細胞式生產(chǎn)方式的起源、優(yōu)勢和未來發(fā)展

鄭璞

摘要：細胞式生產(chǎn)方式在20世紀90年代和21世紀初期的日本和中國得到廣泛運用，本文以此為起點，嘗試分析其起因，發(fā)展，并結(jié)合當前信息技術(shù)背景下分析其未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：細胞式生產(chǎn)方式；起源；趨勢；發(fā)展

細胞式生產(chǎn)方式的理論研究在20世紀50年代起源于美國，并于60年代實用化，但最終大規(guī)模應(yīng)用的是在日本。

一、細胞式生產(chǎn)方式的起源

細胞式生產(chǎn)方式又名自律分散型生產(chǎn)方式，起源于1925年佛蘭德斯（Flanders）所提出的成組技術(shù)（Group Technology）。成組技術(shù)改變了傳統(tǒng)式流水線專業(yè)分工的生產(chǎn)方式，把結(jié)構(gòu)、材料、工藝相近似的零件組成一個零件族（組），按零件族制定工藝進行加工，加工時把該零件組所需的設(shè)備安排在一個車間內(nèi)，一次性完成該零件組，因此避免了零件加工過程中由于重復(fù)工藝而導(dǎo)致的流程重疊，減少了運輸負擔(dān)，擴大了批量、減少了品種、便于采用高效管理方法、提高了勞動生產(chǎn)率。

細胞生產(chǎn)方式屬于成組生產(chǎn)技術(shù)，在上述成組技術(shù)的基礎(chǔ)上融合了單件流，彈性生產(chǎn)，多面手型員工，扁平化管理，以及全面生產(chǎn)管理的作業(yè)管理方式。相比較傳統(tǒng)的流水線作業(yè)方式，細胞式生產(chǎn)具有人員使用靈活，空間面積占用少，人性化管理，效率較高的優(yōu)勢，

日本企業(yè)管理人員在學(xué)習(xí)了美國的相關(guān)理論后，80年代開始進行關(guān)細胞式生產(chǎn)方式研究，一開始并未在日本大規(guī)模應(yīng)用。直到索尼公司將首先實行了細胞式生產(chǎn)方式并取得成功后，才在NEC、歐姆龍、佳能、松下等企業(yè)廣泛推廣并被接受。以佳能公司為例，其生產(chǎn)車間由環(huán)狀工作臺，一至四名左右員工構(gòu)成，運送方式以人力車取代傳送帶和無人搬運車，工人盡可掌握更多的工序，從而減少交接時間以提高效率，佳能廢除了福特式16公里長的流水線，建立了細胞式生產(chǎn)方式后，平均年生產(chǎn)效率提高50%左右，在中國大連實施細胞式生產(chǎn)后效率更提高了370%。

在此之后，細胞式生產(chǎn)方式逐漸作為一種新興的，日漸成熟的生產(chǎn)方式得到發(fā)展，在手機、電腦、復(fù)印機、印刷機、錄像機、顯微鏡、醫(yī)療機械、汽車零件、機械零部件、機床、木工、裁縫等行業(yè)廣為應(yīng)用，因其靈活機動，更能適應(yīng)多變的市場的特點，正在逐漸成為制造業(yè)的主流生產(chǎn)方式，國際工程協(xié)會曾預(yù)言，未來將有70%的企業(yè)實行細胞式生產(chǎn)方式。

盡管細胞式生產(chǎn)方式優(yōu)點很多，也存在缺點，如由于采用了大量人員作業(yè)，生產(chǎn)效率不夠穩(wěn)定，不良品率容易較高。

二、細胞式生產(chǎn)方式的優(yōu)勢分析

細胞式生產(chǎn)方式90年代后在日本為主的企業(yè)得到廣泛和成功的運用是由市場環(huán)境變化，以及生產(chǎn)制造類企業(yè)自身面臨的諸多挑戰(zhàn)以及條件限制決定的。

