日本式单元化生产的中国实践

日本式单元化生产的中国实践

日本能源企业—引言1992年以前，日本主要制造公司广泛接受线程生产。流水线生产的发展和普及使得人们很容易陷入一种思维定势,认为制造业实施流水线生产是理所当然的。具有这种思想的人也许不会想到,一种被很多行业誉为“超越精益”的生产方式———日本式单元化生产,正在日本崛起并在某些领域取代了流水线生产的主导地位。我们先来看一下佳能株式会社实施该生产方式取得的巨大成就,下面的数字也许会使你惊讶。据报道,佳能株式会社在1999年至2003年拆分了其下属54个工厂的总长约为20000米的流水线,并以生产单元取而代之,这一举措为佳能株式会社节省了720000平方米的厂房空间,工厂的在制品平均周转时间从3天缩短到6小时。另外,它的总成本也显著降低,从1998年到2003年成本累计削减了2亿3千万日元。佳能株式会社的子公司———佳能电子株式会社,从1999年到2005年,利润从11亿日元增加到118亿日元,增加了973%,利润率从1.5%上升到10.7%,股东分红也从每股4日元增加到52日元,工厂空间节省了70%,能源需求(电、水等)以及CO2排放量也减少了50%,平均生产率提高了4倍。佳能株式会社的董事长兼首席执行官Fujio称,日本式单元化生产的实施使佳能株式会社成为一个高性能的组织。在过去的10年间,日本众多制造企业,尤其是那些电子行业的巨头,诸如索尼、松下、富士通、日本电气、日立都拆分了传送带装配线并且实施了单元化生产,其中大多数企业都从中获得巨大收益。细加工后的seran生产1992年,在索尼株式会社一个生产8毫米CCD-TR55型摄像机的工厂里,许多较短的专门用于生产一种产品的生产线从原来支持多个产品生产的流水线中拆分出来。拆分出的短生产线和原来的长流水线具有相同的工作原理,只不过每一种产品都在一条短生产线上单独生产,这种拆分的示意图如图1所示。由于这种短生产线可以快速构造、优化和重组,在瞬息万变的市场中给索尼株式会社带来了很大益处。在持续地改进中,为了更好地适应生产需要,这些拆分出的生产线不断缩短,在布局上也不断创新,U型布局常被采用。1994年,索尼株式会社的工人Tatsuyoshi在厂内的一次生产经验交流活动中,首次将这一拆分后的生产组织管理模式命名为Seruseisan。Seruseisan是一个日语单词,意为单元化生产,本文称之为日本式单元化生产。于1997年对日本制造企业进行的一次调查显示,有23.2%的受访企业已经采用了日本式单元化生产,还有25.0%的受访企业正在计划实施。现在,在日本实施这一生产方式的企业比例毋庸置疑地远远高于这次调查的结果,日本式单元化生产已经成为日本制造企业采用的主流生产方式之一。1992年发生在索尼株式会社的那次重组是在Yamada的指导下进行的,由于Yamada在日本式单元化生产形成过程中的重要作用,现今他已被多数研究者认为是日本式单元化生产的创始人。作为Ohno(丰田生产方式之父)的学生,Yamada也是丰田生产方式方面的专家,日本式单元化生产吸收了很多丰田生产方式的基本原理,如准时生产(JIT)提出的需求导向理念、为了清除流水线上的浪费而进行的持续改善(Kaizen)活动、U型布局等。从这个角度看,我们必须考虑一个问题,即日本式单元化生产到底是由丰田生产方式演变而来的一种新型生产方式,还是丰田生产方式在一些新领域(尤其是电子行业)的具体表现形式?日本式单元生产的背景日本式单元化生产是日本制造业生产管理创新的时代产物,是日本国内外诸多因素综合作用的结果,其产生背景主要有以下几个方面:(1)产品品种多样化市场需求的变化主要体现在产品品种和批量两个方面,这两个方面对企业决定产品种类和制造工艺有着举足轻重的影响。从产品品种变化的角度看,随着经济的发展,人们对产品的需求日益多样化、个性化,再加之各种高端技术尤其是IT技术的发展所导致的产品生命周期大幅缩短,使得产品品种多样化已成为一种现实。