图1  自然光线照亮了这座旋转部件工厂内洁白的地板。当时劳斯莱斯公司正要开始安装IP涡轮机叶轮生产单元，即使是这样的前期阶段，可以看到的是Hermle机床就已经投入部件生产了

如果能够创建一座新工厂，会怎么设计它？劳斯莱斯公司的Crosspointe工厂是其主要的制造场所之一，自始建之初，这座工厂就期望“持续改进”能够成为自己企业文化中深植不变的组成部分。

位于美国弗吉尼亚州Prince George县的Crosspointe工厂负责生产引擎转动部件，从外观上看，它并不符合绝大多数人心目中对“工厂”一词的印象。它甚至有可能都不符合绝大多数制造业专业人士对一家著名制造商用于制造飞机部件生产设施的预想。

这座生产工厂采用自然照明，只有在需要保持恒定照明时才会使用电灯。此外，生产车间环境基调为白色，清洁干净，所以即使是轻微的设备液体泄漏或泼溅都会被看到（图1）。

图2  工厂经理Lorin Sodell亲身参与了新工厂的启动。他说：“这座工厂洁净和现代化的外观吸引了很多注意，但精益生产的员工价值观和企业文化才是这座工厂必将成功的最重要原因。”

当然，这些特色尽管令人注目，但仍属于外观环境的方向，最为显著的差异深藏在内。与其他制造类似部件的生产工厂相比，即与其他劳斯莱斯生产工厂相比，这座工厂的规模已经算小了，而这座工厂的设计初衷就是小型化运行并保持。即使在计划生产能力已经安装完毕并投入满负荷生产，工厂经理Lorin Sodell仍然表示，工厂员工数不超过150人（图2）。他说，员工的数量代表着轻松运输的实际限值，而精简的运输流程对于精益制造具有宝贵价值。

但是，这座位于Prince George县的工厂本身占地面积大。这座场所目前被称为劳斯莱斯Crosspointe，而劳斯莱斯于2010年12月正式接收了它。实质上，公司将在这个地方安排约500名员工，绝大多数员工将在目前尚未建好的其他工厂工作，而这些工厂也将采用半自主式运行方式。这些小型化工厂之间将共享一些特定的支持机能，但在许多情况下，这些机能将由土地的承包商运用自身的生产空间、员工和设备来提供。目前，劳斯莱斯公司相信这种布局方式，即独立的小型化工厂和独立的公司群，既能够协同运作，又能够独立工作，就是能够发挥制造场所最大价值的方法。过去这样的生产场地会建成为一个大型的工厂，而劳斯莱斯公司表示，这样的工厂对于变化的响应并不灵敏。半独立的工厂和公司架构由于采用了模块化配置方案，因此适应能力更强。

图3  两个叶轮部件正在接受检验，检验室紧邻用于生产这两个部件的生产单元

因此，最先开始在这个土地运行的工厂为Crosspointe的其他工厂树立了发展前景。而且，这座工厂也表现出了劳斯莱斯（以及其他得到同样结论的公司）将如何在今后数十年内开展制造生产。从这个角度来看待这座工厂时，可以发现这座工厂和Crosspointe生产场所具有一些非常值得注意的细节。

州政府和大学机构的参与

为什么要设立Crosspointe？答案是业务量。根据已经订货和预计的订单制订一项6年规划时间窗口明确表明需要更大的生产能力。那为什么要将这些生产能力安排在美国呢？有许多原因，但与美元有直接关系的原因占据前列。由于飞机合同规定以美元结算（无论购买和销售国家是哪一个），所以在美国生产部件能够最大程度减少货币风险。至于为什么新的美国生产能力会被安排在弗吉尼亚州，Sodell先生表示，弗吉尼亚州政府的大力支持是一个重要因素。

