生产价值链整合与优化研究
【摘 要】本文针对手机塑胶模具生产资源利用中的问题，以塑胶模具生产线为研究对象，采用基于价值链理论的新视角，运用了价值链分析法，进行F公司手机塑胶模具生产的设计——制造——装配——试模四大关键过程分析，并确立以价值链整合、外包、价值链协同三大优化策略构成的模具生产过程价值链优化方案，有效进行企业内外部资源最优化整合，模具制造交期缩短了25%，整体综合能力提升了23.75%，同时模具成本也大幅度降低了15%～25%，利润率大幅度提升，保持了持久的竞争优势。这一研究对模具企业具有至关重要的现实意义。
【关键词】模具生产 手机塑胶模具生产 模具生产价值链 价值链整合与优化 价值链协同
随着手机行业的竞争与日剧增，客户产品少量多样，订单交期不断压缩，模具企业内外部资源整合越来越困难，F公司手机塑胶模具生产与行业标杆企业相比，主要有新模开发周期长、模具ECN时间长、模具成型周期长、模具生产排配困难、整体利润率低以及五大塑模开发中心间联系不紧密等核心问题。因此，模具生产价值链整合与优化对F公司手机模具生产非常重要而且很紧迫。
1.价值链整合与优化理论综述
价值链整合与优化是紧密联系企业价值链而展开的，由于价值链的演化比较迅速，国内外还未形成系统的价值链整合与优化体系，绝大多数的学者认为价值链整合与优化主要集中于企业价值链的整合与优化。企业价值链整合与优化的关键策略主要体现为三大方面：价值链整合、外包、价值链协同。
1.1价值链整合优化
李琴（2009）认为企业价值链优化分为内部价值链优化、纵向价值链优化、横向价值链优化三方面。内部价值链优化主要集中于业务流程优化、组织结构优化、信息系统优化。纵向价值链优化从战略联盟和外包战略两方面来优化。横向价值链优化则强调竞争对手密切合作[1]。王玉晶和陈伟（2010）认为E时代装备制造企业生产过程价值链优化主要集中于时间上优化、质量上优化和业务流程的优化三个方面[2]。陈俊芳等（2010）提出制造业的内部价值链优化的主要手段为一体化与反一体化，企业在内部价值链优化时采取的措施有自制、股权制联盟、契约制联盟和外包四个方案。而企业的外部价值链优化的主要手段为价值链整合，指出其整合的关键在于企业的价值链知识整合[3]。Kim和Sung Jin（2011）针对建筑业提出了价值链整合优化模型，指出结构化七大关键因素[4]。
1.2外包
外包（Outsourcing）就是随着全球化的分工细化，不同企业处于价值链的不同环节，因受各自资源所限，为了保持竞争优势，企业聚焦于核心业务与资源，把非核心业务与资源委托给外部更优秀企业达到资源整合，从而来弥补与强化价值链薄弱环节。战略外包的策略就是在企业自己制造比进行外包给专业企业不经济。企业通过战略外包，把非核心业务外包，可以更加集中企业资源优势攻克核心技术，保持高度的相对竞争优势。外包有几种分类：研发外包、业务外包、生产外包、服务外包、IT外包等。
在重组价值链的具体战略上，国内外学者对于外包决策的研究比较深入。Donna Marshalla等（2007）研究了电信行业的外包影响与结果，指出在电信行业外包决策中合作关系的重要性，并对以核心与非核心业务逻辑的外包基础的质疑，存在着政治影响了外包决策[5]。瞿迪柯（2007）建立了制造企业价值链优化模型，提出价值链的优化可以通过外包决策来重构价值链，并进行战略成本控制与作业成本控制来实现成本优势，同时也可以通过外包决策与建立独特价值活动来形成差异化，从而保持竞争优势[6]。张以彬和陈俊芳（2009）提出了知识的服务外包协作价值链优化模型，认为OEM-EMS协作制造和服务外包主要分为技术外包和业务流程外包[7]。
1.3价值链协同
