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    新工業革命--制造業的五個階段
    作者:華祥塑業 來源:滄州華祥塑業 點擊數: 更新時間:2014年09月18 【字體:

    Tags:塑膠管材

    英國《金融時報》記者彼得•馬什對人類制造業發展做過的分析,人類的制造業可以分為5個階段:

    第一個階段是少量定制;

    第二階段是少量標準化階段;

    第三個階段大批量標準化生產;

    第四階段大批量定制化;

    第五個階段是個性化量產。

    隨著新工業革命步伐加快,提供多樣化產品將成為越來越明顯的特征。今天滄州華祥塑業有限公司分享彼得•馬什《新工業革命》中關于制造業5個階段的相關章節……

     

     

     

    制造業從第一階段到第二階段

        1958年,J·K·加爾布雷斯指出,工業進步不僅是經濟問題,它還可以通過產品為滿足人類各種需求而偏離標準設計的程度來衡量。加爾布雷斯說:“只要消費者需要新的產品,追求產品種類而不是產品數量,它就會像博物館一樣一直積累,而對需求的急迫性又絲毫不會減弱。”

        人們對廉價多樣化商品的需求非常強烈,比如超市里不同種類的酸奶、零售店里不同種類的服裝以及爆炸式增加的電視頻道和網站。在制造業,經濟實惠的選擇是長期演變的結果。它經過了四個顯著階段,目前正處于第五個階段。這些階段都基于定制化與標準化之間的平衡以及產品生產規模。

    第一個階段是少量定制。這個階段出現在玻璃制造的早期,涉及用木材、黏土及金屬等材料制造產品的第一批基本工藝。簡言之,這個時代始于鐵器時代的開端直至1500年左右,延續了近3000年。

    在少量定制階段,每件產品都是定制產品或孤品。即使采用玻璃吹制術等半標準化技術,各工序也是耗時長、成本高。標準化設計雖然能夠大幅降低成本,但即使可行也相對難以實現。用木材、黏土及金屬等材料制成的產品包括裝飾品、烹飪用具、箭頭及劍等武器,這些產品的需求量很小。盡管如此,人們幾乎沒有別的選擇,即使目標是生產完全相同的產品,也要將它們區分對待、逐個生產。

    制造業在這個階段的發展過程中,威尼斯再一次發揮了核心作用。在威尼斯市中心,距圣馬克廣場幾分鐘路程就有兩座高塔,由一對石獅子守衛著,它是威尼斯兵工廠的入口。這座兵工廠建于1104年,是世界上大型海軍武器生產基地之一。兵工廠的名稱來源于阿拉伯語“darsina”,意思是“工場”。后來“arsenal”一詞廣泛用于軍事兵工廠。1886年,位于倫敦東南部伍利奇的大型皇家軍工廠的成員們借用了這個單詞,成立了阿森納足球俱樂部。

    威尼斯兵工廠現在主要用于展覽。1500年,威尼斯兵工廠擁有16000名工人,幾乎達到最大產能。兵工廠主要制造火器和大型木制船只,造船的速度非?,每艘僅需要兩天時間。

        對速度的關注是皇家兵工廠率先采用全新生產系統生產可互換零件的原因之一?苫Q零件對于制造業的第二個階段(少量標準化階段)至關重要。在這個階段,生產工人開始重復生產相同的產品。這個階段始于1500年的威尼斯造船廠,并持續了400年。在可互換零件的生產過程中,部件會被分成不同的部件族,同族部件完全相同。以這種方法生產的部件比非標準流程生產的部件更便于組裝成產品。這類部件至少在理論上適用于那些允許多樣化的生產系統。

     

        磚塊是最常見的可互換零件。建筑工人們能夠很方便地建造起房屋,因為他們知道用的每塊磚(同一族的磚塊)都是相同的。不同外形和尺寸的磚塊生產并不復雜。磚塊生產者可以從采用可互換標準中受益,從而使所有磚塊生產者都愿意遵守同樣的規則。很多其他種類的可互換零件,從螺母螺栓到汽車部件,都遵守類似的規則以保證兼容性。其他可互換零件系統為個別公司所有。碧莎能夠生產400種玻璃磚,其他公司對其不感興趣也沒有能力模仿。

