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為什麼汽車行業能夠成為製造業的標杆?

(本文已授權「極客汽車GeekCar」、「36氪」、「鈦媒體」轉載,如需轉載請聯繫本人微信公眾號【史蒂芬的專欄】(ID: stehouse)授權。

說哪個行業科技含量最高,自然是航天軍工、電子信息(手機、計算機等)。

說哪個行業產業產業鏈最複雜、零件最多,還是航天軍工。

說哪個行業對安全性要求最高、對質量缺陷容忍度最低,自然是醫療器械和航天軍工。

說哪個行業發展變化最快,自然是電子信息(手機、計算機等)。

說哪個行業生產批量最大,還是電子信息(手機、計算機等)。

以上沒有一個是汽車行業,但是為什麼偏偏是汽車行業成為製造業的標杆呢?

因為以上行業雖然在單科上第一,但嚴重偏科,而汽車行業雖然單科不是第一,但是綜合起來後總分能夠排上第一。除此之外再沒有一個行業能夠通吃這五種特性,這使得汽車行業不得不採取更高水平的方式來管理,最終導致其管理水平是製造業中最高的。

航天軍工,雖然科技含量高,安全要求高,但其首要優先順序還是科技領先,比如考慮如何才能登上月球,如何在戰場上擊潰敵人。這導致了一個天然劣勢就是技術壓倒一切,對價格不敏感,另外一方面,不屬於大眾消費品,對價格也不敏感(買手機顧客會在意1000元還是1100元,要買飛機的國家對10%的價格差異無所謂),第三,不是充分競爭的產業,價格的決定權掌握在賣方手裡,對價格更不敏感。這樣導致對成本不敏感,極少考慮減少浪費(包括過度設計、過度製造、生產良率、生產效率),這就不符和商業社會的本質。就以我國的神舟飛船為例,為了生產出一個非常精密的零件,例如公差+/-0.001mm,按照現有的加工水平可能很難做出來,但為了能夠實現這個需求,可以先做100個零件出來,只要有一個是合格品就可以了,這就是為什麼飛機和宇宙飛船這麼貴的原因,小道消息聽說航天軍工產品的價格一般是成本的十倍,這在其他行業幾乎不可想像。我以前一直很困惑為什麼我國可以做出銀河計算機,但是做不出手機和電腦的晶元?也有人擔心如果中國和美國開戰,我們是不是連電腦和手機都沒得用了? 其實不用擔心,只要只要美國對中國封鎖,中國分分鐘能夠做出來,只不過價格高一點罷了(性能差不多或者稍微差一點),而現在和平年代做出這種晶元,價格只會分分鐘被英特爾和高通碾壓。所以在航天軍工行業,不怕沒錢,只怕你想不到,只要能想得到的先進設計,砸錢也要搞出來,而在其他行業,很多工程師其實很有才,往往受限於成本,還要考慮可製造性(本質也是成本),不能天馬行空。比如航天軍工的工程師完全可以設計一款汽車,帶翅膀可以飛,只要有需要,國家一定支持,但是汽車行業卻不行,因為價格高,沒有市場。

另外一方面,航天軍工產品單品數量不多,那就沒辦法大批量生產。試想一款汽車可以做到爆款,生產幾十萬甚至幾百萬台出來,但是一款飛機一年最多生產不過幾十幾百台,宇宙飛船更少。不批量生產就對生產方式要求很低,對精益生產基本無感覺,對品質管理要求很低,因為大不了100%全檢,同時也間接影響了成本。

所以航天軍工雖然代表最高科學技術,但是國家產略燒錢的產業,不是正常的市場和商業模式,不是成本控制和生產方式的榜樣。

醫療器械行業,雖然對安全性、可靠性要求高,對質量缺陷容忍度低,但是發展變化慢、產業鏈簡單。發展變化慢的話,沒有什麼時間壓力,可以慢慢研發,對項目管理、快速響應的要求比較低,很多醫療產品十年才更新換代。產業鏈簡單的話,對供應鏈管理和信息溝通的要求也比較低,一個電話可以把所有供應商召集過來在一個房間里開會。醫療產業是產品品質控制的典範,但不是項目管理、供應鏈管理的典範。

電子信息(手機、計算機等),雖然科技含量高、發展變化快、批量大,但是對安全性要求不高,對質量缺陷容忍度高,而且產業鏈相對簡單。手機最差的情況就是爆炸,不一定會危及到生命安全,其他大大小小的問題包括死機、開不了機、手機發燙更是家常便飯,最多不過是投訴和退貨。而航空航天,任何一個微小的問題有可能導致墜機,醫療行業任何一個微小的問題都可能導致性命安危,汽車行業如果出現品質問題分分鐘車毀人亡。涉及到人身安全的產業,法律法規監管嚴格,任何企業都不敢冒這個風險,所以在質量管理上面投入較多,而電子信息(手機、計算機等)由於涉及到人身安全較少,所以對質量控制要求相對沒那麼苛刻。

