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航空航天等高离散行业如何降低生产组织的难度
作者:钮黔 来源:北大纵横 时间:2021-11-27 浏览:92 点赞:0次

我们知道,在高度离散的行业,比如航空、航天、船舶、汽车、装备以及大型机械等,由于产品的零部件数量达到成千上万种,给生产组织带来极大的挑战。难怪通用汽车前副总裁Bo Anderson说过:“通用汽车公司的采购有三个挑战:复杂度,复杂度,还是复杂度。通用在全球采购的零部件达16万种,这也意味着每天出问题的机会有16万个。而要生产线停顿下来,缺一种零件就够了。”

我用一个数学公式可以准确地表达这些复杂的离散行业的生产组织难度:
生产组织难度 = 零部件数量 x 加工工艺数量 x 装配测试工艺数量
假设某个产品的零部件数量是100个,平均每个零部件的加工工序是20个,装配工序是100个(假设每个零部件装配是一道工序),那么其生产组织的难度等于200000。但如果像一辆汽车、飞机的零部件数量达到上万种,如一架波音747需要近600万个零部件,假设每个零部件平均的加工工序仍然是20个,装配工序是600万个,那么其难度将提升36万万倍,呈几何级数上升。如果我们不想办法降低生产组织难度,恐怕十年也生产不出一架飞机。
生产组织难度的降低最主要有以下四种方式:

01

产品分层分级:模块化、系统化、平台化

产品分层分级后,呈结构化特征,离散性得到有效降低,由原来的零部件单一层级变为零部件、模块(即组件)、系统、平台四大部分。在不同的企业中,系统与平台不一定包含在产品架构中,但是模块一定得有,否则根本无法组织生产。

模块化的特征是可以将不同功能划分为离散的可扩展和可重复使用的模块,严格使用定义明确的模块化接口,以及使用接口的行业标准。模块化将组成同一功能的零部件集成在一起,变为一个整体,如电脑的电源模块、存储模块等,这样一来,产品就不是由一个个非常离散的零部件组成,而是由一个个模块组成,离散的数量级得到大幅降低。
模块化包括模块化设计、模块化采购以及模块化装配,所以我们可以看到,手机、电脑的装配线几乎只有模块,没有零部件,汽车、飞机产品的总装线除了模块之外,还有系统或者总成级产品,如汽车的动力总成,包括发动机,变速箱,驱动轴,差速器,离合器等。杰出的企业进一步形成了产品平台,如丰田的TNGA架构,其核心是统一平台以及通用零部件,实现各车型共享,通过这项模块化平台,丰田可以更简单、便宜以及快速地进行研发和生产,据Kato预测,光是在研发方面就可以降低至少20%的成本。由于重复利用成熟的模块和零部件,而不是重新设计,质量也将更加可靠。

02

组织模式的分层分级:逐级拉动

对于汽车、飞机这样的复杂工业品,需要全球化的分工协作才能完成,所以会形成如下的分层分级的供应链架构,包括一级供应商、二级供应商、三级供应商等,逐级管理和拉动信息流物流,以此降低供应链和生产的复杂性。 

如果不是分级管控,一家汽车主机厂要直接管理三级供应商的话,光是供应商数量都会有七千家以上,他需要多少人力来管理?而现在分级管控后,主机厂只需要管理一百多家一级供应商就可以了,供应链中每家企业直接管理的供应商数量被控制在一百家左右,生产组织难度大大降低。目前,汽车行业已经形成非常清晰的供应链架构,所以产品交付和质量都能得到保障。而对于我国的航空航天等领域来说,由于起步时间晚、发展快,还没有形成清晰的供应链层级架构,采购外协管理的直接供应商数量过多,导致生产组织的难度极大,交付及时率和质量无法保证。

03

生产的精益单元线

生产的精益单元线主要解决工艺数量的生产组织难度问题。在传统生产方式下,生产布局按照功能来布置,如车床集中在一块,铣床集中在一块,每个工序都被断开,单工序加工作业,每个工序都有大量的在制品,生产组织是批量排队模式,生产周期长,在制品多,重复搬运找料生产效率低。

精益单元线按照工艺流程来布局设备,将工艺流程断点减少,形成连续一个流作业,也就是模块化生产单元,比如我们看到的家电、汽车的生产线就是这种方式,一条生产线可能有50道工序,相当于减少了50个离散点,生产组织的难度得到有效降低,并且缩短了生产周期,几乎没有在制品,减少重复搬运,稳定的节拍生产下效率更加高效。
但是精益单元线的难度在于产线平衡以及流程的稳定性,准时化生产需要建立在稳定的品质、可靠的物料供应以及运转良好的设备基础之上。对于非标行业,还有一个因素至关重要,就是工艺的标准化程度,如果这些做不到,精益单元线的效果就会大打折扣。
精益单元线还有一个好处,就是可以有效曝光问题,将品质问题、缺料问题、设备故障等及时曝光出来,督促管理层改进。之前我们帮助一家企业建立精益单元线后,运行初期磕磕碰碰,各种问题如品质不良、物料不齐等层出不穷,管理层刚开始认为这是精益单元线导致的,但实际上这些问题早已存在,只不过被库存和混乱的生产现场掩盖了,当他们认识到这点后开始着手改进,精益单元线的威力才爆发出来。

04

信息化和数字化

最后当然是信息化和数字化,以我们熟悉的消费领域来说,电商平台如京东、美团、滴滴每秒处理上万笔订单交易,如果没有数字化平台,很难想象如何实现。

但信息化和数字化也不是万能的,如果你没有做好我前面提到的这三个部分:产品分层分级、组织模式的分层分级以及生产的精益单元线,再牛逼的数字化解决方案也是徒劳,天文数字的离散数量需要多少传感器、物联网硬件软件投入?这么大的数字化投资砸下去可能水花都不溅起来一点。
所以,我建议把信息化和数字化放在最后来实施。前三个部分先实施还有一个好处就是不需要什么投资,只是优化一下流程和组织模式就可以获得很大的收益,你为什么不去尝试一下呢?产品分层分级之后你可以借助数字化工具如PLM/PDM去支撑模块化的实现,组织模式的分层分级之后可以借助数字化工具如ERP/CRM去支撑供应链的高效,生产的精益单元线建立之后可以借助数字化工具如MES/APS去支撑生产的可视化和高度灵活性。
那么现在,你有信心应对史上最复杂的航空航天等高离散行业的生产组织了吗?以上四个部分是一个复杂体系,不要想一口吃个大胖子,你需要系统规划,分步实施,坚持下去你就能看到明显的效果!
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