【摘 要】文章介紹了內燃機企業的現狀、特點及其在新形勢下所面臨的挑戰。內燃機在未來的數年間依然有著較好的應用前景,以其為主要產品的相關企業依然有著一定的商業發展空間。文章針對內燃機企業的發展現狀提出了相關管理建議,為相關理論研究及管理實踐提供了必要的理論依據。
【關鍵詞】內燃機;發動機;企業;管理;機械產品;發展;商業
【中圖分類號】F426 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688(2019)12-0231-04
內燃機是一類技術密集型的機械產品,其開發周期長且投入較大。隨著全球范圍內針對節能環保而逐漸建立的法規約束,內燃機產品不斷地集成當前的新材料、新技術,使得產品自身不斷地升級和更新[1-4]。
同時,除內燃機本身的技術含量高以外,與整車匹配的應用開發,同樣也是一個高技術含量和高投入的過程,而且這一過程將直接決定著內燃機產品的性能發揮。從這一點上看,內燃機企業可以說是為整車企業提供動力技術解決方案和服務的高科技型企業。內燃機只是其載體,開發和匹配的能力標志著產品的技術水平,是內燃機企業的核心能力。
從客戶角度而言,內燃機企業的主要客戶是整車企業。內燃機企業主要作為整車提供動力解決方案和產品的供應商或全資子公司,其發展與整車企業的戰略息息相關,這也決定其整個管理運營系統應該更好地支持和服務整車企業,符合整車企業的供應鏈管理要求,并隨之發展。同時,隨著客戶的需求日益多元化,促使產品發展也多元化,增加了獨立自主型內燃機企業產品生產和管理的難度。
1 現代內燃機企業的現狀特點
內燃機產品具有技術密集、制造工藝復雜、多品種小批量生產等特點。對于內燃機企業而言,如何確保復雜工藝條件下的產品質量的一致性,需要企業的管理系統具備較好的整合協調各大管理要素和資源的能力。
國內內燃機企業的生產,基本上都是由關鍵件機加工、裝配和測試三大工藝構成,也就是說95%以上的零部件來自供應商或合作伙伴,如何開發、整合好整個供應鏈的資源,并優化整個物流體系,將直接決定著產品的質量和成本。目前,在內燃機企業的整個供應鏈上,各大企業能力參差不齊,相關企業主要分布于江浙沿海地區和長春、山東等地,外資獨資企業控制著高技術含量和高附加值的核心零部件的制造和技術,例如燃油系統零部件、發動機電子控制模塊(ECM)、渦輪增壓器等;同時,外資零部件企業在近10年進入中國,占據了高附加值的零部件市場。
國內內燃機零部件企業,主要是原國有改制和民營企業,主要從事低附加值的零部件生產,技術積累繼承不足,新產品的同步開發水平低和項目管理技術薄弱,工程技術和管理人員專業程度不夠,生產的一致性缺乏保障。因此,供應鏈企業的風險在未來幾年將會是內燃機企業面臨的較大挑戰。
供應鏈的整合和管理能力,也是內燃機企業發展的一個核心競爭力。內燃機企業還具有勞動力相對密集,并且對管理、技術、作業等各層員工的素質要求較高的特點。隨著人力成本的逐年上升,人才流動的常態化,人員流動性高影響了企業的良性發展。培育與保留人才和增強企業凝聚力,也是企業的核心能力。
現代內燃機的設計反映了對新技術、新材料的理解運用能力,內燃機零部件的制造水平反映了企業的裝備和工藝能力,與整車的匹配技術集中反映了內燃機企業對產品和用戶需求的了解深度,以及對上下游供應鏈的協同、整合能力。
2 內燃機行業的管理現狀
國內內燃機企業主要有國內獨立自主、國外整車廠全資和合作合資3種形式。合作合資的運營模式自20世紀80年代末開始,取得較大的發展,兩個主要的驅動因素如下:市場因素驅動國內內燃機獨立企業和整車企業的合作合資,技術瓶頸因素驅動外資企業和國內整車企業的合作合資。國內內燃機企業如“玉柴”“濰柴”“云內”“全柴”等,經歷幾十年發展,在管理上由原有國企的行政管理方式轉變為現代企業管理制度,建立職能管理,并通過推動ISO/TS 16949技術規范的認證,實現管理升級,優化職能和過程管理,通過精益生產工具的運用,提升業務績效[5-6]。
