廿氏春秋 / 华夏 / 精益思想09

0 0

   

精益思想09

2019-07-27  廿氏春秋

制定一项发展战略

阿尔特·伯恩指出:“我们的生产系统及其需求是我们战略的基础。”由于在采用批量生产方式的组织中应用了精益思想,大量的资源——人员(包括工程师和管理人员)、场地、工装、时间(更快地投入市场)和现金——被解放出来。这就使迅速发展成为可能,也成为必要。迅速发展是可能的,因为其手段是由公司自身产生出来的;迅速发展是必要的,是为了提供工作机会来支撑就业保障,而这是精益系统运行的社会基础。最后的结果是,线模公司沿着三条道路快速发展起来。

对精益组织来说,发展的一个重要手段是重新考虑还有哪些事情能够以连续流的方式来完成。我们认为,许多企业试图要做的事情太多,特别是想控制供应商的“关键”技术;但是许多企业,如阿尔特·伯恩来之前的线模公司,在实际生产方面却做得太少。因为,按他们的想象,规模经济要求从那些使用巨大的、批量生产设备的集中管理的工厂里购买很多商品,再把这些商品以大批量供给许多客户。

电线组件是一个很好的例子。线模公司的产品需要大量的电线组件,即导线和插头,用于把电流冲击保护器和功率调节设备与电源相连接。过去,这些电线组件是由专业生产厂批量生产的,并且向这个行业里许多类似线模公司的企业供货。可问题是,随着销售趋势的变化,线模公司的生产不断遭受缺少合用电线组件之苦。如当只需要白色电线时,线模公司手头有的可能却是褐色线;当客户需要15英尺长的导线时,可能手头有的却是12英尺长的。解决这些问题通常要花2~4个星期,因为电线组件供应商实行的是批量生产方式。

当伯恩来到线模公司时,他问道:“为什么我们不能以和我们的最终产品完全相同的速度,并以连续流的方式生产电线组件呢?”结果,当线模公司的设备工程师考虑电线组件生产的经济性时,他们发现,由于采用了小型简易的电线组件生产设备,并将这些设备纳入最终产品的生产工序中去,节省了费用和时间,不仅解决了由需求变化引起的手头没有合适的电线组件的问题,而且降低了每套电线组件的成本。这样,线模公司开始自行供应所需的电线组件了。毕竟,线模公司有足够的空闲场地,足够的富余人员,以及可用来购买或制造必要的简易生产设备的资金。

任何想要精益化的生产厂家都需要更全面地看待上述问题,对每种情况都要问一问:“我们可以把哪些生产活动直接结合到‘单件流’生产过程中去?”这样做的结果还可以大大减少供应商数量,从而更易于对留下的供应商进行改进。

线模公司的第二条发展战略是尽可能买下具有相关产品生产线的小型企业(这些企业是采用批量生产方式的)以此来增加公司产品的供货范围。线模公司通过第一次降低库存的活动(在前两年的综合改善活动期间),产生了1100万美元现金;用这笔款项购买了5家企业,从而增补了能产生2400万美元销售量的产品生产线。

实质上,线模公司是将1100万美元的浪费(以库存形式)转化成2400万美元新的销售额。况且,1100万美元库存还需要大约110万美元的仓储费用(假设资金成本和库存成本为10%);而对2400万美元销售额来说,如果营业毛利按10%计算,则可产生240万美元收益。350万美元的收入差异,对线模公司这样规模的公司来说是相当重要的(其年销售额为2.5亿美元)。同样重要的是,由于这5家企业的产品生产线与其现有生产线是互补的,因此,线模公司的销售人员一下子就可以向客户提供系列范围更完整的产品了。这将有助于提高公司的总体发展速度。

线模公司从其所有业务中(中央仓库除外,因为它被整个取消了)解放出大约50%场地的事实极大地促进了兼并活动。虽然阿尔特·伯恩的宗旨是保持并提高现有的管理,但购买这几家企业的原因仍有可能是,家族管理人员不再能够成功地经营这些企业,因而想卖掉。这为公司提供了巩固加强的机会。

例如,买下的两个企业合并到位于费城的布鲁克斯电子公司。兼并之前,这3个公司分别独立经营,使用面积共11.4万平方英尺。现在,联合经营使得总销售额显著提高,而仍坐落于布鲁克斯公司原先的4.2万平方英尺上。其库存减少了67%,联合经营所需的雇员数减少了30%,多余的建筑物也已卖掉了。

实际上,阿尔特·伯恩和线模公司正开动着一台精益“真空吸尘器”,清扫着电信管理行业“批量生产”思想的世界。线模公司的“真空吸尘器”每吸上一个批量生产者,就会吐出足够的现金用来购买下一个批量生产者!由于线模公司需要通过发展将闲置资源利用起来,所以,这一过程能够而且必须无限地重复下去(我们在第11章里将说明,任何行业中首先采用精益思想的企业,能够而且必须完成同样的业绩)。

线模公司发展战略的第三个也是最后一个内容是,利用新的产品开发系统,以及我们前面讲述的专职团队和质量功能展开法,快速推出新产品。例如,第1章中讲到的新产品系列使销售额增长了140%。这一方面是由于开创了一个新的市场区域;另一方面是从那些尚未准备好用超过线模公司新产品推出速度的竞争对手手里巧取部分销售额。

所有这三条战略主要有赖于引入到生产、接单和产品开发过程中的精益技术。的确,快速引入这些技术是线模公司的一项基本战略。阿尔特·伯恩记得,在原先的工作单位,他总是想尽快应用这些技术,但是他的那些老板们却总是对大规模长远“战略性”计划感兴趣,认为这是应该优先考虑的事情。“就我的想法来看,老板们这种想法完全是倒退。在每一项业务活动中引入精益技术应该作为任何公司战略的核心,因为精益技术为公司产生并维持利润的增长提供了机会和资源。利润的增长是全世界的战略制定者们的一贯追求,但却难以获得,因为他们公司的业务不能按照他们的战略去进行”。

