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大规模定制的春天|工业互联网的新边疆

林雪萍 知识自动化

一、从大规模生产到大规模定制

福特汽车创始人亨利·福特有句名言:“只要汽车是黑色的,任何顾客都可以把他想要的任何颜色都涂上。”为什么是黑色的?难道福特本人对颜色有癖好。不是,因为黑色油漆会比其它颜色干得更快,从而进一步提高产能。仅此而已,生产者的工程效率压倒了一切消费者的需求。

这就是大规模生产的时代。大规模生产的核心是围绕着制造商的效率,从而降低生产成本。

然而事情也早就在发生变化。美国Pine在1997年就定义了四种大规模定制的方式。其中协作定制是最接近常规理解的大规模定制,它在产品自身和表现方式方面,都跟大规模生产的同质性产品有很大不同。它需要将用户的想法——有时候是不成体系的——重新进行工程化表达,并且以合适的成本完成制造。由于用户的介入,大规模定制的重点一般都会放在设计上。

图1:经典大规模定制的四种方式

在这个概念提出的二十多年里,各种大规模定制的方式在不断的被尝试,但都属于小规模的尝试。直到最近几年,随着物联网的发展,大规模定制迎来了自己的春天。

图2:大规模定制之路

二、大规模定制的障碍:双向-用户和制造能力

大规模定制是一个双向改变。一方面,原有大规模地生产同一种产品,变成大规模地生产不同产品,这是生产模式的变化;另一方面是消费者从被动、有限的选择产品,变成全流程的参与。

天平两端同时发生变换。这次双向的改变,存在一场相互角力的竞争,就像是一场剑术比赛。一方是有限的制造能力,一方是无尽的欲望。二者是一场挑战赛,这是一个寻找最小订单的平衡点。

图3:制造能力与用户欲望的交锋

(来源:德国亚琛大学Frank T. Piller)

来自用户的挑战是巨大的。最大的难点是:用户是隐形的,换言之,收集用户的信息是一件昂贵的事情。获取用户的准确信息,通常是一个漫长而劳累的过程。许多时候,用户的信息是杂乱不堪的,它们聚集在一起,形成一个宏大的“噪音广场”。要从中找出客户真正想要的东西,成本很高。

对于制造商来说,也有无尽的苦恼。由于大批量小生产,需要保持和维护各种材料的库存。这意味着必须要有巨大的库存,意味着打造一种能够从订单快速分解到物料、并完成采购的自适应物流系统是必不可少的。而高度柔性的生产线,则是一个最基本的条件,同一条产线必须具备快速切换组合的能力。

如果以上这些困难还不够极限挑战的话,还有一条最令人沮丧:用户不愿意为自己的任性发明,付出太高额外付出的成本。这是建立一个成功的大规模定制业务最困难的方面。因此,制造商需要学会快速定价的能力,需要在自己的车间和整个供应链上,快速盘算成本,建立有效的制造策略。

三、隐形超级用户,大规模定制的新面孔

随着移动互联网和社交媒体的出现,“超级隐形用户”出现了。海尔提出来“企业永远是弱者,用户是强者”,这听起来似乎有悖常识,其实它背后是对产品使用方式的一个深邃的思考。这样的强势用户,并不是出现在谈判桌上的真实对手,而是以一种分布式的存在感而形成:一个在线社区或者一群品牌粉丝。这不是一个谈判能力很强的个体,而是一个网络化存在的群体。他们之间甚至都不需要相互认识,只要存在一种共鸣感,他们就可以通过互联网连接在一起,形成足以让制造商“俯首倾听”的力量。

“隐形超级用户”的出现,使得制造商以自我效率为中心的时代,一去不复返了。

图4:大规模定制背后的要素

在海尔大规模定制的平台COSMOPlat上面,社群交互正在变成一个超级广场,它让“隐形超级用户”的力量变得更加有序和高效。最初用户会进行自发的话题讨论,诸如“空调是不是舒适”、“是不是有净化功能”、“静音自动化“等。在海尔的一款静音空调中,有15万用户参与了讨论。然而这些讨论,一开始就是一个噪音广场,充斥着各种奇怪的杂音。作为大规模定制的制造商,必须能够将良莠不齐的噪音群,引向一个快速收敛的成本走廊。

