经济管理——生产系统结构与战略

第一节 生产系统结构

一、生产线布置的基本形式

• 解决的问题：
  • 生产系统的结构形式问题
• 首要目标
  • 厂房、设备、工作地、物流等的配置及供应达到最佳安排
  • 物料流动最快
  • 费用最小
  • 搬运量最少
  • 搬运时间最短
• 次要目标
  • 操作者、管理者获得以下方面的满足感：
    • 操作
    • 安全
    • 生理
    • 心理
• 基本布置分类：
  • 工艺式
  • 对象式
  • 固定式

（一）工艺式布置

• 定义：

  • 按照生产工艺性质来布置车间、工段或小组，同种类型的工艺设备集中在一起。

• 优点：

  • 易于充分利用生产设备，比较灵活，能适应不同品种的产品，适合小批量生产；

• 缺点：

  • 搬运路线长，搬运量大；在制品多，管理复杂，不适合大批量生产

（二）对象式布置

• 定义：

  • 又称产品式布置，将生产某种产品的设备集中在一起形成生产线，不同生产线的工艺过程封闭，不用跨其它生产线就能独立产出产品。

• 优点：

  • 物流运输少，缩短生产周期，简化管理

• 缺点：

  • 产品改变时，难以快速变化，不适合多品种小批量生产。

（三）固定式布置

• 定义：
  • 在固定位置投入材料、设备、劳动力后，通过生产过程转换就输出成品。
• 举例：
  • 大型设备的制造，如水压机等冲压设备的制造
  • 大型航空航天产品的装配
  • 大型轮船制造

（四）成组布置

• 定义：

  • 成组布置（group technology layout，GT）介于工艺式和对象式布置之间。
  • 基于成组技术和零件族概念，把使用频率高的机器集合成组。

• 目的：

  • 对单件小批生产进行组织，提高设备利用率、减少物流时间，以达到大批量生产的效果。

• 优点：

  • 高效和柔性，可用于品种数、批量数中等，或品种较多但批量较少的产品生产

注：柔性

• 指快速、低成本地从提供一种产品或服务转换为提供另一种产品或服务的能力。
• 简单理解的话，比如可以生产的零件种类数就是一种柔性的体现

二、制造系统集成

（一）单元制造

• 定义：

  • 又称柔性制造单元（Flexible Manufacturing Center，FMC），是把完成一组相似零件的所有或极大部分加工工序的多种机床组成机床群，操作工人是多面手，以此为一单元，再在其周围配置其他必要设备。
  • 注

• 优点：

  • 单元制造环境下，工人能同时操作不同种类设备，移动距离短，同一制造单元能加工的产品种类比流水线更多

• 要求：

  • 单元制造是JIT生产/精益生产的重要模块，需要企业具有高素质、操作过多种设备的工人队伍，对员工能力要求较高

（二）柔性制造系统

• 定义：

  • 柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS），是从单元布置的基础上进一步发展而成的。
  • 在相似零件组的加工工序相同时，利用传送带或梁性搬运装置、工业机器人将基本机器群连结起来并保持一定柔性。

• 与单元制造

  • 单元制造集成了某一组相似零件的制造，而柔性制造系统集成了多个相似零件组，集成度更高。

• “柔性制造系统”可能比多个制造单元组成的系统柔性更差

  • FMS对产品族做了进一步的定置与整合，提高了制造效率，但生产的零件种类数（柔性）可能下降了。

• 产品种类柔性比较：

  • Job Shop（单件小批） > 单元生产 > FMS > 专门加工设备 > 自动化生产线
  • 他们的生产效率则刚好相反

（三）计算机集成制造系统

计算机集成制造

• 定义：
  • 借助计算机软硬件，综合运用现代管理、制造、信息、自动化、系统工程技术，将企业生产全部过程中有关人、技术、管理三要素及其信息流与物流有机集成并优化运行，以实现产品高质、低耗、上市快，从而使企业赢得市场竞争。