        威尼斯兵工廠采用新的流程不僅僅是為了提高效率,滿足客戶需求也是原因之一。部件越接近標準規格,整艘船的設計就越符合共同的模式,船只本質上越相同越容易操作和維護(比如通過重新裝配)。技術發展是采用新流程的另外一個因素。精加工部件(如舷、釘、金屬小齒輪)更加精確的工序也有助于標準化流程的實現。

        與少量標準化相關的可互換零件生產是威尼斯兵工廠在行業中短暫領先的關鍵因素。從1500年開始,它在歐洲造船業保持了近一個世紀的領先地位。與此同時,英國和荷蘭等國家的造船工人掌握的知識和技能日益增加,而威尼斯的管理者卻沒有嘗試新想法的熱情。1797年,拿破侖占領威尼斯,造船廠徹底衰落了。

     

    標準化生產

        可互換零件背后的邏輯關系以及所帶來的好處非常明顯。從威尼斯兵工廠支持該技術開始,它經歷了近300年的快速發展?苫Q零件需要第一次工業革命后出現的生產改進,如精密工程和金屬切割的改進,才能達到更加成熟的階段。

        第一次工業革命的一些早期觀點對美國產生了直接影響。伊萊·惠特尼于1765年生于美國馬薩諸塞州,即美國宣布獨立前11年。定居佐治亞州以前,他曾是一名中學教師。1793年,惠特尼發明了軋花機——一種使棉花種子與棉花分離的機器,它的工作原理是根據回轉機制使用金屬絲網篩使原棉滾動;萏啬嵩谛碌母_的金屬生產技術的幫助下制造出成套可互換零件包,他的設備正是基于這些可互換零件包。通過這種辦法,惠特尼以更加系統化的方式發明了軋花機,降低了成本,贏得了更多業務。后來,惠特尼把這種方法用于其他產品,包括槍支、縫紉機和農業用具。

        此時,亨利·莫茲利正處于他工程師生涯的早期階段。莫茲利的父親是一個木匠,來自有組織的工業早期的重要中心之一博爾頓。莫茲利出生前,全家就搬到了倫敦。1783年,12歲的莫茲利開始在伍利奇皇家兵工廠工作。在那里的6年間,莫茲利學到了很多技能,這對他1797年開始的工程師生涯有很大幫助。2年后,莫茲利經人介紹結識了杰出工程師馬克·伊桑巴德·布魯內爾,他們在一起討論感興趣的項目。馬克·伊桑巴德·布魯內爾是伊桑巴德·金德姆·布魯內爾的父親。馬克出生于法國,后來移居到美國,成為紐約市的一名總工程師。在紐約,他設計過不同的商業建筑、造船廠及大炮廠。1799年,不安于現狀的馬克去了英國。在他與莫茲利的討論中,最令人興奮的是涉及皇家海軍的項目,其次是一個難度極大的大型造船項目;始液\娒磕晷枰10萬個滑輪組用于裝帆。在那個時代,這些產品都是手工制作;始液\娤M麥p少對技術工人的依賴并降低成本。布魯內爾的管理才能和莫茲利制造機器的才華恰恰滿足了皇家海軍的需要。

    1806年,他們在樸次茅斯兵工廠以標準方式安裝了一批以蒸汽為動力的機器,制作滑輪組的部件。這45臺機器每年能夠生產13萬個滑輪組。這個方法與手工生產的傳統方法相比,提高了效率并縮小了零部件誤差。技術工人也從110人減少到10人,大幅降低了成本。鑒于這樣的結果和一些其他成就,1841年,維多利亞女王向仍在監獄服刑的布魯內爾授予了爵位。

    由于布魯內爾、莫茲利及其追隨者的努力,可互換零件或者標準化零件等術語出現在制造業。它們是19世紀壟斷行業(包括紡織機械、切削工具及蒸汽機)的基本特征。標準設計和標準模型的原則在一些發展迅速的新興消費品行業(如服裝)也很重要,但與現代相比,這些行業的總體產出仍然很低。

    19世紀90年代,并不是所有行業都遵守少量標準化原則。19世紀后期,第一批用非標準零件和非可互換零件制造的汽車誕生了。在制造業的很多領域,沒有利用標準化流程生產零件(或制成品)的迫切需求。引進必要的工序通常需要高昂的成本,主要是對機床和設計的新增投入。這些很難實現,除非標準化后能夠節約大量成本,這就需要大規模生產產品,而這只能發生在大部分行業需求大幅攀升的19世紀。少量標準化需要“大眾市場”的出現才能發展和壯大。

     