弗吉尼亚州政府在帮助劳斯莱斯公司寻找此处地点和前期准备上发挥了重要的作用。Sodell先生表示，这种与弗吉尼亚州的有效合作关系仍在持续。弗吉尼亚州经济发展署继续委任一位员工帮助劳斯莱斯公司，为该公司的基础设施需要提供帮助，例如升级了供电系统，并继续保持和建立卓有成效的合作关系。劳斯莱斯公司承诺的回报包括了增加超过600个弗吉尼亚州工作职位（一些职位位于另一个弗吉尼亚州生产地点Reston）并在该州投资超过5亿美元。

图4  叶轮机加工包括了在一系列型号完全相同并且可以互换的机加工中心执行铣削、钻孔和车削等加工作业。Barry Reeves正在一台叶轮加工机床上工作着

而“建立卓有成效的合作关系”实际上是弗吉尼亚州帮助劳斯莱斯公司的第一位和最重要的方式。劳斯莱斯公司找到了一个有效的将制造与制造研究紧密结合的模型，而且坚持将这个模型拓展运用于自己的新生产地点。就这方面，弗吉尼亚州政府与州内各大学联系建立了一座合作研究中心，而劳斯莱斯公司可以帮助引导其他公司研究以及与它们共享研究成果。这座别出心裁的研究机械（靠近Crosspointe但与其分开运行），就是新开放的“先进制造协会中心”，或称CCAM。

保持简洁

Crosspointe的旋转部件工厂负责制造大型空中客车和波音民用飞机发动机的主要部件，包括用于波音787 Dreamliner客机上的Trent 1000型发动机。部件送至这座工厂只是锻件，从最开始的锻件直至成为经过机加工和表面精加工的部件，其中包括了几大步：钛合金制造的发动机叶轮，目前在此厂已经满负荷生产（图3）；镍合金制造的中压（IP）涡轮机，将很快达成满负荷生产；镍合金制造的涡轮机盖板，将在一个尚未安装的加工单元内生产。

这些部件体积庞大，几何形状复杂，但制造它们所采用的加工单元的指导原则却是保持简洁（图4）。这里的生产区域没有采用电动叉车来运送半成品，因为每个工件在生产线内将保持采用短距离且简单的转运方式。工厂建筑物内唯一一台叉车用在发运区，而不在生产区。

图5  Neil Holloway正在搬运一个部件

每条生产线在线内所有设备都安装就位之前就能投入生产。每个加工单元内的每一个加工中心型号都相同，每一个加工中心都能执行部件所要求的由其他加工中心执行的加工作业。结构精巧复杂的叶轮部件要求进行立式车削、钻孔和5轴铣削的多次工件夹装，但所有这些加工作业都能够在加工单元内的多台DMG/Mori Seiki机床中的任一台上执行（图5）。类似地，IP涡轮机叶轮加工单元内的加工中心都是完全一样的Hermle立式机型。在整座生产工厂当中，各种机加工中心以及来自Kehren的表面磨床都采用了相同的控制器——Siemens 840D。

运用这种控制器，就可以将一些机加工过程当中采集到的数据运用于自适应闭路过程控制。最近，位于英国谢菲尔德的先进制造研究中心（AMRC），也就是CCAM的榜样研究机构，开发了一项极为先进的自适应技术，如今劳斯莱斯已经将这个项目结合到自己的叶轮机加工过程当中。当新叶轮加工单元刚开始投运时，要通过手工表面精加工操作将复杂的混合形状和弧形添加到叶轮上。将这些混合形状和弧形加至围边轮廓上的操作通过CNC加工执行起来过于困难，因为很难确定这种级别复杂曲线的精确位置。AMRC的“机械化边缘仿形加工”解决了这个问题，它能够在机加工周期内测量出部件边缘的位置，并利用数据绘制出实际边缘位置图形。随后就可以利用这些曲线执行对弧形和混合形状的精确机加工。这套系统在这座弗吉尼亚州工厂位于英国Sunderland的兄弟生产设施进行了验证，但其在Crosspointe的应用证明了一项重要技术进步可以轻松地进入这座工厂中。