计算机集成制造系统（computer integrated manufacturing system，CIMS）

• 定义：
  • 实现上述目标的制造系统
• 子系统：
  • 管理信息分系统：MIS
  • 技术信息分系统：CAD、CAPP、NCP等
  • 制造自动化分系统：CAM
  • 计算机辅助质量管理分系统：CAQ
• 实现：
  • 订单-设计-工艺-计划-制造-装配-运输
• 然而在现实中，并没有哪个生产系统达到了完美的CIMS水平😅。

三、生产管理方式与客户定制分离点

（一）生产管理方式

备货型生产（make-to-stock,MTS）

• 定义：

  • 根据需求预测，生产并储备产品库存，等待顾客购买，又称为推式生产(push)

• 优点：

  • 能瞬间满足顾客需求

• 缺点：

  • 需要付出库存管理成本；若需求预测不准确，则会造成生产过剩或不足。

按订单生产

• 定义：
  • 拿到顾客订单之后才根据订单需求开始生产，称为拉式生产(pull)
• 优点：
  • 生产的产品一般都能卖出去而不会过剩
• 缺点：
  • 顾客需要等待一段时间，可能导致失去订单。

（二）客户定制分离点

• 装配点上游（以备随时按单装配为成品）：备货型的推式生产

• 装配点下游（从装配点到成品）：按单生产的拉式生产模式

• 客户定制分离点：

  • 推拉过程的过渡点

• 举例：

  • 计算机制造商预先制造一批零件，为备货生产
  • 客户到达时，选配CPU等组件组装，就是按单生产
  • 各零配件的备货点就是客户定制分离点

• 分离点越靠上游，定制能力越强，反之越弱

第二节 竞争优势与生产优势

一、产品竞争战略

（一）赢得订单标准

• 1、产品特性

  • 订单资格要素（order qualifier）
    • 允许一家企业的产品参与市场竞争的资格筛选标准，一般包括：品种、质量、数量、价格、服务、交付。
    • 达到该标准，企业可使顾客满意，从而存活于市场，此时的产品水平为顾客满意水平，称产品达到了立足市场标准（market qualifying criteria，MQC）。
    • 产品只达到MQC时，企业在非对抗环境下，可以立足于市场。但是，一旦遇到竞争，将不能保证赢得订单。
  • 订单赢得要素（order winner）
    • 订单赢得要素是指企业的产品区别于其他企业产品或服务的评价标准，达到该标准的产品将不仅能使用户满意，而且使用户感到快乐从而夺取其他竞争对手的订单，称产品达到赢得订单标准（order winning criteria，OWC）。
      • 只有达到OWC，企业才能在竞争中显出优于其他产品的性能，获取竞争优势。
      • 赢得订单标准OWC是企业竞争存活的条件之一，产品竞争战略就关注以什么要素赢得竞争优势。

• 2、产品生命周期和OWC决策
  

  • 产品生命周期（product life cycle，PLC）

    • 产品从进入市场、市场成长、市场成熟、市场饱和直到退出市场的全过程

  • 赢得订单标准OWC（包括立足市场标准 MQC）

    • 在产品的全寿命周期内会变化
    • 在进行产品的OWC决策时，根据PLC不同时间点的不同特点，预测市场对OWC的综合要求。

（二）产品的通用竞争战略

• 产品竞争的基本方法
  • 在赢得订单要素上取得优势
• 通用竞争策略
  • 成本领先战略
  • 差异化战略
  • 集中化战略

产品领先战略

• 又称低成本战略，指企业通过有效途径降低成本，使其全部成本低于竞争对手的成本，甚至达到同行业中最低，从而获取竞争优势。

• 途径

  • 简化产品型成本领先战略
  • 改进设计型成本领先战略
  • 材料节约型成本领先战略
  • 人工费用降低型成本领先战略
  • 生产创新及自动化型成本领先战略

差异化战略

• 使自己的产品与竞争对手的产品有明显区别，形成与众不同的特点而夺取竞争优势；
• 核心
  • 取得某种对顾客有价值的独特性
  • 产品差异化
  • 服务差异化
  • 人事差异化
  • 形象差异化

