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百年自动流水线的前世今生的介绍,火热收藏!

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百年自动流水线的前世今生的介绍,火热收藏!

发布日期:2019-03-14 作者:宁波自动流水线 点击:

百年自动流水线的前世今生的介绍,火热收藏!

       工业史上有三大“时代巨人?#34180;?#29233;迪生、福特、乔布斯,他们都极具创新精神,不只发明了很多新产品,更是开辟了一个个新产业,全面、系统地改变了世界产业格局。爱迪生发明留声机、电影放映机、电灯,开辟了商业音乐产业、电影产业、商业照明产业;福特最先发明流水线和规模化生产,现代工业由此出?#37073;?#20052;布斯使人们理解手机除了是通信工具,更是“个人移动应用平台?#34180;?#20854;中,福特开创的大规模流水线生产,更是具有承上启下的历史意义。稻盛?#22836;?#29978;至直言:“在规模化的工业流水线中,真正的制造成本可能只有梅子核一样小。”--【宁波华龙--自动流水线

  

       自动流水线的三个关键词:流程、效率、成本,据说亨利·福特在20世?#32479;?#20180;细观察过屠宰厂流水线,意外得到灵感,开发了世界上第一条汽车流水线,使得福特T?#32479;?#24320;进了千家万户。此前,制造业很多是小作坊,汽车都是在小作坊里装配的。流水线带给汽车工业的是“规模化?#20445;?#26356;是“流程革命?#34180;?#31119;特把T?#32479;?#30340;装配过程拆成了84个不同的步骤,每一个人都只做专门的一个环节,汽车在一条流水线上?#28034;?#20197;完成组装,这个革命性的创造使汽车的装配时间从原先12小时减少至90分钟,而且一年一年各个环节操作时间都会在技术升级中不断缩短,20世纪20年代,福特工厂每24秒流水线就能制造一辆汽车。这当中有三个关键词:流程、效率、成本。

  

       自动流水线生产方式就是设计一个非常完整的产品流程,自动流水线将其分解成为很多连贯的步骤予以“标准化?#20445;?#28982;后去找一堆没有受过太多训练的人,你只要把一个动作学好,与前后工序连接、连贯起来,那就是好的产出方式了。亨利·福特有一句颇具争议的话:“我雇的明明是两只手,怎么来了一个人?”造车,已经是亨利·福特的第三次创业了。投资人给他钱,是希望能制造世界上最新、最酷、最好的汽车。其实自动流水线的成本倒不是最重要的,那时汽车还是贵族产品。可是,福特反而更加关注生产过程,更加在乎各个环节的成本效率。在所有人都看不清未来的时候,他赌了一条道路,而且赌对了。回报令人吃惊,福特T?#32479;?#30340;零售价格在短期内从850美元降到了300美元,从1914年的经济萧条期到1920年代的大?#27492;眨?#30701;短六年时间,福特汽车公司的产品已经占据美国60%的市场份额,企业资产净值的利润率达到了300%,到1927年,福特已经卖出了1500万辆T?#32479;怠?#19981;久,流水线模式开始向制造业的广阔领域扩散,甚至成为一种启动规模制造的思维方式。这被美国工程师弗雷德里克·泰勒写进了《科学管理原理》,泰?#23637;?#29702;体系中很著名的措施就是标准化、工作流程,借助标准化和规范的工作流程,工人的手艺和经验被融入工作流程中被显性化了,可供其他人学习?#22836;?#25928;。【宁波华龙--自动流水线

