細胞式生產方式的起源、優勢和未來發展

鄭璞

摘要：細胞式生產方式在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，發展，并結合當前信息技術背景下分析其未來發展趨勢。

關鍵詞：細胞式生產方式；起源；趨勢；發展

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

一、細胞式生產方式的起源

細胞式生產方式又名自律分散型生產方式，起源于1925年佛蘭德斯（Flanders）所提出的成組技術（Group Technology）。成組技術改變了傳統式流水線專業分工的生產方式，把結構、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備安排在一個車間內，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工藝而導致的流程重疊，減少了運輸負擔，擴大了批量、減少了品種、便于采用高效管理方法、提高了勞動生產率。

細胞生產方式屬于成組生產技術，在上述成組技術的基礎上融合了單件流，彈性生產，多面手型員工，扁平化管理，以及全面生產管理的作業管理方式。相比較傳統的流水線作業方式，細胞式生產具有人員使用靈活，空間面積占用少，人性化管理，效率較高的優勢，

日本企業管理人員在學習了美國的相關理論后，80年代開始進行關細胞式生產方式研究，一開始并未在日本大規模應用。直到索尼公司將首先實行了細胞式生產方式并取得成功后，才在NEC、歐姆龍、佳能、松下等企業廣泛推廣并被接受。以佳能公司為例，其生產車間由環狀工作臺，一至四名左右員工構成，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，建立了細胞式生產方式后，平均年生產效率提高50%左右，在中國大連實施細胞式生產后效率更提高了370%。

在此之后，細胞式生產方式逐漸作為一種新興的，日漸成熟的生產方式得到發展，在手機、電腦、復印機、印刷機、錄像機、顯微鏡、醫療機械、汽車零件、機械零部件、機床、木工、裁縫等行業廣為應用，因其靈活機動，更能適應多變的市場的特點，正在逐漸成為制造業的主流生產方式，國際工程協會曾預言，未來將有70%的企業實行細胞式生產方式。

盡管細胞式生產方式優點很多，也存在缺點，如由于采用了大量人員作業，生產效率不夠穩定，不良品率容易較高。

二、細胞式生產方式的優勢分析

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

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

其次，細胞式生產可以降低用地要求，并降低對價格高昂大型自動化設備的需求。在上述市場背景下，生產類企業客觀需要改進福特式流水線的生產方式，使其具備生產柔性，同時避免流水線生產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導致的生產效率局限性。而在各種資源人口條件限制之下，日本生產企業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對美歐企業的強勢競爭，精益生產以及此后的細胞式生產方式都是在這一背景下在日本企業得到應用的。細胞式生產方式之所以在日本廣泛應用，因為這種生產方式除了能帶來生產的柔性，還額外彌補了日本企業用地面積不足，機器設備自動化程度相對不高的短處。它的本質不是歐美式高技術密集型的產物，而是對已有人員，設備的更高效整合管理。

再次，細胞式生產管理方式優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。傳統流水線生產按照統一節拍進行批量生產的方式忽略了產業工人的精神需求，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時也不被允許交流。長期從事流水線作業，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，長時間重復同一動作，一方面易于導致勞損，有害健康，另一方面，簡單勞動不能體現自身的價值。久而久之，勞動生產率不升反降。而細胞式生產方式幾人相對集中，便于交流，學習，溝通情感，良好的溝通有利于團隊式管理，提高工作協調度，滿足工人人性化工作環境的需求，工人樂于在良好的協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雜，每個人由于要學習不同操作，工人的價值感會被凸顯，易于激勵工人在工作中的學習精神，工匠精神，主人翁精神。

三、細胞式生產方式的發展的新思考

細胞式生產方式能夠很好地補充傳統流水線生產的不足之處，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方式和流水線生產為主，但并未淘汰流水線。細胞式生產方式不能很好地解決代加工產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，利用流水線移動產品，利用細胞式生產方式組織在淡季生產裝配。

目前細胞式生產方式呈現出以下發展的趨勢：

第一，設備信息化水平不斷提高

如MES制造執行系統得到廣泛應用。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，該系統通過信息系統把MRP系統與執行系統同車間作業現場控制系統聯系起來實現從MRP到制造的全信息化。這里的現場控制包括PLC程控器、數據采集器、條形碼、各種計量及檢測儀器、機械手等。MES系統設置了必要的接口，與提供生產現場控制設施的廠商建立合作關系。以日本小松公司為例，主要生產工程機械、產業機械，它在工人工作的工位旁建立了IT信息支援系統，每個工人可便利的查詢前后工序作業的相關信息，包括使用的工具，加工位置，和零部件三維構圖等，把豐田創立的看板管理進行了信息化升級。endprint

再如現實增強系統得到廣泛應用。增強現實技術可有效提高人員技能和工作效率，波音公司生產線上的工人們也已經大規模佩戴具有增強現實技術的谷歌眼鏡來完成飛機線路的組裝，由于飛機線束裝配復雜，一架飛機的線束安裝需要導線配送模塊、劃線機器人、導線捆扎臺、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系統可幫助員工直觀的觀測學習和操作裝配方法，而免去了把實物反復拆解觀察對比的麻煩，AR系統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戰略咨詢委員會發布的《中國制造2025》中的重點領域技術路線圖上，就將增強現實AR技術列為智能制造核心信息設備領域的關鍵技術之一，其核心內容主要研究三維空間RFID注冊定位技術、工業物聯網信息三維空間、搜索、顯示與交互技術。智能制造核心信息設備是指制造過程各個環節實現信息獲取、實時通信和動態交互及決策分析和控制的關鍵基礎設備。可見，增強現實技術已成為中國企業智能制造轉型過程中的一項關鍵技術之一。隨著技術進一步普及，細胞生產方式可利包括AR技術在內的信息技術，進一步提高人員培訓，裝配，檢修的效率。

第二，作業工具智能化

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

綜上所述，細胞是生產方式是特定時期，企業為了降低成本，應對市場需求多變，提高生產柔性的策略，具有良好的效果，在可預見的未來仍將具有一定前景，但隨著設備技術水平特別是智能化技術的不斷發展，大型生產類企業對勞動力的需求會有所降低，企業應適時應對，把細胞式生產方式作為改進主流生產線的有益補充和過度。

參考文獻：

[1]俞曉軍.細胞式生產方式在日本的新發展.東北亞論壇，2008（03）

[2][日]酒卷久.佳能細胞式生產方式.

[3]林波.細胞式生產方式.WTO經濟導刊，2010（12）endprint