集中化战略

• 又称聚焦战略，是指企业的经营活动集中于某一特定的购买者集团、产品线的某一部分或某一地域市场；核心是瞄准某个特定的用户群体、某细分的产品线或某个细分市场。
• 包含：
  • 产品线集中化战略
  • 顾客集中化战略
  • 地区集中化战略
  • 低占有率集中化战略

三种竞争战略的关系

• 低成本和差异化本身就是竞争优势
• 集中化却只是一种获得竞争优势的手段或途径。施行这种战略，最终的优势还是来源于通过这种战略赢得的低成本或者差异化优势

战略目标	低成本	独特性/差异化
整个产业范围	低成本领先战略	差异化战略
特定细分市场	成本集中化/成本聚焦	别具一格集中化/差异化聚焦

二、生产战略

生产战略

• 定义：
  • 又称制造战略，记载企业总体发展战略指导下，根据所选定的目标市场和成品特点，构造生产系统时所遵循的指导思想，以及对生产系统所做的决策、规划和计划。

（一）生产战略的决策过程

（二）生产战略关注的订单要素

• （1）交付（Delivery）：及时性、准确性
• （2）成本（Cost）：高性价比
• （3）质量（Qualification）：质量标准
• （4）优异（Performance）：do things others cannot
• （5）弹性（Flexibility）：数量/批量弹性
• （6）创新（Innovation）：新产品、种类变化

三、生产系统的战略性构造

（一）五类基本生产系统

（1）单件小批型

• 主要生产客户定制化的产品，产品种类多、差异大，需求难以预测
• 举例：
  • 特殊金属零部件、特殊加工件、特种设备等。

（2）批量流水型

• 产品种类相对较少，产品差异在一定时间内变化不大，相比单件小批生产，需求更容易预测
• 举例
  • 服装、医药生产、通用件制造

（3）节拍流水型（两种）

• 人工节拍流水线（operator-paced line，OPL）

  • 生产批量比单件小批和批量流水型生产系统大
  • 物流和产品种类相对比较稳定
  • 生产效率取决于线上工人的人数和团队配合与操作熟练程度。
  • 举例
    • 肯德基、麦当劳这类快餐店

• 机器节拍流水线（equipment-paced line，EPL）

  • 批量进一步加大
  • 物流和产品种类更加稳定
  • 产品种类较少却更加标准化
  • 需求更易预测
  • 举例
    • 各类自动化生产线、装配线

• 人工节拍比机器节拍的批量调整相对容易一些

（4）流程型

• 生产标准产品，产品种类在较长时间变化不大，需求容易预测
• 举例
  • 冶炼、化工、制药、食品和饮料、造纸、电力等过程工业的生产。

生产系统的结构-功能关系矩阵

（二）生产系统结构-功能关系悖论与战略选型

• 生产系统的“结构-功能”悖论：

  • 物流连续性（效率）与应变能力（柔性）是此消彼长的关系，难以两全

• 单一生产类型只能满足有限的功能要求

• 建造和管理生产系统的难点

  • 没有任何一种生产系统能在订单要素的六个方面都达到最优（结构-功能悖论）；

  • 没有任何一种管理方法能适合上述所有种类的生产系统。

四、世界级制造

（一）CIMS和JIT

世界级制造系统（world class manufacturing，WCM）

• 计算机集成系统（CIMS）、准时制生产（JIT）等实现高效率的同时还能保持相当的应变能力的高级制造系统，在一定程度上解决了“结构-功能”悖论
• JIT：准时制（just in time）生产，即在必要的时间生产必要数量的正确产品

CIMS和JIT对比

• 成本：JIT投资较小，CIMS依赖大投入的高端信息和制造技术
• 风险：JIT投资成本较少，风险小于CIMS
• 创新能力：CIMS大量运用高技术，一般强于JIT
• 动态改善：JIT是一种“轻量级”投资的生产系统，兼之“持续改进”的核心理念，在动态改善方面优于CIMS