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       20世?#32479;?#30340;美国,到处闪动着伟大发明与伟大企业,福特的T?#32479;岛涂?#36842;拉克的电子启动装置开启了人类的汽车时代,尤其是流水线生产方式的大范围推广,大规模批量生产,除了能摊薄固定成本,也使大量工程师聚集在一起搞技术研发,极大推动了科技创新。那么,自动流水线模式?#25105;?#33021;带来快速的成本降低、效率提升?#31185;?#20013;的关键是?#25226;?#20064;曲线?#34180;?914年,亨利·福特干了一件当时足以惊世骇俗的事情——大幅提高工人工资和降低产品价格,这引起股东普遍不满,遭到外界普遍质疑,没有哪一条经济学原理会教企业家这么干。然而,福特发现“把低价格(产品)作为目标,就需要不断释放产能,产能的释放?#20013;?#35201;工人的热情和学习能力,这是一个互为因果的联动关系。?#26412;?#39564;非常重要,因为生产成本不仅仅是来自于工人的现场劳动,同时还包括研发、原材料、设计等诸多因素。充分释放“流水线各个环节的学习能力?#20445;?#24418;成一条螺旋上升的学习曲线,是生产线效能增长的催化剂。亨利·福特曾多次向管理层和股东表示:“如果你?#21069;?#36825;些(工资上涨、产品降价、释放产能、完善学习曲线)都做到了,金钱将滚滚而来,都能把你们埋起来。”岁月流逝,任何领先时代的产品设计、生产方式都会暴露瑕疵。流水线生产的弊端逐渐显现出来——工人只要把一个简单的动作做好就够了,每个人只是一个螺丝钉,重点是效率和熟练度,而不是产品本身,工人任何的?#23478;?#25552;升都对产品品质没有决定性影响。日本丰田最早发现了这一弊端,而且做出了重大改进和创新。

  从“桶装水模式”到“自来水模式?#20445;?924年,福特公司开始启动日本工厂项目,同时将流水线生产方式引入日本,次年,日本工厂已经可以年产10000辆福特T?#32479;怠?#20016;田公司高层去看了福特汽车生产线,起初他们惊呆了,这是当时丰田望尘莫及的规模效率。丰田自知要将这类生产线买回来是不可能的,只能用丰田自己的方式,因陋?#22270;?#26469;生产自己的汽车。1933年,丰田自动纺织机械公司设立了汽车制造部,两年以后,第一辆A1型轿车和第一辆G1?#28034;?#36710;试制成功,丰田公司采用了福特的流水线生产方式。

  

        后来,丰田发现福特的生产线是有问题的,可能是因为它太有钱了,它的一切都是用自动化和机器来生产,这就忽略了人的因素。就是生产线上的每一个产品,它都是由不同的人来进行生产,一人做一小块。但是,上一道工序出了错,下一道工序是?#29615;?#21457;现的,他只负责他那一块,所以这个产品一直到最后检测出来才发现有质量问题,然后再来返工。表面上?#38750;?#20102;快,?#23548;?#19978;最后可能反而很慢。效率和效果有些时候是矛盾的,有效率未必有好的效果。直到战后恢复时期,丰田汽车才真正做好“改造流水线”的措施。当时美国与日本经济实力的差距是9:1,要追赶美国,丰田更加强调“精益效率?#20445;?#20016;田公司上下尽一?#20449;?#21147;杜绝浪费、降低生产成本。【宁波华龙--自动流水线

  