五年后的成绩记录

我们在第11章将要看到,建成完整的精益系统雏形至少需要三年时间,另外还需要再用两年时间,使足够多的员工们学会观察,这样,整个系统就成为自保持系统了。线模公司从1990年底到1995年底,五年来的业绩是对精益思想潜能一个很好的检验。其结果是相当惊人的。

先从产品开发说起,产品投入市场所需时间已逐渐减少了75%,即从24~30个月减少为6~9个月。每年可推出16~18种新产品(1991年仅为2~3种新产品),而工程设计人员数却保持不变。

这一结果在某种程度上要归功于几项新的计算机辅助设计技术(CAD),但不包括在降低产品投入市场时间和提高生产率之前的1990~1991年期间已采取的那些技术。正如本书始终强调的,先进的硬技术是有用的,而且在许多情况下是非常重要的;但是,如果不能与一个能充分利用这些技术的组织机构有机结合起来,这些技术的功用是很有限的。由于把产品设计放到“单件流”中去,并由一个专职的、多技能的、集中办公的团队来承担,而且工作不中断,线模公司不仅消灭了产品开发过程中的逆流和返工现象,同时还降低了制造成本,并以准确瞄准客户需求的产品极大地促进了销售额的提高。

通过对接单、生产计划和发货过程进行重新考虑,也产生了同样的结果。过去的批量工作系统,需要一周多的时间才能完成某一普通订单的接收、处理和发货,而现在只需不到一天的时间。目前的延误订单数不及1991年水平的1/10,而且随着线模公司对其6个产品团队实行的拉动运行系统的进一步完善,这一数字还会继续减小。接单失误几乎完全消灭了;并且,比原来小得多的客户服务部工作中出现的供货路线错误或问询不答问题,由原来的10%降为不足1%。

实际生产过程中的结果也完全如我们所料。生产某给定数量产品所需的工厂面积已减少了50%,生产率每年增长20%。线模公司内部从接到原材料和零件到成品发运出去所用时间从4~6星期缩短到1~2天。库存周转次数从1990年的3.4次增加到1995年的15.0次。

为使上述结果成为可能,线模公司不断减少所有机床的换模时间,并使各产品系列的所有生产活动都转化成“单件流”。例如,具有大型先进模具的冲压设备,过去要用2~3小时进行换模,现在仅用1~5分钟;滚轧机的换模,1991年时要用8~16小时,现在仅用7~35分钟即可完成;注塑机械的模,1991年时要用2~4小时,现在由一名员工手工操作2~4分钟即可完成。结果,使设备从一种产品的生产转换到另一种产品的生产,过去一周只进行2~4次,而现在每天都要进行20~30次。

由于积极贯彻“单件流”生产方式,1991年时需要5~8人的操作,现在只需1~3人。由于在最大的和最复杂的组装作业中采用“单件流”、“准时生产”和“全面生产维护”,使得生产率在3年内提高了160%。而且,“单件流”还有助于减少残次品,1993年减少了42%,1994年又减少了48%,1995年再减少了43%,几乎达到线模公司每年减少50%的长期目标。同时,标准化作业、节拍时间和可视化控制还大大减少了事故和工伤,与1991年相比,这几项的减少均在一半以上。

对产品开发、订单接收和实际生产过程,同时进行改善的结果是,人均销售额翻了一番多,从1990年的9万美元增加到1995年的19万美元。但是,我们以上引用的情况和数据是相对于线模公司原来的业绩而言的。在市场上真正有价值的指标是销售额、利润和市场份额。所幸的是,1990~1995年期间,线模公司的核心业务——电力管理系统业务(只计精益“真空吸尘器”开动之前所拥有的部分),在萧条的电子设备市场上,其销售额却翻了一番多;包括新增业务在内的整个企业利润,增长为原来的6倍。更重要的是,公司的业务发展,包括兼并相关企业的步伐,正在逐步加速,符合线模公司关于在可预见的未来,每3~5年使销售额翻一番的发展战略。

上述所有指标概括如表7-2所示。这是精益管理下的线模公司的业绩记录。

对问题更严重的企业怎么样呢

线模公司的经历是不寻常的。它在极短的时间里完成了转变,而且有种种迹象表明,它正迅速发展为工业巨人。更重要的是,在我们为写本书进行调查期间,我们在全美发现了与线模公司有着相似经历的几十家中型企业。

比起兰开公司来,线模公司是一个更大的挑战:它的工人年龄大、技术技能单一;核心业务市场萧条;老的管理层与工会组织有顽固不合作思想。但这就能是对精益思想的一个公平试验吗?毕竟,线模公司只有1400名员工,经营活动主要在两个相邻的国家内(美国和加拿大)进行,它的产品和生产技术也相对简单。对面临最明显的经营管理挑战的老大工业企业怎么样呢?对那些有着成千上万员工、全球化经营、具有深藏于各职能部门的复杂技术以及复杂的零件系统供应网络、采用批量生产方式的公众投资企业又怎么样呢?精益技术能够在同样的时间框架里产生同样的效果吗?我们现在来看看普惠公司,这实在是对精益思想的一次严峻考验。

第8章 严峻的考验

1991年6月1日,马克·科兰从康涅狄格州哈特福德市的联合技术公司(United Technologies Corporation)总部,驱车穿城来到位于东哈特福德市的普惠公司总部。普惠公司是联合技术公司最大的子公司,也是世界上最大的飞机发动机制造商。联合技术公司董事长鲍勃·丹尼尔刚刚给了马克一项新任务;这任务对于有着公司审计主任和降低成本能手个人背景的马克·科兰似乎是很理想的。

