950滾筒式飛剪機設(shè)計含6張CAD圖
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模塊化和外部采辦:一個關(guān)于在美國
汽車駕駛室行業(yè)中一系列的研究
SEBASTIAN K. FIXSON
產(chǎn)業(yè)工人和操作工程技術(shù)人員
密歇根大學
Ann Arbor, MI 48109
電子郵件:fixson@_umich.edu
YOUNG RO
密歇根迪爾伯恩大學
JEFFREY K. LIKER
密歇根大學
緒言
在設(shè)計制造復雜的產(chǎn)品過程中有兩個主要的當前趨向,一個是朝著通過利用模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的方向,另一個是在提供連鎖經(jīng)營管理中朝著新的方向接近。在過去,模塊化和外部采辦這兩個趨勢在各自的研究領(lǐng)域都已經(jīng)被突出地研究。
在工程師群體中,對于軟件和硬件的產(chǎn)品模塊化已經(jīng)像設(shè)計原理一樣被提倡,例如(Kusiak, 1999; Pahl & Beitz, 1996; van der Linden & Mueller, 1995)并且六十多年前Coase在經(jīng)濟學的經(jīng)營管理和策略中已經(jīng)論述過外部采辦了:為什么它能穩(wěn)固地存在?(Coase, 1937).
然而最近把模塊化和外部采辦這兩個主題連接在一起的研究趨向已經(jīng)形成。研究員已經(jīng)看清與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)相適應的特性(Sanchez & Mahoney, 1996) 和與剛度相適應的創(chuàng)造(Henderson & Clark, 1990)。成功的電腦制造商典范戴爾已經(jīng)使用了電腦的模塊化結(jié)構(gòu)和無庫存供貨連鎖經(jīng)營管理(Kraemer & Dedrick, 2001)的新的形式,而國際商業(yè)機器公司的電腦的模塊化結(jié)構(gòu)在60年代就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),這為隨后出現(xiàn)的個人電腦企業(yè)(Baldwin & Clark, 2000)的突發(fā)性膨脹制定了先決條件。
對于一個公司的競爭力來說在確定的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的形式和確定的組織結(jié)構(gòu)的形式之間中的一個配比或不匹配的重要的洞察力的研究趨向已經(jīng)產(chǎn)在。然后下一步是對這兩個領(lǐng)域的因果聯(lián)系方面做進一步總的了解。換句話說,難到不是做產(chǎn)品設(shè)計組織,就是做組織設(shè)計產(chǎn)品嗎?只有實際資料可以回答在這個問題上的一些爭論:“當時校準趨勢發(fā)展的原因已經(jīng)變得超過了特定的階段,這是一個完全跟據(jù)經(jīng)驗的問題?!?Sako, 2004:15),這篇論文集中闡明在北美洲汽車的駕駛室的產(chǎn)品開發(fā)和制造這些問題。在這個研究中,我們發(fā)現(xiàn)比大部分簡單模式的建議更凌亂的事實。我們不但發(fā)現(xiàn)關(guān)于不同的中間過程的好幾個優(yōu)點的相互影響,而且我們還能識別不同因果聯(lián)系的方向。另外,看起來有時還存在驅(qū)動兩者同時變化的強大的外部力量。
周圍條件和結(jié)構(gòu)發(fā)展
“模塊化”和“外部采辦”這兩個主題在他們的各自的研究領(lǐng)域已經(jīng)被分別地單獨地論述。通過在各種各樣的學科中模塊化已經(jīng)收到廣泛的注意(Schilling,2003)。在大部分學科中,如果他們的展品在他們的內(nèi)部單位(即模塊)里面界于相對更強壯的(即接觸面)和相對較弱的之間,那么就叫模塊化系統(tǒng)。在設(shè)計復雜的工業(yè)品的學科里,模塊化被解釋為一個產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)的特征。一個產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)格式是一個元件的大體布局和包括這些元件怎樣主裝的技術(shù)規(guī)范。在產(chǎn)品開發(fā)的初步設(shè)計階段,選擇一個產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)格式是一個重要的任務。(Kamrani & Salhieh, 2002; Ulrich & Eppinger, 2000)