    制造業的第三階段:大批量標準化生產

        汽車生產發展為第一個批量生產行業。最初,技工們憑借幾個世紀積累的技術制造汽車。在汽車制造初期,兩三個工人一組手工制造汽車,零部件由其他公司供應。但是,隨著需求的增長,汽車行業被迫轉型,用機器大批量生產價格低廉產品的呼聲越來越高。亨利·福特起到了催化劑的作用。福特于1863年出生于密歇根州農村,在照明公司工作前曾是工程師學徒。他發明了由汽油發動機驅動的自力推進式汽車,并命名為“老爺車”,1903年,福特創建了福特汽車公司。

     

    1908年,福特揭開了T型車的設計面紗,這款車價格合理、性能可靠,并且便于操作和維修。1910年,福特汽車公司在底特律郊區海蘭帕克建造了世界上第一個大規模生產工廠。工廠使用了可互換零件系統,用于大規模制造標準產品。這是制造業第三個階段(大批量標準化生產)的開始,這個階段從1900年持續到1980年。

    1908-1927年,福特公司在海蘭帕克和其他工廠共生產了1470萬輛T型汽車。1923年,福特公司生產了200萬輛汽車,年產量達到頂峰。在20世紀初,人們將汽車看作新奇的技術產物,銷售數量驚人。在高產量和產品生產流程的推動下,T型車價格從1909年的850美元下降到1912年的690美元,10年后價格又下降了一半。

    福特汽車的特點是質量可靠但設計不夠靈活,這些汽車的生產都奉行了亨利·福特的格言:“客戶只要擁有一輛黑色的車,想刷成什么顏色都行。”但是缺乏變化性似乎并不重要,T型車成為那個時代最暢銷的產品之一。

    福特的工廠恪守大批量標準化的概念依靠流動生產線生產汽車。流動生產線將各個階段完成后的汽車傳送到固定工人面前,由工人將零件安裝到一個基本車身或者車殼上,從而裝配成制成品。整個過程需要大量運用機床和其他新的生產系統。在生產系統中,手工作業減少到最低限度,很多沒有技能的工人在生產線上按照預先設定的方式操作相應的工具,他們的生產力相當高。1914年,福特公司占據了美國汽車市場約50%的份額。由于每個員工都有很高的效率,福特雇用的工人僅占行業的15%。強大的生產力使福特公司能夠降低產品價格,從而領先于其他競爭者。后來,福特的大批量生產理念傳播到其他汽車制造商和家具、電器等其他行業。大批量標準化是整個20世紀最重要的制造技術。

    所有人都承認這個生產系統是極其有效的,盡管如此,一些評論家開始思考它將被什么替代。大批量標準化生產使用了可互換零件系統,但本質上不太靈活,它適合于生產相同的產品,如果生產不同的產品,效果就不太理想。1952年,約翰·迪堡出版了他的新書《自動化》(Automation)。他指出,那個時代大部分工廠依賴“不靈活的生產機器”,它們無法制造生產周期相對較短而設計又頻繁變化的產品。

    這種可能性在彼得·德魯克1973年出版的《管理:任務、責任、實踐》(ManagementTasks,Responsibilities,Practices)一書中有更加清晰的描述。書中闡述了大批量生產如何發展并變得靈活。德魯克指出,靈活的大批量生產能夠利用完全標準化的生產流程生產不同種類的產品,關鍵是制造方式不同。

    運用靈活大批量生產原則的具體技巧是系統地分析產品,找到隱藏在多樣化下的共同模式。這種模式可以用來將最少數量的標準化(可互換)零件組裝成最大數量的產品。換言之,多樣化的負擔從制造轉移到組裝。

    德魯克預測:“靈活的大批量生產將逐漸成為未來的大批量生產系統。”

     

    制造業的第四階段:大批量定制

    德魯克的靈活大批量生產概念與“大批量定制”有異曲同工之妙。這反映了第四個制造階段主要流程的特點,這個階段開始于1980年,即在德魯克的書出版幾年后。大批量定制化有時也稱作“精益生產”或者“大批量定制”。精益生產在關于自動化產業的《改變世界的機器》(TheMachineThatChangedtheWorld)一書中有詳細介紹。精益生產這個術語是由麻省理工學院研究員約翰·克拉富西克在1988年提出的。在《改變世界的機器》一書中,吉姆·沃馬克和他的合著者將精益生產總結為“集合了手工生產和(不靈活的)大批量生產的優點,同時又避免了手工生產的高成本和大批量生產的單一化”。他們認為,精益生產利用具有多種技能、處于各個水平的工人組成的團隊,使用高度靈活、自動化程度不斷提高的機器生產不同種類的產品。