协同（Coordination）是由德国斯图加特大学理论物理学教授赫尔曼·哈肯于1971年首次提出的概念，用于解释系统中各个子系统之间的相互协调、相互同步、相互竞争与相互合作的联系，从而形成协同效应。随着管理理论的日益完善与网络信息技术的进步，国内外学者把协同理论用于各项管理研究中，使协同理论在管理领域的应用有了质的飞跃。价值链协同就是以协同理论为指导的企业内部环节间与企业外部环节间的资源整合，以价值增值为主要目标，以满足客户或顾客需求为导向的价值链整合与优化，尽量降低成本，增强联系，消除与降低不确定性，提升各大环节间的动态合作。
Jong-min Choe（2008）研究了价值链内的信息流与内部组织关系，提出了内部组织关系的四大分类：传统协同联系、战略联盟、电子化协同、虚拟组织[8]。王世军与史俊晓（2011）提出在横向价值链分析中增加合作理念，不同企业可以通过采取大企业间的合作、大小企业间的合作、小企业间的合作的方式，既有合作又有竞争，共同创造价值，实现竞合企业的双赢和多赢[9]。洪江涛与黄沛（2011）针对价值链上的协同知识创新进行了动态决策模型的建立，提出了运用微分博弈分析方法得出帕累托最优的价值链上的协同知识创新的条件状况[10]。
1.4模具生产优化
金宏骑（2012）提出了以计划评审技术和关键路径法相结合的网络计划技术对模具生产过程的开发周期与成本进行优化[11]。宋政权（2012）把精益生产理论应用到模具工厂管理，提出模具生产管理提升主要包含七大方面[12]。康兴元等（2010）运用云技术理念建立的以公共云系统和私有云系统组成的模具企业知识管理系统，整合模具相关知识资源，促进企业间知识的共享，提升模具行业的整体水平[13]。黄磊（2011）提出模具企业协同化制造概念，认为通过网络，根据模具制造价值链的组成结构， 将各地不同地区的模具制造厂商、模具生产价值链上的上下游厂商、终端用户等全部联系起来[14]。
综合以上研究结果，在模具价值链整合与优化方面的研究主要集中于业务流程整合、企业信息化、精益生产、协同化制造的推行。但是还是存在很多明显不足，尚缺乏与实践紧密联系的系统的和可操作性强的研究结论，主要的研究框架仍然局限在所研究的具体领域中，包括对模具价值链整合环节、模具价值链整合层次等关键概念还不清晰，对相关价值链整合与优化的问题研究不够深入。
综观国内外学者对价值链整合与优化和模具生产优化的研究，模具生产价值链整合与优化的关键策略为价值链整合、业务外包、价值链协同。
2.模具生产价值链整合与优化模式
根据波特的企业基本价值链模型，结合F公司手机塑胶模具生产的特性，本文建立了手机塑胶模具生产价值链模型。由图1手机塑胶模具生产价值链模型可以看出，手机塑胶模具生产行业价值链由供应商→模具制造商→成型生产商→经销商（流通）→消费者（用户）五个环节组成。F公司的手机模具制造在手机行业价值链中属于中间环节。
图1 手机塑胶模具生产价值链模型
模具生产的上游为供应商环节，主要为模具制造商提供生产模具的原材料、工具，机械加工设备、刀具、应用软件系统以及提供相关服务等。模具生产的下游为成型生产环节，主要为顾客生产塑胶产品，并且进行塑胶产品后制程的加工，包括NCVM，UV处理、电镀处理等。
手机塑胶模具生产企业的内部价值链由支持活动与基础活动两部分组成。模具生产价值链的支持活动包括公司基础设施、人力资源管理、技术研发与采购过程。其基本活动为原料物流、设计、制造、装配、试模、服务过程。其中设计、制造、装配、试模为模具生产过程最关键的环节。
由图2所示，模具生产价值链整合与优化就是针对模具生产的各价值活动进行识别分析，画出模具价值链模型图，再进行分析各个活动的价值增值，与行业标准对比和与竞争对手对比，再进行价值链的整合与优化，进行价值链整合、外包、价值链协同，最后进行整合与优化的效益评价，根据评价的结果进行管理决策，针对目前问题提出相对应的对策。模具企业在价值链管理过程中进行价值链分析、价值链优化、价值链评价的不断优化的PDCA循环管理模式。
