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多学科交叉系统集成优化临界创新 |
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作者：清华大学 罗振璧 罗杰 杜维 莫汝虎 来源：雅式工业专网 |
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世界制造业面对的挑战
在英文中制造Manufacturing具有狭义和广义两层涵义。其狭义涵义指的是“用手工制作”或“手工业”，泛指将原材料制成人们有用的货物或产品。其广义涵义是“包括制造企业的产品设计、材料选择、规划、制造生产、质量保证、管理和行销在内的一系列有内在联系的活动、作业或运作（CIRP，1983）。”
1998年美国国家研究委员会NRC将制造定义为创造、开发、支持和提供产品与服务所要求的过程与组织实体。2002年美国生产与库存控制学会APICS将制造业定义为，包括设计、物料选择、规划、生产、质量保障、管理和对离散顾客与耐用消费品货物行销的一系列相互关联的活动和运作作业。今年香港经济界将支持制造的供应链或物流明确加入后称之为“大物流”，但是这种说法并不甚准确。
从世界范围看，所谓“世界工厂”和中国当前大多数的制造企业是指狭义的制造，而且其中70%是私营中小制造企业，至今中国中资企业中没有真正意义上的跨国公司。所谓“大物流”指的是广义的制造及其制造业。
本文讨论制造及其创新的目的在于，振兴中资制造业，为继续“保持（中国）经济平稳较快增长”和“继续抑制物价过快上涨”的目标服务的。狭义的制造是必不可少的，广义的制造是世界资本主义经济发展的结果。这一点可以从当今四大国家经济发展中制造业的作用中获得证实（参见下文“世界四大经济大国制造业的发展”）。
世界四大经济大国制造业的发展
美国自19世纪90年代开始已经处于世界领先地位，通过引进欧洲的汽车与化工产业和创新汽车产品和产业后在1930年实现了国家的工业化，但是直到1940年才克服资本主义大萧条。美国的制造业通过创新获取产品的垄断地位，同时又在1945年制定了发展信息产业等高科技产业而继续垄断了信息技术等高科技产品。到20世纪90年代在发现信息产业即将过剩后又开始新一轮的科技开发与产品创新，力图保持高附加价值的高科技产品与重大军事装备方面优势和垄断地位。但是，从2007年8月以来“次贷”引发的金融危机和近年能源与粮食涨价同时爆发使美国经济开始下滑。
日本在20世纪30至40年代初步完成工业化，70至80年代完成战后经济恢复与全面的工业化，开始以日美军事同盟为基础成为世界第二经济大国与军事小国，实施官僚领导下的标准化大量生产的经济理念，进行了包括丰田生产与管理的创新，执行了“工业自由贸易，保护农业，其60%产业对外封闭，以制造业为主导；处于半封闭状态，并不公平地对待亚洲各国”。现在，日美同盟与标准化大量生产理念已过时而又不继续创新，使日本经济十年疲软，制造业的发展已经受到严重的威胁(《今日美国报》与日本《中央公论》2008)。
德国在20世纪40年代完成国家工业化后坚持质量重于成本的理念，实时利用IT革新产品，以保持较高的各种制造产品价值。
中国正在经历国家工业化的后期及其各种各样的挑战。但是，今年的冰冻与大地震等天灾和国际的“限制”与“指责”证明了：中国共产党领导下的政府、军队和人民是强有力和发展中国特色社会主义市场经济的保障。当前中国广大的中小型制造企业面临重大的挑战。
中国制造企业面对的核心挑战
尽管包括香港经济界在内的许许多多机构与媒体大量讨论中国制造的问题，出了各种各样的“主意”。但是，从本质上讲众多的中国制造企业面对核心的真实挑战是“以技术和产品/服务创新支持的产业结构与产品结构转型”，而不是简单地提供支持台商、港商或者中资私有企业的资金。事实证明，与世界水准相比，中国制造企业的创新能力是初级的。
1. 为实施中国制造业的产业结构与产品结构转换，必须创造和继续提供以下的前提条件：
