前言
1886年世界第一輛汽車誕生,人類的生活方式注定會被汽車改變。改變不僅于此,汽車制造業也徹底改變了人類制造產品的方式。人類開始握了大規模制造產品的方法,物質豐裕時代從此到來。
1903年,福特汽車公司成立。5年后福特公司推出了著名的T型車。在隨后的近二十年里,福特公司一共生產了1500多萬輛T型車。在20世紀初期那個制造水平低下的年代,這是一項足夠偉大又驚艷的成就。
福特汽車的大批量生產模式在20世紀上半葉風靡全球,在世界范圍內摧枯拉朽一般淘汰了落后的手工生產方式。20世紀中期,斯隆完善了大批量生產模式,使得通用汽車取得了巨大的成功。大規模生產方式便是汽車制造業推動的制造方式的第一次飛躍。
然而就在福特模式大放異彩的時候,豐田汽車開始了探索汽車制造的盡善盡美之道。麻省理工學院的“國際汽車計劃”研究項目詳細地研究了豐田生產模式之后出版《改變世界的機器》一書,并將這種新的“制造哲學”命名為“精益生產”。隨后豐田的精益生產模式開始取代大批量生產模式,成為全球汽車制造業乃至所有行業競相追求的最佳方式和最高境界。毋庸置疑,豐田模式再一次改變了世界,完成制造方式的第二次飛躍。人類不光可以制造出足夠多的產品,而且可以使之更加多樣化,人造物變得異彩紛呈。
那么為什么福特的大批量生產方式如此優秀呢?又是為何豐田的精益生產方式更加卓越呢?
1. 福特模式為何如此優秀
福特的偉大之處不僅限于汽車本身,更重要的是其制造汽車的方式。福特的大批量生產方式對美國乃至世界制造業來說都是一種翻天覆地的變革。由于福特公司成功實現了流水線生產,極大地降低了制造汽車的成本。使得汽車的價格大幅降低,汽車開始進入“尋常百姓家”。福特的流水線第一次改變了生產方式,手工生產方式幾乎被大批量生產方式完全取代。如今絕大多數的制造企業所應用的制造方式的基礎都源于福特的大批量生產方式。
大批量生產方式的成功得益于流水線生產,而流水線生產的關鍵是零件互換和工序劃分。零件互換是極為重要的因素,幾乎可以說它是大批量生產的根基。但因為零件互換是技術因素,所以在此不再過多贅述,這里我們主要探討工序劃分問題。
當生產工序未作劃分時,工人只能通過觀察其他人的作業或即時溝通來確定各自的任務,并保證工作不會發生重復和沖突。實際上工人們需要花很多時間來協調各自的任務。但仍然存在大量的重復作業和沖突存在于手工生產方式中。此外,當作業流程過長時,工人往往還需要查閱圖紙和資料來確定作業方法。很多時候,汽車組裝到了一半時才發現前面的某一個零件錯裝或者漏裝了,又要花很多時間進行返工。
獲取“下一步做什么”的信息就是大批量生產方式與手工生產方式的根本區別。在手工生產時代,工序內的信息傳遞與生產作業并沒有分離,作業人員幾乎浪費了一半的作業時間在“怎么做”的信息處理上。
決定流水線生產方式可實現且取得顯著效果的根本原因就在于明確的工序劃分。而明確的工序劃分所解決的問題正是一直困擾傳統手工業效率低下的主要原因之一,即獲得“下一步做什么”的信息。每一個工人都會被明確地告知工序界限。他既不需要觀察或者與前工序溝通以確定自己的任務,也不需要告知下一工序自己做到了哪一步,更不需要查閱厚厚的圖紙和資料來確定自己要裝配什么零件和如何裝配。
福特生產方式解決了裝配一輛汽車過程中的工序內信息傳遞問題。所有工人無需花時間去了解別人在做什么和自己需要做什么。每一個工序都經過了詳細地劃分和研究,使得工序內部的信息循環變得清晰明了。工人對于工序內的任務了如指掌。
工序劃分是大批量生產方式的關鍵所在,它使得流水線的生產組織方式得以實現,制造產品的成本大幅降低,人類進入了大規模制造產品的時代。福特模式不可謂不優秀。
2. 豐田模式為何更加卓越
與美國巨大的市場和充足的資源相比,日本汽車工業建立之初所面臨的情形恰恰相反。有限的市場和緊缺的資源迫使日本汽車工業只能建立在“多品種小批量”基礎之上。但也正是這種天生的困境才使得豐田日后可以脫穎而出,成為世界上最成功的公司之一。
豐田之所以成功,其原因是多方面的。但是其最重要的基礎便是豐田生產方式。豐田實現了以更低地成本生產出更多品種的汽車,以及更快更準確地交付。福特模式的成功在于更低的生產成本,通用汽車的成功在于其在福特模式上為客戶提供更多的品種,而豐田模式的成功則是在低成本和多品種的基礎上實現更快的產品交付。
豐田模式最大的優勢在于其極大地降低了在制品數量和庫存量。大批量生產方式的追求單個工序最高效率的思維并沒有帶來整體效率的最大化,反而是精益生產所追求的單個產品以最快速度通過生產過程的“制造哲學”最終實現了整體效率的最大化。
