模塊化生產模式在工廠持續發展過程中的應用研究

高理遠

(上海機電股份有限公司，上海 200135)

0 前 言

傳統化石能源電站設備生產企業在經歷了21世紀初火電市場大爆發時代，產能大幅度擴張之后，又面臨當前中國積極推進碳達峰、碳中和的大環境。尤其是近年來光伏、風電等新能源技術的興起，對傳統化石能源的替代趨勢已經不可避免。國內火電設備市場不可避免地面臨需求急劇降溫，競爭日趨激烈的局面。

隨著市場的波動，所有的電站行業主流生產廠家都面臨產能快速攀升之后又縮減產能的困局。在銷售規模的高速增長的背后，企業的生產模式、管理水平卻沒有隨著產能規模的大幅增長而相應調整、提高。走到今天，在競爭日趨激烈的環境下，電站行業各主流生產廠家又面臨著壓縮產能的任務。如何鞏固既有的市場地位？如何尋找新的增長空間？如何克服持續走高的人力資源成本，實現持續快速的發展？這些都是傳統化石能源企業亟須解決的問題。

市場情況并不以企業的意志所轉變，這就需要企業從外部和內部同時著力，尋找持續發展的路徑。就外部而言，積極利用現有的技術，尋找市場上新的應用場景，通過一定的市場轉型來尋找新的訂單。就內部而言，還可以通過改進企業生產組織模式，將傳統的單件小批量生產模式向柔性化較強的模塊化生產模式進行轉變，以提升企業的可持續發展能力。

本文著重探討了企業改進生產組織模式的路徑，為傳統能源電站設備生產企業尋找可持續發展的路徑。

1 單件小批生產模式介紹

生產模式是指企業生產管理、生產計劃、組織落實運作的模式。企業的生產模式必須立足本企業的實際情況并結合市場環境和競爭對手的變化，這不僅關系整個生產供應鏈的正常運轉，而且關系到整個企業的興衰成敗。

單件小批生產是典型的訂貨型生產，一般而言，大部分電站設備生產廠的生產均為單件小批生產模式。

2 單件小批生產模式形成的原因以及存在的問題

由于電站設備的技術始終處在日新月異的過程中。從新中國成立初期到20世紀80年代的技術水平相比今天，還不夠成熟。在當時的背景下，每套產品都必須單獨研究、設計，在不斷的生產中摸索，創新，精工細作，創造品牌。但是，走到今天，當電站產品的技術已經相當成熟，形成系列，且產量已經是當年的幾十倍時，原有的“大而全，一件產品一套圖紙”的生產模式已經不利于工廠的長期發展，對于產品初期的投標報價，中期制造成本的降低、核算，生產管理，外包協作均有不利的影響，導致了目前制造成本缺乏有效控制、計劃執行力度不夠、抗風險能力缺乏等一系列問題。

隨著產量大規模的上升，企業生產管理水平、裝備能力沒有相應地上臺階，導致了企業生產場地空前緊張、大型裝備缺乏，產量、質量和交貨期存在差距，員工思想也還沒有及時轉變，主要體現在如下幾個方面：

(1)生產柔性不夠，導致產品滿足交貨期存在差距。

由于單件小批量產品的零部件都是一件一圖，因此在生產過程中，通用性和可調度性較差。生產過程中，遇到的問題又是多種多樣，有質量問題、有各零部件采購進廠的進度匹配問題等。產品零部件通用性差、可調度性差，就會導致生產實際進度和生產計劃之間始終存在差異，無形中拉長生產周期，給按時交貨帶來較大的難度。

尤其是一些短周期的緊急產品，BOM清單上每項物資都需單獨采購，這給工廠滿足交貨期帶來了更大的難度。

(2)制造成本缺乏有效控制。

同樣的原因，由于單件小批量產品的零部件都是一件一圖，給供應鏈管理也帶來了較大的難度，一方面是無法通過大批量的采購和外協來降低采購價格。另一方面，生產周期難以縮短，庫存周期較長，也給存貨周轉次數的提升帶來難度，這會降低資金使用效率，增加工廠的運行成本。

(3)生產質量難以持續提高。

由于每臺產品雖然結構大同小異，但是大部分零部件都有差異，這導致供應商以及車間每次制造一臺產品都需要消化圖紙，每件產品都是新產品。這就給生產控制質量帶來了難度，車間生產質量難以持續提高。

以上這些在企業快速發展中出現的問題，在嚴峻的外部市場環境下，造成了許多工廠所面臨的不利局面：新增訂單開始減少，中標價格又由于激烈競爭呈下降趨勢；工廠現金流比較緊張；降本壓力更加突出；產能擴張受到約束等。

3 模塊化生產的內涵和優勢分析

根據以上分析，本文認為可以采用模塊化生產，逐步向精細化管理靠攏的方式，逐步改進單件小批量的生產模式。

模塊化生產即是將產品原有的多樣化的零件以部件的形式結合在一起。以面向組裝的設計理念，基于產品部件的相似性、通用性，設計出通用的、標準化的模塊，從而降低產品內部零件的多樣性，減少零部件的總數，降低生產線的組裝成本和組裝時間。