①政府与社会环境应该提供支持公私企业，特别是中小型制造企业发展的政策与宏观调控措施的支持，全面规划与设计进行产业与产品转型的方案与实施程序；
②将“只引进”、“引进-落后-再引进-再落后”等恶性循环，改变为“引进-消化-改进-创新”的正确轨道，提升企业家自主创新的自觉性、积极性和提供支持创新的资源与资金；
③按产业与产品转型的设计方案和实施程序推行，并执行创新性破坏或消灭型破坏；
④必须传授和实施多学科系统集成优化的临界创新理论、技术与方法，其中基础的学科包括：竞争情报、现代先进的系统创新理论与方法学、质量与σ管理、精益生产与管理、资本运作和企业文化等学科，应用多学科系统集成优化的临界系统管理进行综合与控制；
⑤承认这种转变必然消耗时间，是一个艰苦努力和连续发展的过程，不能以主观臆断设限或者替代。
2. 支持中资企业产业与产品转型方案的设计原则：
①从产业与国家经济和社会发展的需求出发，发展和建立有优势的发展空间和相关行业和产品系列或平台；
②能够提供包括可获取竞争情报等系统临界创新技术与方法的生产力发展中心和相应的优惠政策与社会的环境；
③能够支持扩大内需和货物出口结合的政策支持与环境；
④设计可广泛开展支持企业，特别是中小型公私企业发展的实施程序和培训、训练与考核，彻底改变落后的观念和消除错误知识理论的干扰，必要时实施“新结合”的创新；
⑤从全球市场需求和资源支持与企业的实际出发，制定长远发展的目标、战略与程序；
⑥充分利用网络与信息技术支持企业的创新与经营及其评价活动。
竞争情报的先导和推动
根据企业商务前景、战略与活动获取竞争情报已经被世界各国长期的竞争实践证明其正确性。因为竞争情报CI是企业一切业务活动的先导和推动力。所谓CI指的是，经深谋远虑开发为法律行为提供依据和同增强竞争优势相关的竞争动力学过程。其本质是，战胜竞争对手与实现商务目标企业必备的核心情报知识、技术和职能。其目的是为得到到“知彼知己”和“天时地利与人和”决策所必须的关键情报信息与资料，是孙子兵法在市场竞争中的应用。
企业CI 系统
现代竞争情报技术中还包含反情报和保护商业机密两个重要的方面，中资企业对此了解比较少。反情报是为消除泄露与窃取公司CI隐患，保卫关键商业机密、产品技术秘密的主动战略、策略和措施。没有反情报的支持经常会出现重大的创新失误。
商业机密指的是受法律保护的商业秘密，其涵义广泛而涉及面大。它包括知识产权、秘密配方、技术创新、工艺、装备、金融与财会及经营管理和供应链等关键信息。充分认识竞争情报、反情报和保护商业机密对市场竞争优势、决策和企业正常运作的重要作用，尽快引进和应用竞争情报技术方法与职能是中资企业提升竞争力和创新力的基础，不可轻视。因为，能否补上和利用这一职能是决定中资企业今后能否提升创新力、实现产业和产品结构转型的首要关键之一。同时，竞争情报的焦点在于：引进专业人员与合理合法地开展竞争情报工作、进行PESTLE与SWOT分析、实时回馈判断创新项目与CI实施目标与策略的正确性、巧妙利用反情报等在内的中国谋略。
PESTLE与SWOT分析
竞争情报具有以下的意义和作用：
1. 可以实现CI驱动商务过程与连续提升公司的业绩和竞争优势；
2. 实时发现企业竞争中的差距，建立忧患意识，提高管理人员和员工关注企业发展的主动性和积极性的基准；
3. 利用CI、反情报和商业机密保护可以实时发出遇到的危机、灾害与重大战略转变的预警，支持公司各级决策；
4. 实时消除泄密的漏洞，树立人人保卫公司机密的风气，增强公司的竞争能力；
5. 实时利用信息技术或其它高新技术进行产品与服务的创新或者改进；
6. 为开展中资企业现代知识管理创造条件。
必须学习与应用现代创新理论与方法
诚然，近60年来中国的科学技术水准与生产制造实力已经获得重大的提高，并使中国制造享誉全球。但是，这种中国制造是“牺牲最大，贡献最多，收益最少”的，且与世界先进国家的差距仍然相当大。由于学术界与舆论界某些人的错误引导，这种差距首先表现在：企业管理与员工创新理念的混乱、缺乏先进的创新理论与方法学的指导与支持、缺乏长期投入的概念而急于求成，使产业与产品转型困难重重或者流产。因此，应该提倡临界创新。
