林雪萍|如何突破中国制造的瓶颈

原创 知识自动化 2024-02-22 00:02


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中国制造进入的深水区,正是工业思维的暗明之处。唯有点亮企业管理者的心中明灯,才能照见那些拖卷中国制造后腿的暗流汹涌。而产品质量可靠性,正在越发成为消耗中国制造的癌症细胞,唯有靠一场大手术才能根除。这把手术刀,源自企业一把手的心智。


边缘化与隐形人

 

手机老是没有信号,汽车有异常振动,测量仪表总是不准,这些引起用户抱怨之处,基本都属于产品可靠性。可靠性,大质量的皇冠明珠,如果简单地粗暴来分,可以认为质量部门主要负责产品出厂之前是否符合规格,而可靠性部门则在出厂之后,要让用户不投诉。

 

中国可能有90%企业,质量部的职责就是救火。一方面负责合格率/良品率,事后把关和过程控制,另一方面,在处理质量缺陷、退货的社会舆情后遗症,总是在替所有部门擦屁股。

 

质量部在企业中,往往深处鄙视链的末端。质量部既不受设计部重视,也不受工艺部的待见,还要面对擅长夸大承诺的销售员的质疑。研发部则容易欺负质量部,而身处劣势的质量部最擅长的是与供应商扯皮。这导致质量部有着非常扭巴的视角。本来应该向前看设计,盯住设计防止缺陷,而现在只能向后看用户,处理次品的困扰。

 

这种定位,使得质量部门的能力,被降格使用,也自然留不住高水平的人才。而质量部,本来是可以干更高价值的事情。这样救火的部门,当然会被边缘化。然而,质量部的技术含金量不够,绝非质量部门的自行堕落,这是人为矮化的结果,是一把手低阶质量信念的投射。

 

如果说质量部已经“边缘化”,那么可靠性岗位似乎属于“隐形人”。

 

可靠性往大说,属于质量的范畴。在很多企业,可靠性只是胡乱地塞在质量部的角落里。而在一些正规的企业,也会将二者分头管理,放在研发设计部门,这个是对可靠性职能肯定,但是可靠性工程师单枪匹马,处境也有点尴尬,形同虚设。

 

企业在研制过程中,每进入下一个流程,就会召开各个部门进行评审。这叫“阀门开启“,知会各方面进度,也避免产品有缺陷的带伤上阵。然而这样的评审会上,可靠性工程师的评论,如果不痛不痒则不受关注,如果过于锋利就会被反对意见吞噬。上市时间要快,是压倒一切的。这意味着可靠性部门,没有足够大的权力,流程阀门很容易打开。研发设计的天生缺陷性,就会像带病毒的水源一样向下蔓延,进入工艺、进入制造、进入用户端,再也无法清除。

 

过于追求产品上市时间,产品在厂内停留时间自然不足,会导致可靠性没有充分验证。正如怀胎十月的婴儿才是健康的,而早产则往往是致命的。如果可靠性工作,不能深入渗透到研发设计、工艺设计,就会成为设计与可靠性两张皮。可靠性部门就是为了应对外部的飞行检查和客户验收而已。

 

实际上,可靠性工程师也往往不争气,无法深入到产品研发设计中,与研发设计并肩作战,他们往往只能够帮助设计师使用一些简单的工具方法,如潜在失效模式与后果分析(FMEA)、FTA等,写一些可靠性分配、预计等纸面文章。解决问题的方式,大部分都还是大学里的可靠性工程课程——而这往往已经是几十年前的老古董。远远落后于工程实践的大学课程,已经是中国制造最需要修缮的一间老房子,摇摇欲坠。换言之,我们正穿着一双陈旧的老鞋,走在智能制造的道路上。

 

但这种局面,并不能怪谁。如果可靠性工程师,只有研发设计一半不到的薪水,如果可靠性部门没有一票否决权,那就是隐形人岗位。

 

于是,所有看上去的外部纷扰,又回到了灵魂拷打:一把手的可靠性心智,是否真正开了天眼?重视质量重视可靠性,这是企业家的美德和道义,人人都会挂在嘴边。但实际的排序,远远落后于其他考核指标。产品可靠性,就是一个企业的长期主义信念的最好量尺。就像家长对孩子在小学中学的教育投入,前期是看不到效果的,但家长的投资却在不断加码。企业的长期主义,就是要有时间上的耐心来面对可靠性的投入。

 