在外部采辦這個爭論點方面,也就是說,不論一個企業(yè)選擇去做本身的工作還是比處罰一個供應商,它已經(jīng)在屬于公司領(lǐng)域的多種學科中也被廣泛地討論著。一個公司的領(lǐng)域限定了這家公司包含在國內(nèi)的和剩余在國外的經(jīng)營,就像數(shù)量和類型相互影響著這家公司的領(lǐng)域一樣。因此,研究員從經(jīng)營領(lǐng)域(Chandler, 1962; Pisano, 1990)到管理領(lǐng)域(Holmstrom & Roberts, 1998; Williamson, 1985)都已經(jīng)集中到這個爭論點。
我們寫這篇論文的意圖集中在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)格式和堅固的領(lǐng)域之間的相互影響。現(xiàn)有這些在文獻中相互作用的構(gòu)造可以概括地分成兩個類型:一個爭論是從產(chǎn)品的構(gòu)造到穩(wěn)固的領(lǐng)域的因果聯(lián)系,另一個表示的是相反的論據(jù),那就是說,這家公司的范圍影響它的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性。一些創(chuàng)始者的建議是兩種效果能同時發(fā)生(Fine, 1998; Gulati & Eppinger, 1996)。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)影響堅固的領(lǐng)域
在一家企業(yè)領(lǐng)域的特定區(qū)域上影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一個合理的原因如下。在產(chǎn)品的方案設(shè)計期間,設(shè)計師們要選擇產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。接著,在他們之間為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)安置約束和發(fā)展組織結(jié)構(gòu)和制造產(chǎn)品的可能性,其結(jié)構(gòu)不但確定了零件的數(shù)量功用而且確定了接口件的數(shù)量和種類。換句話說,設(shè)計的決策不是被秘密地投入生產(chǎn),即他們變得彼此獨立,就是在其他的項目上相互依賴 (Baldwin & Clark, 2003)。將來,組織結(jié)構(gòu)應適應國內(nèi)外的發(fā)展局勢和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的模仿。(Henderson & Clark, 1990; Leonard-Barton, 1992)。總的來說,把這些工藝的組合在一起就是企業(yè)的構(gòu)造。
堅固的領(lǐng)域影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
在一家公司領(lǐng)域的特定區(qū)域內(nèi)有很多方法能影響產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。在供應鏈中,公司堅固領(lǐng)域的特定區(qū)域很大的程度上決定他的所有權(quán)和在供應鏈的有效范圍中有權(quán)使用的可能性。在回答方面,一個廠商可以決定產(chǎn)品的設(shè)計,以致于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)在國外很容易被采納他的現(xiàn)有的性能。這個發(fā)展前景為這些論點提供理論基礎(chǔ)。如果系統(tǒng)(如結(jié)構(gòu))對他們的環(huán)境要求作出反應來提高安裝水平,那么他們將能適應外部壓力。因為外界因素推動,就他們的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而言,這意味著產(chǎn)品朝著朝著遠離較高層次的模塊化的方向遷移(Schilling, 2000)。