全球制造業(yè)精益制造升級(jí),科技驅(qū)動(dòng)型生產(chǎn)新趨勢(shì)

時(shí)間:2018-01-26

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導(dǎo)語(yǔ):在下一輪制造業(yè)革命中,3D打印、機(jī)器人等科技將改變工廠生產(chǎn)的方式,而企業(yè)也將重新考慮其產(chǎn)品以及生產(chǎn)基地。

在下一輪制造業(yè)革命中,3D打印、機(jī)器人等科技將改變工廠生產(chǎn)的方式,而企業(yè)也將重新考慮其產(chǎn)品以及生產(chǎn)基地。小批量、高度個(gè)性化的產(chǎn)品將在流水線完成組裝,產(chǎn)品之精良就好比高科技版的傳統(tǒng)手工藝品。制造業(yè)革命即將到來(lái);未來(lái)五至十年內(nèi),所有行業(yè)的制造企業(yè)都將卷入一場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn),力爭(zhēng)根據(jù)客戶需求有效地進(jìn)行生產(chǎn)。客戶需要時(shí)就可以把定制的產(chǎn)品送到客戶手中,以滿足客戶不同的喜好。企業(yè)必須作出戰(zhàn)略選擇以維持較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,投資科技以確保能夠持續(xù)分析客戶偏好和購(gòu)買習(xí)慣相關(guān)數(shù)據(jù),從而迅速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化。工廠規(guī)模越來(lái)越小,交付周期將縮至最短,價(jià)值鏈也將變得更短。制造企業(yè)將實(shí)行分權(quán)式管理,簡(jiǎn)化縮短供應(yīng)鏈,大幅拉近與客戶的距離。

盡管科技使這一新的制造模式成為可能,但落實(shí)這一模式的推動(dòng)力來(lái)自客戶。在新興市場(chǎng)以及發(fā)達(dá)地區(qū),客戶越發(fā)希望產(chǎn)品能夠迎合當(dāng)?shù)氐奈幕?,而非同質(zhì)化的全球品牌及B2B服務(wù)。早在20世紀(jì)80年代,汽車行業(yè)就成為本地化模式的領(lǐng)導(dǎo)者,日本車企以定制服務(wù)打開(kāi)美國(guó)市場(chǎng)。然而,其他行業(yè)直到最近才采用這一模式,冰箱、牙膏、家具、服裝以及軟件行業(yè)開(kāi)始根據(jù)各個(gè)地區(qū)的市場(chǎng)調(diào)整自身的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。電子商務(wù)的普及改變了客戶的體驗(yàn),人們可以更加了解有關(guān)產(chǎn)品及其競(jìng)爭(zhēng)者產(chǎn)品的信息、定價(jià)詳情,并通過(guò)同業(yè)評(píng)論獲悉產(chǎn)品質(zhì)量。史無(wú)前例地,客戶可以合理要求大規(guī)模的廠商為其提供本地化的產(chǎn)品。

受益于按需生產(chǎn)模式(point-of-demandmodel),靈活應(yīng)變的制造企業(yè)會(huì)賺得盆滿缽滿。隨著供應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)能力不斷提升,當(dāng)?shù)乜蛻粜枨笠哺忧逦?,?kù)存管理效率有所提高,大批量倉(cāng)庫(kù)產(chǎn)品的運(yùn)輸成本也將隨之降低。供應(yīng)鏈管理及生產(chǎn)計(jì)劃的相關(guān)費(fèi)用也將有所削減。在客戶需要時(shí),企業(yè)若能為客戶量身定制最符合其需要的產(chǎn)品,就會(huì)收獲更高的銷售回報(bào)。相反,隨著按需制造逐漸盛行,擁有全球工廠網(wǎng)絡(luò)和大型集中的工廠,并采用傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、組織結(jié)構(gòu)與流程進(jìn)行管理的企業(yè),可能會(huì)發(fā)現(xiàn)他們的商業(yè)模式已經(jīng)過(guò)時(shí)了。

放眼全球,本地制造一家小型的美國(guó)初創(chuàng)公司LocalMotors揭示了未來(lái)制造業(yè)引人入勝的一面。該公司在全球有五家微型工廠,主要使用3D打印設(shè)備生產(chǎn)一款名為Olli的無(wú)人駕駛班車,由IBMWatson人工智能技術(shù)支持,通過(guò)智能手機(jī)app叫車,支持聲控;一架可載貨的空中客車無(wú)人駕駛飛機(jī)Zelator;全球首輛3D打印汽車Strati,誕生于國(guó)際制造科技展上,且僅需44個(gè)小時(shí)。該車即使不能和跑車媲美,也適于駕駛。