临界创新Critical Innovation的理念应该与创意Creating、发明Invention、创造Creation和传统创新Innovation相区别。创意是一种想法，只有从大量创意中才能淘汰出可能创新的理念与项目。发明与创造是创新可利用的知识产权。传统的创新是保护投资者利益而不顾消费者和社会的片面创新实践。临界创新是利用创新解决临界性问题的创新过程。因此，中资企业应该追求的是临界创新，需要从实践出发开展管理、技术、产品、过程/流程与运作的适时改进和创新。因此，当前中资企业高层开展成功创新的重点有：
1. 必须以顾客需求、市场与企业的实际需求分析与管理驱动所有的商务与研发活动；
2. 必须学习与应用CI、反情报与商业机密保护职能确定和确认创新方向、公司的目标、战略与创新的项目，学习与应用临界管理与临界理论创新与提升管理水准；
3. 从创新管理入手开展组织与自主技术与产品和服务的开发和临界创新，投资必要的科研开发项目，在商务、工程、制造、经营和获取长时间市场成果的过程中实现临界创新；
4. 建立实时监视-回馈-评价-改进与创新的机制，确立TSS的总目的和TCS工作目标；
5. 在引进技术或产品的基础上，连续进行消化-本土化/全球化-增加中国元素的改进-创新。临界创新的核心是产品与技术、管理、制造、经营与规避风险，利用临界创新不断改进和创造附加价值与公司的收益；
6. 不断利用全球竞争情报准确把握行业、科学技术与产品服务的发展和创新方向；
7. 临界创新不以“自主设计”为标志，因为许多认真的发明或“自主设计”可能是不成功的创新，应该深入研究各行各业与不同公司创新的目标、战略和实施程序；
8. 创新必须有包括大学教育、国家/公司研发、政策与社会环境和人才的支持与保证。
临界创新的第二方面是引进当前世界最先进的创新理论与技术，如：头脑风暴法BS、问题求解方法PST、发明问题求解理论TRIZ、广义公理设计理论ADT、质量功能配置QFD和创新管理等。但是，必须在学习与掌握的基础上按照临界管理将它们组成多学科交叉、系统集成优化的临界创新理论与方法学。换言之，只能在学习培训和应用实践消化的基础上，将支持临界创新所必需的多个学科按照对临界创新的贡献开展系统化的集成有益和消除有害、不足或者配伍禁忌的功能，并实施系统优化求解，使之成为指导和支持临界创新的先进理论、技术与方法，并在不断的实践中连续再改进和再创新，千万不要生搬硬套或囫囵吞枣地学习与应用它们。
创新质量观，利用σ管理
无论是创新产品还是通常的制造产品，安全与可靠的质量是确定顾客价值的要素，也是当代中国制造产业与产品转型必须改进和创新的关键因素。为什么这样说？这是由于质量水平低正是造成中国制造品低附加价值的原因之一。德国一向重视质量，其低端的产品也能保证较高质量，从而使产品价值与售价处于高位。日本利用高质量与低价格的产品打开了美国与发达国家的市场，但是由于日本歧视亚洲与发展中国家的偏见和官僚做法，并将次品出口至发展中国家的行为，导致了其整体经济处于长期低迷的状态。因此，中国制造的转型必须强调提升产品质量，否则将无法实现转型的目标。
但是，至今许多国内外培训机构仍然将质量及其管理作为从企业系统中分裂而独立的部分，在介绍6σ法时既没有讲清精神实质也不能准确地阐述其发展——典型的示例便是按照主观臆想研究和推广自以为是的“精益6σ”。深入的研究证明，达不到一定质量的产品创新是失败的创新，现代质量管理只能服从和服务于公司的总目的及工作目标，它是现代企业管理有机和统一的组成要素，是实施临界管理的重要组成部分。
现代质量理念意味：产品必须满足和超过顾客对安全性、可靠性的期望，按照顾客的需求实现产品的高质量是开拓与巩固市场占有率的利器；高质量与优良服务和较低售价的综合竞争战略是新兴国家拓展与巩固海内外市场的强力优势，质量控制水平是企业不断改进收益与业绩的手段。
表：6σ管理
