tesla vs. tps 寻找新机械中的灵魂

jeffrey liker 3/2/2018
原出处:https://www.lean.org/leanpost/posting.cfm?leanpostid=861
转载:http://www.industryweek.com/operations/tesla-vs-tps-seeking-soul-new-machine
译者:成功大学制造信息与系统研究所 杨大和、李兆华

这文章取材自编辑中,由james morgan 与jeffrey liker 所著「designing the future」新书第10章,福特、丰田、与其他世界级组织如何使用精实制品开发去创新与转型其企业。(预定于2018年秋天由lei/mcgraw-hill出版。)

特斯拉已经成为主要的破坏性力量,引领电动车、自动驾驶车的未来。最近它藉由让其新车步上轨道而吸引了大众的目光。在一份比较少被公开的发言中,首席执行长elon musk以自动化来加速生产节奏的大胆想法,挑战了汽车工业。

当musk向世界介绍特斯拉的model s时,汽车工业就像是被敲了警钟一样。每一个设计的层面,从外观、速度到用户的数字界面,都是令人振奋且似乎都超越了竞争者。然而,除了车辆本身之外,很明显的,特斯拉的执行力与汽车工业的标准相差甚远—长的交期与差的品质。但是那些对绿色科技充满热情的顾客们仍纷纷抢购model s,且在它尚未被设计的情况下,即签约下订model 3。尽管它成功的提醒了汽车工业设计的价值,特别是在电动车的这个项目上,但特斯拉若没有能力交货,最终还是可能失败。

虽然特斯拉以许多革命性的方式搅乱了这个行业,但它正在寻找迄今成为其致命弱点的竞争优势。公司正受困于以高质量的方式去制造这个令人震惊的设计(虽然不是为了可制造性而设计designed for manufacturability)。然而,特斯拉的首席执行长elon musk相信他也可以彻底改革制造,创造出突破性的力量来达成跳脱出旧有传统汽车制造商所陷入的人工生产的黑暗时代。他在2018年2月7号的法说会上向股东们解释道:

「特斯拉的长期竞争力将不是汽车而是工厂。我们将会把工厂制品化…model t不是一个制品,river rouge才是。(river rouge是福特的工厂,此处musk的意思应该是要学习福特如何以一个有效率的生产方式建立长期的竞争优势,而非制品)我们将会有非常好的制品,但工厂会将是让我们拥有长期、持久竞争优势的制品。”

musk进一步的解释:「最基本的差异是将工厂视为一个制品,是一个相当垂直整合的制品」。首席技术长j.b. straubel补充说:「我们认为它更是一个工程和技术问题」。「musk想象的是全世界最自动化的汽车工厂,不论是物料配送、制造与组装将会在没有人涉入的情况下完成。且他的生产线将会比传统人工的组装线更快,他更嘲笑连拿着拐杖的老婆婆都能超过最快的传统生产线。」

在最近有关于这个主题的谈话当中,john shook说他相信musk的river rouge历史修正主义将无法达到目的。

“henry ford早在一个世纪多以前,就发现了大部分的「流的原则」。但那只是一个简单的状况,达成高速的生产(就像是elon现在所想追寻的),在当时是相对简单的。制品都很简单,且更重要的是他们都是一样的。一旦增加了复杂性(如制品的种类或选项,或是其他复杂如电子的技术),henry的简单系统就会崩溃。而当他将在highland park初步尝试相当成功的方法,扩大规模在river rouge工厂实施时,就简直是一场灾难,因为增加的复杂度使得系统没有能力去处理。半个世纪之后,出现了丰田并找出了方程式中,下一个本质的部分,如何能在混流车型的复杂生产上,同时达到速度但也内建质量(built-it quality)。

特斯拉的讯息很明确,制造看起来是一技术工程问题,且其解决方法是自动化、自动化、与更多的自动化。我们可以想象任何一位优秀的丰田老师都会问:「那么人们在哪里?」但讽刺的是几乎过去一百年的制造理论都有一个观察,在一个非常稳定,不确定因素低的系统中,从上而下,命令与控制组织就能够非常有效率地运作。当事情是静态且制程是稳定的,则最有效率的组织就是「机械式」。另一方面,当因日新月异的科技、许多无法预期的问题以及动荡的环境所导致的大量不确定时,「有机式」的组织则将更加有效率。

美国专研组织行为的管理顾问兼作家,margaret wheatley写到:「当我们停止将组织与人视为机器,且停止尝试去重新让他们工程化,一旦我们朝向生物系统的典范转移,则组织的改变将不会是问题。利用这个全新的世界观,有可能去创造一个充满着有能力因应需要而调整的人们组织,他们会警觉他们所处环境的变化,而能够战略性的创新。」

无疑的,精实社群的人们对这样的谈话相当熟悉。我们至少从1980年代初期就开始处理类似的状况了,相较于现代的计算机整合制造,精实管理仅被认为是改善效率的计划。在我看来,精实典范已经轻易的赢了这场竞赛,但披着新羊皮的野狼又回来了。

