细胞式生产方式的起源、优势和未来发展

郑璞

摘要：细胞式生产方式在20世纪90年代和21世纪初期的日本和中国得到广泛运用，本文以此为起点，尝试分析其起因，发展，并结合当前信息技术背景下分析其未来发展趋势。

关键词：细胞式生产方式；起源；趋势；发展

细胞式生产方式的理论研究在20世纪50年代起源于美国，并于60年代实用化，但最终大规模应用的是在日本。

一、细胞式生产方式的起源

细胞式生产方式又名自律分散型生产方式，起源于1925年佛兰德斯（Flanders）所提出的成组技术（Group Technology）。成组技术改变了传统式流水线专业分工的生产方式，把结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，加工时把该零件组所需的设备安排在一个车间内，一次性完成该零件组，因此避免了零件加工过程中由于重复工艺而导致的流程重叠，减少了运输负担，扩大了批量、减少了品种、便于采用高效管理方法、提高了劳动生产率。

细胞生产方式属于成组生产技术，在上述成组技术的基础上融合了单件流，弹性生产，多面手型员工，扁平化管理，以及全面生产管理的作业管理方式。相比较传统的流水线作业方式，细胞式生产具有人员使用灵活，空间面积占用少，人性化管理，效率较高的优势，

日本企业管理人员在学习了美国的相关理论后，80年代开始进行关细胞式生产方式研究，一开始并未在日本大规模应用。直到索尼公司将首先实行了细胞式生产方式并取得成功后，才在NEC、欧姆龙、佳能、松下等企业广泛推广并被接受。以佳能公司为例，其生产车间由环状工作台，一至四名左右员工构成，运送方式以人力车取代传送带和无人搬运车，工人尽可掌握更多的工序，从而减少交接时间以提高效率，佳能废除了福特式16公里长的流水线，建立了细胞式生产方式后，平均年生产效率提高50%左右，在中国大连实施细胞式生产后效率更提高了370%。

在此之后，细胞式生产方式逐渐作为一种新兴的，日渐成熟的生产方式得到发展，在手机、电脑、复印机、印刷机、录像机、显微镜、医疗机械、汽车零件、机械零部件、机床、木工、裁缝等行业广为应用，因其灵活机动，更能适应多变的市场的特点，正在逐渐成为制造业的主流生产方式，国际工程协会曾预言，未来将有70%的企业实行细胞式生产方式。

尽管细胞式生产方式优点很多，也存在缺点，如由于采用了大量人员作业，生产效率不够稳定，不良品率容易较高。

二、细胞式生产方式的優势分析

细胞式生产方式90年代后在日本为主的企业得到广泛和成功的运用是由市场环境变化，以及生产制造类企业自身面临的诸多挑战以及条件限制决定的。

首先，细胞式生产方式可提高生产柔性。市场进入定制化时代后，产品多样化趋势成为主流，消费者面临产品日趋同质化，消费者对产品创新的要求日趋紧迫，传统产品市场的消费者剩余不断降低，门槛随技术进步降低，市场竞争不断加剧，生产企业被迫发展新的能力，在追求规模效应的同时越来越注重柔性化生产，经营策略上实施差别产略。柔性化生产对产品品种，数量，生产效率的要求更高，而不再仅仅追求边际成本的降低。细胞式生产方式由于主要依靠人工在可移动小型设备上操作，配置灵活，如需改变产品，只需变更设备即可，灵活性好，方便快捷。如果产品需求产量降低，可随时减少人力资源投入，适应性强。

其次，细胞式生产可以降低用地要求，并降低对价格高昂大型自动化设备的需求。在上述市场背景下，生产类企业客观需要改进福特式流水线的生产方式，使其具备生产柔性，同时避免流水线生产带来的人员主动性丧失，技能过于单一，精神烦躁等负面效应导致的生产效率局限性。而在各种资源人口条件限制之下，日本生产企业急需一种不必付出高昂资源成本也能奏效的管理方法来应对美欧企业的强势竞争，精益生产以及此后的细胞式生产方式都是在这一背景下在日本企业得到应用的。细胞式生产方式之所以在日本广泛应用，因为这种生产方式除了能带来生产的柔性，还额外弥补了日本企业用地面积不足，机器设备自动化程度相对不高的短处。它的本质不是欧美式高技术密集型的产物，而是对已有人员，设备的更高效整合管理。