F公司与行业标杆在模具生产价值链的各个环节的对比，特别是在设计、制造、装配、试模四大过程中均存在巨大差距，F公司模具生产的四大关键过程优化还有一定空间，由此可以得出F公司手机塑胶模具生产价值链的问题：①模具生产价值链的内部整合优化不够深入，还有巨大空间。②模具生产价值链纵向整合深度不够。③模具生产价值链横向整合不够完善。
由图2所示，模具生产过程价值链整合与优化的三大关键策略为价值链整合、外包、价值链协同。内部价值链整合与优化的策略主要为价值链整合，纵向价值链整合与优化策略主要为外包，横向价值链整合与优化的策略主要为价值链协同。其中，价值链整合的主要措施为业务流程优化整合、自动化创新优化、模具技术创新、信息化整合。
3.手机塑胶模具生产整合与优化
3.1 模具生产内部整合与优化---价值链整合
模具生产内部价值链优化的最有效手段就是价值链整合，主要体现为价值链流程整合，内部价值链环节的整合。价值链整合的最终目的就是增强价值链环节的联系，解决与降低不确定性，使价值链周期加快，实现交易成本的降低，达到价值链成本最低。
模具设计过程价值链由ESI-CAE-CAD-CAM四个环节组成，这四个价值链环节在模具生产中起举足轻重的作用，是模具生产的龙头环节。设计过程的四个环节与模具生产的其他三个关键过程“制造-装配-试模”均有十分紧密的联系。这四个环节针对产品分析是否全面、结构设计是否合理以及程式制作得好坏，直接关系到模具生产现场能否顺利按时制造加工，模具装配是否顺利，模具成型是否能够生产。因此以模具设计过程为主线的价值链优化整合是最佳的选择，通过设计过程价值链的优化整合最大化提升模具生产的整体效益。设计过程价值链的优化整合主要包括业务流程优化整合、自动化创新优化、模具技术创新、信息化整合。
（1）业务流程优化整合
业务流程优化整合是价值链整合的最有效的措施，就是要打破原有的组织僵化局面，提升组织间的联系和协调性。企业通过改变现有价值活动的作业模式，增加价值增值大的活动，减少非增值活动，甚至拆分现有业务流程，达到更有效进行时间控制与成本控制，缩短时间与降低成本，最终实现达到优化价值链的目标。模具生产通过关键价值活动间的业务流程整合，可以有效地缩短时间与降低成本。由前面的分析得知，模具设计过程的业务流程整合是模具生产价值链整合的核心。
ESI-CAD协同 由图3所示，CAD模具设计环节拆分为CAD前置作业和CAD结构设计两个作业环节。CAD前置作业的活动主要负责模具结构设计前期预定义，包括产品分型线的预定义、滑块预定义、斜销预定义、顶针预定义、镶件预定义、模座结构预定义等。ESI在制作产品分析报告时提前预定义所有模具结构，提交所有相关信息到资讯系统，在后期的正式模具开始启动时CAD直接通过系统自动生成相关模具3D，再进行结构细节设计。这样把CAD模具设计的结构确定提前，模具正式设计时间缩短，所以模具制造时间也相应缩短。通过此段价值链整合，优化了模具设计与ESI的联系，使两环节衔接更加紧密。
CAD-CAM协同 传统的CAD模具设计与CAM是串行工作模式的。通过CAM拆电极与模仁CNC程式制作提前参与到CAD模具结构设计中，达到协同并行工作，形成价值链协同。当CAD进行3D拆模初步完成后，CAM就开始进行CNC程式制作，同时CAM基于产品进行拆电极，这样CAM的设计时间比原来传统模式提前了1～2天，从而缩短模具整体制造时间。
图4 CAM与制造过程的价值链重整
由图4所示，设计过程的CAM环节直接与制造过程的CNC加工、石墨加工、放电加工的深度整合，形成并行程式制作与加工，达到提升加工机床的稼动率。
（2）自动化创新优化
自动化创新优化是价值链整合的又一有效措施。模具生产离不开机械加工的自动化，通过加工的自动化，优化加工前置作业与后置作业，减少不必要的作业，提升机器设备的利用率和机器加工效率，达到制造周期大幅度缩短，制造成本降低，人员操作疲劳度降低，从而提升企业整体产能，达到优化价值链效率的目的。