首先，細胞式生產(chǎn)方式可提高生產(chǎn)柔性。市場進入定制化時代后，產(chǎn)品多樣化趨勢成為主流，消費者面臨產(chǎn)品日趨同質(zhì)化，消費者對產(chǎn)品創(chuàng)新的要求日趨緊迫，傳統(tǒng)產(chǎn)品市場的消費者剩余不斷降低，門檻隨技術(shù)進步降低，市場競爭不斷加劇，生產(chǎn)企業(yè)被迫發(fā)展新的能力，在追求規(guī)模效應(yīng)的同時越來越注重柔性化生產(chǎn)，經(jīng)營策略上實施差別產(chǎn)略。柔性化生產(chǎn)對產(chǎn)品品種，數(shù)量，生產(chǎn)效率的要求更高，而不再僅僅追求邊際成本的降低。細胞式生產(chǎn)方式由于主要依靠人工在可移動小型設(shè)備上操作，配置靈活，如需改變產(chǎn)品，只需變更設(shè)備即可，靈活性好，方便快捷。如果產(chǎn)品需求產(chǎn)量降低，可隨時減少人力資源投入，適應(yīng)性強。

其次，細胞式生產(chǎn)可以降低用地要求，并降低對價格高昂大型自動化設(shè)備的需求。在上述市場背景下，生產(chǎn)類企業(yè)客觀需要改進福特式流水線的生產(chǎn)方式，使其具備生產(chǎn)柔性，同時避免流水線生產(chǎn)帶來的人員主動性喪失，技能過于單一，精神煩躁等負面效應(yīng)導(dǎo)致的生產(chǎn)效率局限性。而在各種資源人口條件限制之下，日本生產(chǎn)企業(yè)急需一種不必付出高昂資源成本也能奏效的管理方法來應(yīng)對美歐企業(yè)的強勢競爭，精益生產(chǎn)以及此后的細胞式生產(chǎn)方式都是在這一背景下在日本企業(yè)得到應(yīng)用的。細胞式生產(chǎn)方式之所以在日本廣泛應(yīng)用，因為這種生產(chǎn)方式除了能帶來生產(chǎn)的柔性，還額外彌補了日本企業(yè)用地面積不足，機器設(shè)備自動化程度相對不高的短處。它的本質(zhì)不是歐美式高技術(shù)密集型的產(chǎn)物，而是對已有人員，設(shè)備的更高效整合管理。

再次，細胞式生產(chǎn)管理方式優(yōu)化了人力資源管理水平，提高了效率，同時活躍了工作氛圍，降低了人員工作的精神疲勞度。傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)按照統(tǒng)一節(jié)拍進行批量生產(chǎn)的方式忽略了產(chǎn)業(yè)工人的精神需求，工人在不同工位分散在漫長流水線上的不同節(jié)點，分管不同的工藝流程，溝通不便，同時因高度集中精神作業(yè)時也不被允許交流。長期從事流水線作業(yè)，工人始終和機器打交道，容易精神疲憊，同時流水線分工較細，工人工作通常為簡單勞動，長時間重復(fù)同一動作，一方面易于導(dǎo)致勞損，有害健康，另一方面，簡單勞動不能體現(xiàn)自身的價值。久而久之，勞動生產(chǎn)率不升反降。而細胞式生產(chǎn)方式幾人相對集中，便于交流，學(xué)習(xí)，溝通情感，良好的溝通有利于團隊式管理，提高工作協(xié)調(diào)度，滿足工人人性化工作環(huán)境的需求，工人樂于在良好的協(xié)作氛圍中長時間高效率的工作，有了歸屬感和被尊重和賞識的感覺，而不會精神疲憊，同時從事的勞動較為復(fù)雜，每個人由于要學(xué)習(xí)不同操作，工人的價值感會被凸顯，易于激勵工人在工作中的學(xué)習(xí)精神，工匠精神，主人翁精神。

三、細胞式生產(chǎn)方式的發(fā)展的新思考

細胞式生產(chǎn)方式能夠很好地補充傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)的不足之處，但并非完全取代流水線，以日本松下為例，在淡旺兩季分別以細胞式生產(chǎn)方式和流水線生產(chǎn)為主，但并未淘汰流水線。細胞式生產(chǎn)方式不能很好地解決代加工產(chǎn)品過重難以移動的問題，因此松下將兩者將合起來，各取所長，利用流水線移動產(chǎn)品，利用細胞式生產(chǎn)方式組織在淡季生產(chǎn)裝配。