比如供求關(guān)系因為外部因素的影響變得更加復雜。例如,如果眾多的供應商提供現(xiàn)有的多種科學技術(shù),那么該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)就要遷移到較高層次的模塊化方向,在這種局勢下才盈利。因為它很可能在外部的現(xiàn)有變化比內(nèi)部的較高,所以這意味著這家公司領(lǐng)域的特定區(qū)域會影響產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)選擇。同樣地,較高層次的多樣性需求復雜經(jīng)常要求多種的銷售渠道、顧客關(guān)系等等。接著這些需求要在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的模塊化上施加壓力。
調(diào)查組織
為了幫助分析在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和堅固領(lǐng)域的特定區(qū)域兩者之間的動態(tài),我們建議評價時應從一個二階段的機構(gòu)中分離出來描述。第一步,在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和堅固領(lǐng)域的特定區(qū)域兩者之間的變化就是紀錄,即在時間上設(shè)置許多要點。這需要通過構(gòu)造相應的時機和通過公司兩者之間調(diào)節(jié)的發(fā)展(雖然他們可以幫助排除一種錯誤的發(fā)展趨勢)。因此,第二步包括尋找可以引起改變的駕駛員。
在北美洲汽車的駕駛室的實例
研究設(shè)計
對于我們的研究來說汽車的駕駛室是一個很好的選擇物因為他們在過去的十年中已經(jīng)經(jīng)過模塊化等級得到改進。我們要求一個駕駛室內(nèi)要有主要的設(shè)備,包括儀表盤、儀表板、熱風空調(diào)裝置(它能加熱、通風、空氣調(diào)節(jié))、音響、交流電子控制裝置、配線、方向盤/駕駛桿、安全氣袋、汽車橫梁和一些較小組件諸如管、干燥箱、遮光板的調(diào)整部分。我們的研究是這私人駕駛室的發(fā)展規(guī)劃,因為每個方案的重新確定是瞄準公司的發(fā)展領(lǐng)域。
辦法。準確決定各種各樣的模塊化程序已經(jīng)證明是很困難的,主要是因為多種產(chǎn)品的特征經(jīng)常把主要的模塊化包括在內(nèi)和這些的各自獨特的特性的影響力有強烈的前后相互依賴的關(guān)系(Fixson, 2003)。為了克服這些障礙,雖然特殊的產(chǎn)品的還在調(diào)查研究中,但是我們給三代的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)下了定義,表現(xiàn)了三個不同水平的模塊化的增長。零代駕駛室表現(xiàn)了相對不模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),汽車制造廠(顧客)巧妙地設(shè)計的產(chǎn)品、買零件、一個一個地單獨地安裝零件和當汽車連續(xù)地前進的流水作業(yè)裝配線已經(jīng)被用了十幾年了。一代駕駛室是設(shè)計成是預先裝配關(guān)閉的這一主裝配線和成整塊裝配汽車。零代和一代駕駛室之間的主要區(qū)別在于駕駛室和車輛之間的接口設(shè)備。相對于一代駕駛室來說二代駕駛室包含了設(shè)計的更改,為部分整體化、組裝的最佳化等等提供了利用的可能性??偟膩碚f企業(yè)已經(jīng)在進步的發(fā)展,從零代到一代,再從一代到二代。
上述的研究已經(jīng)把一這家公司領(lǐng)域的特定區(qū)域當做總體決策來對待。例如:這個決策的達到或得到科學技術(shù)水平的許可就可以被解釋為這個決策確定了這家公司的領(lǐng)域,如(Schilling & Steensma, 2002)。我們決定總的產(chǎn)品成果的調(diào)節(jié)是為了把準確度提高到一個更高的水平。為了用分數(shù)評價總體方案的產(chǎn)品,我們詢問了參與者,也就是說通過各自供給鏈的參與者傳遞信息。當準確的價值百分比表現(xiàn)為比提供的資料看來有較差的精確性時,它的趨勢反映在變化上,其變化是通過相應的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改進。