    一個關鍵的概念是消除部件或制成品的不必要積壓而造成的浪費。部件通過系統(自動傳輸機制或人移動部件,后者更常見)“流動”,而不是在整個流程中造成堆積。這些部件會被準確地傳送到相應的生產階段。因此,客戶需求和產品之間有了更多直接聯系,訂單和多樣化需求得到快速處理。為了實現這一理念,人們需要新的控制系統,并使用20世紀80年代后出現的功能強大、價格便宜的計算機。這些計算機在工廠發揮著日益顯著的作用,比如作為數控機床的一部分。

    雖然客戶對產品有更多的選擇是早期生產系統的一個目標,這個目標涉及庫存的逐漸增加,但是精益生產的其中一個目標是消除對大量庫存零件及成品的需求。靈活大批量生產或者大批量定制目的在于將復雜度最小化。通常復雜度隨著產品種類增加而增加。如何處理不同的需求在詹姆斯·阿貝格倫與喬治·斯托克1985年出版的一本書中有相關描述:“日益增加的復雜度是制造商的痛苦之源。隨著越來越多的零件的復雜度日益增加,材料處理與庫存越來越多,監管要求越來越多,錯誤和缺陷呈增長趨勢,生產周期較短的產品逐漸減少。復雜度增加有很多原因。產品線被擴大以滿足消費者需求變化,或者開發價格較高或較穩定的利基市場。”

    與大批量標準化制造一樣,新的制造流程首先應用于汽車制造,其中充滿了各種挑戰。汽車是個復雜的機器,一輛現代化汽車由3萬個部件組成。這些部件在最后組裝階段前先被組裝成約1000個關鍵組件,比如引擎、傳送系統及轉向裝置。用大量部件制造不同類型的汽車比制造同一類型的汽車難度大得多。豐田公司竭盡全力實施大批量定制化原則,目前它已經是世界上最大的汽車制造商。

    豐田佐吉是豐田汽車公司的創始人。他于1867年出生于一個木匠家庭,比亨利·福特小4歲。豐田佐吉對工程學有濃厚的興趣,奇思妙想無窮,并且有股不達目的不罷休的倔勁兒。1887年,他在名古屋創建一家工程公司,開始將自己的想法尤其是對紡織機械的想法付諸實踐。

    豐田先生曾在東京附近經營一家小型紡織廠,慘淡的業績促使他回歸發明創造。1896年,他在名古屋創建豐田紡織株式會社,這是他名下眾多紡織企業之一。在此期間,他發明了一種故障安全裝置。當故障發生時,這種裝置可以自動停機,防止斷線。在此基礎上,他發明了一種防故障織機,也為其他類似系統提供助控裝置。所有這些都反映了他設計全新的反饋機制的熱情。這種反饋機制可以根據外界信息自動控制機器,減少人工干預。因此,一個工人可以同時操作多臺機器,提高了工作效率。新型織機的特點是自動控制與人工操作相結合,反映了豐田先生倡導的“自動化以人為本”的jidoka(自動化)理念。

    1907年,豐田佐吉意識到,盡管他有很多創造新型機器的好點子,但對最先進的生產工藝卻一無所知。為此,他把目光投向美國,聘用了一位在日本發展的美國工程師查爾斯·弗朗西斯。弗朗西斯之前就職于康涅狄格州的普拉特·惠特尼集團公司,他將可互換零件工藝引入豐田,這在當時的日本還是新生事物。為了應用新工藝,弗朗西斯還鼓勵老板使用機床和儀表。由此,豐田的生產效率大幅提升,產品質量也有所提高。1926年,豐田織機資產整合改組為豐田自動織布機工廠。

    在之前的公司里,豐田佐吉只是小股東,F在,他全權掌管這家新公司,這使得他可以自由決策,抓住新的商機。他派兒子豐田喜一郎遠赴歐美,考察正在崛起的汽車產業。他們先設立一家分公司,生產原型車和發動機。1937年,豐田佐吉成立另一家新公司,致力于發展汽車產業。他讓自己的兒子打理這家公司,并任命喜一郎的堂弟豐田英二為生產總監。豐田佐吉想過用自己的姓氏命名新公司,但是在日語中“豐田”意為“良田千頃”,他又覺得不適合作為一家向大眾銷售汽車的公司的名字。他希望新公司的名字是個中性詞,于是他選擇了與他的名字日語發音相似但在日語中沒有任何含義的Toyota。就這樣,豐田汽車公司誕生了。