采用模塊化生產方式可以抵御風險，降低成本，提高柔性生產的能力。

經過近20年火電設備大發展，各電站設備的生產廠家已經具備產品的模塊化設計能力。傳統產品完全可以被分解為一個個功能模塊，或相互之間各自被分解成一個個功能模塊，技術部門在設計中可利用模塊的相似性來減少產品結構和制造結構的變化，最終借助模塊的選擇和模塊間的組合實現產品的多樣性，加快產品的生產節奏，控制產品成本。

以最常見的封頭為例，一個封頭的工藝流程如圖1所示。

圖1 封頭加工工藝流程

一個封頭生產有13個生產節點，涉及采購、質保2個職能部門、車間3個、外協廠1個，其原材料采購、倉儲周期不少于4個月。若將封頭按照模塊化、通用化進行設計，可使封頭的生產不再進入產品生產的關鍵路徑，各產品之間封頭可以相互調配，大幅度降低產品的生產周期并提高生產柔性。

通過多年的政策扶持，各生產廠家已經培育了一批穩定的、專業的模塊供應商和分包商，且它們彼此競爭，正不斷優化供應鏈。

以ERP系統為代表的信息系統的建立成為可靠的信息流通渠道。通過搭建信息網絡平臺，實現信息共享，空間、時間距離被打破，客戶的個性化需要、供應鏈信息能得到快速響應(如圖2所示)。

圖2 ERP系統信息網絡平臺

與傳統的生產模式相比，模塊化生產模式優勢明顯。

資源整合形成合力。模塊化生產突破了單個企業的限制，在更大范圍內實現資源整合，各個模塊制造商和模塊整合商為了在競爭中取勝，都專注于提高各自模塊的核心競爭力，集中力量，不斷提高產品質量、縮短制造周期。

顯著降低成本。傳統的柔性生產模式往往是通過設備來提升生產能力，但是，由于所加工的零件存在差異，其規模、經濟水平不可能比加工完全標準化的零件高，而且，由于這些高度自動化的設備本身的投資成本就非常高昂，分攤到單個產品中后，產品的成本仍然不會低。在模塊化生產方式下，產品的成本能得到顯著的控制。模塊產品成為關注的重點，而產品的制造過程則被放到了關注的次要位置，簡化了生產環節，降低了零部件成本，從而降低了產品的整體成本。

市場化更為徹底。在柔性生產模式下，由于生產流程的特點，如果要進行客戶個性化的設計，往往會極大地增加企業成本;在模塊化生產模式下，大量設計都是所謂的“模塊化操作”，即分離、替代、增加、歸納等，不會或者只會少量增加企業成本?？蛻舻男枰仙秊楫a品價值鏈的開端，這種需要首先傳到模塊組合企業的設計部門，設計部門根據客戶的需要量身定做產品，再分解到各個模塊供應商分別制造，產品價值鏈的整個過程都有客戶參與，從而客戶的個性化需要能夠得到及時、徹底的體現。因此，在以客戶價值最大化為導向的今天，模塊化生產能更全面地反映客戶個性化的需要，在競爭中占據有利地位。

模塊化生產模式可使企業達到精益生產的目標，從而提升產能、提升效益，尤其是在當前外部經濟環境復雜多變的情況下，勤練內功，逐步向精細化管理靠攏，提高管理水平，有極其重要的意義。

模塊化生產模式及時制造，減少生產停滯和生產浪費，向零缺陷、零庫存的精細化管理目標邁進。以改善基礎管理為手段，通過逐步改善基礎管理來實現成本控制、科學考核，為勤勞、優秀的員工創造更高的效益，從而提高員工的勞動積極性，最終達到提高企業產能的積極效果。

提升計劃管理水平。提高企業內部技術保障力度，進行產品分類管理、職責落實到人，完善工裝、設備保養。逐步完善供應鏈體系，實現網上共享材料、外協加工件信息，以加強生產計劃的科學性、及時性和系統性。企業也可以立足現有產地和設備，優化制造場地配置，進一步整合和優化工藝流程，使整體硬件能力得以提升。

現場科學管理。通過 “6S”現場管理減少安全隱患，加快現場場地周轉和工作效率，從而進一步提高生產能力，提高現場管理水平。

抵抗風險。應對當前不可避免的新能源替代大趨勢，通過模塊化生產，實現對風險的控制也是向精細化生產靠攏的必要條件之一。應對風險的關鍵在于適應市場變化的要求。市場經濟中，變化是常態、是主流，在經濟危機早已向實體經濟蔓延的今天，企業更要以科學發展的觀念牢固樹立風險意識，將項目風險控制的關口前移，制定詳細的抗風險措施和項目調整應急預案，主動做好應變工作也是十分重要的。

4 結 論

模塊化的生產，對于單件小批量生產型的企業，具有較強的意義。不僅可以降低成本，更可以防范風險，使企業逐步走向精細化、規范化的管理，創造出新的效益。