《韌性製造》：第一次工業革命改變世界的不是蒸汽機，而是槍匠？

文：提姆．敏謝爾（Tim Minshall）第一次工業革命：改變世界的不是蒸汽機，而是槍匠？從18世紀末到19世紀初，革命的浪潮席捲歐美。當時美國試圖擺脫英國的殖民統治，法國則陷入血腥的人民起義風暴，貴族們的頭顱紛紛落地。相比之下，英國的革命更聚焦在產業之上。這場眾所周知的第一次工業革命，其實是多項發展趨勢交織的結果。每一項發展若是單獨出現，也許只會帶來部分進展，但當多個條件同時發生、互相作用，就能引發深遠的轉變。在這場變革中最具影響力的構想之一，來自一位法國人。他的點子過於前衛、甚至引發強烈反彈，導致他最後竟然必須接受政府的祕密安置，才能保住自身安全。這個人是來自法國南部亞維儂的槍匠歐諾黑．布朗（Honoré Blanc），他在1785年舉辦了一場震驚四座的展演。11歐諾黑．布朗原本的目標很單純，只是想打破當時槍械製造界根深蒂固的傳統觀念。在那個年代，槍械的每個零件幾乎都是專為特定槍枝量身打造的。也就是說，工匠必須先製作出粗糙的零件原型，再一一用手工修整、微調，直到零件吻合特定的槍枝。要是哪一天某個零件損壞了，你只能去請軍械師打造客製化的新零件，還得聽他抱怨你粗心大意。而這種做法在戰場上很不實用，因為部隊得帶著一整隊鐵匠行軍，才能維修武器。布朗的構想是：運用更精確的技術製造出尺寸一致的零件，只要是同一型號的武器皆可使用，也就是所謂的「可互換零件」。這個構想非常簡單，對現代人而言甚至是理所當然，但在當時卻顯著提升了大規模製造的效率，同時簡化了維修流程。藉由標準化的測量治具（jigs），每個零件都能按照統一規格製造。軍隊只需要攜帶一批通用備品，如果有零件損壞，士兵就可以直接更換。不過當時，這個構想遭到槍匠們強烈反對。他們擔心，一旦人人都能靠標準化工具製造零件，自己多年累積的精湛手藝就會變得一文不值。正如賽門．溫契斯特（Simon Winchester）在他的著作《精確的力量》（Exactly）中所述，槍匠們反彈聲浪之高，迫使法國政府將布朗跟他的團隊安置到巴黎東郊的凡森城堡（Château de Vincennes）地窖中，以躲避憤怒同業的襲擊。布朗在展示現場把幾枝槍的零件拆解、互換，在一群滿腹疑慮的將軍和氣急敗壞的槍匠面前，順利重新安裝所有零件，毫無滯礙，直接證明了可互換零件的價值。儘管隨後法國爆發了極其血腥的政治革命，使這項技術的發展一度停滯，但當時在現場的美國駐法公使湯瑪斯．傑佛遜對此留下深刻的印象。傑佛遜將這套理念帶回美國，經歷了一段頗富戲劇性的推廣過程， 最後，這種製造方式在美國發揚光大。要穩定製造出可互換零件，需要兩個關鍵條件：一、為產品尺寸設定可容許的誤差範圍（工程術語為「公差」），並精確檢測每個零件是否符合標準；這也催生出能以極高精度測量尺寸的計量學工具。二、擁有能根據公差穩定生產零件的工具機。「工具機」（machine tool）是指任何能夠穩定生產高精度零件的設備，可以執行切削、研磨、鑽孔、剪裁或塑形等作業。歷史上最早的工具機之一，是18 世紀末由「鐵瘋子」約翰．威爾金森（John “Iron-Mad” Wilkinson）打造的精密炮管加工機。隨後，這類機器發展為用於製作蒸汽機汽缸的工具機，接著擴展到所有需要高精密度、規格統一且大量生產的製造零件上。工具機不僅能大量生產精密的產品，也能製造用於其他機器的高精度零件，因此又被譽為「製造機器的機器」。從此以後，人類得以大量生產各式精密機器，進而穩定製造出更多產品，從紡織品、鐘錶、農具到各類武器，應有盡有。