从大规模生产到大规模定制:制造企业如何跨越鸿沟
从新能源汽车的个性化选配到新消费品牌的个性化服务,企业正尝试融合规模化生产与个性化定制。然而,这一转型并不容易。传统生产模式强调要权衡效率与稳定,而定制化则要求更高的柔性和速度并存。如何在不牺牲成本优势的前提下实现规模化定制,这一问题正成为制造企业领导者关注的焦点。
文 / 史轩亚、杜义飞、范威
大规模定制走入现实
在新能源汽车市场的激烈竞争中,大规模定制已成为品牌吸引消费者的重要手段,并对传统汽车制造商构成了巨大挑战。以小米汽车为例,其在线选配系统提供超过100种个性化组合,涵盖车身颜色、轮毂尺寸、内饰材质、智能驾驶辅助系统和车载娱乐设施等。数据显示,超过60%的购车用户选择了个性化配置,这一比例远高于传统汽车。这种高度定制化的模式不仅提升了消费者的使用体验和满意度,还满足了他们对于自我表达和独特性的需求。
与传统汽车生产模式相比,造车新势力的创新之处在于其拥有强大的数字化支撑体系,这一体系使其实现了从传统生产模式向大规模定制的转变。这种转变表面上是制成品变得高度可定制,本质则是企业利用数字技术打通了生产端与消费端的通路。传统汽车定制往往局限于高端豪华车市场,消费者可以选择车身颜色、内饰材质等,但这类定制通常意味着更长的生产周期和更高的成本,范围也相对有限。相比之下,造车新势力凭借高度数字化的供应链和柔性制造能力,使个性化定制普及开来,不仅提高了客户的参与度,还显著缩短了定制周期,并降低了定制成本。可见,造车新势力的大规模定制实践,已成为推动制造业数实融合的重要抓手。
事实上,大规模定制并非新事物,其可行性在个人电脑行业早已得到验证。20世纪90年代初,戴尔(Dell)率先推行了“按需生产”模式。戴尔通过电话、传真和后来的互联网直接接受客户订单,允许消费者自由选择处理器、内存、硬盘、显卡等硬件配置,并根据需求进行定制化生产。凭借这一模式,戴尔迅速崛起,成为全球领先的PC制造商之一。然而,当时的大规模定制仍处于早期阶段,受限于供应链的脆弱性和规模经济效应的不足,并未使个人电脑行业发生颠覆性变化。如今,随着物联网、大数据、数字孪生等技术的突破,真正的大规模定制正走入现实。特斯拉在上海建立超级工厂,从开发设计、采购供应、生产制造、物流配送到客户服务的全流程数字化管理,确保了个性化订单能够高效执行;长安汽车通过平台化造车,在保持规模经济优势的同时,推动了规模化与定制化的兼容。大规模定制连通了高度规模化的生产端与日益个性化的消费端,成为造车新势力乃至整个制造业的标配。
大规模生产:大规模定制的起源
在探讨大规模定制之前,我们需要深入理解大规模生产的本质及其背后的逻辑。大规模生产的核心是标准化、规模经济与流程优化,目标是通过工业化手段实现高效、低成本的制造,以满足日益增长的市场需求。在工业革命之前,商品生产主要依赖手工劳动,生产效率低下且成本高昂,难以支撑大规模市场。随着市场需求的增长与工业技术的进步,制造业开始寻求更高效的生产方式,大规模生产模式由此诞生。
斯普林菲尔德军工厂的制式武器生产
斯普林菲尔德军工厂始建于1794年,位于美国马萨诸塞州斯普林菲尔德市,被誉为现代大规模生产的奠基者之一,其最大贡献是确立了标准化制造体系。过去,枪支主要由工匠手工打造,每把枪的零件尺寸略有不同,维修和更换零件十分困难。19世纪初,斯普林菲尔德军工厂开始进行管理改革与技术创新,确立了使用机器生产标准化武器的思路。工厂投入大量计量控制设备,对产出的每一个零件进行检查,确保每个零部件都适用于任意同型号步枪。由于步枪零部件的高度可互换,斯普林菲尔德军工厂大幅提高了生产效率并降低了制造成本。
零件互换的创举源自伊莱·惠特尼( Eli Whitney )提出的标准化生产体系,其核心是高精度计量控制设备、标准化零件生产和严格的质量控制。惠特尼提出零件互换性原则,他通过精密的测量和严格的质量控制,确保每个零件的尺寸和规格一致,实现了零件在不同产品上的兼容;他还将复杂的枪支分解为多个标准化组件,分别在不同的生产线上制造。这一模式不仅提高了生产灵活性,还降低了制造成本。此外,严格的质量控制措施确保每个零件都符合标准,从而保证了产品质量。