从批量变化的角度看,产品品种的多样化降低了每种产品的需求量,需求不但不能继续维持较高批量水平,而且还呈现出剧烈的波动性。众所周知,流水线生产遇到产品品种变化和需求量波动时,它特有的高效率就不能得到充分发挥,生产不足或过量问题就会时有发生。因此,迫切需要一种高柔性的生产组织管理模式来替代流水线生产。在日本,很多制造企业将日本式单元化生产视为应对多品种小批量市场需求的有效生产组织管理模式。(2)重新配置为现代企业发展提供新的生产线时至今日,流水线生产的诸多优点都被充分挖掘,例如较高的生产效率、标准化操作带来的高质量、规模经济及雇佣较低技能工人带来的低成本,但是,流水线生产也存在很多不足,其中最重要的就是缺乏柔性,一方面,每条流水线的设计,都是针对某一种或少数几种特定产品而进行的,一旦生产对象发生变化,就必须对流水线进行重构;另一方面,当市场需求发生波动时,为实现高效率生产,需要重新配置调整生产线,而重新配置调整很不易进行,而且流水线越长,配置调整的难度越大。然而在实际生产中,柔性却是衡量一个生产系统优劣的重要指标,如何提高生产系统的柔性已成为制造业管理人员面临的主要问题之一,拆分流水线是日本制造业管理人员寻求生产柔性的一个重要途径。(3)日本:“失去的十年”经济+周期在上世纪90年代初期日本泡沫经济破灭之前,日本的企业在建立完善的工厂自动化系统方面进行了巨大投资,形成了很多高度自动化的生产系统,传送带流水线、机器人和其他高科技设备被广泛应用。欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人工程学联合会(IFR)的调查数据显示,在1997年,日本的多功能工业机器人的运转存货数量达到了413,000台的峰值。日本电子行业诸多著名公司凭借高度自动化流水线,在上世纪80年代至90年代初,以无与伦比的竞争力成功地在国际市场上占据了主导地位。1990年1月,伴随着股市、地价急剧下跌,日本泡沫经济彻底破灭,日本经济自此陷入长期低迷状态,进入了史称“失去的十年”经济萧条时期。受经济萧条的影响,日本制造企业自动化程度的扩大趋势在上个世纪90年代初被遏制住。与此同时,消费需求的日益不稳定也使管理人员逐渐认识到高成本的自动化生产系统不一定能给企业带来预期的收益。在外部经济因素和内部业绩因素的影响下,低成本、高效率的工厂自动化理念开始受到关注。20世纪90年代日本制造业所处经济环境的骤变,被视为日本制造企业舍弃其高效率的流水线进而实施日本式单元化生产的导火索。(4)成本压力较全球化是当今社会的主题,全球化给日本带来的竞争压力一定程度上来自于一些东亚国家,如中国、韩国。自20世纪90年代以来,中国源源不断的廉价劳动力供应,使许多销往全球的产品的价格一路走低,中国生产的低成本、高品质的产品,尤其是电子产品,对日本产业影响很大,导致日本产品的市场份额明显下降。另外,上世纪90年代日元大幅增值,从1990年的145日元兑1美元,到1995年4月出现了空前的最高纪录,日元对美元汇率为79.75日元兑1美元,这也使日本承受的外部成本压力骤然增大,严重影响了日本制造业的发展。面对全球化带来的挑战,以电子行业为首,一场席卷日本的以降低生产成本为目标的改革拉开了序幕,大量日本制造企业或海外设厂,或从内部变革生产方式,通过多种途径来降低成本,实施日本式单元化生产,就是日本制造企业通过变革生产方式以降低成本的一种有效探索。(5)部分工人缺乏竞争意识和工作热情日本企业文化也在某种程度上造成了个别工人士气的低落。年功序列制下的工资考核体系依据的是工人的资历而非工作表现,也就是说,工人的薪酬取决于任职时间,随着任职时间的增长,薪酬也会逐年提升,这使得一部分工人缺乏竞争意识和工作激情。