        具体而言,丰田生产线上开始落实“适时生产?#20445;╦ust-in-time,即在必要的时候生产必要的东西)理念。第一步是改变机器位置,原来只能操作一台机器的工人能同时操作三台机器,生产效率提高了三倍,确保必要时候随时产能放量。接下来是“实时监控生产品质?#20445;热紓?#20256;送带一启动,整个流水线就以一定的速度开?#23478;?#21160;,工人们在装配?#23616;?#21363;便出现差错也不能控制,只能在完成最后一道工序以后从流水线上撤下来时再返工。由于发现问题也不能及时解决,而等到最后再返工时,就更花时间,成本更高。于是,丰田就在流水线的每一个工序上安装了一个停止开关,一旦发现问题,工人?#23648;?#19968;下开关,流水线停止,警灯自动开启,技术人员和管理人员马上?#31995;?#29616;场帮助解决问题。这个办法非常有效,问题及时得到解决以后,产品质量明显提高,大大降低了成本。任何时候,人的因素始终是第一位的。丰田公司有很多聪明的技术工人,但是比聪明的技术工人?#25346;?#32874;明的东西,是流程。好的流程是很多聪明人智慧沉淀的结果。企业的人员总是在流动,只有流程可以保证企业的长治久安。流程可以帮助制定好的游戏规则,引导公司上下共同的原则心和目标?#23567;?#20016;田汽车基于“精益制造”理念,改造流水线的最大成果是将“桶装水模式?#22791;?#36827;到“自来水模式?#34180;!?#26742;装水模式”描述的是早期流水线生产的“大规模僵化?#20445;?#20135;能一开,很多品质环节就失控了。“自来水模式”则更加适合多品种、小批量的精益产出,丰田内部用语是“连续单件流生产?#34180;?#20016;田尤其在研发上费很大劲,设计“连续并行的开发流程?#34180;?#20160;么?#23567;?#36830;续并行?#20445;?#21363;不同款式产品,共用核心零部件,打造共享零部件平台,使其模块化、标准化,将开发周期缩短一半时间。这样做有两个好处:1. 加快产品定型上市,积木(底层核心技术、关键零部件)是现成的,在成本和需求的?#38469;?#19979;,更快搭建最好形状;2. 推进产品快速迭代,小步快跑,新产品层出不穷,根据市场反馈适时调配产能,有效降低试错成本。【宁波华龙--自动流水线

  

        流水线生产方式在丰田的精益改造下,在零部件层面已经非常适合快消品的标准化、大规模的自动生产。诸如矿泉水、啤?#21860;?#39135;品饮?#31995;?#24555;消品,因为标准化程度高,普遍形成规模化、自动化生产,生产线每秒钟移动1米以上,每分钟产量可高达上千件。物资快速不间?#31995;?#22312;不同的工序间移动、加工,像自来水管道一样流畅自如?#26696;?#24615;自动化”的瓶?#20445;?#22312;2011年的汉?#20302;?#24037;业博览会上,开始兴起工业4.0的浪?#34180;?#32780;福特、丰田当初历经多年考验和进化的大规模流水线生产,被视作工业2.0的产物。工业3.0是信息技术的大发展带来了机器的高度自动化,?#28909;?#21487;口可乐的全自动化生产,人类无论是在体力上还是在脑力上,都得到极大解放。工业4.0则引入“信息物理融合系统(Cyber-Physical System)?#20445;?#21033;用数据将?#23548;洹?#29983;产线和生产设备连接起来,利用物联网技术?#35789;迪种?#33021;制造。工业3.0、4.0时代,流水线生产面临的主要问题已经不是成本、效率,而是?#26696;?#24615;自动化”与“柔性自动化”的冲突。?#26696;?#24615;自动化”不全是坏处,十分适合标准化程度特别高的产品和零部件(?#28909;?#21860;?#21860;?#39278;料、螺母等)。尤其是1969年开始在汽车生产线中使用莫迪康(Modicon)可编程逻辑控制器,开启了自动化和信息化的产业升级。工业3.0解决的问题,?#21069;?#33258;动化和信息化技术融入大规模工业生产中,原来大规模流水线当中可能出现的质量问题得以极大避免、极大减少,同时?#36842;?#20102;成本的精准可控。

  