控制。通過發(fā)展項目可以確??杀刃?,我們搜集了許多控制變量的資料,諸如:車輛的類型、開發(fā)項目的持續(xù)時間、新零件的比值、計劃生產(chǎn)的容量和為供應商提供的補償機制 “R & D”成果。在統(tǒng)計的意義上,這些的不是當做樣品尺寸來控制的,而是在這樣的統(tǒng)計上一些較小的調(diào)整,但是我們遵守的是他們允許我們?yōu)檫@個模型考慮可能性的說明。
樣本資料和收集。在十八個發(fā)展項目上我們資料搜集來自五1的層供應商和一個初始設(shè)備制造廠家。在每個公司,我們在三個科研項目上資料搜集,一個是來自對每個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改進。給于的樣品尺寸,我們的樣品不是在統(tǒng)計意義上是典型的,而是我們的數(shù)據(jù)裝置覆蓋了所有的主要供應商,他們活躍的在北美洲的汽車駕駛室企業(yè)。資料的可靠性問題使得這些成為不可能,當我們的樣品不是無一定目的的時候,我們要求參與者為了我們關(guān)于三代駕駛室中的每一代方案的獨特性的的資料作準備。這些資料的收集是通過一個調(diào)查表和每個公司的澄清報告的電話會見后的多數(shù)面對面的走訪。
數(shù)據(jù)
產(chǎn)品的發(fā)展。通過工作的分配如在供應鏈中公司領(lǐng)域里特定區(qū)域的一個代理,圖表1表明通過三個不同產(chǎn)品的改進,這家公司的領(lǐng)域在產(chǎn)品發(fā)展中是如何變化的。
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圖表1大約這里
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我們在各水平的每一狀態(tài)中表示工作的百分比,那就是說,汽車制造廠(即初始設(shè)備制造廠家),它的直接的供應商(第⒈層)和他們的供應商(第⒉層)。從初始設(shè)備制造廠家的前景來看, 當總體趨勢朝著更大的外部采辦的方向發(fā)展的時候,這個趨勢是通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改進,也就是說通過不同水平的模塊化是參差不全的和通過在產(chǎn)品發(fā)展方面的四個中間過程也是參差不全的。當過程設(shè)計和設(shè)計外部采辦已經(jīng)基本上增長(即初始設(shè)備制造廠家們的影響已經(jīng)分別減到27%和24%)的時候,初始設(shè)備制造廠家們似乎不情愿的把大部分產(chǎn)品的方案轉(zhuǎn)給另一公司。在一個第二代方案上,初始設(shè)備制造廠家仍然管理著平均73%產(chǎn)品的構(gòu)思。同樣地,在產(chǎn)品的試驗和研制鑒定階段還沒有把工作當做侵略的設(shè)計與施工轉(zhuǎn)給另一公司。
制造業(yè)。我們也收集了制造業(yè)的兩個中間過程的工作產(chǎn)品分配的數(shù)據(jù):部分制造和組裝(如圖2)。
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圖表2大約這里
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這些數(shù)據(jù)表明部分裝配在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)改變之前已經(jīng)把工作轉(zhuǎn)給另一公司首先被注意到。在零代產(chǎn)品中,平均起來,第⒈層和第⒉層的供應商分別管理了大約有50%的工作產(chǎn)品。組裝這個觀點呈現(xiàn)了一個分裂的圖像。關(guān)于駕駛室的組裝, 在零代產(chǎn)品和一代產(chǎn)品之間,大多數(shù)預裝配工作被初始設(shè)備制造廠家從第⒈層供應商轉(zhuǎn)給另一公司。而一代和二代的駕駛室,有一個另外的裝配程序: 將預先裝配好的駕駛室插入車輛。在第一代方案中,這個工作專門被初始設(shè)備制造廠家們管理著。而在第二代方案中,有17%的工作已經(jīng)被轉(zhuǎn)移到第1層供應商。
評述和結(jié)論
