工業(yè)4.0時(shí)代會(huì )越來(lái)越關(guān)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(guān)鍵在“贏(yíng)在精度”。筆者認為,智能制造與制造精度的可靠提升沒(méi)有必然關(guān)系,贏(yíng)在精
度,要靠有競爭力的流程打造精度品質(zhì),用縫隙市場(chǎng)考驗精度實(shí)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(wèn)題。具體而言,中國制造業(yè)體量非常大,規模產(chǎn)值在2010年就已經(jīng)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(cháng)期存在的
那些薄弱環(huán)節,包括先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機、高端汽車(chē)發(fā)動(dòng)機、高檔數控機床、高端醫療器械、計算機CPU等,無(wú)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(lái),“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(guān)鍵,倒不
在于“互聯(lián)網(wǎng)+”或是工業(yè)4.0,而是一點(diǎn)一滴、一步一步切實(shí)做到“贏(yíng)在制造精度”。
設計精度和管理精度 定制化、數字化生產(chǎn)是實(shí)現工業(yè)4.0或是智能制造的必經(jīng)之路,而這一過(guò)程更關(guān)注工業(yè)設計精度和管理精度的提升。簡(jiǎn)而言之,工業(yè)1.0、2.0、3.0時(shí)代,制造廠(chǎng)商無(wú)法低
成本地了解每一個(gè)客戶(hù)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(chǎn)品。工業(yè)3.0時(shí)代的規?;?、標準化和自動(dòng)化,帶來(lái)成本、效率的極大優(yōu)化,同時(shí)也導致當前全
球性的產(chǎn)能過(guò)剩和制造廠(chǎng)商之間的激烈競爭。工業(yè)4.0將促使制造商只生產(chǎn)客戶(hù)最想買(mǎi)的東西,產(chǎn)、供、銷(xiāo)整個(gè)鏈條都服從于這一宗旨,同時(shí),力求將各個(gè)環(huán)節的運營(yíng)成本控制在可接受的范圍
之內。 具體做法集中在前臺驅動(dòng)和后臺驅動(dòng)兩個(gè)方面:
前臺驅動(dòng)——積累客戶(hù)需求數據,提升“設計精度”建立基于互聯(lián)網(wǎng)的數據連接,追蹤不斷放大的個(gè)性化需求。人們越來(lái)越喜歡個(gè)性化的東西,而個(gè)性化的東西需求量沒(méi)有那么大,這就需要
工業(yè)企業(yè)能夠實(shí)現小批量的快速生產(chǎn),和多品種的定制化生產(chǎn)。而產(chǎn)品只是入口,產(chǎn)品銷(xiāo)售出去只是開(kāi)始,此后制造商需要跟客戶(hù)建立持久聯(lián)系,不斷積累客戶(hù)需求數據,尋求制造業(yè)價(jià)值鏈
的持久延伸。
后臺驅動(dòng)——彌合內部系統斷層,提升“管理精度”工業(yè)企業(yè)力求打通MES(制造執行系統)和ERP(管理信息系統),彌合內部系統斷層。ERP傾向于財務(wù)信息的管理,而MES傾向于生產(chǎn)過(guò)程
的控制。ERP主要用于連接客戶(hù),包括客戶(hù)需要生產(chǎn)多少產(chǎn)品、哪天下單、哪天要貨等;而MES主要負責監控和管理生產(chǎn)這些產(chǎn)品的每一個(gè)步驟和工序如何實(shí)現。要設法使ERP完全理解客戶(hù)的產(chǎn)
品設計,同時(shí)盡力消除制造環(huán)節的偏差事項,確保設計、制造、采購、客戶(hù)關(guān)系、品牌管理等各個(gè)系統的信息暢通。各方相互理解對方在干什么,干到哪一步了,即使出現問(wèn)題,也能盡早發(fā)
現、迅速修正。 客戶(hù)需求(數據)清晰以后,ERP給MES下達生產(chǎn)計劃指令,產(chǎn)品設計和生產(chǎn)管理都是在“確定性、精準度”很高的情況下有序進(jìn)行,避免外部與上游供應鏈、下游客戶(hù)的關(guān)系
不協(xié)調而產(chǎn)生的耗損和成本。 設計精度和管理精度的有效提升,是客戶(hù)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(lǐng)被圈外人追捧,卻被圈內人視同尋常的原因。 青島紅領(lǐng)
整座3000人的工廠(chǎng),相同的流水線(xiàn),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(xiàn)上實(shí)現了老裁縫鋪中60歲老師傅那種“個(gè)性化”精細制作。制版平臺上存儲了200
萬(wàn)個(gè)版型數據,有多達100萬(wàn)億種以上的款式組合。只要輸入客戶(hù)量體數據和個(gè)性化選擇,馬上就能設計出版樣……這樣的定制化、數字化生產(chǎn)形態(tài),在外行人看來(lái)是一大步,但相對制造業(yè)體
