贏在精度:制造企業(yè)的核心競爭力
工業(yè)4.0時代會越來越關注企業(yè)設計精度和管理精度的提升,中國制造想要達到世界一流水平,其核心關鍵在“贏在精度”。筆者認為,智能制造與制造精度的可靠提升沒有必然關系,贏在精
度,要靠有競爭力的流程打造精度品質,用縫隙市場考驗精度實力,其他所謂的捷徑都是彎路。
至今,中國制造業(yè)依然面臨“底層根基不牢固”的問題。具體而言,中國制造業(yè)體量非常大,規(guī)模產值在2010年就已經躍居世界第一,但中國制造的精度普遍不夠。中國制造體系長期存在的
那些薄弱環(huán)節(jié),包括先進航空發(fā)動機、高端汽車發(fā)動機、高檔數控機床、高端醫(yī)療器械、計算機CPU等,無一不是對“中國精度”的極大考驗。 當今全球制造業(yè)的梯次分級中,中國仍處于第
三梯隊,遠遠落后于第一梯隊的美國和第二梯隊的西歐、日本。細究起來,“中國制造”要沖擊世界一流,很大程度上是“中國精度”在沖擊世界一流。我們制造強國建設的核心關鍵,倒不
在于“互聯網+”或是工業(yè)4.0,而是一點一滴、一步一步切實做到“贏在制造精度”。
設計精度和管理精度 定制化、數字化生產是實現工業(yè)4.0或是智能制造的必經之路,而這一過程更關注工業(yè)設計精度和管理精度的提升。簡而言之,工業(yè)1.0、2.0、3.0時代,制造廠商無法低
成本地了解每一個客戶的需求,往往采用“標準化”的方法,將需求最多的性能組合成為一款產品。工業(yè)3.0時代的規(guī)模化、標準化和自動化,帶來成本、效率的極大優(yōu)化,同時也導致當前全
球性的產能過剩和制造廠商之間的激烈競爭。工業(yè)4.0將促使制造商只生產客戶最想買的東西,產、供、銷整個鏈條都服從于這一宗旨,同時,力求將各個環(huán)節(jié)的運營成本控制在可接受的范圍
之內。 具體做法集中在前臺驅動和后臺驅動兩個方面:
前臺驅動——積累客戶需求數據,提升“設計精度”建立基于互聯網的數據連接,追蹤不斷放大的個性化需求。人們越來越喜歡個性化的東西,而個性化的東西需求量沒有那么大,這就需要
工業(yè)企業(yè)能夠實現小批量的快速生產,和多品種的定制化生產。而產品只是入口,產品銷售出去只是開始,此后制造商需要跟客戶建立持久聯系,不斷積累客戶需求數據,尋求制造業(yè)價值鏈
的持久延伸。
后臺驅動——彌合內部系統(tǒng)斷層,提升“管理精度”工業(yè)企業(yè)力求打通MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))和ERP(管理信息系統(tǒng)),彌合內部系統(tǒng)斷層。ERP傾向于財務信息的管理,而MES傾向于生產過程
的控制。ERP主要用于連接客戶,包括客戶需要生產多少產品、哪天下單、哪天要貨等;而MES主要負責監(jiān)控和管理生產這些產品的每一個步驟和工序如何實現。要設法使ERP完全理解客戶的產
品設計,同時盡力消除制造環(huán)節(jié)的偏差事項,確保設計、制造、采購、客戶關系、品牌管理等各個系統(tǒng)的信息暢通。各方相互理解對方在干什么,干到哪一步了,即使出現問題,也能盡早發(fā)
現、迅速修正。 客戶需求(數據)清晰以后,ERP給MES下達生產計劃指令,產品設計和生產管理都是在“確定性、精準度”很高的情況下有序進行,避免外部與上游供應鏈、下游客戶的關系
不協調而產生的耗損和成本。 設計精度和管理精度的有效提升,是客戶數據連接積累的必然結果。這也是工業(yè)4.0的標桿企業(yè)青島紅領被圈外人追捧,卻被圈內人視同尋常的原因。 青島紅領
整座3000人的工廠,相同的流水線,卻找不出兩件一模一樣的西服。每一件服裝都是“手工訂制”,在流水線上實現了老裁縫鋪中60歲老師傅那種“個性化”精細制作。制版平臺上存儲了200
萬個版型數據,有多達100萬億種以上的款式組合。只要輸入客戶量體數據和個性化選擇,馬上就能設計出版樣……這樣的定制化、數字化生產形態(tài),在外行人看來是一大步,但相對制造業(yè)體
系基石的整體構建來說,這只是前進路上的一小步。 其實,傳統(tǒng)意義上的“制造精度”提升,才真是耗時費力、考驗意志并富有戲劇性的驚險跳躍。