普惠的问题看起来是组织结构上的问题,而且很严重,但还不至于令人绝望。作为世界上最大的军用喷气发动机制造商[1](20世纪80年代军用喷气发动机业务占其业务总量的1/3),普惠当时正面对着冷战结束的现实。于是突然间,大量的军事发动机业务看来可能会不复存在了。

但在短期内,公司军事业务方面的损失被商用发动机订货的激增所抵消。作为占有世界商用飞机发动机市场最大份额的公司[2],普惠平步青云,1990年在军用和商用产品销售额达到创纪录的70亿美元的基础上,创下营业利润10.1亿美元的纪录。然而,商用发动机业务的需求周期是急剧波动的,任何熟悉这一点的人都知道,这一销售水平是不能长期保持的。事实上,备件订货量已经出现下跌。因此,普惠的新任主管经营的执行副总裁马克·科兰的任务是,要在这样一个拥有5.1万名雇员的大型公司中,为业务规模永久性缩小约10%的形势做好生产运营方面的准备,而且要在商用订单增长结束之前准备好。

然而事实上,马克·科兰根本来不及做这一切。后来的事实证明,1991年6月是普惠公司历史上产量最高的一个月,其“工时”数(普惠对生产活动的传统考核指标)达到年度1100万小时。不久,随着世界性经济衰退的到来,曾于1989年达到1662台最高纪录的商用喷气发动机订货开始急剧下跌,1993年跌到只有364台的水平。

对普惠的财务状况更为不利的是,各航空公司都使用库存的喷气发动机零件进行飞机维修,而不是从普惠公司订购新备件。1991年秋天,普惠的备件订货快速下滑,到1992年时仅为1989年最高纪录的63%。这对飞机发动机公司来说是毁灭性的打击。因为按飞机发动机行业的惯例,新发动机的售价通常要打很大折扣,为的是在获得市场份额的同时,为他们高利润的、垄断性的备件业务建立起大规模的客户基础,所以备件业务占公司利润的很大比例。

更糟糕的是,普惠及其两个国际竞争对手——美国通用电气公司和英国劳斯莱斯公司此时都被为开发下一代喷气发动机所作的总计30亿美元的高额支出困住了。这是些推力从8.4万~10万磅的“巨型发动机”,将用于波音777飞机,也可能用于计划中的600座的空中客车A3XX型飞机(其中第一个产品是普惠的PW4080型发动机。这种发动机于1995年6月开始装上波音777飞机,进入航空公司服役)。

由于新型发动机的产品开发周期为4年,而获得订货后,实际生产一台发动机所需时间,即供货时间为18个月,因此,普惠无法对市场的急剧变化做出反应。于是,花在PW4080上的资金被套住,还有许多正在生产中的发动机,突然间成了客户们不再需要的产品了。此外,航空公司还发出明确信号,20世纪90年代它们需要的是低成本的而不是高性能的发动机,并且设计时间也不能长达数年之久。

1991年上半年普惠的利润仍保持在1990年的最高纪录上。但是市场的变化是非常惊人的:一年之内,普惠的经营结果突然下降了13亿美元,最终导致1992年亏损2.83亿美元。科兰回忆说:“就在我到这里来时,原以为可能变糟的事情突然间真的发生了。我意识到,我们不能简单地通过降低成本来对付10%的销售量的减少,我们需要对整个业务进行重新思考。”

幸运的是,在这危急关头,联合技术公司的几位主要高级管理人员,包括科兰、商业及工业集团总裁乔治·戴维,以及开利公司(Carrier)的总裁卡尔·克拉佩克都已经熟悉精益原则了,主要是通过偶然发生在哈特福德的事情了解这些原则的;在那里,阿尔特·伯恩正在稳步地应用这些原则。此外,科兰具有的一大优势是,他在来普惠之前没有经营工作的经历,因此也就没有传统的批量生产方式的经营管理人员的偏见。他决心把贯彻精益思想作为挽救普惠的最佳途径。

试图这样做意味着严峻的考验。因为,如果普惠能将这些原则迅速应用到一个对产品质量有极严格的技术性能和生死攸关的高标准要求的、大型公众投资的高技术组织机构中去,再加上线模公司所有的麻烦,那么简直可以说,所有美国企业都能应用这些原则了。

从美国系统到批量生产[3]

普惠为人们提供了一个从批量生产到精益生产转化的很好的例子,因为它曾经非常热衷于建立最终威胁到其生存的超大批量生产系统。这家公司还两次经历了像我们在兰开公司看到的那种从灵活的初建企业变为陷入困境的批量方式生产者的过程。

普惠公司,最早是由弗朗西斯·普拉特和艾莫斯·惠特尼在美国南北战争之前创建的。这两位“北佬机械工”在塞缪尔·科尔特的兵工厂作为内部承包人时学到了手艺。兵工厂于1855年开办,位于康涅狄格州的哈特福德。他们两人生产用于科尔特手枪和步枪的单个零件,自行雇用工人,但使用科尔特的厂房和设备。

最重要的一点是,普惠还自制了近400种加工设备和量规、量器,那是为达到科尔特使枪支生产全部机械化的目标所必需的。在这种生产中,所有零件都是可互换的,而且不再需要手工“修整”。[4]相对于欧洲系统,这种方法被称为“美国系统”。欧洲系统的做法是,所有零件都要一件一件地经过手工修配,以使每一零件与已有的零件相配合,最后形成一件完整的产品。