在这样一个工程化的走廊上,有675位用户深度参与交互和产品的设计,而且有6家供应商参与了收敛过程,提供了设计方案,并且通过虚拟仿真产品与用户在平台上实时交互。用户在平台上完成虚拟体验,最终实现了1万多台的产品预售。与之前大规模定制不同的是,海尔始终围绕用户需求,并为其他企业提供提质增效、优化资源配置和模式转型。

在这个过程中,大规模定制商需要有足够的智慧,完成从“噪音广场”进入“成本走廊”,解决“隐形超级用户”需求可以进入真实的成本核算。剩余的工作,则交给了工厂的产线。这条为定制产品而专门启动的产线,早已在前期的产品设计过程中,同时完成产线的仿真,随时联机上线。

这是一个设计、制造和服务全流程联动的过程。

对于智能产品而言,它自身也会成为用户生活体验的交互入口,这也是海尔将“电器”称为“网器”的原因,一字之差,表明了产品可以开口讲话。在前面的新兴静音空调的使用过程中,后续有近4000人参与了第二次深度交互,关注点和问题点与第一次不一样,重点关注清洁程度如何。“噪音广场“再次启动560万的用户进行了参与交互,交互意见达到1.5万条,创意设计超过2万个。“成本走廊”也随着变得热闹,更加丰富透明的资源参与进来,工程化设计方案也越来越多,第二次预售产品达到约18万台。设计、制造和服务全流程联动,不仅是一次交易,当网器到了用户家中之后,可以持续与用户交互,从而推动不断创新、不断迭代。

“隐形超级用户”正在释放前所未有的能量,网络效应激活了用户的活力,也大大振奋了制造商的应对能力。用户可以呈现出更多任性的一面。例如,在吉利汽车那里定制汽车的用户,可以被允许出现许多反复。吉利汽车正在设计的柔性定制化生产线,在用户下完订单之后,提前7天可以取消订单,提前3天可以换车型,提前1天可以换发动机。这种简单的数字背后,对于物料和产线的准备,是一个惊人的挑战。订单变换,已经出库的物料则需要快速退回原位,并重新进入下一轮分配,而不至于积压太多物料。这样的资源调度,需要一种全透明的管理。

大规模定制,正在呈现出最有诚意的对话和连接。

四、大规模定制的五大要素

大规模生产与大规模定制,二者并不是绝对分开的,他们有着很多的交叉地带。在这广阔的交叉地带之间,两个主要的决定因素就是成本高低和产品变形程度。二者权衡的结果,使得各种企业都可以找到自己的生存空间。

然而,真正大规模定制的理念目标,就是要寻找一种低价格和高定制的产品空间。大规模生产的价格,成为一种简单透明的对照标准。制造商需要在这条苛刻的对照线的笼罩下,实现高水平的定制。这需要一种全局上的思考,有五个要素,可以帮助大规模制造商得以完成隐形用户那乌托邦式的定制理想。

图5:大规模定制的五个要素

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产品模块化

大规模定制的基础要素之一就是模块化。在波音1994年启动数字化设计项目的时候,就已经开始将其视为一项重要技术。许多零部件被重新组合成模块,来作为基本单元,来应对各个不同航空公司的大量差异化要求。这算是应对大规模定制的一个肇始。这项计划5年的项目,最后用了11年才得以完成。最大的阻力不是技术,而是来自组织文化的变革。现在这种模块化方法已经被制造业广泛使用,在汽车行业尤其明显。尽管是定制化的产品,也需要尽可能的共享相同的部件。这些模块,可以尽可能使用传统的批量生产技术进行规模生产。而只有在最终装配期间,才会生产最终定制版本的汽车。

宝马每年销售的各种类型汽车,其实基本都是源于两款基础车型的变型。这种方法,可以有效缩短从订单到交付的时间。在2000年前启动的COSP(基于客户的销售处理)项目中,从订单到交付的时间目标是10天。这在当时诸多厂家的从订单到交付的时间中是最短的,像大众、丰田、日产都将目标定在14天,而美国车系则更长。