再之,很多日本企业采用终身雇佣制,工人一旦进入企业,就不用担心会被解雇,除非出现较严重的过失,这有时也会引发一部分工人消极怠工。在日本,管理人员经常抱怨工人对工作缺乏热情,这种现象是在工人的自身需求没有得到充分满足这一内因、以及日本企业文化这一外因共同作用下产生的。在流水线上,由于分工过细和生产节拍的约束,工人工作单调、紧张。如今,工人对提高个人技能和促进工作团队授权有着强烈的愿望,这种迫切的需求推动了工人工作环境设计向着更为人性化的方向发展,使企业更加重视工人培训,更加重视工作扩大化、工作丰富化和工作满意度的提升。(6)精益生产在其他行业的应用精益生产,一直被认为是丰田汽车株式会社取得令人瞩目业绩的根源,其在制造业发展史上具有里程碑式的意义。精益生产在世界范围内被众多企业所采用,得到了广泛应用,其在汽车制造行业的功效与适用性是毋庸置疑的,但时至今日,还没有足够的证据能够证明精益生产在其他行业也能取得很好的业绩。与汽车制造业相比,电子行业特别是电视、数码相机、电脑、打印机、复印机中的零部件和产品体积都比较小,便于手工操作和靠人力运输,在实施精益生产受阻的情况下,这为选择或创造一种新型生产方式提供了条件。关键原料生产在学术文献中,Cellproduction存在已久,它所代表的是盛行于欧美的单元化生产,我们称之为欧美式单元化生产。如前所述,日本式单元化生产在日本称为Seruseisan,Seisan这个词是汉语“生产”的日语发音,而Seru是英文单词“cell”的日语发音。尽管Seruseisan与Cellproduction从字面意思上看没有什么区别,但是它们所指代的两种生产方式却存在着多方面的差异。(1)按产品进行分组欧美式单元化生产是成组技术理论的一个成功应用,它根据零部件和产品的特征、工艺过程和加工方法,把具有相似性的零部件或产品归为一个零部件族或产品族,加工设备也按其加工的产品进行分组。欧美式单元化生产是为了提高生产效率由Jobshop生产转化而来的,设备由按功能(工艺)的相似性进行布局转换为按产品族来组织生产,这样既保留了Jobshop生产的柔性,又发挥了成组的效率。但是,日本式单元化生产是在力求克服流水线的刚性又尽力维持较高生产效率的思想下,由流水线拆分而成的。其理论基础至今仍是学术界争论的一个焦点,有学者指出,日本式单元化生产的理论基础是精益生产和索尼株式会社始创的单人制生产的融合。(2)日本式单元化生产欧美式单元化生产侧重在产品的加工生产阶段应用,而日本式单元化生产则多被应用于装配生产阶段。Wemmerl觟v和Johnson对美国46家金属制造企业进行的调查显示,每个生产单元基本上涵盖了成型、铸造、热处理、加工、装配、完成、检验和包装8道工序,这意味着欧美式生产单元常被应用于多种处理过程。而在日本,大多数情况下生产单元只用于总装配过程,属于组装单元,一般仅包含装配、测试和包装三道工序。欧美式单元化生产已经成功地在许多行业实施,在欧美其发展已经经历了很长一段时间,但作为一种新兴的生产方式,日本式单元化生产主要被日本电子行业广泛采用。日本式单元化生产主要适用于依靠手工或简单设备生产的产品,对一些操作复杂、工序繁多的大型产品则具有一定的局限性。日本机械振兴协会经济研究所的调查数据与Isa和Tsuru针对日本制造业的四个主要行业(日本通用机械,电气机械,运输设备和精密仪器)的研究指出,来自电气、机械及精密仪器行业的约75%的受访企业已经或计划实施单元化生产,然而运输设备行业中几乎一半的受访企业表示并没有实施单元化生产的打算。但是,像汽车制造这样的复杂制造领域,日本式单元化生产的应用也有一些成功事例,如丰田汽车株式会社。(3)使用多设备的生产单元欧美式单元化生产的实施只是对设备按功能(工艺)布局的方式进行适当调整,但是日本式单元化生产的实施,除了改变设备的布局方式外,为了适应生产单元的频繁重组,传送带和大部分机器人被移去,重型设备被简化成轻巧、易移动的低成本设备。