当普拉特和惠特尼于1860年离开科尔特,创建普惠公司时,他们带去了关于加工生产活动的一整套基本思想。直到最近,这些思想一直在公司中占据着主导地位。他们认为,最理想的作业方式要求人们制备一些能对某种特定零件进行专门加工操作的专用设备;可能的话,还要以高速和大批量方式进行生产。进而,他们认为,各部门进行同类型加工任务的机床应该集中放置。据此进行简单推理,就要求每台机器专门用于生产某一种零件,而且要先生产出一批之后,再转产另一种零件。换句话说,他们制造了为人们所熟悉的批量生产方式所需要的精密机械;而且,多少年来,他们都是按照这些原则来组织自己的工厂的。

此后的65年中,普惠从一个在这两位创始人直接管理下的小作坊,发展为非常成功的大型企业。在它那负责各特定工艺(铸造、钻孔、攻丝、热处理)的不同部门中,普惠为金属加工业生产出用于车床、磨床、铣床、切割机和镗床的零件。他们还首创了用来检验零件精确度的高精度量具,这些量具与他们生产的加工设备一起出售。多年来,普惠的机床越来越复杂,能适应更精密更复杂的加工任务。另外,冶金技术的发展,使得对预淬火金属的热处理成为可能,这样,零件可以直接加工到最终尺寸,而不必担心接下来的淬火步骤会影响产品的互换性。然而,不管怎样,关于生产的基本理念却并未改变。

[1]普惠F100发动机用于F-15和F-16战斗机,F119发动机不久将用于F-22战斗机。

[2]普惠PW2000系列商用发动机作为波音757飞机的动力,其军用变型机型作为C-17的动力。普拉特PW4000系列发动机作为波音747、767和777,空中客车A300、A310和A330,以及麦道DC-10和MD-11等飞机的动力。

[3]这部分的小标题来源于David Hoanshell所著的精彩书籍:From the American System to Mass Production,1800~1932Baltimore:Johns Hopkins University Press,初版于1984年。1995年版作了修订、扩充并重新发行)。书中所描述的从单件手工生产到使用标准化零件进行批量生产的演进过程,也正是普惠从1860年初建到第二次世界大战期间开始批量生产飞机发动机为止所经历的过程。

[4]科尔特系统没有完全消除手工作业,因为它的测量系统还不够精确,而且普惠的机加工设备只能加工“软”状态下的零件。为了使零件变硬,从而制造耐用武器,零件在机加工之后要进行二次热处理,这时零件会出现无规律的翘曲。这就需要通过手工“修整”来把他们组装成一支完整的枪支,而且一且调整好,即使同一种零件也是不能互换的。David Hounshell在From the American System toMacs Produxfon一书的第46~50页,概述了科尔特兵工厂的生产和组织情况。

鹰的起飞[1]

赖特航空公司位于新泽西州新不伦瑞克。1924年夏天,弗雷德里克·伦施勒从赖特航空工程公司总裁的位置上退了下来,因为给企业投资的银行不支持他关于风冷星型发动机的想法。风冷星型发动机是一种比刚投产的旋转式“赖特旋风”大得多的发动机。[2]伦施勒认为,这种大型发动机将使军用飞机的液冷设计发生转变,同时将首次使商用发动机的经济性成为可能。

在美国空军的鼓励下,伦施勒寻求新的财政支持,并于1925年初与哈特福德的普惠公司取得了联系。后者当时业务不景气,因而有多余的厂房和设备。而且,伦施勒注意到,哈特福德地区有很多能熟练操作普惠生产的各种类型的机器设备的“北佬机械工”;而这些设备正好也是生产飞机发动机所需要的。[3]

伦施勒想在普惠公司扮演70年前弗朗西斯·普拉特和艾莫斯·惠特尼在科尔特军工厂那样的角色。为此,他制定了一项计划,要利用普惠公司长期来已树立起的品牌名称及其在精密机械方面享有的世界声望,在普惠公司内部再建立一个公司。他打算从普惠公司的所有人那里借款100万美元(作为回报,也给他们新的普惠飞机公司50%的股权),[4]并利用普惠闲置的厂房和设备生产新的发动机。所有这些条件都于1925年7月达成协议。于是,伦施勒又回到了飞机发动机制造行业。

1925年时,飞机发动机的设计过程仍然是“进行试验发现错误”的过程,即先造出发动机样机,然后对其进行试验直至出现故障,然后对出故障的零件进行强化设计,再对新的设计进行试验。伦施勒知道,成功的关键是聚集这个行业里最有经验的工程师,迅速拿出能与“赖特旋风”机型相比的增大型变型机型,而且要一次试验成功。不久,他说服赖特公司的几位高级工程师加入了他的普惠公司,组成了新的设计团队,并取得了令人瞩目的进展。

仅用了9个月时间,普惠的6名工程师和20名工匠(包括伦施勒在内一共30名员工)就设计出新的黄蜂牌发动机(共约2000个零件),他们采用了关键的工艺改进措施以减轻发动机重量,[5]并制出3台样机,做好了让有可能买的人进行试验的准备。试验表明,“黄蜂”的功率(425马力)比“赖特旋风”风冷发动机高出50%,重量却只有650磅,而同样功率的“柯蒂斯自由”牌液冷发动机重量则为1650磅(后者当时是美国军方使用的标准设计)。

接着,军用和商用客户的订单源源而来。到1929年,普惠公司在规模不大却发展迅速的飞机发动机业务中,成为世界领先者。由于普惠发动机的可靠性好,很快建立起信誉,并以“福特三发动机”式飞机为开端,被选做下一代商用运输机发动机(公司标识是以“普惠——可靠的发动机”英文字样环绕着一只美国白头鹰。从一开始这一标识就贴在他们的每台发动机上,并逐渐为世界范围的航空旅客所熟悉)。1992年,伦施勒买下普惠机床公司的全部股权,并在东哈特福德建立了新的公司总部和大型生产设施。[6]