那么豐田生產方式為什么可以實現整體效率的最大化?實現豐田生產方式的關鍵技術在于準時化生產(Just in time),即在必要的時間生產必需數量的必需品。看板實現JIT的工具,即在“工序”間設立生產與搬運指令的傳遞工具,使得“前工序”清楚地掌握“后工序”的實際需求,也只生產后工序需要的產品。這就解決了大批量生產方式經常出現的“前工序”生產了大量的“后工序”不需要的產品,而又無法及時提供“后工序”急需的產品的情況。
如果說福特生產方式解決了“工序內部”的信息傳遞問題,那么豐田方式則是解決了“工序之間”的信息傳統問題。福特模式解決了工序內部“怎么做”的問題,豐田模式解決了工序之間的協作問題,即“做什么”、“什么時候做”和“做多少”的問題。
由于傳統的大批量生產方式沒有解決工序之間的協作問題。生產計劃必須下達至所有工序。每工序上的工人只顧完成自己的任務,而不管后工序真正的需求。這種信息傳遞的方式也使得工人無法獲得后工序真正的需求。因此它只能不停地重復著“怎么做”的內部循環過程,其結果就是生產出了大量的產品,造成了嚴重的庫存浪費。
準時化生產強調企業只生產“客戶”需要的產品。其邏輯是先獲得需求再生產產品,而不是先生產產品再尋找需求。企業銷售的思維就從“我要買什么”變成“客戶要買什么”。
豐田模式使得工序間的需求變得清晰明了,所有“工序”都只生產“客戶”需要的產品,實現了在更低的成本上更快交付,使得企業的綜合能力獲得了極大的飛躍。因此豐田模式更加卓越就理所當然了。
3. 福特模式與豐田模式卓越的本質
福特模式的優秀是因為它解決了工序內信息傳遞問題;豐田模式更加卓越是因為它解決工序間的信息傳遞問題。那為什么信息傳遞在制造過程中會有如此重要的地位呢?這主要是因為信息指導作業過程,信息傳遞不暢必然使得作業過程效率低下,同時引發一系列不良反應。我們甚至可以推斷下一輪制造方式的飛躍很可能也是由于它再次解決或者優化了制造過程中信息生成、傳遞和分析的問題。
從本質上說,制造系統是由物理層和信息層組成。信息層是由物理層抽象出來的所有信息構成的集合。信息產生于物理層,但它并不附屬于物理層,它可以被完全抽象出來,透視整個物理層。這就如同一臺電腦的硬件系統與軟件系統的關系一樣。福特模式和豐田模式本質上是都將物理層與信息層進行分離、整合與再融合的過程。只不過相比于福特,豐田對制造系統分離的更徹底、整合的更系統、融合的更深入。
隨著豐田模式席卷全球,無數企業都在追求精益的生產方式。如果說豐田模式是極其卓越的方式,那它一定會對落后的生產方式產生巨大的沖擊,甚至徹底摧毀大批量生產方式。但實際上,精益變革卻困難重重,甚至是寸步難行。與之相反,大批量生產方式在摧毀手工生產方式時卻易如反掌,只不過偶爾遇到了一些“工匠”心理上的抵觸罷了。為何如此呢?
雖說福特生產模式解決工序內的信息傳遞問題是制造系統分離、整合與再融合的體現,但是推動大批量生產方式的根本動力卻是零件互換的技術問題。只要企業實現了零件的互換,那么它就有足夠的能力實現大批量生產方式。但是豐田模式卻是完完全全的物理層與信息層的分離、整合與再融合的過程,屬于系統問題。所有失敗的精益變革,其最重要的原因都是對豐田模式錯誤的認識。他們所有變革的措施都集中在對物理層的持續改進上,而這根本不是要害所在。物理層的改進只不過是對信息層整合過程中的一個附帶結果而已。
4. 展望未來的制造系統
如今制造系統的物理層與信息層分離得越來越明顯,幾乎所有大型制造企業的工廠里都運行著ERP、MES等工業軟件。然而幾乎所有的MES等軟件都只是發揮一個制造過程信息的記錄、提示、存儲和匯總等工具性的功能。我們并沒有看到其系統性地對物理層和信息層進行分離、整合和再融合。未來最卓越的制造系統很可能是將物理層與信息層徹底分離;對信息層進行系統性結構整合;最后將信息層與物理層進行再融合,用整合后的信息層來透視整個制造系統。
福特掀起大批量生產的浪潮,開啟了第一次制造變革;豐田引發了全球的精益狂風,引領了第二次制造變革。然而大批量生產方式距今已有百年的歷史了,精益生產的歷史也超過了半個世紀。那么制造方式的未來在何處?
對于中國的制造業來說,“數字化工廠”、“智能制造”、“工業4.0”等這些概念都不重要。重要的是我們需要運用科學的方法尋找制造系統的底層邏輯和基本原理。它是開發卓越制造系統的根本所在,而不是僅僅模仿和復制已有的模式。
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本文標題:改變世界的汽車制造業