不過(guò),LocalMotors的3D打印不過(guò)是這家公司業(yè)務(wù)模式中值得研究的冰山一角。該公司還在一個(gè)全球網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上利用眾包征集產(chǎn)品設(shè)計(jì),參與者會(huì)在公開(kāi)的論壇上提出對(duì)于集體消費(fèi)的看法。在Olli的征集活動(dòng)中,獲勝的設(shè)計(jì)師是一個(gè)從未做過(guò)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的24歲哥倫比亞青年,他不僅獲得一筆小額現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)和銷售提成,還有機(jī)會(huì)在LocalMotors制造團(tuán)隊(duì)中繼續(xù)工作、學(xué)習(xí)。

LocalMotors的生產(chǎn)布局計(jì)劃也同樣引人注目。隨著微型工廠的概念不斷發(fā)展,LocalMotors將在客戶所在地建立新工廠,所生產(chǎn)的每件產(chǎn)品在同類中都是獨(dú)一無(wú)二、完全符合各地客戶的喜好與要求。在3D微工廠中,占主導(dǎo)地位的不再是生產(chǎn)規(guī)模,而是從工程、設(shè)計(jì)、零件、勞動(dòng)及效率上節(jié)省的潛在資金。LocalMotors稱之為“在視野內(nèi)創(chuàng)造收益”,即公司為工廠所在地的客戶提供實(shí)用的、有吸引力的定制產(chǎn)品,定價(jià)也十分符合產(chǎn)品的獨(dú)特價(jià)值。

LocalMotors的業(yè)務(wù)仍處在萌芽階段,日后的成敗還難以預(yù)料,但它的核心價(jià)值在于推動(dòng)了行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)法則的重大轉(zhuǎn)變,這是各類規(guī)模的制造企業(yè)在未來(lái)數(shù)年內(nèi)不得不考慮的問(wèn)題。幾十年來(lái)為了追求更低的生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì),制造企業(yè)不斷擴(kuò)大工廠布局、使供應(yīng)鏈延伸到新興市場(chǎng),通過(guò)復(fù)雜物流網(wǎng)絡(luò)在世界各地大量分銷產(chǎn)品。而今,制造企業(yè)發(fā)現(xiàn)他們的全球化戰(zhàn)略已經(jīng)喪失了活力。尤其是他們的集中式管理結(jié)構(gòu)、冗長(zhǎng)的供應(yīng)鏈、缺乏多樣性的產(chǎn)品,以及耗時(shí)的產(chǎn)品運(yùn)輸。這些都影響著制造企業(yè)的區(qū)域靈活性,在某些情況下,還會(huì)讓他們?cè)诒镜馗?jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。

相反,對(duì)于成功的制造企業(yè)來(lái)說(shuō),新的戰(zhàn)略原型將基于一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的想法:最具效益的制造模式是能夠準(zhǔn)確把握產(chǎn)量,滿足客戶需求,留有足夠的空間進(jìn)行本地和個(gè)人定制。這一理念的實(shí)現(xiàn)很大一部分緣于科技的進(jìn)步,包括3D打印、工廠創(chuàng)新、電子商務(wù)、數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)等等。即使市場(chǎng)需求變幻莫測(cè),有了科技的助力,企業(yè)總能把握客戶興趣—新興市場(chǎng)的中產(chǎn)階級(jí)正不斷壯大—和客戶對(duì)特定產(chǎn)品的需求。雖然一些產(chǎn)品的定制化程度將高于其他類別的產(chǎn)品,但鑒于產(chǎn)品質(zhì)量改善,市場(chǎng)反應(yīng)加速,工廠規(guī)模縮小,交付周期縮至最短,供應(yīng)鏈協(xié)作得到加強(qiáng),分權(quán)式管理得以實(shí)施,總的來(lái)說(shuō)制造企業(yè)與客戶之間的距離將大大縮短。

另外,按需生產(chǎn)模式的影響將超出企業(yè)對(duì)消費(fèi)者的領(lǐng)域。B2B領(lǐng)域的供應(yīng)商也將面臨壓力,需要提升自身的應(yīng)對(duì)能力,縮短供應(yīng)鏈,更積極地服務(wù)終端客戶,這也是他們的客戶(制造企業(yè))完成戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的一部分。