在產品技術管理上,積累和形成自己的產品開發驗證流程,但在核心技術如排放、電控、節能技術等,存在瓶頸,需要外部資源的合作。在產品同步開發和項目管理技術上存在差距,產品研發周期長、投入大。
屬于整車企業的內燃機生產廠運用了整車企業成熟的管理運營模式,例如“豐田”管理模式(Toyota production system,簡稱TPS)。在產品研發管理上,自主研發或合作、委托開發,并能和整車實現同步開發,項目管理能力強。
在生產模式上,都從TPS或多或少吸取了營養,使用精益工具方法;由于產品獨立配套于整車企業,所以發動機廠就相當于整車工序的下延,執行和整車同步的生產計劃,消除計劃預測不準確帶來的資源浪費,產品品種相對較少,可以進行大批量生產,易于實現標準化。屬于整車企業的內燃機生產廠具有其他企業無法比擬的質量保證和成本優勢。
外資合資內燃機企業如“康明斯”發動機,是技術和市場結合的典范。企業的運營管理模式完全復制外資母公司,能夠完全獲得外資母公司的全球技術資源的支持,有嚴謹的產品研發和項目管理流程,通過組建虛擬團隊實現全球同步開發和問題處理。
在生產方式上,基于精益生產建立自己的運營系統,通過職能優異、6 Sigma等方法實現持續改進。建立完善的全球產品數據系統,與各工廠的制造執行系統(MES)相連,通過發動機的ECM數據,可以實現對生產的控制。因此,外資合資內燃機企業產品技術水平較高,質量可靠,但成本和效率不存在優勢。
總體來說,在企業運營管理上,基本上都融合了ISO/TS 16949技術規范的要求,并基于安全、質量、效率和成本實施目標管理,推進實施并持續改進。同時,大部分企業都在導入精益生產、6 Sigma的工具以期提升運營績效。總體上看,各企業在管理的方法上,不存在太大的差異,但在管理的運行上,基于不同的組織和文化,結果就不盡相同。
3 新形勢對內燃機企業運營管理的挑戰
中國制造業經過幾十年的發展,贏得了“世界工廠”的稱號。我國大部分制造企業仍然停留在產業鏈的最低端,產品技術跟不上市場的發展,管理粗放,質量水平低,利潤微薄。從2014年開始,我國又面臨著勞動力短缺、成本增加、產能過剩及全球經濟疲軟的制約,來自全球的競爭正在逐步蠶食中國“世界工廠”的地位,低端制造正快速從中國向其他低成本國家轉移,而高端制造向發達國家回流。總體來看,中國制造業正面臨著巨大的下行壓力,究其根源,中國制造業的問題在于大而不強[7]。
隨著信息和互聯網技術的發展,以及人們的需求不斷差異化,全球制造業正處在一個升級變革期。歐美國家和日本、印度等正在著手考慮和規劃自己制造業的未來,以提升國家的競爭力。德國提出的工業4.0為我們提供了一個很好的借鑒。
工業4.0利用物理信息交互系統(CPS)將生產中的供應、制造和銷售信息實現數據化、智能化,最后達到快速、有效、個人化的產品供應,其主要有3大核心主題。
(1)打造“智能工廠”,建立智能化生產系統及過程,以及網絡化分布式生產設施。
(2)實現“智能生產”,推動整個企業的生產物流管理、人機互動及3D技術等新一代的智能化生產技術在工業生產過程中的應用。
(3)實現“智能物流”,通過互聯網、物聯網、物流網,整合物流資源,充分發揮現有物流資源供應方的效率,需求方則能夠快速獲得服務匹配,得到物流支持。面對全球制造業的升級變革及我國制造業大而不強的現狀,我國也在積極地思考和規劃制造業未來的發展和戰略,并及時頒布了《中國制造2025》。
