柔性制造呼喚全新的方法論

工業(yè)革命以降的二百五十年時(shí)間里，共發(fā)生四次大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，第一次是由工業(yè)革命發(fā)源地英國到歐洲其他國家的轉(zhuǎn)移，第二次是由歐洲向美國的轉(zhuǎn)移，第三次是由美國向以日本為代表的亞洲轉(zhuǎn)移，第四次是隨著中國改革開放由亞洲四小龍向中國大陸的轉(zhuǎn)移。每次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移除了資金、技術(shù)及勞動(dòng)力需求的轉(zhuǎn)移之外，往往還在轉(zhuǎn)移過程中涌現(xiàn)出新的管理模式、組織模式，甚至新的管理哲學(xué)。例如：第一次是在英國完成手工作坊到工場的變革，并且產(chǎn)生工人階級之后轉(zhuǎn)移到歐洲其他國家的；第二次是在一戰(zhàn)前后，由于歐洲勞動(dòng)力短缺和一戰(zhàn)對歐洲大陸的破壞轉(zhuǎn)移到美國，在美國涌現(xiàn)出以福特流水線為代表的大規(guī)模制造生產(chǎn)模式和管理哲學(xué)；第三次是二戰(zhàn)后向亞洲的低成本勞動(dòng)力國家轉(zhuǎn)移，在日本涌現(xiàn)出以豐田精益生產(chǎn)為代表的精益思想；第四次是在上世紀(jì)八十年代向中國的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，帶來適合中國國情的大規(guī)模制造模式，“世界工廠”生產(chǎn)了全世界消費(fèi)不了的產(chǎn)品。為了化解這一供銷矛盾，出現(xiàn)了以個(gè)性化定制為代表的柔性制造的強(qiáng)烈需求及變革動(dòng)力。當(dāng)前柔性制造模式還處于探索階段，尚沒有象流水線、精益這樣的全新的管理哲學(xué)出現(xiàn)，本文從柔性制造是一復(fù)雜系統(tǒng)這一基礎(chǔ)入手，分析在柔性制造的土壤中涌現(xiàn)出全新的管理哲學(xué)的可能性，及對柔性制造的復(fù)雜性進(jìn)行分析，嘗試著從數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)、知識工作自動(dòng)化的角度觀察這次變革的特征，希望從中獲得一些“柔性制造轉(zhuǎn)型”中可供參考的思路。

柔性制造是復(fù)雜系統(tǒng)

以個(gè)性化定制為代表的柔性制造模式是異于福特流水線生產(chǎn)和豐田精益生產(chǎn)的全新的制造模式，差異點(diǎn)表現(xiàn)在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜度上，主要有以下幾個(gè)方面：
一、產(chǎn)品生命周期的差異：
產(chǎn)品生命周期急劇縮短，柔性制造已經(jīng)到達(dá)了一個(gè)重要的拐點(diǎn)，傳統(tǒng)的制造模式可以把產(chǎn)品生命周期中非生產(chǎn)成本分解到批量生產(chǎn)的單品上，從而能夠容忍非生產(chǎn)成本的增加。當(dāng)產(chǎn)品生命周期縮短后造成單一品類制造數(shù)量銳減，從而帶來非生產(chǎn)成本在單品總成本中比例不斷升高；
二、批量越來越小，甚至單件生產(chǎn)：
批量越來越小，甚至出現(xiàn)單件生產(chǎn)的需求，使得原來的制造系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場 、多變的市場；
三、產(chǎn)品知識含量持續(xù)提升：
任何產(chǎn)品，包括象服裝這樣的傳統(tǒng)產(chǎn)品也不斷地有新的、具有知識含量的元素加入，加劇了設(shè)計(jì)、制造的難度及成本；
四、勞動(dòng)者對自由的渴望：
勞動(dòng)者已經(jīng)不能滿足于一份解決生活所需的工作這樣的價(jià)值訴求，而是在自由、受尊重的環(huán)境下工作，甚至把工作看作生活的一部分；
通過以上分析可以看出，柔性制造具有更多的自由度，具有更多的不確定性因素的制造模式，具有復(fù)雜系統(tǒng)的所有特征。