這意味著一些企業(yè)的運(yùn)營(yíng)存在問(wèn)題:當(dāng)下大量投資擁有眾多大型集中式工廠的全球工廠網(wǎng)絡(luò),通過(guò)傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、組織機(jī)構(gòu)與流程進(jìn)行管理的制造企業(yè)發(fā)現(xiàn)他們運(yùn)營(yíng)模式被淘汰的速度超過(guò)了預(yù)期。但是應(yīng)變能力最強(qiáng)的制造企業(yè)從新模式中收益頗豐。當(dāng)供應(yīng)系統(tǒng)更加靈活多變,客戶需求越發(fā)清晰,庫(kù)存管理將得以提升,大批量倉(cāng)儲(chǔ)拋棄滯銷的存貨,產(chǎn)品的運(yùn)輸成本也隨之下降。此外,耗資巨大的長(zhǎng)期生產(chǎn)計(jì)劃以及供應(yīng)鏈管理的減少,也將為企業(yè)節(jié)省費(fèi)用與資源。企業(yè)如果能超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,生產(chǎn)出最切合客戶需求的產(chǎn)品—在關(guān)鍵時(shí)刻提供客戶所需的產(chǎn)品—其銷售利潤(rùn)將會(huì)大幅增長(zhǎng)。

態(tài)度轉(zhuǎn)變過(guò)去數(shù)十年中,全球制造業(yè)形成一種定式:通過(guò)傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)成本削減目標(biāo)。在區(qū)域中心(通常在制造企業(yè)本國(guó)市場(chǎng)以外的發(fā)展中國(guó)家)建立工廠,成為削減勞動(dòng)力成本,與區(qū)域內(nèi)低成本供應(yīng)商結(jié)成聯(lián)盟的一個(gè)途徑;只要在新興國(guó)家投資經(jīng)營(yíng)所享受的優(yōu)惠政策足夠克服物流低效以及產(chǎn)品上市時(shí)間方面的困難,這一途徑便有利可圖且意義重大。

但在各種趨勢(shì)的共同影響下,這一戰(zhàn)略模式過(guò)時(shí)了,價(jià)值創(chuàng)造從生產(chǎn)轉(zhuǎn)移至下游的客戶與產(chǎn)品定制。原因之一是,新興國(guó)家工資上漲和對(duì)能源價(jià)格波動(dòng)的擔(dān)憂削弱了跨國(guó)公司通過(guò)海外市場(chǎng)獲得的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此,眾多大型工業(yè)企業(yè)改變戰(zhàn)略,選擇遷回美國(guó)及歐洲本土市場(chǎng),終結(jié)產(chǎn)品在海外生產(chǎn)后轉(zhuǎn)運(yùn)回母國(guó)的模式。自2010年起,(當(dāng)年美國(guó)制造業(yè)的就業(yè)率跌落至當(dāng)代最低點(diǎn))先前從海外為美國(guó)制造企業(yè)供應(yīng)物資的企業(yè)通過(guò)回流或外商直接投資為美國(guó)創(chuàng)造超過(guò)33.8萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位(圖一)。

最近,政治波動(dòng)對(duì)跨國(guó)公司的制造產(chǎn)業(yè)布局和供應(yīng)鏈決策產(chǎn)生了影響。英美兩國(guó)的新政府提出了保護(hù)主義,釋放出全球貿(mào)易再度放緩的信號(hào),而過(guò)去幾年全球貿(mào)易一直在走下坡路。部分原因來(lái)自貿(mào)易自由化進(jìn)度放緩而對(duì)于匯率波動(dòng)、新關(guān)稅或其他以貿(mào)易為基礎(chǔ)的稅收的擔(dān)憂與日俱增?;谏鲜霈F(xiàn)狀,選擇在產(chǎn)品銷售地進(jìn)行生產(chǎn)更為經(jīng)濟(jì)可行,而企業(yè)也都采用了這一模式。例如,英國(guó)脫歐公投后,英鎊應(yīng)聲暴跌,導(dǎo)致企業(yè)對(duì)外貿(mào)易費(fèi)用上漲,英國(guó)食品公司轉(zhuǎn)而與國(guó)內(nèi)供應(yīng)商合作,力求降低成本。“產(chǎn)地直銷”這一理念在汽車行業(yè)越來(lái)越舉足輕重,雷諾-日產(chǎn)首席執(zhí)行官CarlosGhosn對(duì)路透社表示:“毫無(wú)疑問(wèn),我們必須順應(yīng)時(shí)勢(shì)。”