    1950年,豐田汽車公司尚處于起步階段,豐田英二遠赴美國,花了3個月時間參觀汽車廠。那一年,全球汽車產量為800萬輛,其中600多萬輛產自美國,只有1.6萬輛產自日本。豐田英二參觀了福特汽車公司位于底特律附近的紅河工廠。該工廠建于1927年,是海蘭帕克工廠的升級擴充版,像它的前任一樣致力于標準化汽車量產。它由阿爾伯特·卡恩設計,擁有93座廠房、15萬米軌道、4.3萬米傳送帶、5.3萬臺機床以及7.5萬名員工。1950年,該廠最大日產量為7000輛。這是豐田汽車公司有史以來全部產量的2倍多。

    豐田英二大開眼界,但也注意到福特汽車公司的生產經營存在浪費問題。新車下了流水線沒有運往銷售商處,而是直接送入庫房,在那里空等著客戶下訂單。如果沒有客戶出現,就只好打折銷售。大部分生產環節都產生庫存部件或部分組裝車,從而為下一環節的生產供應原料。這些庫存需要額外的管理支出,占用大量廠房空間,還推高了庫存成本。最大的問題在于整套系統只適用于生產同一設計系列的汽車,這導致福特系統只在大批量生產少數幾種汽車時才能發揮優勢,而市場對不同類型產品的需求卻一直未變。異時異地,它的內在缺陷將暴露無遺。在日本,汽車需求量遠比美國低,也更多樣化;诖朔矫娴目紤],豐田英二認為即使是縮減版的福特系統,也不適合日本汽車制造企業

    博采眾長:豐田生產方式到了1956年,輪到豐田的首席生產工程師大野耐一去美國取經了。他不僅考察了美國的汽車工廠,還參觀了超市。這些超市規模龐大,銷售的食品和其他商品比日本同行多得多。在這些購物圣殿里,無論是種類還是數量,顧客都能隨心所欲地購買,這讓大野耐一驚嘆不已。他還十分欣賞超市簡單、高效、及時的運作方式,這為豐田汽車公司規劃自己的規模定制系統或靈活量產系統提供了參考。如今,這套生產系統已經被命名為豐田生產方式。由于豐田汽車公司的巨大影響力,豐田生產方式被許多工程師視為量產與定制相結合的主要工藝。

    豐田生產方式的發展經歷了若干階段,并在1980年攀上頂峰。它的核心元素是將供需聯系起來,根據用戶需求調整產品類型。它有兩大特色,一是自動傳遞生產環節數據,二是操作員直接干預不同環節的生產。豐田工廠之間和它的供貨商之間也可以建立類似的信息通道保障信息、部件和原料的順暢流通。

    豐田汽車公司不僅引入了這一新觀念,還采用了新方法減少生產缺陷,即鼓勵工人在生產線上發現錯誤就及時修正,而不是將其丟給下游的工人解決。這也呼應了豐田的Jidoka理念:自動化以人為本。為了改進這一工作方式,豐田工程師還借鑒了業界另一位重要人物W·愛德華茲·戴明的思想理念。戴明是美國制造學專家和質量學權威,20世紀50年代,他給日本商界人士做過一些講座。戴明主張用統計工具測量產品質量,然后用簡潔的方法找到問題根源并解決問題。他的學說深受豐田最高管理層的推崇。戴明認為,企業不能只依靠自動化解決所有問題,找到培訓和激勵員工的最佳方法才是王道。1982年,豐田喜一郎之子豐田章一郎繼承家族企業基業,出任豐田汽車公司總裁。在1991年的一次演講中,他特別感謝了這位美國質量學專家:“我無時無刻不在感念戴明博士對我們的啟發和幫助。”