尽管欧美式单元化生产下的生产单元与产品族相对应,但产品族包括的产品并不完全相同,所以在进行不同产品的生产时并不是所有设备和工具都能够得到充分利用。相比之下,日本式单元化生产下的生产单元仅致力于一种或少数几种产品的生产,其设备及工具利用率更高。由于要在多个生产单元内安装相同类型的设备和工夹具,所以建立欧美式单元化生产系统的投资会大幅增长。日本式单元化生产下也会出现类似投资,但总的来说,组建日本式单元化生产系统所用投资不像组建欧美式单元化生产系统那样大幅增长,这是因为取代自动化设备的简单设备可能是在工厂内部制造的,其制造费用与那些复杂自动化设备的昂贵购置费相比微不足道,从而拆除昂贵的传送带和移除自动化设备可节省大量投资。另外,与复杂自动化设备相比,简单设备的折旧费用和维修费用也大幅下降。(4)生产单元的灵活性两种生产方式都具有较高的生产柔性,但这背后的机理是完全不同的。从生产单元布局上来看,欧美式单元化生产通过对那些按功能(工艺)布局的设备进行重组,广泛采用了丰田汽车株式会社始创的U型线布局。日本式单元化生产下,长流水线拆分形成生产单元后,出现了I型、U型、L型等多种布局方式,通过对生产单元进行有序组合,甚至可能出现更为复杂的布局方式。从转换产品时生产单元的灵活性来源来看,欧美式单元化生产下的生产单元是面向零件族或产品族的,所以在某一具体的产品族范围内转换产品比较容易。日本式单元化生产下,生产单元分工更加明确,一个生产单元通常只致力于一种或少数几种产品的生产,但是容易移动的工作台、轻型设备和持续培训的多能工使生产单元可以迅速重组,进而提高了生产柔性。(5)种形态、三大演化方向和流程分割式单元从上面论述中我们已经知道,日本式单元化生产下生产单元形成于流水线的拆分。在流水线拆分之后,生产单元即进入一个持式续进化的过程。大量研究和生产实践表明,生产单元在进化过程中,一般表现出三种不同形态,即流程分割式单元、巡回式单元和单人货摊式单元,并且有学者认为单人货摊式单元是生产单元进化的方向和高级形态。我们研究认为,三种形态并没有严格意义上的优劣,也不能把单人货摊式单元看作是生产单元演化的唯一方向。流程分割式单元是否向单人货摊式单元演化,应该取决于企业的内外部条件。对于一个具体企业来说,上述三种形态的生产单元可以依据实际情况组合应用。对于日本式单元化生产下生产单元的演化,我们将在另一篇文章中做详细介绍。但是在欧美式单元化生产下,目前还没有发现生产单元具有明确的演化方向,甚至在有些实施欧美式单元化生产的企业中,为了加强团队合作,出现了尽可能避免使用单人生产单元的现象。虽然欧美式单元化生产下的生产单元没有明确的发展方向,但降低内部物流费用却是一个极为普遍的目标。尽管两种单元化生产存在诸多区别,但它们也具有一定的相似性,如都增加了对工夹具的投资、都降低了在制品和产成品库存、两种生产单元都具有自治特征等等。由于缺乏关于这两种生产方式区别与联系的系统性研究,导致了日本式单元化生产与欧美式单元化生产的混淆,从而在一定程度上制约了日本式单元化生产在日本境外的广泛传播,特别是影响了国际学术界对这一生产方式的认识与研究。日本企业单元化生产的必要性与欧美式单元化生产和其他生产方式相比,日本式单元化生产具有以下几个突出的本质特征。(1)日本式单元化生产的形成方式属于逆向转化。实施日本式单元化生产的一个主要动因是为了克服流水线生产的刚性,以适应多品种小批量市场需求。表现在形成方式上,就是由流水线拆分为若干生产单元。而基于成组技术的欧美式单元化生产,主要是为了提高生产效率,其表现形式为Jobshop的组合。鉴于欧美式单元化生产形成较早,且国际上的研究也较盛行,故可将其形成方式称为“正向转化”,与此对应,日本式单元化生产的形成方式则称为“逆向转化”。图2是两种单元化生产的形成方式示意图。