由此,斯普林菲尔德军工厂形成了早期的标准化生产模式,这一模式使武器制造更加高效和可靠,大大提升了军队的装备水平和战斗力。其他军工企业纷纷效仿斯普林菲尔德军工厂,采用标准化生产模式,推动了整个军工行业的革新。斯普林菲尔德军工厂的标准化生产模式也为制造业其他领域提供了宝贵的借鉴,推动了整个制造业的转型和发展。尽管标准化提高了生产效率,但此时单一零件的制造仍然依赖人工操作,尚未实现真正意义上的大规模生产。直到20世纪初,亨利·福特将标准化制造与流水线生产相结合,才使大规模生产达到新的高度。
福特汽车的流水线工厂
福特T型车生产线开创了工业化制造的新纪元,使汽车从奢侈品变为大众消费品。1908年,亨利·福特推出T型车,这款车设计简洁、实用,流水线生产方式还使得生产成本大幅降低。最初,生产一辆T型车需要84个步骤,12.5小时。随着流水线的不断改进,到了1914年,生产时间缩短至93分钟。这一显著的效率提升得益于福特对架构式设计和流水线模式的创新应用。
流水线的核心是“标准化+分工协作”。复杂的生产过程被拆解为简单、重复的步骤,每位工人专注于单一任务,从而提高了熟练度并减少了时间浪费。机械化操作进一步提升了效率。福特引入自动化冲压机、焊接机器人和装配线输送带,既加快了生产速度,又减少了人为错误,确保了产品质量的一致性。通过流水线生产方式,福特大幅降低了生产成本,使得汽车价格从最初的850美元降至1924年的290美元,实现了“汽车平民化”。这一变革使得汽车从奢侈品变为大众消费品,极大地推动了汽车的普及。
福特模式不仅影响了汽车行业,也深刻改变了全球制造业。日本的精益生产模式在很大程度上借鉴了福特的流水线生产方式。精益生产通过持续改进和消除浪费,进一步优化了生产流程,提高了生产效率和产品质量。今天,全球制造企业仍然受益于福特模式的核心原则——标准化、流程优化和成本控制。
大规模生产对社会的意义深远。首先,它推动了商品的普及,使得普通消费者能够以较低的价格购买到高质量的产品。其次,大规模生产通过标准化和模块化设计,显著降低了生产成本,提高了生产效率,从而提升了整个社会的经济水平。最后,大规模生产还推动了技术进步和创新,为如今的经济繁荣奠定了基础。
大规模生产的本质与局限
大规模生产的基本思想可以通过组件思维来理解。组件思维由诺贝尔经济学奖获得者 赫伯特·西蒙(Herbert Simon )在 1962 年提出,核心是将复杂系统拆解为多个功能独立的组件,并通过架构式设计来协调这些组件。组件思维强调以模块化设计提升系统灵活性,以架构式设计确保组件在系统中的高效协同,从而保持系统的一致性。模块化设计支持企业快速调整生产计划,减少因需求变化导致的延误,架构式设计则确保生产环节之间能够紧密衔接。从斯普林菲尔德军工厂的模块化设计(强调灵活性,各零部件可以互换)到福特T型车流水线的架构式设计(强调一致性,生产过程无缝衔接),可以看出,大规模生产的本质体现为组件思维中强调模块化设计的模块观以及侧重架构式设计的结构观,两种观点相互交织,共同构成了大规模生产的底层逻辑。
组件思维的模块观:局部灵活性
基于赫伯特·西蒙提出的“近似分解”(Near-Decomposability)概念,模块观认为将复杂系统拆解为相对独立的模块,可以降低系统设计与管理的复杂性,并提升其灵活性和适应性。模块化设计将系统划分为多个功能独立且能够自主运行的组件,这些组件可以通过标准化接口进行通信和协作,从而实现独立开发、部署和维护。模块化不仅降低了系统的复杂性,还提升了其灵活性、可扩展性和复用性,使系统能够快速适应变化,并能支持新功能的无缝集成。根据模块观,合理划分模块、优化接口设计和模块间协作能够有效提升复杂系统的性能和可操作性,从而实现更高效的系统管理与创新。