然而,最重要的是,制造企業(yè)與客戶之間瞬息萬(wàn)變的關(guān)系正是按需生產(chǎn)戰(zhàn)略變革的核心推動(dòng)力,且對(duì)變革有著長(zhǎng)期的影響。在所有地區(qū)的市場(chǎng),尤其是需求不斷增長(zhǎng)、中產(chǎn)階級(jí)持續(xù)壯大的新興國(guó)家,客戶越來(lái)越希望得到能夠迎合當(dāng)?shù)匚幕玫漠a(chǎn)品,而非同質(zhì)化的全球品牌及B2B服務(wù)。

尼爾森近期針對(duì)61個(gè)國(guó)家3萬(wàn)名消費(fèi)者開(kāi)展的一項(xiàng)調(diào)查顯示,四分之三的受訪者購(gòu)買產(chǎn)品意向主要基于該產(chǎn)品是否在本地生產(chǎn)。亞太地區(qū)、非洲及中東地區(qū)的民眾更是如此。在對(duì)全球企業(yè)的調(diào)查中,企業(yè)也持相同意見(jiàn),這也加速了產(chǎn)品定制化的進(jìn)程;從冰箱到牙膏、薯片到軟件,所有的產(chǎn)品都根據(jù)各個(gè)地區(qū)的偏好重新設(shè)計(jì)。尤其是電子商務(wù)及其許多在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上涉及更簡(jiǎn)單透明交易的分支領(lǐng)域,都顛覆了客戶體驗(yàn),使消費(fèi)者能夠了解更多的有關(guān)產(chǎn)品及其潛在競(jìng)爭(zhēng)者產(chǎn)品的信息、定價(jià)詳情,并通過(guò)同業(yè)評(píng)論了解產(chǎn)品質(zhì)量。史無(wú)前例地,客戶可合理要求主流制造企業(yè)為其提供本地化的產(chǎn)品。當(dāng)企業(yè)通過(guò)定制化服務(wù)滿足了客戶需求,客戶忠誠(chéng)度也隨之提高。

技術(shù)促進(jìn)毋庸置疑,經(jīng)濟(jì)與消費(fèi)趨勢(shì)助力銷售地制造成為大勢(shì)的同時(shí),其本身也是股不可阻擋的力量。但若沒(méi)有科技方面的顯著突破—按需生產(chǎn)的核心、激發(fā)其潛能的關(guān)鍵,經(jīng)濟(jì)與消費(fèi)趨勢(shì)也就無(wú)法發(fā)揮其作用,或至少使企業(yè)喪失采取對(duì)應(yīng)措施的能力。

這一系列新興科技可大幅簡(jiǎn)化供應(yīng)鏈,縮短產(chǎn)品從工廠送達(dá)至客戶的路徑,也令小批量生產(chǎn)及產(chǎn)品定制化變得更為經(jīng)濟(jì)可行。盡管仍然處在起步階段,但科技已深刻改變了制造業(yè)格局,為小規(guī)模競(jìng)爭(zhēng)者開(kāi)放準(zhǔn)入市場(chǎng);拓展新途徑,使企業(yè)可以更高效、低成本地為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的定制產(chǎn)品;促使成熟企業(yè)培育一系列可持續(xù)的本地化制造能力、應(yīng)用創(chuàng)新生產(chǎn)模式。制造企業(yè)制定按需生產(chǎn)框架時(shí)可應(yīng)用的先進(jìn)科技有以下幾類:

■客戶導(dǎo)向型軟件這一類先進(jìn)軟件應(yīng)用技術(shù)的形式很簡(jiǎn)單,最佳代表是蘋果公司iPhone的研發(fā)以及全球發(fā)售的模式。蘋果公司只是將iPhone定位為一般硬件裝置,可通過(guò)程序及應(yīng)用程式實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)置與持續(xù)升級(jí),從而滿足個(gè)人用戶的喜好;蘋果公司相信定制化軟件將為其產(chǎn)品帶來(lái)可持續(xù)性的價(jià)值。在實(shí)際中,每位iPhone用戶通過(guò)蘋果公司提供的平臺(tái),裝載各自所需的第三方開(kāi)發(fā)的針對(duì)各區(qū)域需求的應(yīng)用程序,自行完成最終產(chǎn)品的配置,實(shí)現(xiàn)用戶定制化。