这一次在汽车产业当中,它是披着一部分未来愿景,将会在有史以来最尖端科技工厂中制造,由人工智能运行的电动自驾车。许多的愿景是由看到汽车甚至所有工业未来的硅谷计算机公司所领导,他们认为网络自然演进的结果,数字将会控制我们的物理世界。举例来说,这是工业4.0的愿景。在新的自动化的典范当中,人是几乎没有空间的,那些笨拙、容易犯错的人甚至会被赶出工厂生产的行列。

steven st. angelo 是丰田汽车拉丁美洲和加勒比海地区的经营层兼执行长。他忆及1980年代他年轻时在通用汽车担任工程师,当时的执行长roger smith 也发表了类似的声明。讽刺的是,在同一时间,smith同意与丰田汽车合资成立新联合汽车制造公司—那是在北美地区生产力最高,但没有许多自动化的公司。当新联合汽车制造公司繁荣时,smith花了数十亿美元与一家机器人制造商fanuc合资,购买电子信息系统公司(electronic data systems),投资并企图实现他关灯且无人的全自动化工厂的愿景。st. angelo回忆说: 他(smith)试图自动排除通用汽车的问题。那真是一场灾难。我有很多关于自动化的专利,而我所了解的是如果你无法手动操作的话,那你将无法让机器人来执行。此外,即使所有的自动化在实验室中皆可进行,然而,当你增加了一些变异的成分(例如制品),则那完全是一场新的状况。

特斯拉的超自动化生产线仰赖于所雇用大量聪明的年轻工程师,他们以往没有一起工作过,而且是由上到下地赋予他们所期待制品及其制程特性的愿景,要求他们设计与建造它。他也仰赖于向外部供货商大量购买制品子系统,和整合电子游戏产品的解决方案的生产线(turnkey production line)。谈到特斯拉的超级电池厂gigafactory,musk称到现在为止的经验是一「制造地狱」,但他在收益会议向投资者保证,正在进行抢救,德国自动化公司将提供完美的系统,这些系统可以简单的投入并达到完美的境界。

「我们预计新的自动化生产线将在三月抵达,同时它已经在德国试运转过。所以,它必须拆卸后,再移设至超级电池厂gigafactory,然后重新安装,开始运作。它已不是能否运转的问题。只是一个拆卸、运输、重新安装的问题。

讽刺的是,特斯拉接管了之前由有着丰田式生产系统印记的新联合汽车制造公司所使用的加州佛雷蒙特工厂,在特斯拉早期的生产阶段,丰田汽车派出了顶尖人员来协助。然而,特斯拉的制造观与丰田式生产系统完全背道而驰:花了大量的资金投资尽可能的自动化,这必须仰赖于雇用大量的工程师来完成,而不是从内部来培育人才。修正质量而非在设计与制造阶段内建质量。追求超快速组装线而不是依照顾客需求(节拍时间)来制造。值得关注的是,人们持续改善的观念并未出现在特斯拉的剧本中。这似乎是来自于机器式中的愿景,而不是wheatley生物系统的典范。有趣的是,在超级电池厂gigafactory的「制造地狱」中,musk对危机管理中人们的价值有了新的认知:「在某种程度上,它重建我对人的信心,亦即人类快速发展及快速适应的能力是相当明显的。」

musk所欠缺的,正是丰田汽车之所以如此成功的地方。丰田汽车的生存系统正是修补musk机械观点所欠缺,并且应该成为他观点的核心,而不是面对危机时偶然反应。

丰田汽车是一个拥有长期记忆的学习组织。1979年,丰田汽车于日本的田原工厂以当时公司内最先进的自动化技术推出lexus ls400,其中包含了由组装的机器人从事原本由人员完成的工作。但销售低于预期、工厂并未充分被利用。丰田汽车的反省是高投资成本是固定的,无法配合需求调整。丰田汽车引以为傲的是「只根据顾客的实际需求制造」,当需求下降时,公司希望透过弹性的降低成本以维持获利,在以人为主的生产在线,这是可以做到的。丰田汽车提供了长期的工作保障给正式的成员,它也运用了当销售量下降时,可以释出的临时性成员。它还运用了必要时可以被取消的计划性加班。2008年世界性大衰退的时候,丰田汽车削减经营层的待遇,并在某些工厂则确保生产团队成员一周35个小时的工资。在此不必生产的时候,丰田总能让生产团队成员去做有意义的事情,但此时机器人则只能呆坐在那里。丰田从田原工厂的经验中,得到应该减少自动化并非加速它的教训。丰田对生产设备的原则是「简单、轻薄有弹性」,以便能和人和谐地工作。这很明显地呈现在丰田汽车执行副总裁兼董事会成员河合满(mitsuru kawaii)的工作中。河合是被大野耐一从生产团队成员中挑选出来,并逐级晋升为董事会成员,因而成为丰田生产方式最突出的发言人。他大部分的职场生涯是于自动化的工厂中度过,在丰田生产方式的「流动、内建质量、标准与安定的作业、让问题可视化、与人们持续改善」的环境中成长。

