精益生产:从差不多主义到完美主义

复旦《管理视野》·2025年09月24日 11:19
准时化和“自働化”

如果要找一个能够透视汽车工业发展历程的窗口,美国加州的弗里蒙特工厂是一个不错的选择。

20世纪60-80年代,该工厂隶属于通用汽车。起初,通用汽车正值巅峰,在大规模生产的助力下,美国销售的每两辆汽车中,就有一辆来自通用汽车。

到了80年代,通用汽车在太平洋沿岸的市场份额下滑,工厂的工作日益减少。1984年,通用和丰田汽车成立了合资公司新联合汽车制造公司(NUMMI),关闭了两年的弗里蒙特工厂经过丰田的改造后再次全速运转,在随后的25年中生产出800万辆高质量汽车,从瑕疵率看,其产品质量居全美前列。

弗里蒙特工厂能够“死而复生”,从丰田公司移植的精益生产方式起到了关键作用。

2010年,特斯拉将弗里蒙特工厂收入麾下,在这里产出了全球第一台Model S,汽车制造的“后精益制造”时代再次由此开启。

弗里蒙特工厂的命运浓缩了三代汽车工厂的起伏,从手工艺生产走向大规模生产,最终进入一个融合两者优势的精益时代,《经济学人》称之为“自20世纪初亨利·福特全面推动大规模生产以来发生的最根本性变革”。

精益生产的核心是将手工艺生产的灵活性和高质量与大规模生产的低成本相结合。回到今天,当降本增效成为制造业的主线任务,这种已经成为经典的生产方式被寄托了新的期待。

准时化和“自働化”

在回溯精益生产的起源时,我们通常会把锚点放在1937年,也就是丰田喜一郎成立“丰田汽车工业株式会社”的那一年。当美国汽车制造已经广泛应用流水线模式的时候,刚刚成立的丰田汽车还在用手工生产方式生产军用货车。

二战后,日本急于发展自己的汽车产业,却缺乏劳动力和资金,无法复制欧美大规模批量生产的方式。日本政府也曾考虑过将国内汽车公司合并为两个或者三个巨头,分工生产不同大小的汽车,以此达到大批量生产,但包括丰田在内的一众日本汽车公司都拒绝了这一方案。

站在上帝视角看,如果这个计划得以实现,日本汽车行业或许会迎来与韩国汽车行业相似的命运:生产技术上没有创新突破,国内市场规模有限,失去廉价劳动力优势后必然在全球范围内的竞争中逐渐落后。

两者命运的分岔点就是从精益开始的。

早在创立丰田之初,丰田喜一郎就提出了准时化(Just In Time,JIT)生产的初步构想。他认为,丰田应当追求“恰到好处”的制造,最重要的是避免为既定的生产计划投入多余的劳动力和时间:不浪费,不过剩;在零部件移动和循环的过程中不出现“等待”现象;“Just In Time”地让各零部件到位。这是提高效率的第一要义。

这个想法后来由丰田首席生产工程师大野耐一落实成为一套完整可行的生产方式。

大野耐一在二战后多次访问底特律,并整日扎根生产现场,仔细观察每一个生产环节,找出了大量被忽视的浪费现象,像过量生产、等待时间过长、运输路线不合理、库存积压等。通过一系列实验,大野耐一重新设计了汽车生产过程中的各道工序,涉及总装厂、供应链、产品设计、客户关系等环节,形成了所谓的丰田生产方式。

制造一辆传统汽车,需要1万多种独立零件,组装成100个左右的主要部件——发动机、变速箱、转向器、悬挂系统,等等。在大批量生产模式下,汽车厂负责设计大部分零部件,并将图纸交给供应商,供应商只需要按照图纸生产交货。这样一来,汽车厂掌控着整条供应链,供应商既缺乏对市场的了解和灵活性,也没有改善和创新的动力。