蘋果公司的這一模式,其他通訊與計(jì)算機(jī)公司也在采用。這樣的模式是客戶導(dǎo)向按需服務(wù)的相對(duì)基礎(chǔ)應(yīng)用,很少涉及軟件更深層的技術(shù)領(lǐng)域。談及和按需生產(chǎn)相比更超前卻同樣可能成真的概念,不得不提及區(qū)塊鏈在制造業(yè)的影響。(區(qū)塊鏈已成為金融服務(wù)領(lǐng)域常見(jiàn)的軟件機(jī)制,用于保證安全的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交互,無(wú)需第三方中間人介入及驗(yàn)證交易。)在生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用這一技術(shù)后,制造企業(yè)、供應(yīng)商及客戶可通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)迅速找到對(duì)方,不管是提交1件甚至10萬(wàn)件商品的即時(shí)需求,都可建立數(shù)字化交易關(guān)系。有能力在緊迫交付時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)的供應(yīng)商與制造企業(yè)(在某些情況下將涉及多個(gè)生產(chǎn)者)將共同合作實(shí)現(xiàn)客戶的需求。

■數(shù)字化工廠配備先進(jìn)生產(chǎn)硬件與軟件的全數(shù)字化工廠可完成制造流程與足跡的本地化與自動(dòng)化,從而簡(jiǎn)化與縮短供應(yīng)鏈。這些高度自動(dòng)化、重度依賴科技的工廠實(shí)質(zhì)上是新型統(tǒng)包工廠范本,可在任何區(qū)域迅速投入使用。自動(dòng)化可減少對(duì)于當(dāng)?shù)丶夹g(shù)型勞動(dòng)力與培訓(xùn)的需求,同時(shí)保證質(zhì)量穩(wěn)定性。制造企業(yè)在向當(dāng)?shù)毓S轉(zhuǎn)移更多價(jià)值的同時(shí),獲得更多的靈活性、有能力提供產(chǎn)品定制化服務(wù)將成為可能。

為更好地滿足中國(guó)、非洲以及中東地區(qū)客戶對(duì)于短項(xiàng)目計(jì)劃周期的要求,美國(guó)一家工業(yè)設(shè)備制造企業(yè)擬定并執(zhí)行了一項(xiàng)生產(chǎn)計(jì)劃,此計(jì)劃勾勒了數(shù)字化工廠的藍(lán)圖。該公司作出這一決策是由于發(fā)現(xiàn)有些客戶在啟動(dòng)新工廠項(xiàng)目之前只預(yù)留了有限的時(shí)間,因此通常會(huì)購(gòu)買符合工廠需求的任何市面上銷售的工業(yè)機(jī)器設(shè)備,完全不在意品牌。這意味著這些地區(qū)的工業(yè)設(shè)備制造企業(yè)只需要將其產(chǎn)品交付周期縮短兩周,便可明顯提升在當(dāng)?shù)氐氖袌?chǎng)份額?;谶@一發(fā)現(xiàn),該公司執(zhí)行了一項(xiàng)生產(chǎn)計(jì)劃:僅在美國(guó)生產(chǎn)工業(yè)設(shè)備的精簡(jiǎn)框架,而后利用聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與數(shù)字工程工具,在毗鄰其新興市場(chǎng)客戶的定制化中心完成產(chǎn)品的最終裝配,如安裝附加配件或根據(jù)當(dāng)?shù)乜蛻粜枨笞鞲膭?dòng)。

通過(guò)評(píng)估企業(yè)收集到的大量有關(guān)目前運(yùn)營(yíng)情況的數(shù)據(jù):各區(qū)域市場(chǎng)對(duì)于自身產(chǎn)品的需求、客戶對(duì)于產(chǎn)品的使用情況、庫(kù)存水平、產(chǎn)品性能(通過(guò)B2B領(lǐng)域制造并鑲嵌在產(chǎn)品中的傳感器獲取),以及供應(yīng)鏈活動(dòng),先進(jìn)的分析技術(shù)可深度開(kāi)發(fā)數(shù)字工廠及數(shù)字按需制造的潛在價(jià)值。這些分析成為反映企業(yè)生產(chǎn)與供應(yīng)鏈近況及其應(yīng)對(duì)客戶需求能力的窗口。故此,這些寶貴的數(shù)字信息存儲(chǔ)(有時(shí)也稱為智能可視化為彈性靈活的制造足跡奠定了基礎(chǔ),企業(yè)可根據(jù)不同區(qū)域市場(chǎng)的多變需求作出動(dòng)態(tài)應(yīng)變的生產(chǎn)決策。