智能制造與“制造精度” 智能制造中的“智能”,主要指“機器智能”,推進智能制造,一定程度上也是在推進機器換人??墒?,機器換人未必能帶來“制造精度”的可靠提升。推進智能制
造,生產車間內不斷增加自動化設備,并逐步減少人力。在“未來制造”的生產線上,“人”與“機器”的關系是否必然面臨重構? 以蘋果iPhone為例,如果開發(fā)一條全自動化的生產線,至
少需要半年以上,但按照目前手機行業(yè)的創(chuàng)新周期,一款智能手機從完成設計到實現量產,普遍只在幾個月內。此時,生產線上大部分的工作只有依靠人來完成,速度才會更快,并且保證可
靠的“制造精度”。 電子產品生產線的更新周期太短,付出很高的自動化成本,但生產效率和制造精度并沒有得到明顯提升。所以,全球所有的手機制造方案幾乎都不會用自動化生產線來完
成,而組裝環(huán)節(jié)也很少采用機械臂。 富士康曾計劃部署100萬臺機器人,但很快取消相關計劃,原因是無法達到核心客戶所要求的制造精度。絕大多數手機、平板電腦等智能產品之所以使用
人工組裝,就是因為精確度要求高,而機器設備不如人手敏捷,無法精確組裝微小零部件。蘋果要求組裝零件時誤差不能大于0.02毫米,比頭發(fā)絲還細,但富士康的機器人誤差在0.05毫米左
右。 富士康創(chuàng)始人郭臺銘有一句經典名言:“執(zhí)行力Execution(E)=速度Speed(S)+準度Accuracy(A)+精度Precision(P)。”郭臺銘認為,執(zhí)行力是一種精準度。“要精確、精確、再精
確,要像黃金的純度一樣,即使達不到100%,也必須達到99.99%。”在被迫面臨速度和精度的取舍時,郭臺銘緊緊抓住“制造精度”的生命線。 制造雖易,精度不易。管理學家赫爾曼·西蒙
認為,真正構成“德國制造”強大競爭力根基的,是那些“隱形冠軍”企業(yè)。這些制造業(yè)的“隱形冠軍”極為專注自己的細分領域,在精度品質和創(chuàng)新研發(fā)上不遺余力,擁有出色的產品和服
務,并且在全球化的進程中釋放出強勁競爭實力。 在德國,企業(yè)文化中總是把“精度品質”置于至高地位,而追求“精度品質”并不是要跟風追求工業(yè)4.0。目前,并非所有德國企業(yè)都達到
工業(yè)3.0階段,德國企業(yè)的很多關鍵工序甚至停留在1.0至2.0之間。比如,全球最大的工程機械用關鍵零部件公司凱奧集團,其液壓件鑄件清砂工序,仍是由很年長的工人慢悠悠手工進行。
“精度品質”源于有競爭力的流程 管理學家亨利·明茨伯格有過一段精彩論述:“過去30年,精英階層一直在大談特談我們生活在一個巨大變革的年代。事實并非如此。我們周圍絕大多數事
物都與從前毫無二致。衣服的性質、家具的材料、汽車、飛機,福特公司100年前就使用與現在相同的四輪內燃技術,彗星飛機自1952年就開始使用噴氣式技術。這個時代發(fā)生變化的主要是信
息科技,尤其是軟件。但我們只注意到了正在變化的東西,卻忽視了更多一成不變的東西。如果一定要說這些東西發(fā)生了什么實質變化,那么只有制造的精細程度在經年累月持續(xù)提升。” 制
造精度的可靠提升,也不可能按規(guī)劃進行,這需要組織上下所有人都認真、投入、持續(xù)地關注細節(jié),亦即產品、服務、市場、原材料等具體細節(jié)。很多能夠明顯提升制造精度的關鍵工藝技術
,往往源于普通員工。 例如,皮爾金頓玻璃公司的一位工程師想出了一種新的浮法玻璃制造工藝。他獲得了高級管理層的有力支持,花了近10年的時間不懈鉆研。這種新的工藝流程最終重塑
了皮爾金頓公司,也重塑了整個行業(yè)。 那些世界頂級的工業(yè)企業(yè)都擁有很多聰明的技術工人,但是,有個比聰明的技術工人還要聰明的東西,就是流程,好的流程是很多聰明人智慧融合的結
果。企業(yè)的人員總是在流動,只有流程可以保證企業(yè)的長治久安。流程可以幫助企業(yè)制定好的游戲規(guī)則,工藝技術、制造細節(jié)因而得以持續(xù)精益改進,制造精度得以持續(xù)可靠提升。 為何國產