模块观的核心特征之一是功能独立性,即强调每个组件应具备清晰的功能定义,并能够在不依赖其他组件的情况下完成其任务,从而实现自主开发、维护和升级,降低系统整体开发成本,同时,系统设计者也能够根据需求替换或扩展组件,而无需调整整个系统。功能独立性在现代制造业中得到广泛应用。例如,大众汽车集团的MQB平台通过共享底盘和动力系统,实现了不同车型的高效生产,降低了成本并提升了产品灵活性。与功能独立性同样重要的是接口标准化,通过预先设计的标准化接口进行交互,组件之间能够实现互操作和互换。标准接口不仅降低了组件间的耦合度,使其更易于替换或升级,还提升了系统的可扩展性和开放性。接口标准化不仅是模块化设计的必要条件,也是实现跨领域协作和技术复用的关键。例如,在智能手机行业,USB-C接口的普及使不同品牌的设备可以共用充电器,既提升了用户体验,又降低了制造成本。
组件思维的结构观:整体一致性
结构观的理论基础是复杂系统的协同和依赖特征。结构观认为,组件虽然可以设计为功能独立的单元,但其实际表现和功能实现往往依赖于系统整体架构的支持与约束。因此,组件间的相互依赖关系及形成的整体架构,直接决定了系统的性能表现。换句话说,一个系统的性能不仅取决于单个组件的质量,还取决于组件之间的协同关系。如果说模块观是“自下而上”地关注组件的灵活性,结构观则是采取“自上而下”的视角,强调组件间的相互依赖和层次化的架构设计,从而满足复杂系统在动态环境中长期稳定的需求。苹果生态系统的架构设计便是结构观的典型案例。虽然iPhone、iPad和MacBook是独立产品,但它们的操作系统、云端存储、应用程序等核心架构高度统一,用户可以无缝切换。
组件间的相互依赖是结构观的核心特征之一,结构观认为系统一致性深受组件之间关系的影响。组件之间的相互依赖不仅涉及信息流动和功能耦合,还包括接口协议、协作手段等关系。例如,航空航天系统中的组件(如导航系统、动力系统和通信系统)高度依赖于其他组件的功能和性能,任何一个组件失效都可能导致整个系统的崩溃。通过分析和优化复杂系统组件间的依赖关系,各个组件得以在动态环境中高效协作。层次化的架构设计是结构观的另一个核心特征。系统的架构设计包括组件的功能定义、关系模式以及系统层级的划分。层次化的组件架构设计可以降低组件之间的直接依赖性,明确各层级组件的职责和接口规则。因此,优化架构设计能够有效减少组件间的冲突,并提升系统的整体协调性和可靠性。例如,在航空航天领域,飞行控制系统、导航系统和动力系统处于不同的架构层级,并通过严格定义的接口和协议进行交互,以确保飞行安全。
模块观与结构观的局限与冲突
在规模化定制中,模块观强调的局部灵活性与结构观侧重的整体一致性共同发挥作用,但二者也各有其局限性。组件模块分解带来的功能独立性和接口标准化,使企业能够通过局部灵活性快速响应市场变化并降低生产成本。然而,由于模块设计通常基于预定义的标准,模块化系统难以实现深度个性化,因此,有可能会导致产品的独特性和性能优化受限。组件结构集成基于组件间的相互依赖与整体架构设计,能够确保企业生产出功能复杂且高性能的产品。然而,这种高度集成的架构往往降低了系统的灵活性,使个别组件的调整变得困难,定制成本高昂,难以快速满足多样化的市场需求。也就是说,模块观与结构观之间存在着天然的内在矛盾。模块化设计在追求灵活性和快速迭代的同时,牺牲了系统的深度优化能力;结构化设计在确保整体一致性和高效协同的同时,降低了局部调整和个性化定制的可能性。传统制造企业总是在局部灵活性与整体一致性之间小心翼翼地寻求平衡,无法实现真正的定制化。
首先,灵活性向一致性妥协可以提升生产效率,但会限制个性化。模块观的核心优势在于局部灵活性,企业能够快速调整产品功能以适应市场需求。然而,为了维持系统的整体稳定性和兼容性,企业往往需要限制模块的变化范围,并确保所有模块都在标准化接口下运作。这种灵活性向一致性的妥协,虽然降低了生产成本,提高了供应链效率,但也意味着消费者无法自由调整核心部件,定制化仅停留在表面。
