陳根：從單件製造到規模生產，製造嬗變加快迎來大規模定製_風聞

文/陳根

人類文明的發展離不開製造技術的進步。隨着製造技術的不斷革新，人類的工作、生活水平才得以不斷提高。與此同時，任何製造系統都包含兩個尺度，即製造技術系統和伴隨製造技術系統的製造模式****系統。

製造技術系統是製造技術的集合，推動着生產力不斷向前發展，而製造模式系統則影響着技術投入的種類、轉換過程的性質和系統的產出。製造模式系統決定着技術利用的有效性和效率，如果簡單地試圖使技術系統最優化，則可能使社會製造****的總效能降低。

當前，以物聯網和大數據為代表的信息技術、以綠色能源為代表的新能源技術、以3D打印技術為代表的數字化智能製造等技術系統正協同創新，將柔性化、智能化、敏捷化、精益化、全球化和人性化融為一體，改變着製造業的生產模式和全球經濟系統，引領人們的生活走向智能化時代。

在製造技術嬗變的基礎上，理解制造模式的嬗變，將為我們帶來重塑物理世界的新契機。 

從單件小批製造到大規模生產

製造模式是製造業為了提高產品質量、市場競爭力、生產規模和生產速度，以完成特定的生產任務而採取的一種有效的生產方式和生產組織形式。從製造業的發展進程來看，不同社會發展時期決定了不同的製造思想、生產組織方式和管理理念，它們相互作用、共同決定了特定時期的製造模式。

單件小批製造是工業生產發展的起點。單件小批製造範式的是生產完全按照不同客户的個性化要求進行，技術工人使用通用機械，每次生產只能完成一件或幾件非標準化的產品。產品質量主要依賴手工匠的技藝，也使得其成本較高、生產批量小，零部件的質量可控性和兼容性比較差。

19世紀末期**，**這種製造範式的應用範圍和技術複雜度達到頂峯。彼時，歐洲和美國大量的馬車生產商開始轉向汽車的生產。然而，由於零部件的生產高度依賴於工匠個人的技能，因此汽車零部件的生產、車體制造和組裝都大量分散在配備了通用機牀的手工作坊中。

在這種製造範式下，廠商的基本商業模式是：首先，提供擬向客户提供的汽車設計概念，客户選擇設計概念後與廠商簽訂訂單；隨後，廠商根據設計概念和客户要求進行詳細的產品設計；最後，根據產品設計生產並提供產品。銷售、設計和生產的各個環節的高度個性化，使得手工生產的產量非常有限。到19世紀末期，整個歐洲每年的汽車產量也僅有約1000台。

大規模生產是推進工業社會發展最重要的加速器之一，它伴隨着“第一次工業革命”的成果不斷普及。因此，以專業化機械、可更換零部件、組織化的工廠、科學管理的工序為特點的批量生產方式也日益普及，成為了第二次工業革命的重要特點。

大規模生產的專業化和標準化，不僅充分利用了生產的規模經濟，從而顯著降低了生產成本，同時也大大提高了產品的精度。大規模生產的強大經濟生命力在於，它通過降低生產成本擴大了市場需求，擴大了的市場需求反過來又為大規模生產提供了更大的空間，從而形成市場需求和生產規模相互增強的機制。

“大規模、少品種”是大規模生產方式的重要特點。比如，在福特推出流水線生產方式後的13年裏，其產量迅速由4萬輛增長到200萬輛。截至1955年，通用、福特和克萊斯勒的僅6款車型的產量就佔到了全美汽車銷量的80%。由此可見，大規模生產大大提高了勞動生產率。

通過用流水線替代過去的並行生產方式，福特公司將平均單個工人花在一輛車上的直接勞動時間由9小時降到了2.3分鐘。從福特的T型車流水線出現直到20世紀80年代，大規模生產都是主導的工業生產方式。

與單件製造生產方式不同，大規模製造範式下的商業模式具有典型的生產驅動特徵，即企業首先設計出可以通過大規模生產方式製造出來的產品，假定所有生產的產品都有市場，最後將產品儘可能銷售給顧客。由於大規模生產提高了生產的規模經濟性以及工作標準化帶來的管理的規模經濟性，工業社會開始步入大企業主導的時代。