（二）大规模定制/大量定制

大规模定制（mass customization）生产

• 定义：

  • 在大量生产的同时实现多品种变化，且能根据顾客需求进行产品的模块化配置

• 大规模定制生产系统要求对产品按其功能进行划分并采用模块化设计，顾客可以根据自身需求对模块进行选择和组合从而构成“不同”的产品。

（三）个性化制造/个性化定制

• 个性化（individuation）制造
  • 用户参与产品设计，根据其性格、喜好、脾气、文化背景等因素，为自己设计制造 “独一无二”的产品。

第三节 绿色制造战略

一、全球环境与绿色制造

略，大致就是全球环境形势严峻，迫切需要节能减排

二、绿色产品设计与绿色制造技术

（一）绿色产品及其设计

绿色产品（green product）

• 又称
  • 环境意识产品（environment conscious product, ECP）
• 定义：
  • 在其全生命周期过程中，符合环保要求，对生态环境影响较少或者无害，生产及使用过程中的能耗低、资源利用率高，能够进行回收再利用的产品。

绿色产品设计

• 定义
  • 是在产品设计过程及其全生命周期中，满足基本功能要求、质量要求、成本要求的同时，将产品的环境属性要求（可拆卸、可回收、可维护、可重用）融入到设计中，充分协调优化各设计要素，力图将产品及其制造过程的环境污染和资源消耗降到最低，产品及其部件做到可回收、可循环和可再利用。
  • 简单说就是设计的时候除了考虑基本要求，还要考虑环境属性要求
• 意义
  • 绿色产品设计是实施绿色制造战略的基础和起点
• 主要技术和方法
  • 面向可回收的设计
  • 面向可拆卸的技术
  • 生命周期评估技术
  • 等

（二）绿色制造的技术、方法&管理体系

• 绿色设计
• 绿色生产工艺
• 绿色材料选择
• 绿色包装技术
• 产品回收
• 绿色标准与管理体系

三、绿色制造战略

• 内容
  • 绿色制造是企业的一项长期战略，需从产品的全生命周期分析入手，考虑绿色技术的先进性和前瞻性，最终在全局高度达到绿色环保的目标
    • 全生命周期评估
      • 如：汽油车 vs. 纯电动汽车
    • 前瞻性
    • 全局性
    • 影响因素
      • 政治
        • 环保法规
        • 碳关税
        • 碳交易政策
      • 社会
        • 绿色生活
        • 绿色出行
        • 绿色消费

第四节 全球化战略

一、全球化与全球竞争

• 信息全球化

• 交通全球化

• 经济全球化

• 政治全球化

• 影响：

  • 全球化使得企业必须考虑自己在全球制造网络中的位置，结合自身的技术特长、发展愿景、优势劣势、竞争压力，制定企业竞争的全球战略。
  • 简而言之，企业在发展时要考虑到全球的因素

二、全球战略及其目标与手段

• 全球战略
  • 又称全球化战略
  • 定义
    • 一般是指跨国公司基于全球视野的考量，利用不同国家和地区的区位比较优势（如成本、技术、人力资源优势等），把价值链上的各个环节和职能加以分散和配置，使它们有机地结合起来，实行综合一体化经营，努力降低生产经营成本，以期获得长期、稳定的全球竞争优势，实现最大化的全球效率。
  • 总目标：
    • 在分布于多个国家的业务基础上取得最大经济收益，而不是仅局限于国际业务活动中一时一地的得失。
  • 优点：
    • 优点在于能集中力量在全球范围内建立公司统一的竞争优势
  • 跨国公司进入全球市场的三类策略
    • 1、在目的国寻找销售代理，纯粹通过贸易出口，使自己的产品杀入新市场
    • 2、是通过收购当地的业务关联企业，以自身的技术和管理优势对所收购企业做运营提升，借助其原有销售渠道迅速占领当地市场
    • 3、通过在当地投资建厂，以自身能力构造全新的本地生产系统，制造和销售自己的产品
    • 后两类方式，能提升东道国的国内生产总值，促进其经济发展，因而是各国政府比较欢迎的方式

三、中国制造业的全球地位与发展战略

制造业价值链

• 粗分为三大环节

  • 产品研发与设计：原始设计制造商（original design manufacturer，ODM）
  • 生产加工：原始设备制造商（original equipment manufacturer，OEM）
  • 品牌与销售：原始品牌制造商（ original brand manufacturer，OBM）

• 三者利润率呈U型曲线（微笑曲线）

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