(2)单个生产单元承担产品的大部分或全部生产过程。日本式单元化生产下,一个生产单元只致力于一种或很少几种产品,但对每一种具体的产品来说,其加工操作几乎都是在一个生产单元内完成,很少与其他生产单元联系。为了使一种产品的大部分或全部生产操作(多是装配操作)能够在一个生产单元内完成,就要求所有必要的生产资源(如设备、工具、夹具)都安排在生产单元内部或临近的地方,操作人员也都必须是掌握多种技能的多能工。有别于流水线生产时的单一任务,生产单元中工人的操作范围扩大,操作周期加长,而且每个工人负责的多项操作可以是非连续的。(3)生产单元是以人为中心的制造组织。多能工是实施日本式单元化生产必不可少的关键因素,其他必要实施条件多是建立在工人完成向多能工转变的基础上,因此员工培训在整个生产系统组建中占据十分重要的地位。多能工的培训活动应该在实施单元化生产之前就展开,培训内容不应仅局限于简单地让工人熟练其前导工序和后续工序,而应使工人能够真正掌握一种或几种产品生产所需的全部技能,这要通过在同一生产单元内或多个生产单元间不断轮换工作来实现。轮换工作还有助于增强工人对本职工作的责任感,因为他们会从中认识到自己的工作质量对其他工作和最终产品的影响。由于并非所有工人都能掌握全部技能,所以要在权衡工人能力的前提下,为不同的工人设计与之能力相匹配的培训计划,这样才能够最大程度地挖掘工人的潜力。经过培训的多能工可以在不同的生产单元里工作,因此可以通过适当调整工人的分配来应对需求的变动。另外,在不同的生产单元里,可能有许多工人进行同样的操作,这样的工作分配方式也有利于促进工人间的技能交流,刺激创新。(4)日本式单元化生产是倡导低自动化水平的生产方式。90年代泡沫经济的破灭让大多数日本制造企业不得不放弃对高度自动化生产系统的追求,为了满足多个生产单元的需要同时达到削减费用的目标,大型流水线被拆分,一些不易复制、价格高昂的复杂设备被具有相同功能的构造简单、成本较低、易于构建和复制的设备所替代。最典型的例子是位于日本北部的斯坦利电气公司曾成功地将一个价值3000万日元的昂贵设备,重新设计成一个成本只有20万日元的简单设备,花费不足原来的0.7%。(5)生产单元可以及时发现并修复产品缺陷。多能工能够操作的范围比较广,他们较容易发现前面工序中产生的缺陷,同时U型生产布局使工人一旦检查到产品的缺陷就可以立刻进行处理。与流水线生产不同,一个生产单元内的产品缺陷修复不会影响整个生产系统的正常运行,在遇到困难时,多能工可以互相帮助,有助于快速有效地解决问题。(6)实施单元化生产可以节省大量空间。传统流水线的长度取决于线上工人的间距和工人的数量,其直线布局方式需要足够的空间来实现。相比而言,生产单元则具有很多灵活的布局方式来适应不同企业的实际情况。在生产单元中,相邻工作台之间的距离和工人面对面的距离都明显缩短,这样不仅有利于工人之间的交流,也使那些轻型产品便于依靠人力移动,而体积较大的产品则可使用便于移动的推车来移动,这样整个生产流程变得更加简捷高效。(7)生产单元具有多种布局方式。U型、L型、I型都是常见的生产单元布局方式,通过生产单元的组合还能得到一些像花型、心型等较复杂的布局。当需求波动时,生产单元的形状和规模可以在几分钟内迅速调整,第一时间做出反应。生产单元布局的灵活性取决于多能工掌握多种技能的程度和简易设备的可移动性,尽管生产单元的布局多变,但都力求尽可能减少占用的资源,降低在制品库存。(8)生产单元是一种高度自治的组织。从横向来看,每个生产单元都相互独立,承担具有一定完整性的操作流程,它们通过出入口与系统其他部分相连;从纵向来看,为了使生产过程更加顺畅,生产单元具有监督和控制生产过程的管理职能。然而,生产单元的自治并不意味着它总是独立于其他部分,也不能理解为它是不受控制的,无论生产单元具有多大的管理职能,总会有对其进行监督控制的部门。