再次，细胞式生产管理方式优化了人力资源管理水平，提高了效率，同时活跃了工作氛围，降低了人员工作的精神疲劳度。传统流水线生产按照统一节拍进行批量生产的方式忽略了产业工人的精神需求，工人在不同工位分散在漫长流水线上的不同节点，分管不同的工艺流程，沟通不便，同时因高度集中精神作业时也不被允许交流。长期从事流水线作业，工人始终和机器打交道，容易精神疲惫，同时流水线分工较细，工人工作通常为简单劳动，长时间重复同一动作，一方面易于导致劳损，有害健康，另一方面，简单劳动不能体现自身的价值。久而久之，劳动生产率不升反降。而细胞式生产方式几人相对集中，便于交流，学习，沟通情感，良好的沟通有利于团队式管理，提高工作协调度，满足工人人性化工作环境的需求，工人乐于在良好的协作氛围中长时间高效率的工作，有了归属感和被尊重和赏识的感觉，而不会精神疲惫，同时从事的劳动较为复杂，每个人由于要学习不同操作，工人的价值感会被凸显，易于激励工人在工作中的学习精神，工匠精神，主人翁精神。

三、细胞式生产方式的发展的新思考

细胞式生产方式能够很好地补充传统流水线生产的不足之处，但并非完全取代流水线，以日本松下为例，在淡旺两季分别以细胞式生产方式和流水线生产为主，但并未淘汰流水线。细胞式生产方式不能很好地解决代加工产品过重难以移动的问题，因此松下将两者将合起来，各取所长，利用流水线移动产品，利用细胞式生产方式组织在淡季生产装配。

目前细胞式生产方式呈现出以下发展的趋势：

第一，设备信息化水平不断提高

如MES制造执行系统得到广泛应用。MES是美国先进制造研究公司AMR公司（Advanced Manufacturing Research，Inc.）在90年代初提出的，该系统通过信息系统把MRP系统与执行系统同车间作业现场控制系统联系起来实现从MRP到制造的全信息化。这里的现场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。MES系统设置了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。以日本小松公司为例，主要生产工程机械、产业机械，它在工人工作的工位旁建立了IT信息支援系统，每个工人可便利的查询前后工序作业的相关信息，包括使用的工具，加工位置，和零部件三维构图等，把丰田创立的看板管理进行了信息化升级。endprint

再如现实增强系统得到广泛应用。增强现实技术可有效提高人员技能和工作效率，波音公司生产线上的工人们也已经大规模佩戴具有增强现实技术的谷歌眼镜来完成飞机线路的组装，由于飞机线束装配复杂，一架飞机的线束安装需要导线配送模块、划线机器人、导线捆扎台、机器人底座、插销存储模块、主控装置等，多达上百个，很容易出错，AR系统可帮助员工直观的观测学习和操作装配方法，而免去了把实物反复拆解观察对比的麻烦，AR系统把波音工人组装线束的错误率降低了50%，装配时间缩短了25%。

中国国家制造强国建设战略咨询委员会发布的《中国制造2025》中的重点领域技术路线图上，就将增强现实AR技术列为智能制造核心信息设备领域的关键技术之一，其核心内容主要研究三维空间RFID注册定位技术、工业物联网信息三维空间、搜索、显示与交互技术。智能制造核心信息设备是指制造过程各个环节实现信息获取、实时通信和動态交互及决策分析和控制的关键基础设备。可见，增强现实技术已成为中国企业智能制造转型过程中的一项关键技术之一。随着技术进一步普及，细胞生产方式可利包括AR技术在内的信息技术，进一步提高人员培训，装配，检修的效率。

第二，作业工具智能化

智能技术将在生产中的使用可提高加工效率和精度。目前，智能设备主要运用于移动软件，或者交通，大型生产系统，汽车，机加工等大型设备，未来，随着信息设备小型化，和生产设备集成度越来越高，小型化智能化设备将会普及到中小企业，为人工相对密集的中小企业提供新的助力。未来，在能代替员工的人工智能设备产生之前，价格相对便宜，功能相对低端的初级智能设备和劳动力的有效结合将成为中小型企业的普遍模式，可以预见在不远的将来，细胞式生产方式仍有改进的余地。

综上所述，细胞是生产方式是特定时期，企业为了降低成本，应对市场需求多变，提高生产柔性的策略，具有良好的效果，在可预见的未来仍将具有一定前景，但随着设备技术水平特别是智能化技术的不断发展，大型生产类企业对劳动力的需求会有所降低，企业应适时应对，把细胞式生产方式作为改进主流生产线的有益补充和过度。

参考文献：

[1]俞晓军.细胞式生产方式在日本的新发展.东北亚论坛，2008（03）

[2][日]酒卷久.佳能细胞式生产方式.

[3]林波.细胞式生产方式.WTO经济导刊，2010（12）endprint