    20世紀70年代初,日本汽車業不斷發展壯大,豐田汽車公司的成就引起全世界的關注。1967年,日本汽車產量占全球汽車總產量的7%,隨后的4年,這一數字翻了一番,而同期美國汽車產量占全球汽車總產量的份額則從41%下降至33%。到了20世紀80年代,豐田生產方式的理念也被日本其他汽車制造企業(如日產和本田)采納,并且向更廣闊的領域推廣。不久之前豐田工程師們還在虛心學習美國專家的真知灼見,轉眼間歐美企業卻興起了到日本工廠學習最新制造工藝的熱潮。短短30年間,日本完成了由學生到老師的華麗轉身。豐田理念還在不斷地普及傳播。隨便走訪任何一家大型汽車制造商或其他類型企業,你都能發現它的生產哲學與豐田極其相似。2007年和2008年也許是豐田汽車公司有史以來業績最輝煌的兩年。2008年,豐田轎車、卡車和巴士總產量達到920萬輛,首次超越通用汽車公司成為世界第一大汽車制造商(以產能計算)。這也是通用汽車公司77年來首次失去這一地位。

    從那以后,由于在商業金融領域接連受挫,日本公司的好運開始消退。盡管如此,作為制造業潮流的開創者,豐田汽車公司地位依然不可撼動。2010年,豐田轎車、卡車和巴士總產量為860萬輛,幾乎是15年前的2倍,其中半數以上為豐田在日本本土以外工廠所生產,而這一數據在1995年僅占其總產量的27%。豐田生產方式提供一套在世界各地都可以復制通用的程序,這使得豐田汽車公司可以在許多外來企業很難立足的國家輕松建廠。應用這一生產方式,豐田汽車公司能生產多種型號的汽車,包括基礎車型和細分車型。每一個基礎車型通過變換關鍵部件(如發動機和驅動系統)、音響設備功能特性甚至最基本的外觀顏色,能衍生出無數種細分車型。豐田細分車型種類繁多,據估算,豐田汽車公司每年生產的全部汽車中最多只有5輛具備相同的產品特性。也就是說,它生產的860萬輛汽車中包含170萬種細分車型。豐田的產品多樣化戰略也被大多數汽車制造商及其他制造企業所采納。

     

    制造業的第五階段:個性化量產

    制造工藝發展的第五個階段是個性化量產,這一概念推動了產品多樣化從定制化量產繼續向前發展。定制化量產指的是根據客戶品位和需求生產產品。在這方面,豐田生產方式是最佳代表。然而,這一生產方式甚少用于生產獨一無二的產品。定制化量產和個性化量產的差別極其細微。例如,豐田生產方式無法為某一單獨客戶定制一款豐田車型,但是個性化量產就可以輕松做到。個性化量產和定制化量產的特點有許多重疊之處,只是個性化量產的特點更趨于極致。個性化量產時代始于2000年,與標準化量產的初期階段并行。如今,標準化量產仍在發展中。新工業革命中涌現的特色生產工藝將集兩種制造系統的特點于一身。隨著變革的加速,個性化量產系統逐漸占據主導地位。

    全球個性化量產的領軍者為總部設在法國巴黎的依視路公司,它也是世界最大的眼鏡片制造商。2010年,依視路的鏡片產量為3.2億件,約占全球市場總需求的1/4,其中約有1億件為唯一定制產品。依視路產品的客戶包括全球100多個國家的40萬家眼鏡銷售商。依視路個性化量產規模如此之大的原因在于,配鏡師給客戶提供的大部分眼鏡片都需要唯一定制,以滿足視力需要矯正的個體客戶的需求。其他2.2億件為標準設計,通過零售商銷售給有各種輕微視力問題(如不同程度的遠視)的個體客戶。

    個性化量產適用于那些需要與眾不同以滿足個人特殊生理需求的產品。例如,專門針對某位男士或女士的特殊情況而制造的藥品將位于未來個性化產品之列。

    為了應對如此規模的定制化量產,依視路將其生產過程分為兩個階段。第一階段生產塑料模造鏡片毛坯,即小塑料片。依視路在全球有14家工廠大規模生產塑料毛坯,這些塑料毛坯形狀、規格和化學成分各不相同,總共約40萬種,組成了依視路的互換零件系統,由此可以為客戶提供菜單選擇,把個性化服務向前推進了一步。這也是第二階段要做的事。為了靠近主要客戶,依視路的330家小型實驗室大多設在歐洲和北美。依視路生產過程的第二階段涉及機器切割操作和添加化學涂層改變鏡片光學性質,這一階段實施的關鍵是依視路部署在世界各地生產設施中的2萬臺計算機組成的網絡。這些計算機儲存客戶的配鏡單據,可以將其轉化為依視路實驗室生產設備所使用的指令。2012年卸任的前董事長馮達磊對依視路的個性化量產發展貢獻最大,他曾說過:“我們的實力之一是處理復雜問題。你可以將我們看作一個信息公司,而不是制造商。”為了快速響應客戶需求,塑料毛坯需要在短短數小時內經過100多個必要生產環節轉化為客戶所需要的鏡片,而馮達磊認為數據正是把這些環節串聯起來的基礎。