其次,一致性向灵活性妥协可以提升局部灵活性,但会破坏整体优化。企业为了迎合市场对个性化的需求,可能会在整体结构化设计的基础上引入一定程度的模块化,以提供多样化的产品选择。然而,这种一致性向灵活性的妥协往往会破坏系统的整体优化,使得定制化难以达到最优效果。也就是说,当企业为了提升灵活性而做出结构上的让步时,可能会牺牲整体性能,使得定制化体验无法真正满足用户需求。
最后,均衡一致性与灵活性会牺牲定制化深度,难以真正实现大规模定制。这种折中方式往往意味着企业既无法实现完全的个性化,也无法在生产效率和产品优化上做到极致,难以实现真正的大规模定制。例如,在汽车行业,大众的 MQB 平台、丰田的 TNGA平台等确实提高了零部件的通用性,使得不同车型可以共享核心技术,从而降低了生产成本。但这种方式的本质是“批量化定制”,而非真正的大规模定制。消费者的选择被限制在几个预设的模块组合之内,不能自由调整车辆的核心架构。
可见,大规模生产向大规模定制转变的核心挑战是局部灵活性与整体一致性之间的冲突。灵活性意味着定制化、快速响应需求,一致性则要求稳定、高效、可复制。模块化的方式虽然提升了局部灵活性,但容易削弱整体协调性;架构化的方式确保了生产的一致性,却限制了个性化调整的空间。这一困境使得传统制造业长期裹足于批量化定制,难以顺利迈向大规模定制。
动态平衡灵活性与一致性:通向大规模定制
传统大规模制造体系在化解模块化设计与整体架构的冲突方面存在天然障碍。受物理属性限制,实体组件一旦设计完成,其功能和形态就难以更改,因此,企业在追求局部灵活性时往往需要牺牲整体一致性,反之亦然。首先,设计阶段的固定性意味着一旦产品设计完成,其功能和形态就难以更改,任何修改都要经过复杂的流程并会产生高昂的成本。其次,生产过程的刚性使得流水线严重依赖特定的模具和工艺流程,任何改动都可能导致生产调整、设备更换,进而增加时间和成本。最后,系统维护难度也限制了产品的长期升级能力。由于实体组件之间高度集成,某个模块的更新或故障可能会影响到整个系统,甚至需要完整替换,从而加剧了维护难度。如何在不损害整体一致性的前提下提高产品的灵活性,成为大规模定制的关键挑战。
近年来,随着数字技术的迅猛发展与广泛应用,出现了数字化形态的组件,这为大规模定制带来了新的可能性。数字组件通常以应用程序、媒体内容等虚拟人工制品的形式嵌入实体产品或服务中,为使用者提供特定的功能或价值。数字组件不仅有传统组件“功能独立”“相互依赖”等特征,还有“边界开放”“自我更新”等数字化新特性。一方面,由于数字组件的二进制表述方式,其物理形式的限制被大大削弱,组件以流动变化的准物体形式存在于各类场景中,能够被不同的用户或系统访问、调用。另一方面,数字组件天生就是未完成的,始终处于制造和更新的过程中,功能可以持续更新和不断扩展,无需时常更换硬件。因此,具备可重新编辑性与可重新组合性的数字组件能够动态平衡局部灵活性与整体一致性,有效化解二者之间的冲突,赋能企业实现大规模定制。
可重新编辑性:在不损害整体一致性的前提下,实现局部灵活性
可重新编辑性指的是数字组件能够被系统之外的其他对象访问并修改其行为逻辑。这种修改通常涉及对组件逻辑结构的调整,平台参与者可以根据自身需求灵活调整组件功能,无需重新部署整套系统。这使得企业能够在不破坏系统整体一致性的前提下,实时响应个性化的用户需求,确保局部灵活性。
小米汽车的智能座舱系统便体现了组件的可重新编辑性。在小米汽车的智能生态中,用户可以通过OTA(Over-the-Air,在线升级)远程更新功能,自主调整驾驶模式、车机交互界面、智能辅助驾驶参数等配置,无需更换任何实体零部件。这意味着,对于用户购车后产生的新需求,企业可以在不影响整车核心架构的前提下,通过软件调整车辆的功能体验,使其满足用户的个性化偏好。数字组件的重新编辑性使得小米汽车不仅能够赋予用户使用自由度,还能在大规模生产的基础上,提供高度个性化的驾驶体验。更重要的是,通过智能制造体系,这些个性化需求能够高效传导至生产端。用户的个性化配置反馈至智能生产系统,系统会自动调整生产计划,匹配相应的软件版本与硬件适配,使每一辆车都能按照用户需求进行精准装配。例如,若用户选择了高级自动驾驶功能,系统会自动匹配对应的传感器、计算单元,并确保软件系统的预装版本支持该功能。即使是在大规模生产中,这种模式也能确保每辆车可以根据用户需求进行灵活调整,而不会影响整体制造流程的稳定性。