(9)生产单元是持续优化的学习型组织。工人会主动学习先进知识,提高操作技能,培养应对意外状况的能力,他们与管理层有着良好的沟通,敢于提出自己的意见和见解,以促进生产过程的不断优化和完善。管理层也基于生产单元的完善、进化水平,提出合理的管理目标,促使生产单元更好地发展。未采用日本式单元化生产在日本,尽管单元化生产在很多行业,如电子、汽车部件、通讯设备,已经逐步取代了传统的流水线生产,但是流水线生产在一些领域依然具备单元化生产所无法抗衡的优势,而且生产批量一旦达到并维持在较高水平,单元化生产相比于流水线生产的劣势就会凸现,因此,仍有许多企业没有采用日本式单元化生产的意向。日本式单元化生产也是一个利弊共存体,它的优点体现在它对精益思想的深层理解与贯彻,同时它也给企业带来一些新的问题。1、单元化生产单元的优点日本式单元化生产具有以下突出优势:(1)较高的生产柔性。一般来说,那些追求敏捷和柔性的制造企业会放弃流水线生产,转而采用日本式单元化生产。日本式单元化生产下,生产单元是由很多可以活动的工作台、安装有轮子的轻型设备和多能工组成的,这使安装和重新配置生产单元的过程变得迅速而简单,通过增加或减少工作台、工人以及生产单元的数量可以快速应对市场需求的波动。而流水线生产下,设备布局和工人数量一般都是固定的,产能也比较稳定,这种缺乏柔性的生产方式下时常会出现生产过剩或生产不足的状况。(2)较短的提前期。设计、建造和安装设备齐全的流水线可能需要持续数月之久,而生产单元则能在数周内完成以上工作,压缩了生产准备时间。为了降低操作难度,零部件在进入生产单元前进行的提前组装和分类有利于缩短加工提前期。以前会使整个流水线陷于瘫痪的因素,如零件故障、工人的中间休息和旷工、以及次品等,现在只会影响个别生产单元,缩短了产品的上市时间。再从转换产品的准备时间来看,生产单元压缩了新一批产品投入生产前,从线上移除上批剩余零部件,再将新一批产品所需零部件运送至生产线的时间耽搁。(3)较低的库存水平。日本式单元化生产能够大大降低在制品库存和产成品库存,这是因为单元化生产并没有继承流水线的平准化(Heijunka)生产,它采用了丰田生产方式的拉动型生产原理,产量完全由真实的客户需求决定。另外,为了减少由于工人操作过慢或过快引起的传输过程中在制品阻塞或不足的现象,流水线生产通常会设置大量的在制品库存作为缓冲。在生产单元中,工人的操作范围有明显扩大,适当调整工人操作范围就可以避免上述情况发生。(4)较高的工作积极性。生产单元中的多能工不仅掌握多种技能还了解一定的管理知识,在授权制度下,工人在某些方面可以自己做出决策,他们的才智得到开发。工人之间的沟通机会也明显增加,生产单元内成员的团队意识增强,每一位工人都把自己看作是生产单元的一分子,为了自己以及所在生产单元的荣誉,他们不断提高自己的能力,改善工作表现。除了日常工作之外,员工还被邀请参与生产单元的布局设计和重新配置调整,这样大大激发了他们的创造性。另外,生产单元的一些基本元素如工作台、运送工具、零件箱等也可以由工人自己选择,这样容易使设备达到最高效率,员工的工作积极性也被调动。值得注意的是,表面上看,从流水线生产到日本式单元化生产的转化似乎意味着许多工人将面临失业,因为多能工的出现会引起工人需求量的下降,但实际上,在实施日本式单元化生产的很多企业,工人需求量并没有下降,且工人的工作积极性得到大幅提高。日本企业的普遍做法是,根据每个工人的特点,把他们分配到合适的生产单元或相应的工作地,工人在调入新岗位后,由于找到了自己真正擅长的工作,他们的工作热情被激发出来,工作表现日益突出。2、控制内部成员数量已经实施和计划实施日本式单元化生产的企业多是被上述优势所吸引,但是日本式单元化生产也不是尽善尽美的,它也存在许多局限性:(1)延展性较小。