系基石的整體構建來(lái)說(shuō),這只是前進(jìn)路上的一小步。 其實(shí),傳統意義上的“制造精度”提升,才真是耗時(shí)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(jìn)智能制造,一定程度上也是在推進(jìn)機器換人??墒?,機器換人未必能帶來(lái)“制造精度”的可靠提升。推進(jìn)智能制
造,生產(chǎn)車(chē)間內不斷增加自動(dòng)化設備,并逐步減少人力。在“未來(lái)制造”的生產(chǎn)線(xiàn)上,“人”與“機器”的關(guān)系是否必然面臨重構? 以蘋(píng)果iPhone為例,如果開(kāi)發(fā)一條全自動(dòng)化的生產(chǎn)線(xiàn),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(shí)現量產(chǎn),普遍只在幾個(gè)月內。此時(shí),生產(chǎn)線(xiàn)上大部分的工作只有依靠人來(lái)完成,速度才會(huì )更快,并且保證可
靠的“制造精度”。 電子產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)的更新周期太短,付出很高的自動(dòng)化成本,但生產(chǎn)效率和制造精度并沒(méi)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(huì )用自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)完
成,而組裝環(huán)節也很少采用機械臂。 富士康曾計劃部署100萬(wàn)臺機器人,但很快取消相關(guān)計劃,原因是無(wú)法達到核心客戶(hù)所要求的制造精度。絕大多數手機、平板電腦等智能產(chǎn)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(wú)法精確組裝微小零部件。蘋(píng)果要求組裝零件時(shí)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(jīng)典名言:“執行力Execution(E)=速度Speed(S)+準度Accuracy(A)+精度Precision(P)。”郭臺銘認為,執行力是一種精準度。“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(shí),郭臺銘緊緊抓住“制造精度”的生命線(xiàn)。 制造雖易,精度不易。管理學(xué)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(zhuān)注自己的細分領(lǐng)域,在精度品質(zhì)和創(chuàng )新研發(fā)上不遺余力,擁有出色的產(chǎn)品和服
務(wù),并且在全球化的進(jìn)程中釋放出強勁競爭實(shí)力。 在德國,企業(yè)文化中總是把“精度品質(zhì)”置于至高地位,而追求“精度品質(zhì)”并不是要跟風(fēng)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(guān)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(guān)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(cháng)的工人慢悠悠手工進(jìn)行。
“精度品質(zhì)”源于有競爭力的流程 管理學(xué)家亨利·明茨伯格有過(guò)一段精彩論述:“過(guò)去30年,精英階層一直在大談特談我們生活在一個(gè)巨大變革的年代。事實(shí)并非如此。我們周?chē)^大多數事
物都與從前毫無(wú)二致。衣服的性質(zhì)、家具的材料、汽車(chē)、飛機,福特公司100年前就使用與現在相同的四輪內燃技術(shù),彗星飛機自1952年就開(kāi)始使用噴氣式技術(shù)。這個(gè)時(shí)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(shuō)這些東西發(fā)生了什么實(shí)質(zhì)變化,那么只有制造的精細程度在經(jīng)年累月持續提升。” 制
造精度的可靠提升,也不可能按規劃進(jìn)行,這需要組織上下所有人都認真、投入、持續地關(guān)注細節,亦即產(chǎn)品、服務(wù)、市場(chǎng)、原材料等具體細節。很多能夠明顯提升制造精度的關(guān)鍵工藝技術(shù)
,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(shí)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(gè)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(shù)工人,但是,有個(gè)比聰明的技術(shù)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(dòng),只有流程可以保證企業(yè)的長(cháng)治久安。流程可以幫助企業(yè)制定好的游戲規則,工藝技術(shù)、制造細節因而得以持續精益改進(jìn),制造精度得以持續可靠提升。 為何國產(chǎn)