制藥行業(yè)是積極探索如何利用數(shù)據(jù)分析與數(shù)字化工廠的領(lǐng)先行業(yè)之一。已有一家大型制藥企業(yè)以及眾多制藥研究團(tuán)隊(duì)投身于研究如何運(yùn)用智能可視化快速建立便捷式制造軟件套件,從而提供滿足特定區(qū)域市場(chǎng)需求的定制化產(chǎn)品。初始的這類制藥工廠仍然處在試運(yùn)行階段或正在等待監(jiān)管審批,但制藥企業(yè)希望這一模式可幫助減少庫(kù)存、更好地應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)匦枨笠约翱s短工廠停工期。西門子也采納類似的應(yīng)用,將智能可視化與模擬軟件結(jié)合,在為工業(yè)客戶建立工廠前通過(guò)數(shù)字化精密調(diào)整工廠工程設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、產(chǎn)能利用、設(shè)備運(yùn)行、自動(dòng)化與生產(chǎn)流程。在這一模擬藍(lán)圖的幫助下,西門子協(xié)助其客戶快速建立高成本效益、高效率的按需生產(chǎn)的工廠,根據(jù)輸出類型、產(chǎn)量及其他地區(qū)要求量身打造。

■制造創(chuàng)新數(shù)十年來(lái)眾多生產(chǎn)方式中最新穎的當(dāng)屬3D打印,它將小型或大型零部件及最終產(chǎn)品的生產(chǎn)直接交由工廠完成,不論工廠位于何處,也無(wú)需負(fù)責(zé)產(chǎn)品的運(yùn)輸;應(yīng)用3D打印—通過(guò)建立三維元件層生產(chǎn)產(chǎn)品,因而也稱作增材生產(chǎn)—可將制造過(guò)程中的附加價(jià)值引流至當(dāng)?shù)刂圃旎顒?dòng)中。因此,實(shí)施增材制造計(jì)劃的汽車制造企業(yè)可利用3D打印機(jī)在幾分鐘內(nèi)根據(jù)客戶的選擇制造出特別設(shè)計(jì)的車前燈,不再需要耗費(fèi)數(shù)周等待供應(yīng)商的生產(chǎn)與交付。制造企業(yè)因此有能力采取更靈活的方式回應(yīng)客戶需求,也更愿意在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與定制化中大膽嘗試。

目前3D打印的工業(yè)應(yīng)用處于相對(duì)基礎(chǔ)的層面,在探索增材制造將如何影響(并從多方面引領(lǐng))按需生產(chǎn)的革命方面也只是管中窺豹。在為國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)院2015年制造工程智能計(jì)算大會(huì)(IntelligentComputationinManufacturingEngineeringconference)準(zhǔn)備的論文中,三位歐洲學(xué)者提出一個(gè)觀點(diǎn):3D打印將會(huì)使云端生產(chǎn)成為必然。在此場(chǎng)景下,供應(yīng)商將不再生產(chǎn)實(shí)物產(chǎn)品,而是向制造企業(yè)出售定制化產(chǎn)品數(shù)據(jù),隨后制造企業(yè)利用3D打印在分散式、本地化的工廠中生產(chǎn)產(chǎn)品。

戰(zhàn)略框架制造業(yè)風(fēng)云萬(wàn)變,因此企業(yè)需要保持自身的靈活性,迅速應(yīng)對(duì)實(shí)時(shí)變化,尋找最佳途徑建立更加客戶導(dǎo)向型、更高效的生產(chǎn)模式。我們認(rèn)為,所有形態(tài)的制造企業(yè)都必須重新審視自身的供應(yīng)鏈,并決定應(yīng)如何綜合利用下文所述的三大生產(chǎn)戰(zhàn)略,從而憑借優(yōu)勢(shì)搶占市場(chǎng)高地,從容應(yīng)對(duì)按需生產(chǎn)模式的激烈競(jìng)爭(zhēng)。

■產(chǎn)品定制化隨著批量制造逐漸被定制化生產(chǎn)所取代,眾多企業(yè)對(duì)新型模式持試探性態(tài)度。標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品根據(jù)客戶實(shí)際訂單在需求地進(jìn)行配置,這是產(chǎn)品定制化目前最為保守的形式,產(chǎn)品定制化也因此被認(rèn)為是開(kāi)給顧客的空頭支票。這一模式涉及的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品數(shù)量往往有限,且定制化程度較低,例如吉他或手機(jī)殼有六種顏色可選,這一現(xiàn)象在很多行業(yè)中比較普遍。由于在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上畏手畏腳,企業(yè)即使采用這一模式,也不會(huì)在按需生產(chǎn)模式中作出更為大膽的創(chuàng)新,因此不可能收獲大量的實(shí)際利益。