虽然质量部被边缘化,但毕竟也是当下能看到良品率提高,也会节省成本。而搞可靠性则又不同,它是面向未来,是发生在产品全寿命周期。即使有问题,也往往过一两年后,才会有数据反馈回来。这种延期性惩罚,也容易使得可靠性问题不受管理层的重视。

 

可靠性能力,其实是一种连通设计、制造和用户的桥梁。可靠性工程师需要是横跨专业的跨学科大工匠。机械、电气、液压、光学等都要熟悉,而且需要有一套完整的方法论和工具。只懂单一工具,就无法具备“促使设计改善”的能力。

 

与工程应用脱钩的高校可靠性工程理论,是时代的悲剧。而与研发设计脱钩的可靠性工程,则是一个企业的悲剧。

 

也有一些企业的可靠性部门,放在研发设计部之内,这看上去可以解决大部分问题。在概念设计的时候,可靠性的要义就要根深蒂固地埋进去。每个设计阶段,都要有可靠性人员进行风险识别。当产品上市之前,风险就已经屏蔽掉。质量是设计出来的。设计师办公室的楼层高度,就是一个公司的质量的天花板。设计图纸在后续的生产制造、使用过程,只会因为各种原因的影响,变得越来越差。再高超的制造能力,也无法超越设计的心思和格局。

 

可靠性工程师人才奇缺,有的公司也开出了很高的年薪。但水土不服的人才悖论也时常出现。一些企业即使舍得用高薪聘请可靠性人才,但效果甚微。当这些工程师无法“摁住”研发人员的时候,可靠性依然变得处境尴尬。

 

因此也可以说,可靠性放在哪个部门并不重要。它能够从“隐形人”变成四处可见的“大龙”,才是关键。这条大龙,就是一把手的质量信念。很少有人能够对设计、质量、工艺都能有跨岗位理解,而这恰好是可靠性工程师的黄金亮点。这是一门被遗漏的大手艺。这样一个刺激全公司向上的牛虻,在一把手的视角里,却成为盲区。这是中国制造最大的软肋。

 

质量部是边缘化,可靠性部门是隐形人。被放在地下室里坐冷板凳的这俩兄弟,在人们不注意的角落里,腐蚀着大楼的根基,严重阻碍了中国制造向上的高质量突破。

 

马斯克能做,中国也可以做得到

 

一把手为什么要关心可靠性?因为可靠性是一个性价比最高的长期主义投资。可靠性绝非一个漫长没有回报的投入,而是一个巨大信誉的保障。而且,这会带来极低的制造成本,反而让公司获得高利润。

 

那么,可靠性需要做大量的投入,真的会给企业带来盈利吗?

 

其实这个问题,更好的版本应该是,可靠性真的需要高投入吗?

 

一个经常被忽视的问题,就是可靠性与经济性的关系。三十多年前中国军转民品的时候,有很多电视机厂如长虹电视,熊猫原来都是做军品制造的,转民品后所用的元器件大都是军用级、工业级,但是国产电视机的可靠性与日本电视无法比,当年各个小区都有电视维修点,而日本电视机承诺使用12年都不需维修。当工程师打开日本电视机后盖后,发现很多晶体管、电阻都是商业级的最普通元器件,相当于二等品、三等品。国产电视采用的一等品,并没有带来高可靠性的结果。即使有了一等品零部件造,也未必有二等品零部件制造的电视机的可靠性水平。

 

日本电视机厂在设计阶段普遍进行设计优化,用普通元器件组合搭配。简单说产品的性能稳定性、可靠性,并非由某个高等级元器件决定。通过零部件群的集体优化,就能实现低成本下的高质量可靠性。

 

军方制造自有一套严格的质量标准。这套标准往往不计成本,采用“千里挑一”的方式。大量元器件,都是反复挑选出来的。这种军工级的产品,价格可能是普通民品的上百倍。马斯克的SpaceX的低成本制造,给全球航天上了一堂瞠目结舌的成本课堂。

 

SpaceX火箭一直考虑的就是低成本。更廉价的推进燃料,更廉价的火箭外壳,更廉价的起落架。马斯克很少使用航空专用器件,因为这些器件生产量很小,可靠性都要进行单独的设计,最后导致零部件价格高昂。

 