汽車(chē)現在陷入15萬(wàn)元以下的怪圈,難道國產(chǎn)汽車(chē)做不到15萬(wàn)元以上的品質(zhì)嗎?現在,國產(chǎn)汽車(chē)的制造流水線(xiàn)設備都非常先進(jìn),流線(xiàn)型的產(chǎn)品設計師都可以設計出來(lái),但因為制造環(huán)節不能做到
圖紙規定的精度,只能修改設計進(jìn)行妥協(xié),最終產(chǎn)品價(jià)格和品質(zhì)也沒(méi)有底氣。 即使用最好的機器設備也未必能造出高精度品質(zhì)的產(chǎn)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(wèn)題,這都需要長(cháng)期的摸索。所以,吉利汽車(chē)要成立汽車(chē)大學(xué),先培養工匠,再逐步形成協(xié)同效應,最終建立一個(gè)真正有競爭力的流程。 日本豐田汽車(chē)跟美國同類(lèi)型的汽車(chē)(技術(shù)
、設計)幾乎是一樣的,而豐田汽車(chē)能在世界上銷(xiāo)量第一,原因是它比其他同類(lèi)型的汽車(chē)密封系數高1%,省油1%,噪聲小1%。1%是差多少,實(shí)在是沒(méi)差多少,但這就是距離,而且這個(gè)優(yōu)勢完
全是在制造過(guò)程中形成的。 制造業(yè)向來(lái)很推崇“豐田生產(chǎn)方式”,而現代信息技術(shù)已經(jīng)使準時(shí)生產(chǎn)(just in time)不難實(shí)現,高度自動(dòng)化、信息化、集成化的制造設備也為均衡生產(chǎn)、工序
中保證質(zhì)量提供了條件和支持。但是,與人相關(guān)的基于“活的隱性知識”的管理方法、思路,才是實(shí)現“豐田精度”的根本所在。 “豐田制造”的精度品質(zhì),源于流程制度上的精益求精,工
人作業(yè)動(dòng)作分解的細致以及動(dòng)作的節約,工藝的不斷改進(jìn),生產(chǎn)節拍和周期的盡可能縮短,工人操作的熟練程度,對細節改善的熱衷,以及傳承、保持“持續改善”功能的組織文化機制,推
動(dòng)豐田汽車(chē)在制造環(huán)節上的不斷精進(jìn)。 汽車(chē)是成熟的工業(yè)產(chǎn)品,它的技術(shù)可改進(jìn)的空間已經(jīng)不是那么大了,它是很傳統的一個(gè)產(chǎn)業(yè)。而“豐田精度”帶來(lái)的優(yōu)勢在于,同樣的產(chǎn)品由豐田來(lái)制
造就更省錢(qián),質(zhì)量也會(huì )更高,這跟技術(shù)沒(méi)有太大關(guān)系,而是因為豐田能夠把一個(gè)流程改造得極端精細。
“縫隙市場(chǎng)”考驗精度實(shí)力 工業(yè)企業(yè)的利潤源頭大致分為兩類(lèi):一是源于市場(chǎng)機會(huì ),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(chǎng)機會(huì )帶來(lái)的利潤,也是短命的,
反而會(huì )掩蓋精度缺失造成的長(cháng)期問(wèn)題。 專(zhuān)注,才能催生精度品質(zhì)。在德國、瑞士、日本等工業(yè)強國,很多企業(yè)可以對一件產(chǎn)品、一個(gè)零部件保持上百年的專(zhuān)注,以求深度掌握技術(shù)訣竅和制造
工藝,將產(chǎn)品做得極端精細。品質(zhì)更好,成本也能更低。專(zhuān)注于技術(shù)細節,埋頭做好產(chǎn)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(zhuān)注,但并不表示專(zhuān)注攻關(guān)就
一定能產(chǎn)生“精度效益”。很多制造環(huán)節的精度提升,往往源于專(zhuān)注、精細帶來(lái)的意外突破。 專(zhuān)注于塑料鏡頭鏡片研發(fā)制造的大立光電,深刻領(lǐng)悟“精度即實(shí)力”。每一臺蘋(píng)果iPhone的攝像
頭都是由多達5個(gè)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(píng)果的兩倍。中國內地有很多為蘋(píng)果供應零部件的公司,有的直供,有的是分包商,但沒(méi)有任何一家能達
到大立光電的規模和盈利能力,實(shí)際上,沒(méi)幾家公司能實(shí)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(wù)實(shí)的生存方式
,不在大市場(chǎng)去制造一些很一般的產(chǎn)品,而是在“縫隙市場(chǎng)”中投入自己擁有的獨特技術(shù),制造那些其他企業(yè)絕對趕超不上的產(chǎn)品。專(zhuān)注于一個(gè)小的領(lǐng)域,爭取在這個(gè)領(lǐng)域做到最強。大立光
電給手機攝像頭制造的光學(xué)品質(zhì)塑料鏡頭在價(jià)格和性能方面都沒(méi)有對手。所有高端手機——不論是iPhone還是售價(jià)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(wú)法進(jìn)行“逆向工程”——無(wú)法僅憑購買(mǎi)一臺機器,投入一些塑料顆粒,就生產(chǎn)出完美的球面、輕量化的1600萬(wàn)像素的鏡頭。 大立光電在塑料鏡頭行業(yè)已經(jīng)有20年