說到汽車行業了。

一、科技含量。

雖然不如航天軍工,但是技術含量整體來說還是很高,特別是動力系統和汽車電子。汽車作為一個消費品,科技創新也是其最大的賣點之一,比如混合動力、半自動駕駛功能。2013年大眾汽車在研發上的投入2013年研發開支135億美元,占營收5.2%

全球十大研發投入最多的公司_科技_騰訊網

在產品科技含量高的產業,其製造工藝也需要相應領先才能滿足產品要求。

二、產業鏈。

一台車有上萬個零部件,沒有哪個整車廠(業內叫主機廠)會自己全部生產,大部分零部件都是外包出去,而且都是層層外包,涉及到的供應商有幾百家(注意業內說法零件和部件是不同的,螺絲是零件,馬達是部件,車門是系統,主機廠一般以系統為單位外包)。比如大眾汽車會把車門系統外包給一家零部件供應商比如德國博澤,博澤又可能把車窗外包出去,車窗供應商商又要把車窗升降馬達外包出去,馬達供應商又要把馬達外殼外包出去。車身上還有幾十個這樣的系統,每個系統都是層層外包,其中任何一個環節的問題都可能導致主機廠無法量產或者做出的產品有問題。在供應鏈管理、生產管理、質量管理方面,汽車行業有一套非常成熟成體系來降低這些風險,保證穩定產出。汽車行業對訂單延誤也是採取非常嚴格的措施,延誤的損失以分鐘計算(而其他行業以天計算)。

汽車行業,不管什麼公司,都普通採取8D的方法來處理客戶投訴,也就是解決問題的八個步驟,包括成立改善團隊->識別問題->實施臨時性遏制措施->根本原因分析及驗證->選擇和驗證永久糾正措施->實施和確認永久糾正措施->從系統層面預防問題再次發生->祝賀團隊。一般要求在收到客戶投訴24小時之內必須反饋臨時措施,72小時提交初步原因分析報告。而其他行業,幾乎沒有這麼標準的處理流程以及反饋時效性要求。

三、安全性。

正如上文所說,由於涉及人身安全,所以法律法規對汽車行業的要求很嚴格,很多要求不是因為你想這麼設計才是這樣的,而是法律法規的要求這麼設計,而且你要保證這個功能的可靠性。比如車窗升降系統,美國法律就規定要有防夾功能(anti-pinch),防止有乘客腦袋被夾壞^_^(曾經有乘客將頭伸出車窗,但又誤觸了關窗按鈕,結果脖子被夾了,後來要求加防夾功能,也就是車窗玻璃遇到障礙物能夠自動退回來)。由於一旦這個功能失效,導致法律風險太大,所以在產品設計的時候,不管願不願意,一定要加入這個功能,而還要考慮這個功能在各種環境中是否會失效,產品在製造過程中時,必須要100%測試這個功能(測試是否製造過程的變異導致功能失效),而且還要考慮製造過程中如何預防這個功能失效。由於通過檢驗來發現問題總是事後諸葛亮,而且還存在漏檢的可能,這樣會產生很多的法律風險,所以汽車行業更多是在考慮如何避免這個問題發生,而且不是依靠事後檢驗來發現問題。比如一批產品有99%的良率,在其他行業比如電子製造業已經算是很好了,但是汽車行業很難接受,因為其中1%的不良,總有風險會漏檢導致流出去,根本之道就是沒有不良品最好,這樣哪怕沒人檢驗也不會有風險。汽車行業還不僅要求100%合格,而且要過程穩定,比如一個產品的公差是 +/- 0.5mm,即使100%在這個公差內,但是大部分接近上限或者下限都不行,需要靠近中間值才行,而且波動範圍還要求盡量收窄。汽車行業用一個參數cpk(過程能力指數) 來衡量尺寸的穩定性和偏離中心值的程度。其他行業還在看良率的時候,汽車行業已經在看cpk 了,要求cpk至少要達到某個目標值才能接受量產。

過程能力指數_百度百科

另外,由於汽車行業的特殊性,產品開發和質量管理相比其他行業來說完全是另外一個體系,導致的現象是,一家供應商(比如油漆製造商)如果供應汽車行業和非汽車行業,哪怕是完全一樣的產品,需要專門成立一個汽車事業部。為什麼呢?