图6:各大车系的定制交付的时间目标

(source:宝马大规模定制计划,2015年)

丰田、标致和雪铁龙甚至更多家公司也是如此。例如,丰田的Aygo、标致107和雪铁龙C1都是基于同一辆汽车,只做了一些表面上的小修改。

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产线柔性自动化

自动化一般都会存在着一个消极因素,那就是会降低生产线的灵活性。自动化程度越高,产线的切换越缓慢,生产不同产品就会显得越吃力。为了满足大规模定制的生产需求,一种全新的柔性自动化开始出现。这种柔性充分体现在产线的快速切换,完成工艺流程的数字化。而这需要大量的软件仿真,能够在数字世界完成产线切换的方案优化,使得产线设备能够自如切换。海尔沈阳冰箱的十个基本型、二十五个型号,要放在同一条线上实现混流生产,而时间节拍则只是10秒——也就是说每10秒就会有一台冰箱下线。这需要精准的排产设计和工序协同等,才能保证排产的有效和加工的质量。五序一体的压力机连线设备,要跟各种数字化设备通过软件进行集成,通过软件定义的方式,才能真正实现柔性自动化。传统工厂一条线的产能在50万,而柔性自动化的产线能力将达到3倍,完成一条线年产150万不同产品的惊人能力。

这背后,产线的标准化,则是一个最基础的基石。而这样的道理,并不限于在工业,农业生产也是如此。要能够实现大规模定制,一定要进行生产端的优化,而标准化则首当其冲。海尔COSMOPlat与山东金乡大蒜基地的合作就是从“农业工业化,流程标准化”的理念开始。当地合作社种植的一千亩地大蒜,首先进行的就是标准化设计。将温度、湿度、风力、光照、土壤、降水量等指标一一进行量化。随后在农场基地中投放大量传感器等物联网设备,将大数据等技术应用在其中。通过可视化系统,可以全方位实时监测大蒜的生产过程,并且根据土壤的成份分析,进行科学种植。

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平台化

与模块化策略非常相似的是平台策略,它被广泛应用于汽车行业。例如汽车公司开发了一个平台,然后对该平台进行各种定制开发,以开发不同型号的产品,这也大大降低了开发和生产成本。大众汽车的发动机开发平台MQB,就是这样一个计划。包括奥迪A1、A3、TT,斯柯达、大众高尔夫、帕萨特系列等都采用了同样的平台。最近还推出了面向电动车的MEB平台。而吉利与沃尔沃的合作,则走得更远,将内燃机和电动车放在一个平台上,每款车都既有内燃机又有电动车型号,充分满足各种消费者的定制需要。

工业互联网平台则将面向大规模定制的平台概念,推广到了更为广泛的空间。由于工业互联网将要素资源实现了各种连接,使得大规模定制正在有了全新的更加合手的工具。三种基本要素的行进轨道同时发生了前所未有的弯曲:时间神同步、空间零距离、资源全透明。将数字化技术与物理技术融合到生产与物流、服务的全过程,是当下令人期待的智能制造的关键所在。而无论是否愿意,各个公司都需要适应以客户为中心的商业模式,通过大规模定制来提供个性化的产品,满足日益膨胀的个人需求,增强品牌和服务的粘度。这正是工业互联网平台开始发力的机会。

五、小记

大规模定制的要素,已经基本凑齐了。现在正是全新聆听用户声音的时刻。然而,大规模定制现在面临的并不是技术问题,而是一个企业的思维框架。企业需要从战略级进行数字化转型,推动组织的变化,重塑营销合一、产品制造一体化、透明供应链、再造IT基础设施等多个角度入手,真正体现“用户中心化”的特点,才能推动大规模定制成为一种严谨的商业竞争力。

作者简介

林雪萍:南山工业书院发起人,北京联讯动力咨询公司总经理

欢迎关注微信公众号:dcwlcm666;合作及投稿请联系:1519329887@qq.com

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