一开始,普惠的三项主要活动:新产品设计、接收订单和产品生产,都是在极其简单的组织机构中高效完成的。实际上,最初为美国海军生产的200台“黄蜂”发动机,设计和其后的生产活动都是在一个大房间里由一组技术高超的机械工人在与产品工程师小组的直接交流中完成的。

到20世纪30年代初,由于发动机的生产量从几十台增加到几百台,因此似乎有必要进行像兰开公司那样的组织机构演变。于是,公司的每一项主要活动都建立了相应的部门,如销售部、工程部、样机制作和试验部、质量控制部、采购部、生产部和售后服务部。而每一部门针对每一项专门的工作还分成许多车间,如生产部门包括:热处理车间、喷漆车间和总装车间。只要普惠只有一个正在开发的产品(即继“黄蜂”之后的“大黄蜂”,功率增至500马力),而且只有“黄蜂”这个正在生产的产品,其组织系统就会运转良好,而不必进行跨部门管理。

然而,到20世纪30年代中期,普惠所提供的产品范围扩展到包括300马力的“小黄蜂”和800马力的“双黄蜂”,还要同时进行一系列新型发动机的试验,因此,必须采取新的措施。于是,一个新的职位产生了,这就是“项目工程师”。他受工程部主任和生产部主任的领导,任务是协调某产品系列(如“黄蜂”)在设计、生产和为客户飞机安装发动机的过程中,由许多不同的部门和车间所进行的各项活动。[7]项目工程师仅仅是一位协调人,而没有专门的人手或其他资源,用现在的话来说,仅仅是一个“无足轻重的”项目经理。[8]但是,这在当时是一次了不起的观念上的飞跃,远远超出了当时单纯的职能组织和普通的管理实践。实际上,由项目工程师监督整个价值流这一概念,已经预示了本书所描述的精益原则。

在普惠成长的20世纪30年代,对生产厂进行变革也是很必要的。最初,普惠的所有金属切削设备如:车床、钻床、铣床、撞床等,都相对较小,都可以依实际的工作流动顺序来排列。[9]例如,1936年时,在东哈特福德工厂的气缸车间是这样组织的:

……紧接原材料检验和试验部后面的第一个车间就是气缸车间。主走道的一侧在生产钢制气缸筒,另一侧在生产铝合金缸盖,还要把气缸筒和气门座、衬套、气门导管等其他小零部件装配到气缸盖上。这样,当气缸准备离开这个部门时,就可以直接送到成品库去了。……再配上所需要的配件,有近50种不同的气缸设计。生产设备是按顺序排列的,以使原材料按直线行进。当然,对某一种气缸来说,并不是所有的机器都要用上。[10]

用于生产主连杆和活塞连杆、曲轴箱、曲轴、活塞、摇臂轴和气门导管,以及凸轮的车间也大致如此。所有这些看起来都很像我们在本书见到的生产完整部件的生产单元。很显然,普惠的经营管理人员当时至少具备了流动的起码概念:“……生产安排是相当简单的。原材料通过火车或货车运到车间或工厂门前,然后经过不同的制造部门,到达位于后部的成品库房。”[11]

然而,连续流仅局限于装配过程,以及那些用简单机器进行的生产活动,这也是很明显的。还有一些专门的用于加工镁材料及硬质钢合金材料零件以及用于进行热处理、喷漆和抛光的车间。由于每一完整部件的大部分零件或多或少需要进行这样的处理,所以多数材料都要从一个车间到另一个车间来回移动。

此外,还设有一个包括中央储存区、工具间和检查站在内的复杂系统。人们认为,质量检查应由技术人员来完成,与基层工人无关;技术人员只受他那个部门的主任领导,而不受生产部门主任领导;而且通过对工具、卡具和在制品的集中存放,可以实现对生产更加严密的控制。上述看法意味着,在各主要生产步骤之间或在为下一项工作做准备期间,每一个零件以及每一个工人都要到达中央储存区。

最后,公司坚决认为,许多缺陷只有通过整机的运转试验才能发现。因此,整个工厂后部是一排试验间。每台发动机都要连续运转8~13个小时,然后全部分解,检查零件,必要时还要更换零件,然后再重新装配起来。此后,发动机还要再连续运转5~12小时,如果没有发现什么问题,就可以出厂了。[12]我们将会看到,这最后一道安全网形成了这样一种思想:“装配、修补,直至弄好”。这种思想在普惠一直延续到1994年。

很显然,尽管1936年时,普惠只有相当简单的工厂布置和产品系列,但还是必须付出艰难的努力才能使产品经过整个生产系统的生产过程。为此,建立了“短缺货物清单”和“跟踪推进”系统(也作“急件单”和“催活”系统)。总经理助理还希望告诉他的下属们,有助于这套工作方法的“高技术”已经出现了:

指出这一点可能也是有益的,即所有的短缺货物清单和生产计划单都是在库房的电动穿孔机[13]上用打孔资料卡形式做出的。打印出来的这些清单,立即被分门别类地送至生产计划部和跟踪部。这是对车间生产实行有效控制的一项重要因素。[14]

总之,普惠第二次走上了从精益作坊到大型批量生产企业的蜕变道路。在这第二次转变中的主要创新是,对安装在各专业部门的复杂设备越来越重视;而这种重视又得到了引导产品从原材料到最终商品的整个过程的自动化信息管理系统的支持。