汽車現在陷入15萬元以下的怪圈,難道國產汽車做不到15萬元以上的品質嗎?現在,國產汽車的制造流水線設備都非常先進,流線型的產品設計師都可以設計出來,但因為制造環(huán)節(jié)不能做到
圖紙規(guī)定的精度,只能修改設計進行妥協,最終產品價格和品質也沒有底氣。 即使用最好的機器設備也未必能造出高精度品質的產品,因為這還涉及機器的改良和合理運用、材料的選取、工
藝的銜接等問題,這都需要長期的摸索。所以,吉利汽車要成立汽車大學,先培養(yǎng)工匠,再逐步形成協同效應,最終建立一個真正有競爭力的流程。 日本豐田汽車跟美國同類型的汽車(技術
、設計)幾乎是一樣的,而豐田汽車能在世界上銷量第一,原因是它比其他同類型的汽車密封系數高1%,省油1%,噪聲小1%。1%是差多少,實在是沒差多少,但這就是距離,而且這個優(yōu)勢完
全是在制造過程中形成的。 制造業(yè)向來很推崇“豐田生產方式”,而現代信息技術已經使準時生產(just in time)不難實現,高度自動化、信息化、集成化的制造設備也為均衡生產、工序
中保證質量提供了條件和支持。但是,與人相關的基于“活的隱性知識”的管理方法、思路,才是實現“豐田精度”的根本所在。 “豐田制造”的精度品質,源于流程制度上的精益求精,工
人作業(yè)動作分解的細致以及動作的節(jié)約,工藝的不斷改進,生產節(jié)拍和周期的盡可能縮短,工人操作的熟練程度,對細節(jié)改善的熱衷,以及傳承、保持“持續(xù)改善”功能的組織文化機制,推
動豐田汽車在制造環(huán)節(jié)上的不斷精進。 汽車是成熟的工業(yè)產品,它的技術可改進的空間已經不是那么大了,它是很傳統(tǒng)的一個產業(yè)。而“豐田精度”帶來的優(yōu)勢在于,同樣的產品由豐田來制
造就更省錢,質量也會更高,這跟技術沒有太大關系,而是因為豐田能夠把一個流程改造得極端精細。
“縫隙市場”考驗精度實力 工業(yè)企業(yè)的利潤源頭大致分為兩類:一是源于市場機會,二是源于精細管理。工業(yè)企業(yè)如果輸在“制造精度”上,即使有很多市場機會帶來的利潤,也是短命的,
反而會掩蓋精度缺失造成的長期問題。 專注,才能催生精度品質。在德國、瑞士、日本等工業(yè)強國,很多企業(yè)可以對一件產品、一個零部件保持上百年的專注,以求深度掌握技術訣竅和制造
工藝,將產品做得極端精細。品質更好,成本也能更低。專注于技術細節(jié),埋頭做好產品,利潤是自然而然的回報。 業(yè)界普遍認同,制造精度上的創(chuàng)新突破源于專注,但并不表示專注攻關就
一定能產生“精度效益”。很多制造環(huán)節(jié)的精度提升,往往源于專注、精細帶來的意外突破。 專注于塑料鏡頭鏡片研發(fā)制造的大立光電,深刻領悟“精度即實力”。每一臺蘋果iPhone的攝像
頭都是由多達5個大立光電的鏡片組成的。大立光電2015年的凈利潤率是40%,大約是蘋果的兩倍。中國內地有很多為蘋果供應零部件的公司,有的直供,有的是分包商,但沒有任何一家能達
到大立光電的規(guī)模和盈利能力,實際上,沒幾家公司能實現高于10%的凈利潤率。 大立光電只做攝像頭內的鏡片,不做上游(鏡片原材料仍從日本采購,設備也大多是美國企業(yè)制造),也不
做下游組裝。有很多企業(yè)做攝像頭模組,這部分整裝工作需要相當大的人力和物力投入,但是只有不到5%的利潤率,中國有多家上市公司就是在做這部分事情。 大立光電尋求務實的生存方式
,不在大市場去制造一些很一般的產品,而是在“縫隙市場”中投入自己擁有的獨特技術,制造那些其他企業(yè)絕對趕超不上的產品。專注于一個小的領域,爭取在這個領域做到最強。大立光
電給手機攝像頭制造的光學品質塑料鏡頭在價格和性能方面都沒有對手。所有高端手機——不論是iPhone還是售價400美元以上的安卓(Android)手機,使用的都是大立光電的鏡頭。高精度
、高像素塑料攝像頭基本上無法進行“逆向工程”——無法僅憑購買一臺機器,投入一些塑料顆粒,就生產出完美的球面、輕量化的1600萬像素的鏡頭。 大立光電在塑料鏡頭行業(yè)已經有20年
經驗,作為全球獲利能力最強的蘋果零組件供應商,其“精度實力”的深厚積累,是多年隨機性創(chuàng)新的結果。一如既往的聚焦和專注,往往能在自發(fā)性、偶然性中產生很多技術訣竅和秘方。
