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制造嬗变进行时,大规模定制加速到来

2021-04-08 10:08
陈述根本
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文/陈根

人类文明的发展离不开制造技术的进步。随着制造技术的不断革新,人类的工作、生活水平才得以不断提高。与此同时,任何制造系统都包含两个尺度,即制造技术系统和伴随制造技术系统的制造模式系统。

制造技术系统是制造技术的集合,推动着生产力不断向前发展,而制造模式系统则影响着技术投入的种类、转换过程的性质和系统的产出。制造模式系统决定着技术利用的有效性和效率,如果简单地试图使技术系统最优化,则可能使社会制造的总效能降低。

当前,以物联网和大数据为代表的信息技术、以绿色能源为代表的新能源技术、以3D打印技术为代表的数字化智能制造等技术系统正协同创新,将柔性化、智能化、敏捷化、精益化、全球化和人性化融为一体,改变着制造业的生产模式和全球经济系统,引领人们的生活走向智能化时代。

在制造技术嬗变的基础上,理解制造模式的嬗变,将为我们带来重塑物理世界的新契机。

陈根:制造嬗变进行时,大规模定制加速到来

从单件小批制造到大规模生产

制造模式是制造业为了提高产品质量、市场竞争力、生产规模和生产速度,以完成特定的生产任务而采取的一种有效的生产方式和生产组织形式。从制造业的发展进程来看,不同社会发展时期决定了不同的制造思想、生产组织方式和管理理念,它们相互作用、共同决定了特定时期的制造模式。

单件小批制造是工业生产发展的起点。单件小批制造范式的是生产完全按照不同客户的个性化要求进行,技术工人使用通用机械,每次生产只能完成一件或几件非标准化的产品。产品质量主要依赖手工匠的技艺,也使得其成本较高、生产批量小,零部件的质量可控性和兼容性比较差。

19世纪末期,这种制造范式的应用范围和技术复杂度达到顶峰。彼时,欧洲和美国大量的马车生产商开始转向汽车的生产。然而,由于零部件的生产高度依赖于工匠个人的技能,因此汽车零部件的生产、车体制造和组装都大量分散在配备了通用机床的手工作坊中。

在这种制造范式下,厂商的基本商业模式是:首先,提供拟向客户提供的汽车设计概念,客户选择设计概念后与厂商签订订单;随后,厂商根据设计概念和客户要求进行详细的产品设计;最后,根据产品设计生产并提供产品。销售、设计和生产的各个环节的高度个性化,使得手工生产的产量非常有限。到19世纪末期,整个欧洲每年的汽车产量也仅有约1000台。

大规模生产是推进工业社会发展最重要的加速器之一,它伴随着“第一次工业革命”的成果不断普及。因此,以专业化机械、可更换零部件、组织化的工厂、科学管理的工序为特点的批量生产方式也日益普及,成为了第二次工业革命的重要特点。

大规模生产的专业化和标准化,不仅充分利用了生产的规模经济,从而显著降低了生产成本,同时也大大提高了产品的精度。大规模生产的强大经济生命力在于,它通过降低生产成本扩大了市场需求,扩大了的市场需求反过来又为大规模生产提供了更大的空间,从而形成市场需求和生产规模相互增强的机制。

“大规模、少品种”是大规模生产方式的重要特点。比如,在福特推出流水线生产方式后的13年里,其产量迅速由4万辆增长到200万辆。截至1955年,通用、福特和克莱斯勒的仅6款车型的产量就占到了全美汽车销量的80%。由此可见,大规模生产大大提高了劳动生产率。

通过用流水线替代过去的并行生产方式,福特公司将平均单个工人花在一辆车上的直接劳动时间由9小时降到了2.3分钟。从福特的T型车流水线出现直到20世纪80年代,大规模生产都是主导的工业生产方式。

与单件制造生产方式不同,大规模制造范式下的商业模式具有典型的生产驱动特征,即企业首先设计出可以通过大规模生产方式制造出来的产品,假定所有生产的产品都有市场,最后将产品尽可能销售给顾客。由于大规模生产提高了生产的规模经济性以及工作标准化带来的管理的规模经济性,工业社会开始步入大企业主导的时代。

陈根:制造嬗变进行时,大规模定制加速到来


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