製造模式走向大規模定製

過去的大規模生產使工業產能和供給能力爆發式增長，“買方市場”成為市場經濟的常態。當大部分傳統工業的市場趨於飽和時，消費者對產品差異性的要求變得越來越高。想要適應這種社會性的需要，企業必須能夠提供更加豐富的產品選擇，大規模定製生產方式應運而生。

大規模定製通過產品架構和製造流程的重構，以及運用現代化的信息新材料柔性製造等新技術把產品的定製生產問題全部或者部分轉化為批量生產，這就為小批量、多品種市場提供低成本的產品。產品模塊化是大規模定製之所以能夠以足夠低的價格向消費者提供豐富的產品選擇的重要技術基礎。

產品模塊化，一方面可以通過不同模塊的替代和匹配形成多樣化的產品組合；另一方面，雖然產品種類增加，因而無法像大規模生產那樣在產品層次實現規模經濟。但由於多樣化的產品共用大部分的模塊，因此可以在模塊層次利用生產的規模經濟，從而很好地解決了大規模生產範式下規模經濟和產品差異化之間的矛盾。

時下，以物聯網和大數據為代表的信息技術、以綠色能源為代表的新能源技術、以3D打印技術為代表的數字化智能製造等技術系統正協同創新，進一步帶來了網絡化協同、個性化定製、服務化延伸以及智能化生產的製造模式的嬗變。

從網絡化協同來看，企業藉助互聯網、大數據和工業雲平台，發展企業間協同研發、眾包設計、供應鏈協同等新模式，將能有效降低資源獲取成本，大幅延伸資源利用範圍，打破封閉疆界，加速從單打獨鬥向產業協同轉變，促進產業整體競爭力提升。

**從個性化定製來看，**互聯網、大數據及雲計算、算法和柔性化生產能力與水平提升，推動個性化定製迅速發展。個性化定製通過利用互聯網平台和智能工廠，將用户需求直接轉化為生產排單，實現以用户為中心的個性定製與按需生產，有效滿足市場多樣化需求，解決製造業長期存在的庫存和產能問題，實現產銷動態平衡。

比如，在以3D打印為代表的個性化製造系統中，消費者不再被動接受或僅僅從企業給出的產品清單中選擇自己喜好的產品，而是親身參與產品的設計過程，並直接成為產品生產者。

服務化延伸則是企業通過在產品上添加智能模塊，實現產品聯網與運行數據採集，並利用大數據分析提供多樣化智能服務，實現由賣產品向賣服務拓展，有效延伸價值鏈條，擴展利潤空間。構建智能化服務平台和智能化服務將成為新的業務核心，以擺脱對資源、能源等要素的投入，更好地滿足用户需求、增加附加價值、提高綜合競爭力。

最後，智能化生產是利用先進製造工具和網絡信息技術對生產流程進行智能化改造，實現數據的跨系統流動、採集、分析與優化，最終完成設備性能感知、過程優化、智能排產等智能化生產方式。智能生產模式是智能製造模式的關鍵。

對於過去，想要實現大規模的單件製造，生產是困難的，尤其是還要面對複雜系統的不確定性問題。如今，依託於智能製造，將很大程度上解決複雜系統的不確定性，推動製造的數字化轉型。

總的來説，由於網絡化協同、個性化定製 、服務化延伸以及智能化生產下的大規模定製強調產品的多樣性。因此**，整個供應鏈的效率和靈活性成為決定產品和企業競爭力的關鍵。**產業的垂直組織結構成為決定產業整體效率和競爭力的主要因素。

製造技術的嬗變帶來了製造模式的嬗變。在全球化製造範式下，產品架構 、能夠兼容各種模塊的技術界面以及個性化產品的類型和功能等要素，都必須納入企業的戰略決策。

全球化製造範式對產業組織的影響，不僅促進了市場結構由線性向網絡和生態化的轉變，而且超越了傳統產業的邊界，重新定義了供給和需求、廠商和消費者之間的關係。重塑物理世界的新契機，正在加速到來。