經(jīng)驗,作為全球獲利能力最強的蘋(píng)果零組件供應商,其“精度實(shí)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(zhuān)注,往往能在自發(fā)性、偶然性中產(chǎn)生很多技術(shù)訣竅和秘方。
大立光電的生產(chǎn)總部如同一個(gè)巨大的黑箱,無(wú)人能一探究竟。因為大立光電要杜絕客戶(hù)泄露口風(fēng)給其他同業(yè)的可能性,很多時(shí)候制造精度高、良率高的訣竅,常常只是那一點(diǎn)小秘方,被學(xué)走
就沒(méi)有了。 國內一些企業(yè)傾向基于“互聯(lián)網(wǎng)思維”,構建五花八門(mén)的“生態(tài)圈”,而且非常高調浮夸。大立光電則是基于“精度實(shí)力”扼守產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節,低調務(wù)實(shí)地協(xié)助創(chuàng )建一個(gè)更大的
網(wǎng)絡(luò ),包括供應商、客戶(hù)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(lái)越多的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設備采用。
贏(yíng)在精度,一切捷徑都是彎路 當下,“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)上升成為國家戰略,甚至有企業(yè)家認為“未來(lái)一切制造業(yè)都是物聯(lián)網(wǎng)或者人工智能”。不過(guò),就單個(gè)企業(yè)而言,邁向工業(yè)4.0,精益生產(chǎn)
和IE(工業(yè)工程)是繞不開(kāi)的一道坎。 即使是小小的一個(gè)圓珠筆頭,也是對制造環(huán)節“精度實(shí)力”的一大考驗。制造一個(gè)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(zhù)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(píng)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,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(lài)臺積電的工藝制程,否則很難找到可替代的精度品質(zhì)。要找到先進(jìn)制程技術(shù)的捷徑
,方式有很多種,可以用買(mǎi)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“精度戰爭”中
貫徹“四連擊模式”,即小步快跑驅動(dòng)制程精度的持續可靠提升。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(jīng)與三星不分軒輊,第
三代的16FFC就通吃了iPhone 7處理器訂單。而后續推出的第四代幾乎進(jìn)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(jià)不高,連續流失市場(chǎng)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(diǎn):美國、德國企業(yè)關(guān)注智能制造或者工業(yè)4.0,更強調一種“面的優(yōu)勢”,強調戰略思維和邏輯,側重點(diǎn)是資源整合能力和規則制
定能力,這其實(shí)是系統化思維加上商業(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(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,即一種“線(xiàn)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(zhù)可以隨時(shí)跟進(jìn)市場(chǎng)變化,組合出新的產(chǎn)品的技術(shù)能力。垂直產(chǎn)業(yè)鏈整合優(yōu)勢打通設計和制造多個(gè)環(huán)節,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(jìn)。 而日本企業(yè)瞄準精細
制造,更關(guān)注一種“點(diǎn)的優(yōu)勢”。目前,日本在制造業(yè)規模上是沒(méi)有增長(cháng)了,但結構正變得更專(zhuān)注、更精細。 中國工業(yè)企業(yè)基于后發(fā)優(yōu)勢,繞過(guò)很多歐美日韓企業(yè)所走過(guò)的彎路,但同時(shí)也需
要注重點(diǎn)、線(xiàn)、面均衡發(fā)展。尤其“精度可靠的制造環(huán)節”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(chǎn)業(yè)競爭力也難以真正沖擊世界一流。