    個性化量產系統涵蓋一系列自動化和人工生產環節,它通常根據客戶定制需求設計一些基本產品類型,如依視路的鏡片毛坯。芬蘭左腳公司就是這樣運作的,這家公司使用自己的個性化量產系統生產量身定制的鞋。英國斯坦納公司是座椅電梯業的領導者。由于樓梯間的規格各不相同,為了適配這些樓梯間,斯坦納公司使用個性化量產理念大量生產唯一定制的產品。個性化量產方式和16世紀前普遍采用的少量定制方式的工藝流程有許多相似之處,不同之處在于個性化量產采用了一些自動化流程以降低成本、保證精確度,這是500年前的制造業工人無法比擬的。

     

    為了了解這些公司的差異化服務能力到底有多大提升,可以給他們建立一個差異商數模型。一家公司的差異商數為該公司每個差異產品的平均利潤。一般來說,商數越低,該公司在生產運營方面越能滿足客戶的差異化需求。差異商數很有效,但不能用來測量微型企業產品的差異化程度。一家微型企業的年利潤可能只有數千美元,過低的銷售額可能會影響產品差異度呈現的準確性。例如,如果一家企業年銷售額只有100美元且只生產一種類型的產品,這家企業的差異商數按上述模型計算為100美元。由于企業規模太小,計算結果并不準確。依視路2010年售出了1.2億種產品,總銷售額為40億美元,它的差異商數為33美元。左腳公司的差異商數為90美元。英國建造業鋼架鋼梁制造商Metsec和上述企業一樣,也生產銷售多種類型產品以滿足不同客戶的需求,它的差異商數為400美元?偛课挥谌鹗康纳鹿局圃熘醒牍┡崞,它的差異商數高達2000美元。

        如此低的差異商數與正常數值相差甚遠。位于英國埃塞克斯郡巴西爾登的拖拉機制造廠是總部設在美國的CNH(凱斯紐荷蘭)公司的分廠,其差異商數是9.3萬美元。豐田公司的差異商數是20萬美元。德國化學公司巴斯夫的差異商數是50萬美元。西班牙服裝制造集團Inditex的差異商數是30萬美元。對于能重復生產化學物或服裝等物質或商品的公司而言,制造商們關心的高差異商數真實地反映了這個行業的多樣化能力。但是對于很多生產由多個部件組成的復雜機器的公司而言,偶爾出現的相對較高的差異商數則準確地反映了它們商品的差異數量。對于CNH或豐田等拖拉機或汽車制造商而言,它們的產品可能售價高達幾萬美元,但是其中有幾千甚至幾萬美元用于購買供應商的部件,這些部件大部分都有差異。差異不僅僅是一些機器制造商計算出來的相對較高的數字,它更是制造業的標準。筆者調查了150個公司的產品,并根據衡量制造零件公司而非機器或其他復雜組裝部件公司的差異商數的需要進行了調整,這些調查和調整顯示整個制造業的平均差異商數是3000美元。2010年,全球制造業年銷售收入約為30萬億美元。據粗略計算,2010年全球工廠生產的差異產品價值約為100億美元。

     

    制造業的未來:差異化生產

        50年前甚至10年前對工廠差異數量的調查還并不存在,但是非官方證據顯示差異程度日益增加,而且有時增速很快。行業客戶和消費者對新產品、優化產品或者不同產品的需求越來越多,促使了這些變化的產生。它正在發生,因為它應該發生。降低工廠中差異化的成本需要目前廣泛應用的靈活生產系統。這些差異工具包在21世紀初比10年前還流行,它們大部分來源于豐田生產系統,一些重要概念也來源于依視路等公司。

     