然而，這些機器必須要有動力才能運作，所以早期的工廠不是興建在河邊，仰賴水流產生動能；就是使用當時新發明的蒸汽機，以確保獲得所需的能源。隨著人們能夠掌控能源來源，並利用工具機實現零件的互換，製造業從「手工操作、低產量、工藝導向」，邁入「機械驅動、高產能、工業化」的量產新時代，也就是所謂的「大量製造時代」。接著，下一項重大創新問世，將生產效率再次推上高峰。這項創新帶來的衝擊之深遠，甚至引發後世稱為「第二次工業革命」的歷史轉捩點。第二次工業革命：屠宰場流水線，是現代工廠的雛形？19世紀末至20世紀初，美國經濟迅速成長，帶動了第二次工業革命的發展。相較於以英國為核心的第一次工業革命，這次的進程更快速且規模更大，重點包括精密工具機普及化、計量技術進步、16鋼鐵製造成本大幅下降，以及動力來源從蒸汽與水力逐步轉向電力。然而，這波由美國主導的製造業進化過程中，有一項至關重要的突破，發起者正是汽車產業先驅亨利．福特（Henry Ford），而他竟是受到「屠宰場」作業方式的啟發。從製造業的角度來看，屠宰場其實也是一種特殊類型的工廠。當時，某些現代化屠宰場的作業方式，是以動力輸送帶將一具具牲畜屠體送到位置固定的工人面前，而工人只需專注執行單一步驟，例如切割或移除特定部位，隨後輸送帶再將加工後的屠體送往下一道步驟。18亨利．福特注意到這種「工人不動、產品移動」的流程效率很高，於是將這個概念套用至汽車製造上，打造出稱為「裝配線」（assembly line）的生產方式。這項創新迅速提升了生產效率，工廠得以大量製造出標準化產品。但是新的難題來了：裝配線每天產出數以千計個產品，該怎麼確保每一個都達到應有的品質標準？如果沒有完善的監控機制，很可能會產出大量瑕疵品而不自知，等發現問題後，又得耗費時間與人力進行「重工」，也就是把產品修補成原本該有的樣子。如此一來不僅拖延進度，也極耗費成本。因此，當時的工廠不得不雇用大批品管人員負責檢查瑕疵，同時安排另一批人員專門修補瑕疵，如果產品有重大缺陷，甚至只能整批報廢，實在是太過浪費。如果能事先避免做出不合格的產品，那該有多好……幸運的是，人們找到辦法了。而這套方法，竟然跟第二次世界大戰後的日本人口普查有關。1947年，美國工程師暨統計學家戴明（W. Edwards Deming）受日本政府之邀，協助進行全國人口普查。他的表現十分出色，因此政府又請他留下，教導日本製造業者關於統計學與品質管理的知識與方法，以解決無法穩定大量生產高品質產品的苦惱。他為日本經濟帶來的影響難以言喻，說是日本企業從此成為戴明理念的信徒也不為過。其中一家企業的成功尤其關鍵，讓日本經濟不只從1945年幾近崩潰的谷底一路攀升，甚至在1960年代末成為全球第二大經濟體；它就是豐田（Toyota）汽車。在大野耐一與豐田英二的領導下，豐田汽車開創了「豐田式生產管理系統」（Toyota Production System，以下簡稱TPS），這套系統堪稱日本汽車產業在1970和1980年代迅速崛起的關鍵，並很快成為其他產業爭相模仿的對象。TPS聚焦於追求極致的生產效率，成果讓我爸媽那一代的英國人對日本車的性能驚豔無比。豐田汽車的引擎即使在寒冷的早晨照樣能順利發動，雨刷也可以正常運作，且所有零件都完備無缺，甚至還能準時交車。TPS及其他無數個名稱雷同的衍生系統不僅成果非凡且遍地開花，進而催生出「精實生產」這個更廣義的概念。這個概念其實就是大野耐一提出「盡可能減少浪費」的製造哲學；而凡是需要「重工」的產品都會造成浪費。