丰田公司构建起了一条新的供应链条,把供应商按职能组成不同的级别,赋予不同的责任。其中,一级供应商负责供应汽车上的主要部件,也会参与到新产品的设计开发中。

供应商拿到的不再是一张图纸,而是一个需求。例如,总装厂向一级供应商提出要订购一套40美元的制动系统,能够使一辆约1吨的汽车在60米内连续10次从100公里/小时减速到停止,而刹车不能产生热衰退。供应商需要自己设计制作出一套符合需求的刹车系统,如果通过交货实验,就能拿到订单。一级供应商又需要在其下组织起二级供应商,制作特定的零部件。二级供应商又从三级供应商那里获得上游产品,以此类推。

这样一来,汽车公司需要的供应商数量大大减少。比如说座椅,实行精益生产后的汽车公司只需要一家座椅供应商,但大批量生产的公司却还周旋于25家生产座椅零部件的供应商之中。与此同时,一个供应商也可以和多个汽车厂合作。

这种以需求为导向的“拉动式”生产是精益逻辑的体现。大野耐一的灵感来自美国的超市:商品都被陈列在货架上,当某种商品库存减少,超市就会及时补货,供应商则根据商品的消耗情况制定生产计划。

在需要的时间、按需生产的品种和数量,精准地制造出所需产品。这就是著名的“准时生产”系统,在丰田公司被称为“看板生产”(Kanban)。大野耐一把所有供应商和零部件工厂组装成了一台庞大又环环相扣的流水线机器,解决了过去各个供应商各自按照事先制定的计划生产而导致库存堆积或不足的情况。

精益生产另一个具有颠覆性的举措是将工厂的关注点从机器转移到人身上。这种思维模式的改变系在新联合汽车制造公司给弗里蒙特工厂安装的一根安灯线上。

安灯线是一条细细的尼龙绳,挂在汽车装配线上的钩子上,装配线上的工人如果发现任何问题,只要拉一下这根线,生产线就会停下,红灯亮起,团队负责人会马上赶到。直到问题解决后,生产线才会重新启动。

在福特时代的汽车工厂里,这种情况是绝不允许出现的,即使是存在问题的零部件也会被带入下一道工序,直到最终被送入返工区才能够解决。一名弗里蒙特工厂的老工人说:“在通用,停线是罪。”在大批量生产的工厂里,有近四分之一的厂房和工时是用于返工的。

大野耐一却认为,为了保持生产线不停顿而允许错误传递只会导致错误倍增,不如把识别和解决问题的义务交给生产工人,尽快找出解决方案,杜绝此类错误再次发生。最开始,生产线的确一直被打断,但当问题一个个被发现并解决后,生产线的产出率(指一定时间内生产线实际生产的数量与理论最大生产数量之间的比率)稳步上升,出产汽车的质量也不断提高,彻底消除了返工的工作。

图1 1957年 丰田汽车销售美国公司在加利福尼亚州好莱坞成立

这背后是大野耐一的一个深刻洞察:工人和机器一样是公司的固定成本,但机器会贬值甚至报废,而人的知识、经验和精力却可以让企业获利。

丰田公司发明了“自働化”(jidoka)一词,简言之就是“人性化的自动化”。与完全交给机器的自动化流程不同,自働化更强调人与机器的配合,一个最明显的差异就是在机器上添加自动检测功能,一旦发生故障或者检测问题,机器会自动停止并报警,这时就需要人的介入进行纠正。

在自働化的生产流程中,人机互动是核心。机器可以发现问题,但不能解决问题。因此,在精益生产体系下,人不仅需要具有操作机器的能力,还要具备发现并解决问题的能力。人从流水线上的执行者转变成一个具有能动性的监督者。

准时化和自働化是精益生产的两个支柱,它们共同的目标是通过持续改进消除一切非增值活动,以更少的资源投入实现了更高的产出效率,给全球制造业提供了新的思路。

差不多主义和完美主义

20世纪60年代,丰田公司已经全面制定出精益生产的原则,日本的其他汽车公司也采用了大部分原则。从那以后,日本汽车在世界汽车总产量中的份额逐年上升,成功闯入了欧美车企占主导地位的国际市场,改变了汽车产业的竞争格局。

