先最让我感到惊讶的是,此工厂并非我们印象中“钢筋铁骨”的流水线,而是像一个大型旅游中心,在新奇、放松的环境中为到来的游客介绍朝日啤酒的制作方法。由此可见朝日啤酒对于品牌知名度的投入是巨大的,除了在世界各地投放广告外,线下同样开展针对客户的开放式中心,让客户能够真正走进朝日啤酒这个品牌,对这个品牌有亲近感、接纳感,从而选择这个品牌的产品。

       走进展示中心,一路上通过参观啤酒生产线及其附属发酵舱,和观看影片的方式,我们了解到朝日啤酒对于自家产品的投入更是细致入微:从原料啤酒花的选取,到发酵时间的控制,到最后啤酒原液封装成罐的迅速,这些都保证了产品品质的一致,也让消费者在饮用时有着更好的体验。流水线的高效率也正是其高度自动化的最好证明,一段影片向我们简要展示了一罐啤酒从消毒、填装、封装、装车的全部流程,同样的,透过展示窗,流水线井然有序的工作流程也深深印入我脑海之中。

参观朝日啤酒茨城工厂

图14 参观朝日啤酒茨城工厂

       在我看来,真正让朝日啤酒脱颖而出的是其对于国家环保政策的响应以及社会责任意识。对于酿造啤酒的余料,朝日企业将其重新生产为各种各样的副产品,做到剩余资源100%利用,与日本“资源循环利用”的理念高度相符,这也是值得我们学习的地方。

小记

       在日本的几天,一个想法在我脑中愈发清晰:"Work wisely,Work simply,Work accurately"。在日本所见的技术并不是划时代的先进技术,也并非建立于难以理解的科学前沿理论,大部分机械是由已经出现技术集合而成,但其中任何一个微小的设计都有其依据,或是为了提高效率,或是为了保障质量。这需要工人和研发人员在生产过程中仔细观察,勤于思考,发现每一个问题以及可能提高效率的地方,提出最简单直接的解决方案并实施。最终将各个可能的细节全部优化后,自然会得到一件精巧而实用的器械。

       这正如日本这个国家与其人民的生活一样,“生的紧凑,活的充实”。日本人民利用一切可利用的资源,从空间到时间,仿佛一切都在规划之下。从垃圾分类,到室内装潢,再到高精产业,无不充满心思与设计,这可以说是日本在资源缺乏的背景下的让步,也可以说是在逆境下谋生的智慧。相比国内地大物博的观念,我认为这种生存哲学更为难能可贵,发人深省。诚然在中国,大部分资源并非极度匮乏,但充分利用资源的意识仍没有普及,鉴于中国资源分布不均以及发展不均的现状,或许在资源利用方面还有很长的路要走,但我愿意成为这条路上的践行者,助力祖国走向世界尖端生产力国家。
责任编辑:程玥
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