以现有载人飞船搭载的星载计算机和控制器举例,每个控制器价格为500万人民币左右。一共14个系统,为了追求高可靠性,每个系统1+1备份,可以说是不计代价的保证万无一失。28个控制器成本总计约1.4亿人民币。而SpaceX的龙飞船,都采用民品货架商品,基本不进行特殊定制。使用工业用的主控系统的芯片组,仅用了2.6万人民币。成本相差5384倍。但成本差异之外,是对产品可靠性的“算计”。了解可靠性机理,就会大幅度降低成本。军方一般很少有后者的诉求,也导致可靠性工程的踟蹰不前。

 

这就是军品和民品制造思路的差异性。马斯克创造的航天神话,表明了一个不可思议的事实:可靠性是低成本的化身。中国企业除了正向设计,还需要有可靠性增长。与其说马斯克懂制造,不如说他是可靠性大师。这是中国制造完全可以跟上来的部分。

 

举起屠龙刀

 

当一把手的可靠性心智打开,中国富于才能的质量工程师、可靠性工程师就会喷涌而出,解决问题的能力,会远超当下。中国积累了广泛的工程技术型人才,他们是卡脖子攻坚的一支被忽视的主力军。

 

中国质量,需要学习日本质量、德国质量的正统做法,但也绝非亦步亦趋地“补课”。中国制造的工厂,提供了全世界场景最丰富的数据实验田。那些历史的质量经典理论,也在陷入古老的框架中,等待翻修。如果能结合产品质量数据的巧妙应用,就可以重新大放异彩。

 

企业普遍使用的休哈特统计理论SPC是在100年前提出来的。它常用的8种控制图,至今仍然在很多企业使用。很难想象,一种工具,在100年前还能够使用,而不需要精心修补。

 

如SPC最常见计量型控制图,有多种选择。但当年计算能力不足,质量工程师自然会舍弃计算复杂但相对精准的均值-标准差控制图,而采用均值-极差控制图。

 

同样,当年采集数据极其困难,一般都采用抽样法。而现在无处不在的传感器和物联网,使得全样采集都成为可能。经典的方法,还需要升级。数字化物联网时代,过程参数的实时监控成为现实,性能与过程参数关系模型清晰,完全可以把质量管控关口前移到上游。智能化制造,有很多大手笔的软硬件投入。如果可以将质量可靠性,融入数字化系统,完全可以将中国质量大上一个台阶。

 

如果说正向设计,是中国制造需要补课的经典,那么数字化质量就是中国制造需要自行突破的新讲义。北京桑兰特在大数据应用方面,就有独特之处。

 

在设计阶段,采用参数的实验设计优化,“创造数据”寻找到最优组合。而在故障激发试验阶段,则通过给产品施加“酷刑”的方式,“激发故障”,推动设计优化。与此同时,充分利用历史数据,在历史数据寻找蛛丝马迹。很多企业对于既往的产品,只要表现良好,就不再追究。但是,世界上没有无缘无故地好,也没有无缘无故的坏。坏产品不能放过,好产品也不能丢下。这些历史数据就像历史的影像,隐藏了许多未曾揭露的秘密。

 

企业设计和制造的现场,到处都是数据,但到处都没有模型。这让大数据分析很容易落空。然而,模型的建立是依靠质量可靠性工程化的能力。而这种能力是存在的,却一直处于休眠状态。只要企业高管采用新质量思维,对可靠性有着坚定的信念,这种能力就可以完全被激发。当数字化质量与传统质量经典相互融合的时候,可靠性工程可以通过数据来“算赢”,中国制造就能跨越中低端的路径锁定。


后记:需要一场可靠性心智的大繁荣

 

可靠性的事情,可小可大。中国制造面临的挑战,80%以上其实都跟质量有关。而可靠性则是一只最顽固的拦路虎。中国很多机床卡脖子的问题,其实并非技术本身,而是在于可靠性不足。《供应链攻防战》一书中提到的卡脖子分为三类,“用不起来”正是可靠性的写照。然而,可靠性也有理解门槛,容易让缺乏工业思维的管理层困于自己的认知陷阱。如果管理层不能了解一点点的技术,就很难意识到可靠性的战略价值。

 

可靠性的面黄肌瘦,营养不良,是中国制造当下最需要革除的一种流行病。而唤醒企业管理者的可靠性信念,则是第一声号角。新质量思维,正待打开天窗。

(全文完)

图书推荐阅读:

《供应链攻防战》读懂中国制造

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《灰度创新:无边界制造》告别微笑曲线

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作者简介

林雪萍:北京联讯动力咨询公司总经理,上海交大中国质量研究院客座研究员


鸣谢:北京桑兰特公司各位老师交流和指导,受益匪浅


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