       20世纪80年代,美国汽车产业正担心会被日本竞争者击垮。在底特律,很多人展望以“熄灯式生产”打败对手。“熄灯式生产?#26412;?#26159;工厂高度自动化,灯关着,机器人自己在制造汽车。当时,这种想法是不切?#23548;?#30340;,日本?#28783;?#24403;年的竞争优势也不在于自动化生产,而在于“精益生产”技术,而精益生产在大多数情况下要?#35272;?#20154;力。现今,自动化技术的进步已经使“熄灯式生产”逐渐变?#19978;?#23454;。日本机器人制造商发那科(FANUC)已能将其部分生产流水线置于无人值守的环境中,自动运行数周不出状况。与此形成巨大反差的,是那些标准化程度不高的离散型行业,?#28909;?#33337;舶、飞机、大型装备等,?#26696;?#24615;自动化”很难完全施展开。这类产品往往要根据客户需求个性化定制,规格种类多、批量小,每个订单的产品都不一样,非重复生产,生产周期通常长达几个月甚至几年以上,?#23548;?#22622;满了在制品,设备空闲时间比加工时间还多,产品价格昂贵且效率低下。1990年,ERP(企业?#35797;?#35745;划)系统开?#21152;?strong>流水线结合,汇合了离散型生产和流程型生产的特点,全面优化?#35797;?#36816;用方式,快速响应客户需求,也使高度自动化的刚性流水线获得一定调整力。

  

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        自动流水线当中?#26696;?#24615;固化与柔性调整”的反复磨合,贯穿了整个工业3.0时代,六西格玛(6 Sigma)就是这个时代的伟大成就。6 Sigma策略主要强调制定极高目标、收集数据以及分析结果,通过这些来减少产品?#22836;?#21153;的缺陷。6 Sigma背后的原理就是“如果你检测到你的项目中有多少缺陷,你?#28034;?#20197;?#39029;?#22914;何系统地减少缺陷,使你的项目尽量完美的方法。”一个企业要想达到6 Sigma标准,那?#27492;?#30340;出错率不能超过百万分之3.4。6 Sigma在20世纪90年代中期开始被GE(通用电气)从一种全面质量管理方法演变成为一个高度有效的企业流程设计、改善和优化的技术,并提供了一系列同等适用于设计、生产?#22836;?#21153;的新产品开发工具。不过,GE的庞大体系中几乎没有类似智能手机这样迭代速度极快的电子产品,GE生产方式也没有机会真正突破刚性自动化的瓶?#34180;?/p>

  

        自动流水线生产的毕竟只是标准产品,当一条生产线?#36842;?#20840;自动化以后,柔性也随之丧失,哪怕ERP或者6 Sigma也不是最终解决方案。在大型企业工作过的人,多少都接触过ERP系统,它的好处是节省?#35797;矗?#32570;点是灵活度非常差。要是想修改一个已经通过的事情,那太麻烦了,要通知各个部门、说明情况、再审批,特别费时费劲。流水线要依靠大量机器设备来完成生产(?#20174;布?#25237;资加大),一旦市场需求、产品种类发生变化,?#24067;?#30340;更换成本非常高。一条生产线一个月可以生产1万辆汽车或者100万部手机,但是?#29616;?#32570;乏灵活性,就像一个人很健?#24120;?#20294;是胳膊腿不灵活。在当今这个创新加速的时代,这种?#26696;?#24615;自动化”越来越难以适应不断缩短的产品生命周期。因为生产什么已经?#28909;?#20309;生产重要很多。“人机角力”贯穿流水线百年进化史,在流水线生产的百年进化史中,最大的改变是什么,或者进化的焦点集中在哪里?#30475;?#26696;是“人机角力?#34180;?#20154;机角力的上半场核心是“将人当机器用,还是将机器当人用?#20445;?#19979;半场核心是“人机融合?#34180;!?#23425;波华龙--自动流水线

  