回顾在80年代，摩托罗拉创造了6σ质量理念与管理，但其管理的核心是：按照世界同行业最高质量水平确定σ的序数±k值。由于该公司的文化以6为吉利数，其±6σ是允许统计中心可偏移Δ±1.5σ,故实际上它是现行国标±3σ定义的±4.5σ，因此它的质量标准低于汽车业执行的±5σ制，在民航服务执行±6.5σ和民用飞机制造的±9σ质量制的面前它还是低质量的，而对CPU制作要求的±0.5σ则又高不可攀。其本质是实施以顾客为中心与TCS；其管理方法是将质量指针落实到每个员工的业绩考核、依靠跨职能小组Cross Team、让供货商尽早参与、必须开发一个明确的实施流程、开展流程的评审、与运行时间的改进密切结合等。
从近20多年的发展来看，现代质量管理向临界质量管理的发展相当必要，谨从以下几方面来说明：
1. 全面改进安全、可靠性与质量，通过需求管理合理评估那些超过技术与企业实践的质量要求，客客气气地说服顾客去调低不必要的高标准，重视利用制造产品安全性与可靠性的“主动管理”。
2. 与精益生产与管理、发明问题求解理论TRIZ等创新理论、技术与方法结合发展，例如已经发展出的精益-6σ和TRIZ-σ等学科交叉系统集成优化的质量管理。
3. 在利用财务成本指针控制提高质量的同时也降低成本，引进临界理论和临界管理——事实上，这些发展已经造就了系统的临界质量管理学。
这种新的质量管理全面改变了传统管理中存在的诸多问题，比如：“多做少思考”；只有竞争没有合作与双赢；醉心于新名词的口号式宣传；由于投资不足导致做假账/腐败/隐瞒安全事故与问题的被动局面。同时，作为临界质量管理的另一个特征，则是确立持续监视和改进的理念，强调适时创新的必要性。
长期的企业运作实践证明了临界质量管理的基本原理是：
1. 连续改进质量是确保降低运行时间与成本的基础，达到质量上乘是企业获得成果的最佳途径。
2. 质量改进的基本理论是“质量费劲论”和“质量可改进论”，其改进方法则包括：
①以顾客的需求和期望驱动质量及其管理的改进；
②必须正确定位企业的市场位置、目标、改进战略和组织管理规则；
③所有员工都有改进质量的义务，应该将质量改进同员工参与、流程设计与再造集成实施，人人对质量负责；
④必须建立问题与信息快速反馈的网络和系统；
⑤应该根据约束理论TOC寻找质量及其管理中的瓶颈，并按系统性解决质量问题；
⑥充分利用创新与问题求解方法学及其新技术、新理论和新方法连续监视并发现质量与质量管理中出现的问题，不断改进或者适时创新质量及其管理。
精益生产与管理
精益生产与管理LPM源于二战后日本丰田公司重建直至20世纪70年代创造的丰田生产方式TPS。丰田公司利用这种生产方式快速发展成多品种、少过程浪费、低库存量、质量不断改进和成本不断降低的新型生产模式。第一个学习TPS方式的是中国的制造业，但由于丰田公司出于保护其国内外竞争优势的目的故意制造了误导的反情报，强调“零库存”、“KANBAN”、“一件流”与“拉式生产方式”等次要环节，使80年代初学习与应用这种生产方式的努力成为泡影。
图：精益质量管理
90年代中期中国的某些学术专家炒作LPM，但面对刚庆祝完某汽车企业实现“一件流”之后就发不出工资的窘况，令得推广LPM的热情立即降到冰点。直到2004年后，上海与深圳等地的企业才开始真正而缓慢地学习与利用LPM模式。我国学习TPS或LPM最沉痛的教训是，不要轻信学术专家的炒作和赶时髦，必须从竞争情报与企业发展的实际出发。
在丰田汽车冲击美国市场后的1985年，麻省理工学院成立专门的研究中心并历经5年努力建立了适合美国企业的丰田生产模式，并命名为精益生产与管理LP&M。精益生产与管理指的是，一种使企业各种各样的活动所利用的全部资源量最少化的哲学，包括辨识与消除设计、制造生产、供应链管理以及向顾客交货中的所有非创造附加价值的浪费与活动。它要求在所有的组织层次上雇用多面手雇员，以高柔性提升自治化机器产品产量变化、简化制造与后勤支持、消除所有生产过程中的浪费、提升质量和降低成本的原理与实践的结合。
PTS与LPM实施成功的核心是TCS、准时制（JIT）、自治化（Jidoka）、消除一切可消除的浪费、压缩运作流程、连续监视与改进。其目标是实现最容易制造、最佳的质量、最低成本和最短的交货期。同时，精益生产与管理公开说明，各国学习与应用时必须结合国情与企业实际，大胆改进和创新，不能照抄照搬或一成不变。