本应成为组织机构方面重要变革的“项目经理”制,却未曾如计划的那样成功。到1939年,总工程师霍布斯向他的上司打报告说:“显然,我们的项目工程师制自建立以来,实际上并未起到应有的作用。”[15]相反,在产品开发机构中,项目工程师只是一个无足轻重的管理人员。虽然在中央信息管理系统的催促下,产品能尽可能顺利地经过销售、计划、生产和安装等过程,但却没有任何个人或团队对整个进展情况全面负责。

[1]这部分关于创建普惠的叙述,来源于一份未发表的备忘录:The Saga of Pratt&Whitney co.,这是由Frederick B.Rentsohler于1950年5月1日所作的一份打印稿。原件存于康涅狄格州哈特福德的联合技术公司档案馆。

[2]这是在1927年时曾推动林德伯格的飞机跨越大西洋的传奇式的发动机。虽然它证明了风冷发动机的可靠性,但是它个儿太小,马力与重量之比也太小,因此实际上不可能应用在大型商用飞机和高速军用飞机上。

[3]见The Saga of Pratt&WhitneyCo.,第11页和Statement of FrederickB.RentschlerBefore the Temporary National Economy Committee,Washington,D.C.,1939年5月18日,第3页。

[4]直到20世纪70年代,该公司的法定名称一直是“普拉特惠特尼飞机公司”,后来简化为“普惠”。为简便起见,我们在整个叙述中称之为“普惠”。

[5]普惠发动机的铝制曲轴是锻件而不是铸件。锻造方法比铸造方法更易于加工成重量比赖特旋风的铸造铝制曲轴轻得多的曲轴。关于活塞式飞机发动机的发展见Bill Gunston所著的The Development of PistonAero Engines(Sparkford,Somerset:PatrickStephens Limited,1993),其中第130~131页是关于普惠公司的。

[6]这家机床厂最终迁至西哈特福德,并坚持作为一个传统的机床生产商。它后来在技术和生产方法上逐渐落后,终于在经营了131年之后于1991年倒闭。普惠飞机公司不久后被合并到联合飞机和运输公司中去。联合飞机和运输公司是波音公司、西科斯基公司(产品为飞船,然后是直升飞机)、汉密尔顿标准公司(产品为螺旋桨),CHANCE VOUGHT公司(产品为军用飞机),以及作为联合航空公司前身的各公司的联合体,是一个纵向一体化结构的飞机制造和运营公司。但是美国政府于1934年出面阻止了这种安排。于是,在普惠、西科斯基、汉密尔顿标准公司和CHANCEVOUGHT之外又成立了联合飞机公司,波音公司和联合航空公司也各自成为独立的公司。联合飞机公司于1975年改名为联合技术公司,伦施勒从1934年直至1956年去世一直是联合飞机公司的董事长。

[7]这部分内容来自联合技术公司档案馆的一份题为“The Project Engineer”的备忘录。它是由后来成为公司工程部副总裁的L.S.霍布斯,写给当时公司工程部副总裁安德鲁·威尔古斯的。备忘录的日期为1936年12月6日。

[8]关于产品开发项目管理类型参见Kim Clark和Takahiro Fujimoto所著的《产品开发绩效》(ProductDevelopment Performance)(Boston:Harvard Business School Press,1991),第253~256页,以及Don Clausing所著的《全面质量开发》(Total Quality Development)(NewYork:American Society of Mechanical Engineers Press,1994),第39~44页。然而,普惠关于项目工程师在整个产品流程(即从产品概念产生到生产,到安装再到客户飞机上)中的责任远远超过书中的论述。

[9]这部分内容根据J.Carlton Ward,Jr.所著《现代大马力气冷星形飞机发动机的典型生产布局、设施及生产方式》(Typical Plant Layout,Facilities,and Method for Productionof ModernHigh-Powered Air-Coolted Radial Aircraft Engines)一文写成。这是1936年10月在洛杉矶的汽车工程师协会全国飞机生产会议上的一篇论文。Ward当时是普惠的总经理助理,直接负责生产。

[10]同上,第3、7页。

[11]同上,第5页。

[12]同上,第6页。试验规程还要满足联邦航空管理局和客户的要求,只有当发动机的整机性能得到验证之后,客户才会接受。

[13]>这是IBM在精于生产计算机之前的主要产品。

[14]Ward的论文第5页。

[15]Hobbso的备忘录,第1页。

第二次世界大战是形成批量生产方式的动力

第二次世界大战期间,[1]当订单从数以百计源源增加到成百上千时,普惠使生产厂完成了向批量生产发展的最后跳跃。技术工人的缺乏,意味着服务于战争的新机床得设计成专门用于某种具体用途的设备,从而对操作者的技术要求很低。随着分工越来越细,车间的数量增加很快,每个车间被指派负责一项很专门的工作。此外,由于订货量大,所以通常可以使某一机床专门用于加工某一种零件,也许可以持续几年不变,因而不大需要对设备进行频繁调整。此时,在制品数量、产品在生产系统中的行程、生产终点试验部的返工量,以及管理的复杂性都增加了,但发动机产量增加得更多。在当时的战争年代,发动机产量是人们考虑的唯一重要因素。

毫不奇怪,到战争结束时,工人的心理已经发生了变化。新工人不再是高技能的、半独立的工匠,而是些接受了很窄的专业训练、分派给大都可以互换的工作,并处于严格管理控制下的人。传统工会组织是很少为普惠老一代工匠们讲话的,但是到1945年,不同的心理和不同的工厂现实造就了一种新的环境,使得“国际机械工人协会”轻易赢得了组织起来的工人的选举。[2]不久,作为管理层制定的劳动分工的直接反映,工作规则和发表意见程序的混乱状况出现了。