可重新组合性:在不牺牲局部灵活性的前提下,保持整体系统的一致性
可重新组合性指的是数字组件能够相互关联,并在此基础上进行功能构建。通过将内容与媒介分离,数字组件能够整合不同来源的数据和功能,允许平台根据参与者的需求灵活地组合功能模块,突破单一组件的应用边界。这使得企业能够在不损失系统局部灵活性的前提下,实时校准整体目标,确保产品的整体一致性。
小米汽车的智能座舱展现了数字组件的高度可重新组合性。其车机系统整合了导航、语音助手、娱乐系统、智能家居联动等多个数字组件,用户可以自由调整车机界面布局,选择不同的语音助手模式,甚至在车内控制家中的智能设备。用户可以在回家途中通过车机系统提前打开家中的空调,调整智能灯光,甚至启动扫地机器人。这种跨设备的功能整合,使得汽车不再是一个独立的交通工具,而是智能生态的一部分,同时确保了系统整体的一致性和稳定性。
在制造端,数字组件的可重新组合性也推动了生产系统的灵活适配。小米汽车的柔性制造体系允许在同一条生产线上,基于用户订单的不同配置,动态调整软件与硬件。例如,系统会根据订单中的个性化需求,自动匹配不同的硬件组件(如屏幕尺寸、座椅材质、自动驾驶传感器),并确保整车软件能够无缝对接这些硬件,从而减少人工干预,提高生产效率。这种模式不仅确保了大规模生产的效率,同时也能满足用户的个性化需求。例如,两辆外观完全相同的小米汽车,它们的智能座舱布局、驾驶辅助功能、动力管理系统都可以根据用户需求进行深度定制,这些变化不会影响生产线的标准化流程。
小米汽车的实践证明,数字组件的可编辑性与可重组性能够推动局部灵活性与整体一致性的动态平衡,从而实现大规模定制。可重新编辑性使得用户能够随时调整车辆的功能而不影响整体架构,实现个性化体验的持续优化。可重新组合性使得车机系统能够灵活整合不同功能模块,确保在相同硬件基础上,不同用户能获得高度个性化的体验,同时维持系统的整体稳定性。通过这种组件数字化改造,小米汽车不仅提升了用户的定制自由度,还确保了生产效率与规模经济,实现了个性化需求与大规模制造的有机融合,为智能制造模式提供了全新的范式。
结束语
从“戴尔们”的按需生产到“小米们”的智能制造,我们看到,大规模定制的本质不仅仅是让用户自由选择配置,而是要在产品设计、制造、供应链、交付等环节,通过数字化能力实现局部灵活性与整体一致性的动态平衡(见图1)。这一本质源自大规模生产所依赖的组件思维。传统制造体系基于模块观提升生产的灵活性,通过标准化零部件和流水线作业提高效率;同时,基于结构观确保系统的稳定性,通过架构式设计协调各生产环节。然而,受到实体组件的限制,传统大规模生产中局部灵活性与整体一致性存在天然的冲突,导致个性化生产难以大规模落地。数字组件的可重新编辑性与可重新组合性,为动态平衡局部灵活性与整体一致性提供了可行性,为打通需求端与制造端提供了新的可能。可重新编辑性使得产品能够在生命周期内不断演进,用户可以灵活调整产品功能而不影响整体架构。可重新组合性意味着产品功能不再是固定的,而是可以根据不同需求进行动态配置。

未来,大规模定制将不再是少数企业的竞争优势,而是整个制造行业的必然趋势。企业若想跨越从大规模生产到大规模定制的鸿沟,必须构建以数字组件为核心的柔性制造体系,基于数字组件的可重新编辑性与可重新组合性,实现真正意义上的大规模定制。只有这样,企业才能真正实现需求定制化与生产规模化的深度融合,在新时代的市场竞争中占据先机。
史轩亚:西南大学经济管理学院讲师
杜义飞:电子科技大学经济与管理学院教授、电子科技大学企业研究中心主任
范威:西南大学经济管理学院本科生
责任编辑 :刘永选
来源:《清华管理评论》2025年4月刊