復(fù)雜系統(tǒng)的特征

復(fù)雜系統(tǒng)是相對于簡單系統(tǒng)和隨機(jī)系統(tǒng)而言的，到目前為止，復(fù)雜系統(tǒng)尚無普適性的定義，我們從柔性制造的角度來分析復(fù)雜系統(tǒng)具有以下特征：
一、復(fù)雜系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)：
復(fù)雜系統(tǒng)是由眾多子系統(tǒng)復(fù)合在一起的系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)都可以基于局部信息做出智能性、自適用性決策的系統(tǒng)；同樣地，柔性制造系統(tǒng)具有非常多的軟硬件系統(tǒng)，非常多的生態(tài)參與者。
二、復(fù)雜系統(tǒng)是非線性系統(tǒng)；
以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的線性系統(tǒng)屬于簡單系統(tǒng)，可以通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)或者形式邏輯即可以預(yù)測未來，而復(fù)雜系統(tǒng)是非線性系統(tǒng)，我們可以通過擬合對短期趨勢提供預(yù)測，但是長期發(fā)展基本不具有預(yù)測性，使得系統(tǒng)預(yù)測的時(shí)效性非常高，因此，柔性制造需要實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支撐，必須保證快速對柔性制造過程中的異動(dòng)做出反應(yīng)。
三、復(fù)雜系統(tǒng)關(guān)注過程而非狀態(tài)：
傳統(tǒng)制造，特別是支撐傳統(tǒng)制造的IT系統(tǒng)，關(guān)注的是狀態(tài)信息，而對狀態(tài)間的遷移缺少關(guān)注度，而復(fù)雜系統(tǒng)要求關(guān)注過程，在狀態(tài)躍遷的過程中尋找規(guī)律或者尋找反饋的信息。
四、復(fù)雜系統(tǒng)各子系統(tǒng)是相互依賴的協(xié)同關(guān)系：
由于復(fù)雜系統(tǒng)的非線性的特點(diǎn)，使得沒有技術(shù)能力建立一個(gè)中心控制節(jié)點(diǎn)來應(yīng)對過程的快速變化，所以需要建立在自治基礎(chǔ)上的協(xié)同關(guān)系；同樣地，傳統(tǒng)制造以ERP為統(tǒng)領(lǐng)的集成模型已經(jīng)失去了存在土壤，取而代之的是以數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)為目標(biāo)的各系統(tǒng)之間的協(xié)同模式。
五、復(fù)雜系統(tǒng)不能用還原論的方式處理：
復(fù)雜系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的自治性、協(xié)同性、智能性注定了不能用還原論的方式處理，也就是說對于柔性制造系統(tǒng)，不要再期望把最好的子系統(tǒng)簡單地集成堆積起來就是一個(gè)最好的大系統(tǒng)。對系統(tǒng)的評價(jià)已經(jīng)超越還原論可以作用的范疇，而更應(yīng)該關(guān)注在各子系統(tǒng)協(xié)同過程中涌現(xiàn)出來的能力。
六、復(fù)雜系統(tǒng)既能適用環(huán)境又能改變環(huán)境：
隨著知識工作自動(dòng)化及數(shù)據(jù)資產(chǎn)的增加，柔性制造系統(tǒng)具有迭代優(yōu)化的特征，它會(huì)從環(huán)境中獲得活力及動(dòng)力，同時(shí)又能夠反作用于環(huán)境從而改變環(huán)境，這不是一蹴而就的出現(xiàn)過程，而是緩慢地涌現(xiàn)過程。
七、復(fù)雜系統(tǒng)需要自下而上的涌現(xiàn)方法論：
傳統(tǒng)制造系統(tǒng)可以通過自上而下的設(shè)計(jì)，原因是對于非復(fù)雜系統(tǒng)具有長時(shí)間的穩(wěn)定性和可預(yù)測性，而對于柔性制造為代表的復(fù)雜系統(tǒng)我們無法使用自上而下的設(shè)計(jì)方法論，而需要自下而上的涌現(xiàn)方法論。

柔性制造系統(tǒng)的建設(shè)路徑
前文中論證了柔性制造是復(fù)雜系統(tǒng)，需要自下而上的涌現(xiàn)方法論，并且需要以數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)、知識工作自動(dòng)化為特征的子系統(tǒng)協(xié)同。那么站在柔性制造從業(yè)者或者柔性制造企業(yè)轉(zhuǎn)型的角度，柔性制造系統(tǒng)的建設(shè)路徑是什么？我認(rèn)為可以分為以下幾個(gè)步驟：
一、以產(chǎn)品定義為中心的知識工作自動(dòng)化：
我們要通過知識工作自動(dòng)化降低產(chǎn)品知識成本，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工業(yè)工程的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、結(jié)構(gòu)化及自動(dòng)化；
二、以物聯(lián)網(wǎng)為中心的數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)：
以物聯(lián)網(wǎng)為中心的數(shù)字化過程是柔性制造的第一前提，只有把傳統(tǒng)企業(yè)建設(shè)成為數(shù)字化工廠，才能保證制造系統(tǒng)適應(yīng)柔性制造轉(zhuǎn)型的要求；
三、以智能MES為中心的制造系統(tǒng)建設(shè)：
在數(shù)字化基礎(chǔ)上，把復(fù)雜系統(tǒng)的各個(gè)維度綜合到制造管理系統(tǒng)中，我們稱之為智能MES系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)必須以物聯(lián)網(wǎng)對客觀世界的刻畫為基礎(chǔ)，真正地保證產(chǎn)品可制造、真正地保證成本可接受。
四、以CPS為中心的全局建設(shè)
把柔性制造相關(guān)信息納入到以CPS為中心的基礎(chǔ)設(shè)施中，保證柔性制造具有實(shí)時(shí)分析并預(yù)測未來的能力。只有這樣才能應(yīng)對復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性。

總之，在以柔性制造為目的的轉(zhuǎn)型過程中，應(yīng)該緊緊抓住復(fù)雜系統(tǒng)的特征，從正確的方法論入手，拋棄組合式還原論的思想，時(shí)刻把握各系統(tǒng)之間協(xié)同這條主線，給予數(shù)據(jù)以動(dòng)能，保證數(shù)據(jù)具有自動(dòng)流動(dòng)的能力，不斷迭代優(yōu)化，才能使柔性制造真正地落地并創(chuàng)造滿意的企業(yè)價(jià)值。