    差異化的發展非常顯著。這些變化產生的原因之一是科技,F在人們能夠控制機械加工和其他加工操作以生產小批量精密零件,有時甚至一次只生產一個零件。其中一個例子就是快速成型機,快速成型機在計算機程序的控制下制造復雜的塑料件?焖俪尚蜋C的工作方式有如下兩種:使用激光使塑料樹脂凝固以疊層的方式制作一塊固體塑料,或使用小型切割工具從大的固體塑料塊上切出一個形狀。美國Stratasys公司提供名為3D打印機的機器設備,用于為某些產品(從汽車到家具)制造零件。日益降低的成本加速了這項技術的發展。2010年,Stratasys公司3D打印機的售價為1.5萬美元,而15年前它的成本為70萬美元。同時,這類機器可以融入新的計算機輔助設計技術,通過互聯網發送到偏遠地區,便于制作獨特的設計。能夠很快程序化生產定制產品的機器可以用來生產多種產品,包括用于促銷的兒童玩具、一次性產品宣傳活動用到的包裝材料,以及足球世界杯獎杯等標志性物品。很多觀察家預計到2040年左右,利用3D打印技術為很多產品(從噴氣式發動機到汽車)生產零件將成為主流,定制特定的相關產品以滿足個人需求或生理需求非常重要,這類產品包括醫療植入物、助聽器、照明系統及專業家具。當3D打印技術成為生產的日常部分,大批量個性化時代就真正到來了。

    市場需求增加了其他元素。隨著競爭的加劇,公司要想脫穎而出就需要以更低的成本提供更多樣的產品。在產品定制化變得日益重要的情況下,高成本國家有可能發揮更加重要的作用。由于全球制造業轉向新興經濟體,很多高成本國家的制造商不得不削減成本,減少產出,但是定制化的趨勢將有助于高成本國家很多制造業務的發展。在定制生產中,公司需要快速響應客戶的產品變化需求,這就要求越來越多的定制化或個性化的生產步驟更貼近客戶要求。很多定制產品的目標消費者生活在富裕國家,這將增加定制產品在這些國家生產的可能性。此外,對定制化很重要的許多關鍵技術是復雜的,涉及自動化與手工技能。直到現在,這種技術的發展很大程度上依靠主要工業化國家的工程師。如果富裕國家能夠保持在此領域的領先地位,它們應該在靈活自動化需要的核心工程發展中繼續發揮巨大的作用。這些趨勢帶來的工作崗位在某種程度上彌補了20世紀90年代以來減少的制造業崗位。

    變化程度會受到一些限制,不是所有的制造業都依靠靈活的自動技術(如大批量標準化)向多樣化生產發展,使用定制化工序基于一次性部件生產產品的需求會一直存在。本質上,這就是1500年以前以古老工藝為基礎的少量定制化生產。以這種方法制作的產品非常有吸引力,價格昂貴,比如高檔手表、定制汽車及精美的鐵制結構飾品。只要客戶樂于高價購買這些產品,用非標準化方式制造這些產品將一直具有吸引力。

    一些商品(尤其是某些消費品)將抵制定制化發展趨勢,因為購買這些商品的客戶不希望看到商品“被扭曲”以反映個人喜好。也有很多情況客戶的喜好正好相反,例如手機或音樂播放器等小電子設備。蘋果的iPhoneiPad的魅力之一就在于它的獨特和可識別性,每個購買這種商品的客戶在某種程度上都會用同樣的產品分享別人的經驗。在這種情況下,蘋果發現增加產品選擇余地并沒有意義。

    只有少數行業和部門沒有順應產品多樣化趨勢,甚至那些以前制造生產周期長且沒有太多產品變化的行業也受到了多樣化趨勢的影響。大多數鋼鐵企業制造和銷售數百個規格的鋼材。這些企業越來越注重使產品在大范圍內滿足客戶具體需求。阿肖克·阿加瓦爾是印度JSW鋼鐵公司軋制技術帶頭人,他解釋了正在發生的一切。阿加瓦爾指著公司位于班加羅爾附近的大型煉鋼廠里的一批控制生產的機器說:

    十年前,我們對客戶說可以生產大約20種不同規格的鋼鐵,然后談話就結束了,F在,我們可以和客戶有更多互動的討論。由于可以更靈活地控制鋼鐵的制造過程,我們可以問客戶:“你想要什么樣的,我們可以為你制造。”

    1785年英國詩人威廉·柯珀寫道:“多樣化是生活的調味品,它給生活增添了更多滋味。”隨著新工業革命步伐加快,在成本控制的范圍內和允許客戶施加更大影響的情況下,提供多樣化產品將成為越來越明顯的特征。

     
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