F公司采取了自动化创新整合措施：①CNC加工零件的程式串联，同时加工6个工件，减少CNC换刀时间。②组合放电③采用Cell模式进行局部加工的集中化自动化。④机外校正提升整体加工效率。⑤F公司模具生产采取机电气一体化进行电极检测自动化，模仁检测自动化，电极加工自动化，打孔机的自动化，线切割加工自动化，大大提升了模具制造的相关环节的效率。⑥成型试模自动化优化。
（3）模具技术创新
模具技术创新对于模具生产价值链整合非常重要。企业通过模具技术创新，改变模具生产原有模式，达到优化模具结构，缩短成型周期，降低模具成型生产的费用，模具设计进行模具技术的改进，建立具有专利的特种类型模具整体解决方案，提升整体的效益，建立技术壁垒，形成独特的竞争优势。模具设计通过新技术的评估、开发、验证、反馈、推广形成了技术价值链。F公司成立技术研发团队，专职负责新技术研发。
F公司进行模具技术创新：①建立共用模座标准节省模座成本。②成型的负压真空吹气解决高镜面产品的生产。模内抽真空减少产品烧焦异常。③压缩成型技术在手机塑胶模具上的运用，解决产品的内应力问题。④模具小型化技术减少成型机床类型，减小机床吨位、成型锁模力和注射压力，节省成型机的工费用，降低成型生产成本。⑤开发Baby双色模具，节省双色成型机，同时缩短双色成型周期，形成模组化，达到共用模座共用热浇道，适合各种大小双色产品，开发了行业领先技术，开创了手机塑胶双色模具的新纪元。
（4）信息化整合
信息化整合是价值链整合的有力措施，企业通过生产管理信息化整合，可以增强企业价值活动的联系，改变原来的信息孤岛，通过资讯系统的管理数据共享，达到生产管理更优化，降低成本，省时省力。然而企业如果盲目地进行信息化整合，并不能提升企业效益，反而为信息化所累，可能造成费时费力。因此企业只有通过结合生产实际的局部与整体相结合的资讯化管理，才能够更好有效地优化企业生产，真正降低成本，达到整体效益的提升。
图5 模具生产的资讯管理系统
由图5所示，F公司开发了产品分析导引系统为ESI进行产品分析的管理，加快产品分析的速度与质量，提升了公司的服务质量。开发了模流分析导引系统提升CAE分析报告制作速度，同时提供分析结果为成型实际参数设置提供理论依据。开发了设计导引系统提升模具结构设计的速度，达到设计知识的管理。开发电极设计导引系统提升CAM电极拆解，开发PowerMill程式自动化编程提升CAM的CNC程式制作和模板程式制作。线切割料板管理提升线切割编程效率与管理。QC建成程式自动化系统提升3D检测程式编程速度。3D-Viewer检测报告系统自动生成3D的检测可视化报告，自动化检测结果分类与模具生产制造品质结果判断，大幅度减少人为操作作业，节省查看检测报告时间。这八大设计导引系统通过基于PDM平台和生管系统平台进行相互无缝衔接，形成了独特的竞争优势。
3.2 模具生产纵向整合与优化——外包
模具生产价值链优化的另一有效途径为外包（价值链重置）。随着模具生产的分工细化，模具结构标准化的提升，越来越多的模具生产企业因自己的资源有限性，采取外包来进行价值链优化，模具生产企业聚焦于模具自制零组件的加工，提升加工品质，扩大模具生产产能。外包的原则就是在企业自己制造比进行外包给专业企业不经济。外包的风险为可能流失重要核心的技术信息，还有可能因为合作企业的资源问题和加工能力问题，造成外包的零件加工的品质无法达到顾客要求。
F公司进行模具外包决策：①热浇道由完全外包转换为局部外包；②模座加工由外包转为内部自制；③模具加工刀具外包；④治具加工由外包转为自制；⑤自动化开发外包；⑥IT服务外包。
3.3 模具生产横向整合与优化---价值链协同