不过当时,世界还不认识精益,他们暂时把这套崭新的生产流程称为丰田生产方式(Toyota Production System ,TPS)。

与此同时,学界也开始注意到制造业的创新。美国麻省理工学院的一批学者从1979年开始对以丰田为代表的日本汽车企业与欧美汽车企业的对比研究,出版了《改变世界的机器》这本书。

其中一位学者,也是新联合汽车制造公司雇用的第一位美国工程师约翰·克拉夫奇克给这种生产方式起名为“精益”(lean),因为它比过去人们熟知的工厂“精”得多:人员只需要一半,生产空间只需要一半,工业设备投资只需要一半,开发新产品的设计工时和设计周期都只需一半。它还要求现场只保留远少于一半的库存。

到了1990年,《改变世界的机器》出版时,丰田向世界各地客户提供的产品已经和通用汽车一样多,公司的规模却只有通用的一半。那一年,丰田的销售额只是通用的一半,是福特的2/3。2007年这本书再版时,丰田公司的汽车销量已经超过了福特,并紧追通用汽车。

和大批量生产在欧洲曾遭遇抵制一样,精益生产从日本向外扩散的过程中也经历了一段痛苦的过程。 “西方国家公司似乎没能从它们的日本竞争对手身上学习到什么。相反,它们把精力耗在建立贸易壁垒和其他竞争阻碍上,我们认为这只会耽误了解决真正的问题。”这成为学者们深入研究丰田模式的驱动力:与其故步自封,不如研究和理解行业变化的根本驱动力,改善应对变化的决策流程。

我们可以通过一个案例更直观地看到手工艺生产、大批量生产和精益生产的区别。

汽车的车身由钢板冲压出的约300个金属零部件焊接而成。小型手工制造商,如阿斯顿马丁,通常需要工人先从金属板材上切下板坯,然后用手在一个模子上将这些板坯敲打成型。

像通用这样大规模生产的制造商则从一大卷薄板开始着手,用自动化的冲床生产出比最终成品稍微大一点的板坯,然后将板坯放入大型冲床的上下冲模中。当这些冲模被数千磅的压力压到一起,板坯就变成了立体形状。经过一系列的冲压之后,汽车的前挡板或车门就成型了。这样的生产线每年可以产出上百万特定零部件。

当然冲模是可以更换的,同一种生产线可以生产多种零部件。但每个冲模重达数吨,工人必须把冲模绝对精确地匹配到冲床中,稍微没对准,零部件就会有皱痕。每一次更换都需要耗费一整天时间。

换模的时间是精益生产中改善的主要内容。大野耐一开发了一套简单的的换模技术,利用滚轴来移动冲模,这项易于操作的新技术使得生产工人也能完成换模工作。到了20世纪50年代后期,他已将换模时间从一天缩短为3分钟,且不需要换模专家。更重要的是,在汽车组装前只制造出少量的零部件,可以及早发现冲压过程中的质量问题,减少不良零部件的数量。

这种方式对应着当时制造业的一个困境。

流水线的模式能让不熟练或半熟练的工人在机器的帮助下大批量地炮制标准产品。由于这些机器的成本非常高,并且抗中断能力差,工厂只能用冗余来缓冲风险——额外的供应、额外的员工和额外的空间。而且因为生产新产品需要投入一大笔新的成本,工厂更希望尽可能久地保留标准设计。久而久之,流水线变成了单调又无聊的代名词。

精益的核心是调动每一个环节的能动性,集合所有人的知识、技术和经验,而不是把他们禁锢在重复固定的动作中。总装厂里的工人不仅要完成组装工序,还肩负着清理、维修和质检等基础工作;供应商拿到的是需求而不是图纸,他们成为新产品开发团队中不可缺少的一分子;经销商也和工厂紧密配合,主动销售符合工厂生产能力的产品。