单元化生产适合在多品种小批量、波动性强的市场需求环境下实施,需求的小幅上涨可以通过添加工作台或增加生产单元的数量来迅速应对。但是一个生产单元的延展性是有限的,其内部成员数量最好控制在15人以下,当生产单元过度伸展或扩充时,其占地面积和费用大幅增加,此外其生产效率也比同水平下的流水线生产低。(2)培训投资较大。多能工是日本式单元化生产的核心,为了保证单元化生产的顺利实施就要求企业在多能工培训上投入大量的时间和资金。需求的变化决定培训必须持续进行,所以培训将成为实施日本式单元化生产的一项长期工作。(3)可变成本小幅增长。流水线被拆分后,为了满足多个生产单元的需求,重型设备要改造成简单设备,加工工具要进行大量复制,所以在实施日本式单元化生产的初期,在简化设备和复制工具上的费用增加会带来短期内产品可变成本的增加。(4)工人压力大。生产单元内工人需要花费大量时间不断地接受培训来掌握更多的知识和技能,他们不但对生产单元内的生产和质量控制负责,还要进行良好的团队合作,这都在无形中增加了工人的压力,这在实施日本式单元化生产的初期表现最明显,通常会引起一些工人对新系统的排斥,给企业管理带来一定困难。日本式单元化生产日本式单元化生产形成的历史还很短,尽管其在日本制造企业中的实践应用取得了巨大成功,但理论方面的研究成果却还很少,为了促进日本式单元化生产在生产实践中的应用,客观需要对先前实践经验进行归纳、分析和理论化提炼,进而全面系统地建立日本式单元化生产的理论体系。我们认为,下述几个问题是日本式单元化生产研究中几个亟待解决的关键问题:(1)日本式单元化生产与欧美式单元化生产的系统比较研究。关于这一问题,我们在文章中已经有所阐述,在此不再赘述。(2)日本式单元化生产的理论基础。对于欧美式单元化生产,学术界对其理论基础已有了明确论断,即成组技术理论。而日本式单元化生产,尽管有学者认为其理论基础是精益生产和索尼株式会社始创的单人制生产的融合,但这一说法还缺乏详细地分析与论证,也没能得到实践的普遍检验,因而仍没有得到学术界的普遍认同。在本文中,我们已多次提及这一问题,以引起研究者的重视。(3)日本式单元化生产运营决策分析。学术界对于欧美式单元化生产的研究主要集中在四个方面:(1)生产单元的构建;(2)生产单元的布局;(3)生产计划编制;(4)生产调度与控制。借鉴欧美式单元化生产的研究经验,从相同的四个方面着手,对日本式单元化生产运营决策进行全面研究,也将构成日本式单元化生产研究的主要内容。(4)单元化生产是实现客户化大生产(MassCustomization)的有效方式。客户化大生产已成为当今制造业的主流生产理念,但时至今日,关于客户化大生产的研究多局限于概念、成功要素、关键技术等方面,从其实现的生产方式角度的研究还很少。我们研究认为,无论是Jobshop生产,还是大量生产,都无法全面实现客户化大生产这一先进生产理念,单元化生产因融合了Jobshop生产的柔性和流水线生产的效率,从而是实现客户化大生产的有效方式,且日本式单元化生产与欧美式单元化生产的有机结合(如图3)是实现的必然模式,关于这一论述,我们将在另一篇文章中做详细介绍。日本式单元化生产学术文献中,几位学者从定义生产单元的角度对日本式单元化生产进行了概念性描述,Shinohara认为生产单元是一个自律制造单元,流水线拆分后,产品的生产可以由能够操作多台不同类型设备的一人或多人完成;Tsuru指出生产单元是由长流水线适当拆分而来,每个生产单元生产的产品数量可由多能工依据市场需求的波动情况而定。Yin等认为一个生产单元是一条配备有专门从事一种或几种产品生产的工人和设备的加工线,大多数情况是装配线,生产单元具有完结性(Kanketsu)、工程间缔合性(Majime)和自律性(Jiritsu)的特点。也有学者从阐述单元化生产系统构成的角度,对日本式单元化生产进行了诠释,Yagyu指出,单元化生产的生产线由一组摆放位置