由图6所示，模具生产的价值链协同就是通过模具生产企业间的支持活动和基础活动的协同，达到整体的效益最大化，从而实现双赢与多赢。由于计算机网络信息技术的迅猛发展，协同理论的日渐成熟，模具生产价值链优化向外发展有了新的方向。通过网络技术与协同资讯系统把模具企业间的联系形成了无缝连接，不再受到地域的影响，原来的沟通不顺畅的状况逐渐消失，模具生产的价值链内部协同也转化为企业间的价值链上的各个环节间的协同。在进行模具生产价值链协同时，需要通过协同机会的辨识，并通过协同方案的确定，接着进行协同必要条件的准备，再进行协同的实施，最后进行协同的评价，达到最大提升企业的协同能力，形成独特的竞争优势。
图6 F公司模具生产的价值链协同模型
（1）设计过程价值链协同
塑胶模具开发中心间的ESI产品分析协同、CAE协同、CAD模具结构设计协同、CAM程式协同，达到设计过程产能共享，资料统一标准化，节省设计过程的时间与成本，为客户提供了统一的技术信息，提升客户满意度。
（2）制造过程价值链协同
塑胶模具开发中心的制造过程协同就是在相关的环节进行产能的整合，互相支援，建立统一的加工标准库，提升整体效率，解决模具生产的产能瓶颈。制造过程协同的必要条件是各塑模开发中心的加工设备的类型尽量统一类型，加工设备的参数设置相同，加工的刀具尽量要统一，以及CAM编程的软体尽量相同，达到一地设计多地协同制造，同时生产管理资讯系统需要相互连接，共享信息。
（3）技术协同
模具生产的技术协同就是通过模具生产同等的主体进行技术上的协作，通过技术的研发共享，同时建立互相学习的机制，共同提升整体开发能力，从而达到缩短技术研发周期，降低技术研发费用，达到共同效益提升的规模效应。因此技术协同是模具生产价值链协同的必要手段。同时机加技委会与成型技委会成为模具开发中心相互联系的中间枢纽。机加技委会主要负责模具机械加工方面的技术整合，成型技委会主要负责手机塑胶模具技术的整合。通过两大技委会的协调，到达资源共享，技术共享。
4.价值链整合优化结果
图7 模具生产价值链优化的制造周期对比
由图7所示，F公司单套模具价值链优化后的制造周期对比，通过设计过程的前置作业缩短模具正式开模时间，通过对制造过程的优化，装配过程的优化，试模过程的优化，整套新制模具平均制造交期由15.6天缩短至14天，单套模具制造交期平均缩短了20%～25%。
研究表明，模具生产通过设计过程价值链优化，设计过程整体效率提升了47%～49%，同时大幅度提升其他三大关键过程的效益，产生了协同效应。模具生产通过价值链外包优化，模具关键外购零组件成本大幅度降低，使单套整体模具成本降低了13%，提升了模具制造能力。通过塑模开发中心价值链协同，增强了塑模开发中心的联系，从而提升价值链优化效益提升的规模效应，达到公司资源最优化利用，从而实现双赢与多赢，达到“1+1>2”的效果。
5.结论
总之，模具生产通过此价值链整合、外包、价值链协同三方面的价值链整合与优化，急剧缩短模具制造周期，可以大幅度降低生产成本，降低经营风险，增强企业内外部的协同效应，聚焦核心业务，进而提升模具厂的核心竞争力，保持持续的相对竞争优势。模具生产这三大主要价值链优化策略相辅相成，并不是孤立存在，三大优化策略共同作用形成了模具生产价值链优化整合的最优化模式。F公司手机塑胶模具生产通过对价值链这三大方面整合与优化，整体综合能力提升了23.75%，模具制造周期缩短了25%，同时模具成本也大幅度降低了15% ～ 25%，利润率大幅度提升，降低了模具生产的经营风险，增强了塑模开发中心间的联系，保持了持久的竞争优势。
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作者简介：
雷开绪（1974-），男，四川省成都市，硕士研究生，主要从事企业经营战略管理、模具生产、生产管理系统研发方面的研究；
张永安，男，北京工业大学经济管理学院，教授，博士生导师，主要从事管理专业教学与研究工作。
（作者单位：北京工业大学经济与管理学院；北京 100124）