產品開發,汽車行業有一套嚴謹的流程,叫做APQP(產品先期質量策劃)來保證開發過程的質量,簡單來說產品設計整個過程包括設計評審、設計驗證、設計確認,製造工藝開發整個過程也包括工藝評審、工藝驗證、工藝確認。

而其他大部分行業,產品設計完成之後就是是直接量產,沒有那麼多反覆驗證過程,所以量產之後因為發現還有很多問題,再回過頭來改設計和工藝現象經常發生。

質量管理,汽車行業最具代表性的就是FMEA(潛在失效模式分析),也就是提前預測設計或生產過程中的可能會發生的問題,事先採取預防措施的一種方法。這是汽車行業質量管理區別於其他行業的一個重要特徵(手機電腦行業就沒有,但是安全性要求高的航天航空有)。

四、批量生產。

大批量是一把雙刃劍。

第一、能夠分攤成本,而且能夠進行標準化生產,所以汽車行業是最熱衷於投入更加先進的昂貴的生產設備或者技術以提高效率。汽車行業的自動化生產率是最高的,哪怕在中國,汽車行業使用自動夾具或者機器比例也遠遠高於其他行業。比如挖掘機製造,一個型號一年才生產幾百台,根本沒用動力採用標準化的機器設備來生產,很多甚至都是人工來裝配。汽車行業動輒幾十萬台,機器設備成本分攤在這幾十萬上面都不是一個很大數字了。

第二,能夠放大問題,任何一個小問題只要乘以批量生產的數量,都是一個巨大的問題,由此產生巨大的召回成本和返修成本。這也導致汽車行業更加熱衷通預防品質缺陷發生,而不是事後發現來補救,主要體現在以下方面。

  • 設計上防錯,比如有些零件會漏裝,那乾脆設計成不用個零件,那不存在漏裝的問題了,或者設計成沒有裝這個零件整個產品無法裝配。有些零件會裝反,那設計成如果裝反,就裝不進去。
  • 製造過程中防錯,有以下方面,其他行業基本沒有這種概念。
    • 相信人總是會犯錯誤的,所以盡量採用機器設備來減少人為失誤。試想一條純手工線,每天做一萬個產品,但是人總可能會疏忽,哪怕是百分之一的疏忽也會產生100個不良品。而機器設備,只要設定好了,就會按照既有程序做下去,出錯幾率小。其他行業,我聽得最多的是」加強人員培訓「來避免錯誤。
    • 通過機器設備的「智能」來保證防錯,日本人叫「自働化」(jidoka),這是帶「人字旁」的自動化。有三個層面,第一,不可能產生不良(機器設備始終穩定,如果產生故障自己會停機),第二,產生了不良品,機器能夠發現並且鎖住,不傳遞到下一個工位,第三,不良品流出本工位,但下一個工位不接受不良品(下一工位能夠檢查比如漏裝零件的問題)。舉個例子,比如汽車的焊接,要求機器自帶檢查電流功能,如果發現電流超出設定值(可能是外部供電不穩定或者機器本身不穩定),那就停機並鎖住零件不讓流出,這樣想要做出不良品都難。機器防錯的概念在汽車行業已經深入人心,但是在其他行業,還只是新鮮概念。
  • 流程上的防錯。安排好了工作,人還是會疏忽做錯或者忘記,汽車行業最熱衷的就是做各種檢查表(checklist),事情做完之後,再用檢查表一項一項檢查是否有做,或者做到位。其他行業這種檢查表很少使用。

在汽車行業做過的人,明顯都會有這些嚴謹的思維習慣和職業習慣,所以其他行業都比較青睞汽車行業的人。

史蒂芬之前寫過一篇軟體開發和製造業的相互啟示和給理工科專業的一些職業選擇建議裡面有更多介紹。

第三,因為批量大,價格昂貴,有資金周轉的壓力,所以會有改進生產方式,降低庫存、減少浪費的動力。人類歷史上所有的生產方式革命,都從汽車製造業開始,比如上上個世紀的福特流水線,上個世紀的豐田精益生產方式。豐田精益生產方式的兩大核心,除了上文說的「自働化」之外,還有「及時生產」。

福特開創了流水線生產方式,在這之前,是一個人或把一個產品從頭到尾做出來(現在中國還有大量的企業用的這種生產方式),100個工人做100件同樣複雜的事情。福特流水線的生產特點是把一個產品分解成多個不同的工序,由不同的人分工按先後順序和統一的節拍時間流水化作業,由於把複雜的工作進行的分工,所以效率大大提高。