《中國制造2025》規劃綱要本著創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化、人才為本的五大方針,提高國家制造業創新能力,推進信息化與工業化深度融合,加強質量品牌建設,積極發展服務型制造,從主要提供產品制造向提供產品和服務轉變,發展個性化定制服務、全生命周期管理、網絡精準營銷和在線支持服務等。
新形勢下,內燃機企業面對制造業的升級發展,將會面臨更多新的挑戰。第一,在產品研發上,內燃機作為中間產品,如何為整車的智能互聯創造更多的價值。第二,對于獨立內燃機企業,如何應對產品多元化、個性化后市場的進一步細分,以及售后市場響應。第三,在制造技術上,如何升級成為“智能工廠”,實現智能制造,并能保持成本優勢。第四,在整個供應鏈上(包括對原始設備供應商OEM),如何實現智能物流,低成本地實現柔性和定制化生產。第五,在管理和組織模式上,如何由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變,以建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。在這種模式中,傳統的行業界限將消失,并會產生各種新的活動領域和合作形式。第六,面對智能制造的產業升級,人力資源結構、人員的能力和觀念、人才的培育體系是否能滿足升級的要求。
4 優化內燃機企業運營的相關管理措施
面對全球制造業新的變革和挑戰,如何進行產品設計,如何組織產品制造、提供相關服務,如何提速現有的物流模式,如何構建新的商業模式,如何變革自身的組織以適應新形勢下的管理運營的要求等,對企業未來的發展至關重要。針對內燃機企業的運營管理,提出建議如下。
(1)明確產品定位,創新集成物理和連接功能,成為整車智能互聯的核心部件,跨界拓展新業務。在內燃機原有的動力功能基礎上,通過開發或擴展傳感器、ECM等元器件的功能用來收集數據,以增加更多信息收集功能和附加價值,實現物理部件和連接部件的集成,使帶有“信息”功能的內燃機成為整車智能互聯的核心功能和連接部件。
拓展新的業務,在帶有“信息”功能的內燃機的基礎上,開發整車全生命周期內基于信息的服務產品,例如為產品全生命周期、產品改進、產品的遠程優化服務(根據內燃機實際磨合狀態刷新產品數據定義,優化內燃機的運行),以及為整車的運營管理、遠程診斷、預知性維護等提供支持,拓寬新的商業模式,未來內燃機企業就是以解決顧客問題為主。
企業不僅是進行內燃機的銷售,而是通過提供售后服務和其他增值的后續服務獲取更多的附加價值,并在此平臺上,拓展更多、更豐富的服務,為整車企業、終端用戶提出更好、更完善的解決方案,支持整車企業滿足消費者的個性化需求,走“服務軟性制造+個性化定制”道路。為實現產品定位的轉變和業務的拓展,在產品的管理上,建議如下:優化產品開發和項目管理流程,以適應在互聯網環境下通過虛擬團隊完成設計任務,為產品全價值鏈同步開發和問題處理提供保障,縮短產品研發周期,導入6 Sigma設計和實驗技術,減少設計成本,運用創新設計,同時實施產品專利規劃管理。
(2)質量為先,創新制造技術,實現精益生產、智能生產。通過創新制造技術,以確保質量和生產一致性,并為實現智能生產夯實基礎。為此,提出以下建議。第一,建立制造執行系統(MES),實現全制造過程物理要素互聯(主要是產品定義、裝備工具、零部件),支持服務業務互聯(如設備運行、質量管控、生產控制、成本管理等)。要滿足智能制造、個性化定制(多品種)的生產,就需要制造裝備、工具等功能執行站能識別產品定義和個性化的需求,因此需要升級制造設備、機械人、機械手、工具等,采用嵌入傳感器和識別軟件系統,從而實現全制造過程的作業程序智能選擇、控制、防錯及生產制造數據的管理分析。