考慮了在二維空間“模塊化”和“外部采辦”的改變,三個級別的路徑是合理的(Sako & Murray, 1999)。在第一條路徑上,初始設(shè)備制造廠家首先把產(chǎn)品模塊化,然后再把它轉(zhuǎn)給另一公司。第二條路徑提出相反的次序:首先外部采辦,然后再模塊化。最后,第三條路徑建議同時外部采辦和模塊化。然而,在產(chǎn)品發(fā)展和制造的過程中,我們的數(shù)據(jù)表明許多個人的內(nèi)容和工藝顯得更加復雜。我們用給于我們的改進了的固定的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)研究設(shè)計,我們利用這家公司領(lǐng)域首次轉(zhuǎn)變到描述各自的變化序列。然后我們給出駕駛員的變化,就象通過我們的被訪問者做的報告一樣。
進行生產(chǎn)發(fā)展的四個階段形成一個混合的圖畫。兩代產(chǎn)品在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面的變化引起設(shè)計與施工工作的重要部分的外部采辦,然而兩者都不變化影響構(gòu)思工作的主要部分的特定區(qū)域。在上述被命名為三個路徑的結(jié)構(gòu)中,當構(gòu)思工作不按照三個路徑中任何一個的時候,設(shè)計與施工更多地按照路徑一進行模仿的,并且檢驗采取的是落后的路徑一。事實上,在某種程度上整個階段都是沿著模塊化和外部采辦的之字形途徑,而不是那三條確定路徑中的任何一條。引起這些之字形是途徑和在他們之中的偏離看來有一些原因。在采訪期間,我們得知對外部采辦的主要的駕駛員來說初始設(shè)備制造廠家們怎樣察覺(a)任一詳細階段上的戰(zhàn)略價值, 和(b)來自供應商的有效的能力。整個20世紀90 年代,在第⒈層汽車供應商中,兼并和收購的浪潮能集中能力說明通過初始設(shè)備制造廠家關(guān)于的供應商缺乏充足的能力的意見。
關(guān)于生產(chǎn)過程,即部分制造和組裝,這個描寫就更加清楚了。在上述的提到結(jié)構(gòu)中,對于部分的構(gòu)造我們僅注意到路徑2后面的一部分,然而駕駛室的組裝基本上沿著路徑1 ,而非機動車輛的駕駛室的組裝確實都不符合任意一條路徑。
總之,在生產(chǎn)中,公司領(lǐng)域的變化似乎在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改變之前(除非機動車輛駕駛室的組裝之外)。從主要的財務上看,似乎有兩條理由能解釋這些調(diào)查結(jié)果。20世紀90 年代大部份時期,北美汽車制造商不得不在華爾街上改善他們的財政措施。成本和資源的減少是主要的目標。降低成本是好的駕駛者為了把勞動力密集型工作即組裝轉(zhuǎn)給低薪公司, 和減少資源是為了把資本密集型工作即部分制造轉(zhuǎn)給另一公司。
總的來說, 我們的研究報告說明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化和外部采辦決策的時序性沒有一個簡單的單向效應。然而,大部份的情形下我們發(fā)現(xiàn)有一種相互關(guān)系, 而且這一關(guān)系二個方向的影響力隨著進程改變和時間的推移而不斷變化。導致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化影響公司領(lǐng)域的特定范圍發(fā)生有這個相對比較大的原因,反之亦然以致他們的總趨勢似乎依賴于(a)個別步驟的合理特性,即他們的成本構(gòu)成、他們領(lǐng)會的策略價值、在供應鏈中有利于他們完成工作的有效能力,和(b)在適當?shù)暮拖鄬Φ年P(guān)系基礎(chǔ)上的外部因素 , 諸如勞務成本、基本投資和技術(shù)上的外部發(fā)展。
由于我們不能夠收集工作特性數(shù)據(jù),所以未來研究可以調(diào)查這些不同的路徑的表現(xiàn)效果和他們的組合。 舉例來說,在產(chǎn)品發(fā)展和制造業(yè)的外部采辦之間的不同可能是競爭的必須做的(Brusoni,Prencipe,& Pavitt,2001; Takeishi,2002) 或者只是一個暫時的影響。另外,未來預示的研究途徑是比較長久期限的步驟調(diào)查,并且這個問題關(guān)于是否在某一條件下有向自己的反方向發(fā)展的條件(Fine,1998)。
從第一個創(chuàng)始者手中獲得的參考
規(guī)劃階段 設(shè)計階段
技術(shù)方面 生效階段
圖表1
通過三代產(chǎn)品結(jié)構(gòu)公司領(lǐng)域在產(chǎn)品發(fā)展中的變化
圖表2
通過三代產(chǎn)品結(jié)構(gòu)公司領(lǐng)域在中制造業(yè)的變化
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