豐田開創的精益生產方式的核心「及時生產」,也就是不早也不晚。通常認為生產可以早點進行,這樣就不會延誤訂單。但是豐田生產方式認為,早了就會有庫存,庫存是萬惡之源(掩蓋問題,佔用資金)。汽車行業一般一次性採購小批量的貨,零部件供應商一般都是兩三天送一次貨,恨不得讓他們一天一送,物料直接上生產線而不是送去倉庫堆積。而其他行業,一次性採購一個月或者幾個月的物料放在倉庫堆著非常正常。豐田生產方式要求「單件流」,流水線的產品一個一個流下去,而福特流水線作業是可以一次性做20個產品,這20個產品作為一個整體流下去,但是這樣不容易實監控到到底哪個工序是時間瓶頸,而且一旦發生質量問題,都是批量性問題,而單件流,一旦發生問題,數量都控制在某個產品上,或者一條流水線上有限的幾個產品。

其他行業,可以說沒什麼追求,對這些核心概念要麼就沒聽說過,要麼就是只學了5S管理,目視化管理、魚骨圖、減少浪費持續改善空喊口號等這些很表面很膚淺的東西,甚至對5S的理解還停留在「打掃衛生「上。對於有追求的非汽車行業的企業,都是在向汽車行業取經。

五、行業發展變化。

汽車是大眾消費品,而且是大部分人一生中最貴的消費品(第二可能就是蘋果手機了)。這種以市場為導向的消費品不得不經常變化以迎合市場口味。發展變化最快的應該是手機,汽車行業雖然做不到一個季度一變,至少一年或者兩年一變還是做得到的。

汽車行業和手機行業一樣,都要求能夠快速響應,產品開發周期非常短,而且萬萬不能出現任何延後的情況,否則就失去了市場先機。試想本來預計在一月一日發布一款新產品,市場宣傳都做好了,但等到那天卻發現東西沒做出來,不得不把發布會延後,這對品牌形象的影響是多巨大的。所以汽車行業對「項目管理」的要求很高,一般都有專職項目經理來協調可能出現的任何突發事件(比如某個零件延誤、重大品質問題),調用優勢資源來應對,以趕上項目時間。這個行業的其他人對項目流程的意識也明顯高於其他行業,知道什麼時候該做什麼事情,需要怎麼做,出了緊急情況應該走什麼流程。汽車行業的人最熱衷於考PMP(項目管理專業人士資格認證)。

最後,汽車行業綜合了世界主要工業國家德國、日本、美國的管理優點。

德國人擅長於在流程和規則上避免犯錯誤,德國企業特點就是流程一大堆。優點是能夠保證產品質量穩定,技術紮實。缺點是流程繁雜,不能夠快速響應變化。所以為什麼德國人能夠做出優秀的工業設備,在做手機、電腦方面就弱爆了,倒不是技術上原因,而是受到流程的束縛趕不上市場上的變化。

日本人由於國內資源稀缺,所以擅長減少浪費,會經常去思考哪些東西是沒必要的,但是又對細節執著,所以弄出了精益生產這個東西。這就為什麼日本的東西性價比很高,技術領先,質量也紮實。

美國人擅長於創新,不被條條框框束縛,處事靈活,崇尚think out of the box,不遵守流程和規則的事情也經常發生(和中國人差不多),在產品開發和生產過程亦如此。這就是為什麼美國的東西技術領先,但是質量不如德國和日本製造。由於這些人為導致的無法預測因素存在,美國人非常熱衷研究管理學,包括企業管理、生產管理、項目管理。美國人先弄出來了工業工程(也就是IE),日本人實踐變成了豐田生產方式,後來美國人又將日本的人實踐的結果總結出了精益生產方式。而項目管理是一種科學的方法來管理項目過程中可能出現的各種風險,本質上是一種靈活的處事方法,在規則範圍內科學地設定了一定的靈活空間,可以隨時調整策略,調用各種資源捷徑(shortcut)來應對變化和風險。

由於汽車產業鏈是全球分工合作,不同國家之間互相採購零部件,而這三大工業國家有著不同管理規範,溝通起來會非常困難。為了協調這些不同的管理和標準,1996年世界主要汽車製造商(以德國、日本、美國為主)成立了國際汽車工作組 International Automotive Task Force (IATF),1999年頒布了國際標準lSO/TS 16949(最新版已經改名叫做IATF16949:2016),制定了一個全球通用規範,這個規範基本綜合了這三大工業國家的管理上的優點。除此之外,再沒有其他哪個行業能夠把這三個工業國家的優點吸收進來。

TS16949_百度百科

汽車行業國家標準GB/T 18305完全採用了TS16949

後記

中國本土汽車行業雖然只學到了一點皮毛,精髓還沒完全學進去,但是好歹也學了些東西,框架已經基本建立,口號和理念已深入人心,比起其他非汽車行業來說,已經是走了很長的路了。

史蒂芬離開汽車行業很多年了,非利益相關,因對現有非汽車行業的管理水平吐槽有感而發。

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