第二,確保生產設備零停機或短停機。建議實施全過程生產維護,通過傳感器對生產設備的運行溫度、震動、負載等工作特性實施動態實時監測,實現基于數據的預測性維護和設備的全壽命周期的能力管理,以期達到設備零故障停機。同時,研究和開發故障快速診斷技術和軟件(如總線診斷等),標準化的維修作業流程,可以達到快速修復故障的要求。在此基礎上,開發獨立的設備運行管理系統軟件(MRS,可以基于Maxim系統平臺),并和MES聯結,管理計劃性維護(PM)、緊急維修(EM)工作和設備備件。第三,實現全產品生產過程和服務的質量信息互聯(包括供應鏈和產品終端使用),建立基于質量信息和數據驅動的質量改進機制和流程。針對工廠的制造過程,基于質量信息系統,實現全制程質量的預防性管理,通過對全產品實現過程的各個要素的信息實時監控并可視化。第四,在工廠和制造的工程設計時,充分考慮精益生產的原則,將精益生產的理念應用在工廠和生產運營系統中。可以將產品特性需求定義分為產品常規需求特性和產品個性化需求特性,基于標準化、程序化、模塊化、少人化的原則開發常規需求特性的工程實現要素,以實現最大化的生產過程的平衡;基于柔性化、智能化、易擴充性的原則開發個性化需求特性的工程實現要素,同時可以考慮個性化特性的工程實現異地化,或直接在OEM工廠實現產品和工程服務。在快速換模的基礎上,研究開發智能工裝、智能輔具、智能輸送設備和技術,這將消除現有內燃機生產模式的很多約束,釋放更多的柔性和潛能。第五,推廣6 Sigma工具的使用,逐步減少或消除全產品實現過程、生產要素等變差,以提升生產過程的一致性。綜上所述,基于MES平臺,實現產品定義、設備工具、零部件互聯,業務支持服務互聯。以上建議方案,在一些外資合資的內燃機企業已經具備大部分的硬件基礎,或已經實現并運行,只是在各系統的整合上存在差距,這主要是根源于職能管理的缺陷及項目策劃缺乏系統性。
(3)建立供應鏈“互聯網+物聯網”,提升供應鏈的管理水平。內燃機企業開展網絡建設必須做好如下工作:第一,在供應商的選擇評價上,增加對生產要素、信息和服務“互聯網+物聯網”的評價權重,并把對生產要素物理聯結和業務服務互聯的運行效果納入生產件批準程序(PPAP)的驗證。第二,通過互聯網隨時共享所采購零部件的生產進展和質量狀態,并建立異常和風險的反饋流程。第三,實現供應鏈新產品開發的硬件資源的物聯網并共享,以更好地實現新產品的同步開發和協同。第四,提升對供應鏈實施“互聯網+物聯網”的支持和服務的能力,以彌補現階段供應鏈企業技術的不足。
(4)優化網絡管理,提高效率。.通過建立“互聯網十物聯網”優化整個供應鏈(到終端用戶)物流管理,從提高物流速度的視角改進,減少整個供應鏈的庫存,通過精益工具的運用,提升工廠內物流的效率。建議做好以下工作:第一,基于“互聯網+物聯網”平臺,實時掌握物品在整個供應鏈中的信息和流動狀態。這還需要將除制造要素以外的倉庫、運輸設備或工具、周轉使用的包裝物等服務功能實現互聯。第二,需要從物流速度的視角驅動改進,先實現均速物流再提速,用物流速度評價物流效率,而不是直接考慮消減庫存。實際上,只有勻速流動才有零庫存的可能。第三,開發利用社會物流倉儲和運輸服務資源,降低物流成本。第四,基于精益生產原則,在工廠內物流上,通過電子看板或物理看板,拉動物料的流動,而不是計劃信息。
(5)引入系統工程,整合信息技術系統,深度挖掘數據價值。引入系統工程,整合信息技術系統,這是建立“物聯網+互聯網”和實現智能制造的關鍵。這也正是目前已經基本具備“物聯網+互聯網”的硬件條件的內燃機企業不能發揮其作用而增加其價值的根本原因。建立標準化信息的反饋流程,確保信息處理(管理行為)的及時性、一致性。因為信息是管理的基礎,管理行動是基于信息的反饋,所以還需要信息處理流程的狀態和結果可視化,以實現問題解決的協同和對信息處理的監控。挖掘整個供應鏈上各生產要素數據的價值,基于數據建立各業務的績效分析模型,以驅動企業績效的提升。