現(xiàn)今對(duì)生產(chǎn)者而言更可取的是至少成長(zhǎng)為成熟的產(chǎn)品裝配中心,提供相對(duì)多元化的按需制造,為客戶提供廣泛的選擇,而不僅僅是屈指可數(shù)的產(chǎn)品種類。很多企業(yè)紛紛以不同有趣的形式將這一理念延伸并融入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中。例如,運(yùn)動(dòng)鞋品牌商阿迪達(dá)斯近期在德國(guó)與美國(guó)建立Speedfactory,工廠內(nèi)的工作完全由機(jī)器人執(zhí)行,可迅速生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)鞋,并在顏色、鞋帶、材質(zhì)、足托、圖案刺繡以及品牌標(biāo)志等方面提供多種定制化方案。

IOPscience在印度尼西亞發(fā)布了一項(xiàng)有關(guān)大規(guī)模定制化前景的研究,該研究發(fā)現(xiàn)在2014年,德國(guó)企業(yè)設(shè)立了470個(gè)基于Web的產(chǎn)品裝配系統(tǒng),美國(guó)有超過(guò)332個(gè),其他國(guó)家的企業(yè)也設(shè)立了大約200個(gè)。

然而,這些都不是完全意義上的定制化制造;定制化制造是按需生產(chǎn)模式的終極目標(biāo),因?yàn)楫a(chǎn)品的設(shè)計(jì)不可能完全由個(gè)人單獨(dú)完成。迄今為止,僅有少數(shù)類似LocalMotors這樣進(jìn)行小批量生產(chǎn)的企業(yè)在該意義深遠(yuǎn)的制造領(lǐng)域中積極探索。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),成為真正意義上的按需制造企業(yè),企業(yè)必須全面改革并重新制定其產(chǎn)品生產(chǎn)與設(shè)計(jì)流程。隨著生產(chǎn)日益趨向小批量產(chǎn)出、所需要的運(yùn)營(yíng)開(kāi)支不斷減少、效率不斷提高,市場(chǎng)上極有可能出現(xiàn)大眾市場(chǎng)價(jià)格的定制化汽車等產(chǎn)品。

■科技驅(qū)動(dòng)型生產(chǎn)推動(dòng)按需制造的科技應(yīng)用包括工廠模擬、傳感器、云端程序、物聯(lián)網(wǎng)以及3D打印。但真正促進(jìn)這些應(yīng)用的,是成熟完善且嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)系統(tǒng),這些系統(tǒng)可生成深度分析,從而支持高效的產(chǎn)品定制化、預(yù)測(cè)客戶喜好。在按需生產(chǎn)環(huán)境中,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)必須具備迅速連接數(shù)以萬(wàn)計(jì)客戶的能力,自動(dòng)獲取客戶訂單與需求(無(wú)論是生產(chǎn)單個(gè)產(chǎn)品,還是按時(shí)分批交付)。成功捕捉信息后,這些數(shù)據(jù)必須直接導(dǎo)入生產(chǎn)系統(tǒng),系統(tǒng)中的自動(dòng)生產(chǎn)流程便立刻開(kāi)始生產(chǎn)。

西門子首席執(zhí)行官JoeKaeser稱,西門子的最終目標(biāo)是利用客戶數(shù)據(jù)分析—回應(yīng)客戶需求的預(yù)測(cè)程序、追蹤以往訂單及具體喜好、用于維護(hù)上市產(chǎn)品的傳感器—優(yōu)化價(jià)值鏈。Kaeser如此說(shuō)道:“從數(shù)據(jù)中獲得的信息可縮短價(jià)值鏈。生產(chǎn)會(huì)變得更快、耗費(fèi)的成本會(huì)更低、靈活性也會(huì)更高。企業(yè)可大規(guī)模地生產(chǎn)某一產(chǎn)品,也可刪減價(jià)值鏈中低價(jià)值的某些環(huán)節(jié)?!?/p>

■精益制造的升級(jí)基本的精益原則在按需制造時(shí)代依然具有重要意義,但必須與新興科技聯(lián)手以增強(qiáng)精益方法與成效。在新環(huán)境下,制造與供應(yīng)鏈的靈活性以及模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵,但會(huì)對(duì)傳統(tǒng)精益模式帶來(lái)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益造成一定的威脅。要克服一次性或小批量制造可能產(chǎn)生的低效,數(shù)據(jù)分析、傳感器、機(jī)器人技術(shù)、聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、制造設(shè)備(包括但不限于3D打印)以及云端編程等領(lǐng)域應(yīng)取得突破以加速定制化生產(chǎn)進(jìn)程與系統(tǒng)發(fā)展,從而保障精益概念,即注重質(zhì)量、效率、工廠績(jī)效與生產(chǎn)力。