第二次世界大战带来的第二个重要结果体现在产品开发上。由于设计越来越复杂,而且要在基本结构不变的星形发动机上获取越来越大的功率,因此就需要非常专门的技术分工。其中主要的专业技术人员包括:负责开发新材料的材料科学家、致力于重量和耐久性问题的结构工程师、处理通过和围绕发动机的空气流动及其阻力问题的空气动力学家,以及能够设计出每台发动机所需要的上千个零件,并把它们连接起来的机械工程师。上述每一类专家都在庞大的普惠工程部中形成了各自独立的部门。

到战争结束时,普惠的“黄蜂王”发动机已成为单曲轴四排36气缸发动机。它采用了进气增压和废气涡轮增压,从而使功率到4600马力(相比之下,普惠最初的9缸黄蜂发动机只有425马力)。当时,“黄蜂王”与柯蒂斯赖特公司(赖特航空公司和柯蒂斯航空公司合并后的企业)开发的涡轮复合式发动机一起,同时成为有史以来设计出的最复杂的纯机械装置之一。[3]

[1]普惠及其若干许可证持有者,为战争的用途共生产了36.3万台发动机。普惠的受雇人数从1938年的不足3000人发展到1943年的近40 000人。此时,公司工厂的使用面积为900万平方英尺。(这些数据来源于Pratt&Whitney:In thecompany of Eagles,第19页和22页,这是1990年为普惠65周年纪念日所准备的一本小册子。)

[2]与此同时,美国“联合汽车工会”在普惠的一个主要工厂建立了组织。这个厂于1970年加入了国际机械工人协会(IAM),并使普惠的所有机构都加入了这个工会。这里及以后各部分中关于普惠工会的资料,来源于一份内部文件:“A History of International Relations at United TechnologiesCorporation”(1991年7月13日)。这份文件存于普惠档案馆。

[3]这可由他们的产品开发工作反映出来。1925年最早的黄蜂发动机,可能用了不到20 000个工程小时。在产品开发的9个月里,仅有6位工程师参与,由于他们不可能每周工作7天,每天工作12小时以上,也就是说,所用工程小时不超过19 710小时;而大黄蜂却需要730 000工程小时。(后一个数据来源于联合飞机公司总裁曼斯菲尔德·霍纳一篇题为《生产喷气机》的讲演。那是他1952年在华盛顿的生产分部对军队工业学院学生的一篇讲演。后来公司将其重印后存于公司档案馆。)

喷气推动的鹰

在第二次世界大战期间,美国政府要求普惠和柯蒂斯赖特致力于它们所熟悉的往复活塞式发动机的设计和制造领域;而其他一些原先没有飞机发动机制造经验的美国企业(如通用电气、西屋和爱立信)则在喷气发动机方面取得了领先地位。到战争结束时,普惠显然成了一个在没有前途的技术领域中的世界领先者。更糟糕的是,这种技术与真正有前途的喷气涡轮机技术毫不沾边。

1946年,普惠公司作了一次不可避免的大冒险:放弃对活塞式发动机的研究。它试图以一种双轴、轴流式喷气发动机来超越其喷气时代的新竞争对手们。这种发动机比任何原先想象的发动机都大得多,也复杂得多。而柯蒂斯赖特却继续在活塞式发动机上下工夫,它的涡轮复合式发动机在20世纪50年代初用于道格拉斯DC-7机和洛克希德超级星座机上。但是,当喷气式飞机很快将最后一轮活塞式发动机飞机取而代之的时候,柯蒂斯赖特只得退出了这一行业。

虽然喷气发动机与活塞发动机的工作原理不同,但所要求的技术技能,有许多却与普惠现有的工程部门所具备的相一致。现在,材料科学家关心的是处理好发动机受热部件的过热问题;结构工程师关心的是复杂的涡轮机械的振动问题;空气动力学家关心的是流过压气机和涡轮转子叶片的气流问题;机械工程师关心的仍然是组成整台发动机的上千个零件的详细设计问题,只不过这些零件现在是做旋转运动,而不是往复运动。但最大的区别是,如今知识本身是高度严谨的,而且需要付出的努力也大得多。[1]

由于所需要的知识本身变得神秘起来,普惠的各项技术职能分工变得越发深入而壁垒高筑。随着各专业职能之间隔墙厚度的增加,产品开发中的项目工程师制吃尽了苦头,两臂交叉两手分别指向相反的方向的“普惠式敬礼”增多了,所有设计和制造方面的问题都被推给其他部门。

至于生产系统,喷气时代并未对它产生显著影响。高度专业化的机床,再加上于20世纪70年代新增加的非常巨大的专用设备,如电子束焊机和熔融焊机,都一起放置在各部门的车间里,把零件按批量提供给最终发动机的组装工作台。发动机在发货之前,还要进行多方面的试验和“调整”(返工修正)。通常的笑话是:一般零件在普惠工厂的生产过程中所走过的路程比它为航空公司服役所走过的路程还要长。但是看来没有更好的办法。

普惠公司1946年向喷气发动机的转移,带来了1952年它们在技术上和商业上的胜利。以普惠J-57发动机为动力的八发动机的美国B-52型轰炸机于当年进行了首次飞行。对J-57稍加改动并重新命名的JT3型发动机,在50年代末,包揽了最初的四发动机的波音707机型和道格拉斯DC-8机型所用发动机100%的销售额。接着,它们又很快推出了全新的JT8D发动机,成为世界上全部三发动机的波音727和两发动机道格拉斯DC-9s机群,以及最初的两发动机波音737机型的动力。到美国军方于1970年给了普惠公司一项合同,把它作为F15和F16战斗机所用F100发动机的唯一供应商时,普惠公司已经完全主宰了全球的飞机发动机业务。实际上,到60年代末时,普惠占有的世界商用喷气发动机市场份额,就已达到令人吃惊的95%(除去苏联集团),而且在美国军用订货中占近50%的份额。