大立光電的生產總部如同一個巨大的黑箱,無人能一探究竟。因為大立光電要杜絕客戶泄露口風給其他同業(yè)的可能性,很多時候制造精度高、良率高的訣竅,常常只是那一點小秘方,被學走
就沒有了。 國內一些企業(yè)傾向基于“互聯網思維”,構建五花八門的“生態(tài)圈”,而且非常高調浮夸。大立光電則是基于“精度實力”扼守產業(yè)鏈關鍵環(huán)節(jié),低調務實地協助創(chuàng)建一個更大的
網絡,包括供應商、客戶和手機以外的商機。高精度、低成本、輕量化的鏡頭也正在被越來越多的物聯網(IoT)設備采用。
贏在精度,一切捷徑都是彎路 當下,“互聯網+”已經上升成為國家戰(zhàn)略,甚至有企業(yè)家認為“未來一切制造業(yè)都是物聯網或者人工智能”。不過,就單個企業(yè)而言,邁向工業(yè)4.0,精益生產
和IE(工業(yè)工程)是繞不開的一道坎。 即使是小小的一個圓珠筆頭,也是對制造環(huán)節(jié)“精度實力”的一大考驗。制造一個圓珠筆頭需要二十多道工序,筆頭里面有不同高度的臺階和五條引導
墨水的溝槽,加工精度都要達到千分之一毫米的數量級。在筆頭最頂端的地方,厚度僅有0.3~0.4毫米。極高的加工精度,對不銹鋼原材料提出了極高的性能要求,考驗著中國制造的水平。
當前,中國制造體系的最大短板——集成電路制造,考驗的正是“極限精度”。集成電路(芯片)的加工精度是納米級別的,而且工序極其繁瑣精細,65納米工藝有500~600道工序,40納米
工藝有800~900道工序,28納米工藝有1300道工序,14/16納米工藝有1800道工序。以蘋果iPhone為例,裝載16納米工藝的芯片,顯然要比28納米工藝的芯片能耗更低,運行效率更高,體驗更
好。在集成電路的制造環(huán)節(jié),全球50%以上的份額由臺積電一家獨占,華為海思、展訊的芯片設計也高度依賴臺積電的工藝制程,否則很難找到可替代的精度品質。要找到先進制程技術的捷徑
,方式有很多種,可以用買的、授權的、抄的、參考的,這些在業(yè)界都不是秘密,可是要形成和臺積電一樣的深厚底蘊,則一切捷徑都是彎路。 當今世界上只有臺積電能夠在“精度戰(zhàn)爭”中
貫徹“四連擊模式”,即小步快跑驅動制程精度的持續(xù)可靠提升。臺積電第一代的16納米制程性能的確不如三星,但第二代(也就是用于iPhone 6s處理器的16FFP)已經與三星不分軒輊,第
三代的16FFC就通吃了iPhone 7處理器訂單。而后續(xù)推出的第四代幾乎進化到12或13納米FinFET。至于三星,之后僅推出一次改版——14FPC,但評價不高,連續(xù)流失市場份額。 環(huán)顧諸多世界
頂尖工業(yè)企業(yè),可以發(fā)現它們建立核心優(yōu)勢的方式各有側重點:美國、德國企業(yè)關注智能制造或者工業(yè)4.0,更強調一種“面的優(yōu)勢”,強調戰(zhàn)略思維和邏輯,側重點是資源整合能力和規(guī)則制
定能力,這其實是系統(tǒng)化思維加上商業(yè)發(fā)展階段的平衡,是一種體系整合。 韓國企業(yè)看重垂直產業(yè)鏈優(yōu)勢,即一種“線的優(yōu)勢”,倒不是特別強調“低成本”和“快捷的材料供給”,而是掌
握著可以隨時跟進市場變化,組合出新的產品的技術能力。垂直產業(yè)鏈整合優(yōu)勢打通設計和制造多個環(huán)節(jié),給韓國工業(yè)巨頭創(chuàng)造了廣闊創(chuàng)新空間,所有東西都可以改進。 而日本企業(yè)瞄準精細
制造,更關注一種“點的優(yōu)勢”。目前,日本在制造業(yè)規(guī)模上是沒有增長了,但結構正變得更專注、更精細。 中國工業(yè)企業(yè)基于后發(fā)優(yōu)勢,繞過很多歐美日韓企業(yè)所走過的彎路,但同時也需
要注重點、線、面均衡發(fā)展。尤其“精度可靠的制造環(huán)節(jié)”是體系根基,中國企業(yè)哪怕資本積累再雄厚,人力資源再充沛,但缺乏這種精細制造能力,產業(yè)競爭力也難以真正沖擊世界一流。