他是在大部分是手工作业的状况下,开始学习这些原则,然后发现在工厂变得高度自动化时,仍可以持续的活用它们。他向我解释说这些基本的原则是不会变的:「材料根据我们能卖掉的速度,在流动中改变其形状。其余的都是浪费,作业员需要学习的是如何利用机器、物料以及他们的五感,以合理的成本制造出质量良好的零件。而他们需要自働化(intelligent automation),以尽量减少改变它的形状或成分时,所带来的运输或移动,这意谓着重新设计,并由公司内部制造设备以消除浪费。

河合曾在超级技能生产线(super-skill lines)上教导团队成员tps的基础技能,然后将之应用在自动生产在线。其中一条最令人印象深刻的生产线便一次解决了两个问题。他想要建立一个手动的产线来教导tps的本质,同时处理丰田面对聘用新员工时的严重问题。

根本没有足够的人力。特别是当员工因年龄关系,脱离生产线然后退休时。河合所面临的挑战是开发一条能够安全地配置高龄员工(包括退休人员)的装配线。他们开发了一条没有自动化,甚至大部分没有使用电力的低产量引擎线。重新聘用从丰田退休的高龄员工来开发该生产线,他们被限制必须完全手工作业,而不使用自动化,他们努力开发出简单的机构,不用电力地将引擎移动到定位、检查、并转移到下一工程。超级技能生产线会让所有rube goldberg(美国漫画家)的粉丝高兴得拍手叫好,零件滑进、滑出、升起或降低,利用轴承滚轮来移动动。螺栓会被放在插槽中(如果错过一个零件,红灯将会亮起),而作业者稍伸手即能握着把手取下工具拴紧螺栓。这景象是作业者只需要以最低限的电力和最少的体力消耗,手工制造着复杂、笨重的lexus引擎零件。

河合解释:「即使在自动化产线内,最后如果出现不良或发生某些故障,你仍将需要以手工拆卸并更换零件。如果你无法做到,就不能『被称为』高级技能人员。当你想到高级技能人员,你必须联想到他必须了解一切。当他要进行手工作业时,他就必须知道要以什么最适当的力量来拴紧零件上各个位置的螺栓。他必须知道一切。」之后,从手工的超级技能生产线得到的经验被带入大量生产的自动生产线。在大多数情况下,这结果导致了「智能自働化(intelligent automation)」,符合丰田简单、轻薄且有弹性的愿景。

丰田汽车也因其及时生产系统(just-in-time system)而闻名于世,整合整个企业,精心策划让数千个零件在正确的时间流到正确的位置。与供货商合作也是一个发展关系和培育人才的课题。john shook(美国精实企业研究院总裁)进一步阐明了人员的重要性,但它却很容易成为后勤运筹的噩梦:

「经营一家伟大的工厂所需要的工具不仅仅是数学和工程学,而是心理学和社会学、社会心理学和神经科学、组织发展与动态系统学—『系统』指的不仅仅是elon和其团队想要弄清楚的技术,还指更复杂的社会面向,社会方面本身就很困难,再加上操作执行和时机的技术复杂性,这些复杂性涉及收集和组装数以千计的零件,让这些零件以完美(精确到分钟)精确度(precision),供应给上千以精确(精确到秒)的节奏舞动的人们,在正确的时间到达正确的地方,这是一个你必须接受的史诗级的社会-技术挑战。」

在我看来,elon musk用了一种靠不住的机械性哲学,无论车子设计得多么好,如果tesla要成为成功的大量汽车生产者,就需要改变。他需要了解优秀的营运背后诸如培育人才、构建文化、持续改进,目视化管理以及由工作团队主控其流程的基础价值。简而言之,也许这很困难,但他需要学习精实管理。坐下来数数钞票的同时,对着嗡嗡作响的数据系统发出惊叹,也许是有梦最美的意境,但这并不现实,大量生产是一件艰巨的工作。

就我个人而言,我不相信数字化制造是会使得制造业发生革命性变化、并突然让其变得容易做的魔法。我确实认为计算机化将会继续发展,并成为未来制造业的核心。但自动化工厂不会自行运作,它需要比人工系统更大量的维护与面对问题的快速反应,这些都必须由人力完成。在这个复杂的计算机化世界中,以闪电般的速度突显问题,解决问题。即使身在拥有大量技术的工厂里,河合先生所教导的「改善自动化」的人员,将是最具有竞争优势的。

在我有生之年,任何时候人们都不会被智慧机器人赶出城外。也许当我们看到盲目自动化后惊人的失败时,就像看到roger smith三十年前的启示一样,将会有一个精实的复兴。

 

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