2005年原丰田汽车公司生产调查部长中山清孝与其它研究者总结出的TPS的最新发展有：
1. 丰田生产方式的本质是，满足顾客不断变化的需求，提供顾客满意的商品与服务，为社会和国家的发展做出贡献。
2. 当代丰田生产方式的生产现场改进与革新的最终目的是，实现公司长远目标，即：实施经营革新，达到理想的经营状态。当代现场改进与革新的流程包括：现场改进→形成革新→管理革新→经营革新。主要利用“逆N形”与“Z形”两类流程改进与革新流程。必须制定中长期市场目标和区分短期与长期改进的要求与时间差别。
3. 提升解决现场问题的努力，认真对待在全球化生产的竞争中看不见的竞争。
4. 企业存在的社会经济意义是赚钱(和尽社会责任)，为此必须重视对现金流的控制和保证。
5. 降低成本比成本本身更重要，消除浪费是根本。
6. 为了降低看得见与看不见的浪费，必须实施准时生产和一般只需保存4个小时的库存量，“在需要的时候只按所需的数量生产所需的产品，并保证交货期和实时回收顾客的货款”。
7. 劳动生产率的高低取决于三个关键要素，即：削减利用流水线时一切不必要而又能够消除的因素，使员工人数的最小化，实现高效与多面手的操作。
应该强调的是：精益制造与TPS适用的是价值流系统，其核心的哲理是将抓主要矛盾与保证系统性相结合，反对主观与急躁和只应用TOC理论与方法的片面性。
精益-6σ是2004年一位美国退伍老兵 J Manville把精益制造与6σ结合创造的新管理法，其涵义是构建以事实和数据为基础和使顾客满意的质量、速度、连续改进过程及其变异为支柱构建的精益6σ大厦。他总结出市场、柔性、中心、速度、复杂性和成本五个定律。精益6σ成功的要素有：利用速度与质量达到TCS，不断改进流程，基于实事与数据的决策，使企业获取最大的收益。
他实施精益6σ的主要效果是：将质量与制造运作管理集成实施；实现顾客满意的高质量与低成本和快速交货，每年可为企业增加数十万元的收益；增加了员工工作的机会、收入与职业保障。而他成功实施精益6σ的条件是：依靠竞争情报的支持正确地决策，选用合格的参与员工并明确其职责，严格按精益6σ的理念、原理、技术与方法行事，自治化与沟通结合保证共享，始终坚持学习、培训和有力的后勤保障。
系统的临界管理
系统的临界管理是：能够建立在“知己知彼”、“天时地利”和按“时间、地点与条件”进行辩证唯物分析基础上的决策；将创新所需的各个学科集成为系统并实施定性与定量优化；系统集成优化的涵义是在广义公理设计理论ADT、原理与方法学构建的框架指导下，能够适时应用包括QFD、BS、PST、TRIZ与AD理论在内的所有现代创新与改进理论与方法；能够根据时间、地点与条件变化适时改进流程、质量、成本和交货期的临界创新原理与方法；能够开展单元制造、准时和自治化组织与管理的现代企业管理原理与方法。
利用广义公理设计ADT构建的系统优化框架是：
CI/Q&S→ND/NF/NM→ND-CN
→QFD→ADT→PD→DFMA/
DFM→TM→Mfg→Market
↓
CNs FRs DPs
↓
PST TRIZ 验证
↓
Mfg . Market CRM &SCM
其中：CI-竞争情报；Q&S-市场定位的目标与战略；ND/NF/NM-需求的调查/分析/管理；ND-需求驱动；CN-关键需求；QFD-质量功能分配；ADT-广义公理设计理论；PD-产品设计；DFMA/DFM-可制造与可装配的设计/可维护设计；TM-时间管理；Mfg-制造；Market-市场营销；CRM&SCM-客户关系与供应链管理。在应用时应该理解：CI贯串整个过程。
上述框架经过研究并被多项创新项目实践所证实的，但它仍然是可以改进和发展的。 (end)
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(11/1/2008) |
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