製造業追求的，是每項產品第一次生產就能正確無誤。為了做到這一點，生產線上的每一位工人都必須自立自強，沒有其他人會幫忙把關善後。任何問題都必須在當下發現、當場解決。因此，工人必須擁有權限，在發現異常的瞬間按下停止鍵，暫停整條生產線。起初，這項做法幾乎被視為大逆不道。因為當時講究的是生產流程必須穩定、不中斷，像節拍器一樣規律運作。如果你在產線上發現問題，按照慣例仍必須讓產品繼續進行下一個步驟，反正後面有人處理。錯誤不關我的事；倘若承認失誤，還膽敢暫停產線，搞不好反而會挨罵。但戴明與大野的做法完全顛覆了這套邏輯，他們主張讓第一線的工人全權負責把關品質，並賦予他們即時反應的權限。這項新策略帶來新的轉變，多虧了TPS以及戴明、大野與豐田理念的普及，現今的消費者才能享有幾乎零缺陷、價格合理且選擇多元的各類產品。到了1960年代，愈來愈多工廠採用TPS系統，提高了裝配線的效率，不僅能高效生產出龐大的產品數量，而且所有產品都採用可互換零件，種類之多，令人驚嘆。然而，值此之際，又一場嶄新的變革悄然展開：機器人正式登場。不過，儘管工業機器人問世具有指標性意義，但這波製造業變革的核心卻並不是機器人。真正的關鍵在於自動化程度全面提升，也就是原本需要人力完成的工作，逐步由現代科技接手。其中最大的突破是，科技不僅取代了重複性的體力勞動，就連「思考性工作」也得以自動化，例如資料處理與分析。這場變革的催化劑是一項關鍵技術的問世與普及，那就是價格相對低廉的電子計算機（電腦）。第三次工業革命：當電腦開始接管工廠早在1940年代末期，製造業就已經導入電子計算機。但當時的電腦體積龐大、價格高昂，只有極少數的大型企業負擔得起。不過，隨著獲得諾貝爾獎的電子元件微型化技術問世，電腦的體積與成本在1960年代末至1970年代初大幅下降，各種規模的製造商得以利用電腦來協助工廠營運，並迅速準確地處理工廠作業與市場調查資料，不但提升了製造效率，也能更即時地回應市場需求的變化。到了1990年代，電腦科技彷彿打了腎上腺素一般突飛猛進。工程師成功將無數小型電腦串聯起來，建構出一個龐大的網路系統，也就是今日熟知的網際網路（Internet），進而開創出無限可能。製造商不僅能透過網路連結獲得更廣泛的資料來源，還能從自家工廠即時存取、處理並共享供應商工廠的資料，反之亦然。而隨著網際網路在民間普及，企業也意識到，網路能大幅提升製造端對市場需求的掌控，從而更有效率地生產出消費者需要或渴望的產品。憑藉網路發展，製造業者甚至得以串聯起從製造、運送到消費的流程。在第三次工業革命中，工廠以前所未有的效率，量產種類豐富、價格合理、近乎零缺陷的產品。隨著電腦與機器人的導入，工廠內部的「輸入→製程→輸出」流程更為高效，業者也能更迅速回應市場需求的變化。然而，與政治革命不同，工業革命並沒有明確的起點。你無法斷言就是從某個時刻開始變革，比如「那晚群眾舉著火把衝進議會，革命就在這一刻爆發。」工業革命是漸進式的演化，而非瞬間發生；且往往是在多年之後回顧，人們才意識到變革早已悄悄展開。那麼，我們現在處於工業革命的哪一個階段呢？第四次工業革命：為地球永續而進化第四次工業革命的概念並未獲得普遍認同。仍有不少人主張，目前發生的種種變化其實是第三次工業革命的延伸，只不過速度更快、規模更大。無論你傾向哪一種觀點，有一個現象無庸置疑：人類製造東西的方式再一次大幅轉變。這場變革的驅動力部分來自技術層面，比如龐大的數據結合低成本算力，使人工智慧的影響力幾乎滲透到生活的每一個角落；也有來自地緣政治的因素，像是權力格局變動引發衝突甚至戰爭，嚴重干擾全球供應鏈；再者，社會變遷也扮演重要角色，比如全球化促使各國頻繁互動，導致疫情迅速擴散。