本文以爱迪生发明电灯泡后的生产演变为例，阐述了生产流程的五个核心要素：转化方法、生产速度、投入产出、在制品库存和产出变异性。文章通过分析灯泡制造从手工吹制到科宁公司发明的“丝带机”所实现的自动化连续流生产，揭示了通过改进工艺、提高产量、降低成本和减少变异，可以实现大规模、低成本的高效生产。这一效率提升模型不仅适用于制造业，也构成了所有生产活动效率提升的基础。
什么是生产流程？
几乎所有我们使用的产品都源于一个生产流程——即一系列将原材料、能源、劳动力和信息等输入，逐步转化为成品或服务的步骤。以爱迪生早期的灯泡为例，其生产过程涉及混合沙子、铅等化学品，将其熔化成液态玻璃，然后由工人（称为“gaffer”）用吹管将玻璃吹入模具，最终制成灯泡外壳。
这个过程中的每一步都会对材料进行一些改变，然后传递给下一步，直到最终产品完成。一个流程的产出，又可能成为另一个流程的输入。例如，灯泡外壳被送到爱迪生的工厂，组装成完整的灯泡。
即使是像铅笔这样简单的物品，其背后也隐藏着一个庞大的生产网络，涉及全球数百万人的协作。
生产流程的五个关键因素
为了更好地理解和改善一个生产流程，我们可以将其分解为五个关键因素：
转化方法 (Transformation method): 指的是生产过程中具体采取的行动。例如，将熔融玻璃吹入模具就是一种转化方法。这个方法本身由许多更小的步骤组成，比如工人的具体动作。
生产速度 (Production rate): 衡量一个流程在单位时间内能产出多少产品。例如，一个灯泡工厂每天能生产1500个还是10000个灯泡，这对效率的评估至关重要。
投入与产出 (Inputs and outputs): 这包括所有直接和间接的成本。直接投入包括原材料、工人工资；间接投入则包括工厂租金、设备折旧等。产出不仅是成品，也可能包括废料。
在制品库存 (Work in process): 指在任何给定时间点，系统中所有正在被处理或等待处理的材料。例如，熔炉中等待被吹制的玻璃就是库存。这些库存是已经投入成本但尚未产生回报的资金。
产出变异性 (Variability of the output): 任何生产过程都无法保证每次产出完全相同。变异可能导致产品不合格（如灯泡太薄易碎），也可能只是细微的差异。控制变异性是提高质量和产量的关键。
如何提升生产效率
提升效率的目标是用最低的成本生产产品。这可以通过调整上述五个因素来实现：
- 改变转化方法： 采用更节省资源的新技术。例如，使用模具吹制灯泡比完全手工制作的速度快得多。
- 提高生产速度： 利用规模经济效应。当产量增加时，分摊到每个产品上的固定成本（如工厂租金）就会降低。
- 降低变异性： 减少生产过程中的不确定性可以提高合格率（yield）。例如，稳定熔炉的温度可以生产出质量更一致的玻璃。
- 降低投入成本： 使用更便宜的原材料或技能要求更低的劳动力。自动化设备通常能替代昂贵的手工技艺。
- 减少在制品库存： 减少等待时间，让材料在流程中顺畅流动。这可以释放被占用的资金，降低仓储成本。
- 删除不必要的步骤： 如果能直接购买预混合好的玻璃粉，就可以省去自己混合原料的步骤，从而消除所有相关成本。
理想的流程：连续流生产
一个极致高效的生产流程，通常被称为连续流过程 (continuous flow process)。它就像在高速公路上开车，车辆顺畅地、不间断地向前行驶，而不是在城市里频繁地走走停停。
这种理想的流程没有缓冲、没有变异、没有浪费。物料从一个步骤平稳地移动到下一个步骤，没有任何等待或延迟，以最低的成本和最大的规模持续产出。
实例：灯泡生产的进化
灯泡的生产历史完美地展示了效率提升的过程。
- 手工时代： 20世纪初，灯泡主要靠手工制造。1907年，一个60瓦灯泡的成本相当于今天的54美元。
- 半自动化： 1912年，科宁公司推出半自动吹制机，产量翻倍。随后通用电气公司的全自动机器将时产量提升至1000个。
- 革命性突破： 1926年，科宁丝带机 (Corning ribbon machine) 问世。它不再模仿手工吹制，而是将熔融玻璃倒在一条传送带上，形成连续的玻璃“丝带”，然后通过模具和气压自动成型。这是一个真正的连续流过程。
最初的丝带机每小时能生产16,000个灯泡。到1930年，改进后的机器时产量达到40,000个。到了1980年代，全球仅需不到15台丝带机就能满足所有灯泡需求，单机时产量接近12万个。
随着生产流程的不断优化，灯泡的制造成本急剧下降。到1942年，一个60瓦灯泡的价格降至10美分。同时，灯泡的发光效率也大幅提升。这些效率提升的方法——改进技术、扩大规模、减少变异、消除浪费——是所有行业提高生产力的通用法则。