(6)推動組織的變革,打破現有的按金字塔式分層的職能型組織結構,建立基于信息平臺的面向客戶的服務型的任務小團隊,并通過組建專業委員會或項目組的方式,提供技術的研發和支持。金字塔式分層的職能型組織結構,是基于100多年前的泰勒科學管理和法約爾的組織管理的理論假設,管理細分成職能,策劃工作和行動工作分離,統一指揮鏈,本質上就是分權和授權的過程。
在新的“物聯網+互聯網”的運營和管理環境下,所有的員工都可以隨時隨地了解到工作信息,只要給予足夠的工作誘因,通過原有的指揮鏈安排工作的職能就已經不是必需的了。因此,面對新形勢,建議推動組織的變革,需做好以下工作:第一,重新定義組織并轉變組織的功能。在“物聯網+互聯網”的運行環境下,將企業組織定義成一個平臺,一個基于整個供應鏈全部展開的面向客戶提供服務的平臺,同時又是一個基于整個供應鏈全面展開的面向組織成員創造需求的平臺。組織的核心功能就是平臺文化和價值觀的營造。組織的本質就是創造客戶。第二,組織的功能不再是工作任務的分派和監督,而更多的是創造問題、創造需求、創造工作,激發員工的創意、興趣和動力,并且讓員工的專長、興趣和客戶的問題有更好的匹配[8]。也可以說,是組織創造了服務需求,員工在平臺中找工作,而不是組織雇用員工。第三,組織還要解決好自身的適應性問題(價值觀、利益和行為)和系統工程問題,以保證員工的工作在平臺中的匹配的平衡和效率,同時又促進在平臺中工作的員工之間的相互協同。對于系統工程工作(如組織設計、信息系統架構設計、MES、質量保證體系等),可以考慮成立項目團隊或組建專業委員會等方式開展工作。
(7)提高員工的積極、主動性,將其融入企業文化的元素中,提高員工的職業精神和執行力,確保在打破原有的金字塔式職能型組織的指揮鏈后,還能保證并提高執行力,這將是企業能高效并持續運行的關鍵之舉。
(8)調整人力資源結構,完善知識管理,培育關鍵技能人才,滿足智能服務型制造的要求。基于智能服務型制造的特點,需要將金字塔型的人力資源結構調整成橄欖型的人力資源結構。通過培訓和學習,提升技術型員工的知識和技能水平,掌握產品開發、系統工程、“物聯網+互聯網”技術、MES等技術,構建核心技術全球人才資源網絡,通過服務購買、人力資源等方式,實現資源分享。
5 結論
內燃機作為一類技術成熟的動力機械,在未來數年間的工業建設中依然將扮演著重要角色。在此大環境下,以內燃機作為主要產品的相關企業依然有著其發展所需的商業空間,由此對其開展的管理措施的研究有著重要的意義。
參 考 文 獻
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[2]伍賽特.內燃機應用于農業機械領域的前景展望[J].拖拉機與農用運輸車,2019,46(2):9-11.
[3]伍賽特.車用柴油機停缸技術研究綜述[J].汽車零部件,2019(4):92-94.
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[5]趙霞.內燃機行業發展現狀[J].機械工業標準化與質量,2011(10):7-9,1.
[6]馬雪芬,戴旭東.內燃機行業產品設計與技術創新能力評價分析[J].科技管理研究,2011,31(22):14-17.
[7]李獻華,楊瀟,徐來發.內燃機企業技改項目管理體系探析[J].裝備制造技術,2012(1):102-105.
[8]伍賽特.“洗碗效應”對企業的影響及解決措施研究[J].企業科技與發展,2018(10):174-176.