而其中最關鍵的推力，正是「追求永續」。如今社會大眾清楚意識到，製造業對於地球上的生命延續，具有直接且深遠的影響。數百年來，工業活動仰賴化石燃料與掠奪自然資源，對環境造成難以估量的破壞；而人類的經濟模式又過度依賴不斷製造與消費商品，許多商品甚至未達使用年限就被丟棄，致使無數廢棄物堆積如山。如今社會大眾開始追求一種全然不同、更為永續的製造模式，這場轉變究竟該不該稱為「第四次工業革命」其實並不重要；真正重要的是重新思考製造的方式，不只為了減少破壞，更是為了修復已經造成的傷害。這種嶄新的生產模式，不僅對地球更友善，也更能抵禦未來可能發生的衝擊，並為勞動者創造更好的工作條件。而實際上會如何轉變，正是本書第二部的重心。書籍介紹本文摘錄自《韌性製造：斷鏈危機下，如何打造「韌性供應鏈」大未來》，野人出版作者：提姆．敏謝爾（Tim Minshall）譯者：柯宗佑【野人出版】韌性製造：斷鏈危機下，如何打造「韌性供應鏈」大未來PChome圖片來自PChome /本文章所有內容均由編輯撰寫，我們可以由閱覽者的點擊購買行為中獲得由第三方平台提供的導購分潤收入。文章提及的內容與價格是文章發布當下的資訊，目前可能已有變化，詳情請參閱購買連結。{"@context": "https://schema.org/","@type": "Product","name": "韌性製造：斷鏈危機下，如何打造「韌性供應鏈」大未來","image": "https://img.pchome.com.tw/cs/items/DJAP47A900KDRCJ/000001_1787819468.jpg","brand": {"@type": "Brand","name": "野人出版"},"offers": [{"@type": "Offer","url": "https://tnlmg.link/TTsISDPt","priceCurrency": "TWD","seller": {"@type": "Organization","name": "PChome"}}]}透過以上連結購書，《關鍵評論網》將由此獲得分潤收益。從晶片到普拿疼，從披薩到電動車，劍橋大學「製造學」權威直擊全球生產線，看懂從斷鏈到韌性的全球製造革命。★水石書店、《金融時報》、《每日電訊報》年度好書★英國皇家學會科學圖書獎決選入圍★《金融時報》商業圖書獎入選為什麼一艘船卡住，全球供應鏈就大塞車？網紅一則貼文，讓這雙鞋一夜大賣49倍？少了一顆關鍵晶片，可能讓整條汽車生產線被迫停擺？一家製糖廠，怎麼成為全球最大藥用大麻生產商之一？把疫苗配送到偏鄉，全靠可口可樂幫忙？每一個商品的誕生，都是一場全球接力。你有多少次停下來思考：我們購買的東西到底來自哪裡？我們生活在一個製造的世界裡，除非全身赤裸地漂浮在太空中，否則我們隨時都接觸著各種工廠製造的產品。從烘焙坊、造紙廠到電動車工廠，從深水貨櫃港到工程實驗室，跟著劍橋大學製造權威開箱全球生產線，追蹤日常物品橫跨全球的製造旅程。從疫情斷鏈、塞港危機，看全球製造如何告別只追求效率的時代，創造更加永續、更能抵禦下一場危機的「韌性供應鍊」。【加入關鍵評論網會員】每天精彩好文直送你的信箱，每週獨享編輯精選、時事精選、藝文週報等特製電子報。還可留言與作者、記者、編輯討論文章內容。立刻點擊免費加入會員！責任編輯：翁世航核稿編輯：羅元祺