       将人当机器用,还是将机器当人用?多年以来,中国制造业?#20013;?#25512;进产业升级以寻求竞争力提升,而具体做法就是不断进行生产线的自动化升级改造。但这也使中国制造商逐渐面临?#26696;?#24615;自动化的窘?#22330;保?#21363;生产线缺乏柔性、调整力不足,以致影响到市场适应性。“如何向流水线注入弹性?#20445;?#36825;是一个现实问题,但办法很多。可以将人当机器用,这在中国工业崛起的前期并不少见。举两个例子:生产锂电池起家的,技术源于日本,但很难获得日本前沿的流水线自动化技术。要是拼生产技术,很长时间比亚迪是输给日本对手的,但成本优势始终十分明显。自动化流水线的最大优势不就是效率、成本吗?为什么比亚迪输了技术,反而赢得成本优势?只要看几个数据?#21644;?#26679;是生产锂电池,日本公司一条生产线上雇200名工人,投资1亿美元,相当于6亿多元人民币。而比亚迪是雇2000名工人,投资5000万元。流水线上那些昂贵的自动化设备,比亚迪大多用人工替代,因为当时中国人工成本?#23545;?#20302;于日本,将廉价劳动力和流水线整合起来,用灵活、便宜的半自动化方式,打败全自动化。所以,工业流水线不论怎么规模化、自动化,流程设计也仍有很大操作空间,成本、效率以及灵活度,源于整体设计和综合成本上的考虑。自动化流水线在离散型工业中的?#23548;试?#29992;,也面临很大局限,哪怕是最没有技术含量的产品组装,?#19981;?#36973;遇很多灵活性不足的情况。?#28909;?#23500;士康组装?#36824;鹖Phone,除了考验速度效率,更重要是灵活性、可调整性。奥巴马总统曾问乔布斯:“为什么不能让?#36824;鹖Phone、iPad在美国制造?为什么不能把这些工作机会带回家?”乔布斯给出明?#22346;?#31572;:“这些工作不会回来。”一个细节令人咂舌:一次,就在iPhone新款上架销售前几周,?#36824;?#20844;司改进了产品设计,主要是涉及显示屏的设计,这使得此前准备的组装线要彻底重置。新的显示屏到半?#20849;?#34987;送到中国工厂,当夜,工厂领班?#34892;?#20102;8000名工人。这些工人在半夜12点?#35805;啵?#21322;小时即到位,将新的显示屏装入机器。仅仅96个小时,这家工厂完成了日产10万台iPhone的工作量。?#26696;?#25928;率的人海战术”在一段时期内可以弥补流水线生产的不足,带来特殊的灵活性?#28034;?#35843;整性。【宁波华龙--自动流水线

  

       自动流水线的人机融合,可能你曾想过一个问题:如果机器足够拟人化,关节足够灵活,是不是人工就要退出流水线?全自动流水线不就是“无人工厂”的前奏吗?#30475;?#26696;未必那么乐观。很多事情不论多么符合逻辑想象,也一定会有很多你我未曾考虑过的现实?#38469;?#22374;白?#36947;矗?#20154;机融合其实是“机器换人、无人工厂?#21271;平?#26497;限之后的明智?#20180;?#22312;这一点上,最近几年的最大教?#31291;?#26159;特斯拉。2018年,通用汽车保守估计可以卖掉超过1000万辆汽车,至少要到2020年,特斯拉电动车的?#23548;?#20135;量才能接近通用汽车的1/10。尽管如此,特斯拉已经是美国市场价值最高的汽车公司。投?#25910;?#20043;所以看好特斯拉的未来,不仅是特斯拉电动车颠覆了汽车产品形态,更重要是,特斯拉“用机器生产机器”的全自动化技术颠覆了汽车制造业。汽车工业给人的传统印象就是车身在流水线上露出大量零散部件,戴着面罩的工人在那里忙着焊接。而特斯拉工厂被CEO埃隆·马斯克称作“外星人战舰?#20445;?#37324;面大量机器人组成的方阵就像有生命一样在自行生产。马斯克甚?#20102;担骸?#19981;必在自动流水线周围?#25165;?#24037;作人?#20445;?#21542;则,这些工作人员会降低生产速度,也就是说生产过程本身就不会有人参与。工作人员只负责维护、升级机器和应对异常情况。”


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