在实现行业支配地位的过程中,普惠公司及其组织机构在批量生产厂家的传统特征方面进行了一些微调,并使之得到了强化巩固。在实际生产中,各项生产任务都经过仔细的划分,并使用专用机床成批地加工那些需要较长供货时间的零件。在产品开发过程中,无足轻重的团队领导人要穿过各专业职能间厚厚的隔墙,协调各项工程工作。

事实上,这一套做法对普惠所处的环境来说,即便说不上是完美的,至少也是够好的了。这是因为,几十年来,飞机发动机都是由正规的航空公司或军方订货的:前者竞争的是服务而不是价格;而后者感兴趣的是飞机在战时的性能如何,采购价格只是第二位的考虑因素。此外,材料科学和空气动力学分析方面的发展,意味着每一代新产品都能够在性能上获得重大改进。因此,只要普惠的技术深度能够使它生产出来的产品在性能上优于竞争对手,其他诸如设计和生产产品的时间过长、成本过高,以及有时新产品在首次投入使用时性能欠佳等问题,都可以忽略不计。

在这样的黄金时代,普惠新产品设计规格的确定基本上是逆向进行的。高级工程师们决定下一代产品将采用什么技术,并确定使用这些技术的发动机结构。然后,他们再计算出总的生产成本和销售价格。可是,投产后并不能严格按照计算出来的成本进行生产,相反,在总裁办公室的盈亏报表上,成本是逐渐上升的。到了这一步,做什么都晚了。

到了20世纪80年代,当飞机机身生产商使得每种宽体机型可选装两三种发动机时(普惠发动机、通用电气发动机和劳斯发动机),生产成本问题更加混乱不清。因为发动机行业的做法是,对新发动机给予越来越大的折扣,最终可远远低于成本。[2]这种做法是基于一种希望,即可以通过销售备件,特别是通过涡轮叶片的销售,使利润得到弥补,因为发动机生产厂对这些备件和涡轮叶片具有专利权。例如,在JT8D发动机的运营寿命期内,航空公司购买备件的金额很可能等于当初购买发动机价格的五倍。在这种情况下,喷气发动机公司的加工部门很容易在成本重要性的问题上被搞糊涂了,因为发动机毕竟是以比任何可想象的生产成本低得多的价格售出的。

这种成熟的批量生产系统的最后一个特点,是获取订单的独特方法。由于发动机的供货时间,也就是实际生产一台发动机所需要的时间为24个月,而一架完整飞机的供货时间为三年,因而导致了战后喷气式飞机订货的巨大波动[3](见图8-1)。

图 8-1 商用喷气式飞机订货情况

当航空运输工业从衰退开始复苏时,飞机客户会为他们可能不需要的飞机和发动机签约订货,目的是保证他们在批量生产的队列里占个位子;尽管销售部门对那些大宗订货总是提供特殊的待遇,即使在销售额增长的情况下也不例外,目的是要保持市场份额,并保护备件基地。当经济萧条时,这类订货可能会突然消失,但军用订单的激增通常会抵消民用需求的不景气。而且,自1980年以来,当新发动机供货数量下跌时,备件购买量通常会增加(见图8-2)。

图 8-2 喷气发动机供货量和备件销售额

结果,直到1990年,普惠的员工人数比订单数更稳定(见图8-3)。虽然存在周期性的裁员,但是时间可能很短,而且,普惠的雇员们,特别是那些有几年工作资历的人,很容易认为他们总会有工作的。

图 8-3 普惠的员工人数

[1]普惠的最后一个活塞式发动机大黄蜂的开发需要730 000工程小时,而它的第一个大型喷气发动机J-57则需要133.8万工程小时。此外,正像曼斯菲尔德·霍纳于1952年指出的,现在知识的性质已经完全不同了。“活塞式发动机,特别是在第二次世界大战期间使我们称霸的径流式风冷发动机,具有一个重要的独创的特点。背景经历、实践经验和‘手指尖的感觉’对这种发动机的成功设计和生产是至关重要的。它并不是直接产生于理论和分析。在很大程度上,它的设计依靠的是经验,而常常是通过把发动机或零部件故意破坏掉来从经验中进行学习”。见霍纳讲演稿第1页。

[2]从发动机生产者的立场上看,这个“麻烦”开始于1970年。当时,道格拉斯选择了通用电气的发动机作为其新型DC-10飞机的动力;而普惠则提出,如果能让普惠的JT9D也被定为这一机型的发动机,它可承担1亿美元的生产费用。然后,通用电气公司做出反击,使其CF6发动机得到作为波音747机型的发动机的认可(原来波音公司的计划中只有普惠的发动机);而劳斯公司的RB211-535也得到了可以成为波音747机型的发动机认可。当时正准备推出A300客机的空中客车公司,从一开始就采取了“发动机多重选择”政策。同时,由于发动机工业新型动力的发展,使得新发动机的价格稳步降低。由于两发动机设计逐渐取代了以往占主流的三发动机或四发动机设计,所以尽管飞机机身的总订货量增加,但发动机的总订货量却是减少的,因此竞争愈加激烈。到1995年,形成了这样一种局面:发动机生产者受到强大的压力,要免费为大客户供应发动机,而让所有的长期成本和利润从备件供应中收回。

[3]为已有飞机更换发动机的订货是相当少的,因为现代喷气式发动机第一次大修年限为5年,也就是说发动机“稳坐机翼之上”长达5年之后,才需要进行第一次大修,且还可进行若干次整修,其使用寿命才算结束。所以,新喷气发动机的订货与新飞机的订货基本同步。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。如发现有害或侵权内容,请点击这里 或 拨打24小时举报电话:4000070609 与我们联系。

    猜你喜欢

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多
    喜欢该文的人也喜欢 更多