目前細胞式生產(chǎn)方式呈現(xiàn)出以下發(fā)展的趨勢：

第一，設(shè)備信息化水平不斷提高

如MES制造執(zhí)行系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。MES是美國先進制造研究公司AMR公司（Advanced Manufacturing Research，Inc.）在90年代初提出的，該系統(tǒng)通過信息系統(tǒng)把MRP系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)同車間作業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)聯(lián)系起來實現(xiàn)從MRP到制造的全信息化。這里的現(xiàn)場控制包括PLC程控器、數(shù)據(jù)采集器、條形碼、各種計量及檢測儀器、機械手等。MES系統(tǒng)設(shè)置了必要的接口，與提供生產(chǎn)現(xiàn)場控制設(shè)施的廠商建立合作關(guān)系。以日本小松公司為例，主要生產(chǎn)工程機械、產(chǎn)業(yè)機械，它在工人工作的工位旁建立了IT信息支援系統(tǒng)，每個工人可便利的查詢前后工序作業(yè)的相關(guān)信息，包括使用的工具，加工位置，和零部件三維構(gòu)圖等，把豐田創(chuàng)立的看板管理進行了信息化升級。endprint

再如現(xiàn)實增強系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。增強現(xiàn)實技術(shù)可有效提高人員技能和工作效率，波音公司生產(chǎn)線上的工人們也已經(jīng)大規(guī)模佩戴具有增強現(xiàn)實技術(shù)的谷歌眼鏡來完成飛機線路的組裝，由于飛機線束裝配復(fù)雜，一架飛機的線束安裝需要導(dǎo)線配送模塊、劃線機器人、導(dǎo)線捆扎臺、機器人底座、插銷存儲模塊、主控裝置等，多達上百個，很容易出錯，AR系統(tǒng)可幫助員工直觀的觀測學(xué)習(xí)和操作裝配方法，而免去了把實物反復(fù)拆解觀察對比的麻煩，AR系統(tǒng)把波音工人組裝線束的錯誤率降低了50%，裝配時間縮短了25%。

中國國家制造強國建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會發(fā)布的《中國制造2025》中的重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖上，就將增強現(xiàn)實AR技術(shù)列為智能制造核心信息設(shè)備領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，其核心內(nèi)容主要研究三維空間RFID注冊定位技術(shù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息三維空間、搜索、顯示與交互技術(shù)。智能制造核心信息設(shè)備是指制造過程各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)信息獲取、實時通信和動態(tài)交互及決策分析和控制的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)備?？梢姡鰪姮F(xiàn)實技術(shù)已成為中國企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型過程中的一項關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著技術(shù)進一步普及，細胞生產(chǎn)方式可利包括AR技術(shù)在內(nèi)的信息技術(shù)，進一步提高人員培訓(xùn)，裝配，檢修的效率。

第二，作業(yè)工具智能化

智能技術(shù)將在生產(chǎn)中的使用可提高加工效率和精度。目前，智能設(shè)備主要運用于移動軟件，或者交通，大型生產(chǎn)系統(tǒng)，汽車，機加工等大型設(shè)備，未來，隨著信息設(shè)備小型化，和生產(chǎn)設(shè)備集成度越來越高，小型化智能化設(shè)備將會普及到中小企業(yè)，為人工相對密集的中小企業(yè)提供新的助力。未來，在能代替員工的人工智能設(shè)備產(chǎn)生之前，價格相對便宜，功能相對低端的初級智能設(shè)備和勞動力的有效結(jié)合將成為中小型企業(yè)的普遍模式，可以預(yù)見在不遠的將來，細胞式生產(chǎn)方式仍有改進的余地。

綜上所述，細胞是生產(chǎn)方式是特定時期，企業(yè)為了降低成本，應(yīng)對市場需求多變，提高生產(chǎn)柔性的策略，具有良好的效果，在可預(yù)見的未來仍將具有一定前景，但隨著設(shè)備技術(shù)水平特別是智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，大型生產(chǎn)類企業(yè)對勞動力的需求會有所降低，企業(yè)應(yīng)適時應(yīng)對，把細胞式生產(chǎn)方式作為改進主流生產(chǎn)線的有益補充和過度。

參考文獻：

[1]俞曉軍.細胞式生產(chǎn)方式在日本的新發(fā)展.東北亞論壇，2008（03）

[2][日]酒卷久.佳能細胞式生產(chǎn)方式.

[3]林波.細胞式生產(chǎn)方式.WTO經(jīng)濟導(dǎo)刊，2010（12）endprint