在精益領(lǐng)域中,人類在工廠中的地位將不可避免地面對(duì)按需制造的考驗(yàn)。傳統(tǒng)上,企業(yè)采用精益方法來(lái)調(diào)整與優(yōu)化流程、規(guī)范人員在工廠中的行為與日?;顒?dòng),最終的目的是杜絕浪費(fèi)與制程變異。但這一思維將被摒棄,原因在于機(jī)器人流程自動(dòng)化—尤其設(shè)計(jì)、工程或信息處理等基于軟件的活動(dòng)—能夠包容一定程度的低效,這是因?yàn)槠鋸?qiáng)大的計(jì)算能力可以杜絕輕微浪費(fèi)或能夠更高效工作。換言之,在機(jī)器人工廠中,制程變異這個(gè)關(guān)鍵的精益指標(biāo),將因?yàn)榱鞒套詣?dòng)化迎刃而解。

然而,即使在新的精益模式下,人類在價(jià)值鏈的上游依然發(fā)揮極其重要的作用。確切來(lái)說(shuō),既然按需制造依賴高效生產(chǎn)系統(tǒng)以完成定制化生產(chǎn),那么設(shè)計(jì)全新的流程、管理流程的執(zhí)行以及敦促流程的持續(xù)完善必然需要人類智慧,即使越來(lái)越多的重復(fù)性工作將由人交付給機(jī)器人與人工智能。要想在建立按需制造工廠后占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,制造企業(yè)必須能夠創(chuàng)造性地運(yùn)用精益原則,讓效率更上一層樓:按需制造環(huán)境下的成功不僅包括重復(fù)性任務(wù)的生產(chǎn)力提高,還體現(xiàn)在產(chǎn)品的靈活性與定制化程度隨著制造流程處理訂單數(shù)量的增加而不斷提高。在此模式中,人才資源將專攻如何持續(xù)改進(jìn)、微調(diào)與創(chuàng)新定制化生產(chǎn),以及對(duì)于簡(jiǎn)單或復(fù)雜客戶需求的靈活快速反應(yīng)。

結(jié)論現(xiàn)代制造業(yè)必然會(huì)走向產(chǎn)品定制化,對(duì)此企業(yè)早已深諳于心。確實(shí),為營(yíng)造定制化程度更高的制造與服務(wù)環(huán)境、更好地回應(yīng)客戶需求,企業(yè)所倡導(dǎo)的大規(guī)模定制化可以說(shuō)是早期甚至是原始的概念。例如,車主可從某種程度上定制自己的愛(ài)車:可自主選擇顏色、引擎規(guī)格及傳動(dòng)方式等等。這一體系并不是十分完善,但由于科技的步伐趕不上定制化宏圖的發(fā)展,在沒(méi)有完全構(gòu)建新生產(chǎn)模式的情況下,制造企業(yè)即可涉足大量定制化領(lǐng)域。

但現(xiàn)在情況已完全不同??萍歼M(jìn)步與數(shù)字化發(fā)展正在興起并迅速影響整個(gè)制造環(huán)境,令按需生產(chǎn)模式在幾乎所有行業(yè)中成為必然趨勢(shì);而實(shí)際上,各行業(yè)已經(jīng)在執(zhí)行相關(guān)應(yīng)用。最終,大膽創(chuàng)新的客戶將可以自主設(shè)計(jì)LocalMotors甚至豐田、本田及通用這樣的大企業(yè)生產(chǎn)的汽車,并通過(guò)3D打印機(jī)制造出來(lái)??蛻粼谙硎苷嬲a(chǎn)品定制化的成果后將會(huì)提出更高的要求,為具備定制化能力的企業(yè)帶來(lái)更多收益,也迫使所有想要繼續(xù)生存的制造企業(yè)培養(yǎng)這方面的能力。對(duì)按需制造趨勢(shì)有所準(zhǔn)備的企業(yè)終將蓬勃發(fā)展。但企業(yè)必須現(xiàn)在就行動(dòng)起來(lái),重新審視自身的長(zhǎng)期制造戰(zhàn)略,采用優(yōu)化流程、系統(tǒng)與先進(jìn)科技,制定生產(chǎn)決策,全面變革與客戶互動(dòng)方式,直面行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)與挑戰(zhàn)。

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