大批量生产和精益生产的最大差别可以笼统地概括为:差不多主义和完美主义。大批量生产允许存在一定数量的不良品、接受一定水平的库存以及种类不多的标准化产品,企业理所当然地接受并满足于“差不多”。一旦想要做得更好,就会超过预算和现有人员的能力范围。

精益生产则不断追求更低的成本、更高的质量和更丰富的品种,但没有谁能达到“最”,只能无限向完美靠近。

图2 1992年 丰田供应商支持中心 (TSSC) 成立于丰田汽车北美服务公司 (TMCS) 内,旨在分享丰田生产系统 (TPS) 知识

精益求精

精益给出了一套追求完美的方法论,但无法设定实现完美的标准。企业依然在不断追求更低的成本、更高的质量。

即便是精益的这套方法论也不是完美的。在精益的世界里,多余的库存就等于资源浪费。为了消除冗余,它假设供应链始终在线、始终可用、始终响应。但新冠疫情的出现提醒我们,这种假设并不总是成立的。一旦有工厂停摆,“即时生产”库存模式很快就会被打乱,绷紧的供应链显得天真又脆弱。

但这并不意味着精益生产本身不再有效。丰田用精益的方式回应了战后日本节约资源和多样化产品的需求,当内外部环境发生变化,精益的具体形态也需要调整。如何在精益生产中提高供应链韧性是新环境中的新课题。

就目前中国制造业企业的实际情况来讲,最大困扰并不来自设备、资金、材料、技术、人才等经营资源本身;而是如何使这些经营资源能够最有效地发挥作用的“生产方式”“组织能力”“管理方法”。

不存在一本关于精益生产的"万能指导手册",每个公司都有自己的一套配置“人、机器、工序、产品、资源”的方式。精益的原则不变,可它的运用方式千变万化。精益生产更像是一种思维方式,但具体到企业的策略,永远都是不确定的、需要不断去探索和完善的艺术。

特斯拉的出现提供了新一代的精益思路。例如,驰名业内的一体化压铸技术彻底颠覆了传统的分散零部件制造和组装方式,将多个零部件合并为一个整体,进一步减少组装过程中的工序和时间,提高生产效率。

为了降低生产过程的复杂性,特斯拉拆除了不必要的传送带。传送带曾经构成了流水线生产模式的框架,但在实际操作中,传送带的物料运输速度有时会超过生产线速度,最终会造成制品的堆积,耗费更多资源。减少冗余,移除不增值的部分,这也和精益的思维模式相契合。

当工厂走向数字化、智能化,精益生产还将解锁更多的可能性。马斯克曾说:“工厂不是人们眼中无聊的地方,而是制造机器的机器,你需要用设计集成系统的方式去设计工厂。”

汽车工业之所以可以荣升为“现代工业皇冠上的明珠”,就是因为这台机器足够庞大,也足够复杂,浓缩了制造业的纷繁复杂又环环相扣的基本运转模式。从某种程度上说,它支配着一个时代。正如《改变世界的机器》中所说:“我们如何生产东西不仅支配着我们如何工作,而且支配着我们购买什么,我们如何思考以及我们如何生活”。

科学管理、福特主义、精益生产,每种模式都与当时主导的经济和技术范式相适应。福特和通用开创的大批量生产帮助美国在很长一段时间内统领全球经济,精益生产又将日本托到了工业竞争中的领先地位。

而目前,第四次工业革命似乎还没有迎来与其相适应的颠覆性组织模式。当全球制造业在中国聚集,一套新的管理理论或许正待孵化,一个新时代的剪影正在生成。

《管理视野》第42期封面专题“从工厂启程”就试图揭开这样一个话题:中国工厂的未来管理模式可能是什么样的?

它可能融合了东方的集体智慧与西方的科学方法,强调系统优化与快速迭代,并在人机共存的环境中重塑劳动关系和组织效能。我们期待从中国工厂里最鲜活的实践经验中总结新生的管理需求,抓住一些关于未来管理的线索。

本文来自微信公众号“复旦商业知识”(ID:BKfudan),作者:肖恩,36氪经授权发布。

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