图6（a） 只需穿过一个门，就来到了MIC公司（上图）；（b） 这个门另一边的生产空间、员工和喷丸硬化设备属于劳斯莱斯公司的供应商Metal Improvement Company（下图）

缩短供应线

有些Crosspointe的供应商的运输距离确实很近，喷丸硬化承包商Metal Improvement Company（MIC）公司就在旋转部件建筑物内设置了设备、人员和生产空间。只需穿过一个门，就可以来到MIC（图6）。CEVA是一家运输和物流供应商，而Trescal是一家量具校验承包商，也是在Crosspointe驻留着人员和资源的公司当中的另外两家。劳斯莱斯公司及其同厂址部署的承包商实现了密切的合作，建立了一套在各公司之间共享的业务规范。

与MIC公司的密切联系在叶轮部件上体现出了特别高的价值。在劳斯莱斯工厂允许这家厂商实施一个机器人化喷丸硬化过程以提升效率之时，这项技术的改进给试生产的叶轮部件带来了超出预期的影响（图7）。试验生产叶轮相对较薄壁的横截面直径在加工中发生了改变，提示生产部件完成这个加工步骤后尺寸会超大。如果这家供应商的服务地点设在另一座城市或另一个州，那么解决这个问题将既耗时良久且成本高昂。但是，由于机加工单元和供应商处于同一楼层，这两家公司的人员都协同工作，精调了各自的联合生产工艺。通过按不同直径重复机加工部件以及在喷丸硬化过程中监测加工结果，劳斯莱斯和MIC就能够迅速找到最优参数，从而可以用新工艺生产出直径正确的部件。

图7  Charles Sims正在一台Hofmann美国公司制造的平衡测量机上检验一个叶轮部件

人员素质和企业文化

Sodell先生表示，这个旋转部件工厂能够依靠少量员工正常运行的最重要原因是对每一个员工高绩效的期望。没有任何员工只是执行单一的工作内容，如按键操作，生产部门的员工不会在任意加工任务当中拥有长期职位。

每一位员工都是领导者，Sodell先生这样说。这个说法并不只是一个理想，而是工厂运行政策的一个现实体现。所有员工都要求进入公司初期就通过黄带认证，要求员工能够成功地领导改进项目。对于劳斯莱斯公司而言，确保建立持续改进的企业文化就意味着保证每一位员工都直接体验持续改进工作。

维持这样的企业文化还要求开展交叉培训，让员工做好执行各种不同职能的准备，这不仅让他们成为了知识丰富的多面手，而且确保了任何员工都不会在单一职位上有过多的投入。他说，这些职能都很有可能发生变化。由AMRC开发的机械化边缘仿形加工技术就是一个实例。这项技术不存在导致执行手工混合加工的员工失去职位的可能性，因为已经很自然地要求和期望这些员工的注意力将被引导转向其他职责领域。

Sodell先生说，沟通是所有守则当中最至关重要的守则。这座工厂本身的设计方案更加强了此守则的优先级别。一个大窗户直接将生产车间与工程师工作的办公室区联系起来，而在办公室区内，所有人都在开放空间内工作。他说，开放工作的重要性在于信息交流必须是轻松、直观而且不受阻碍的。这里不允许将复杂性、不确定性或低效率的事情发生来源掩盖或隐藏起来。这座工厂能够自如实现持续改进的原因在于工厂的规模足够小型化，足够开放化，而且在这里工作的每一个人都能看到工厂的每一个部分并理解正在执行什么样的工作。

合作研究

除了精益制造之外，还有一种实施制造技术研究的精益方式。劳斯莱斯工厂首先在英国找到了这个模型，它涉及到将研究工作从单一公司的部门分离出来，放到一个独立的研究设施内，而多家公司可以通过这个设施展开合作。无论某项制造技术的研究难度有多大，都有可能有一些其他公司正在对相同的解决方案展开着研究。浪费资源在重复性的工作上，为什么不能分担研究成本，同时共享成果？

所以劳斯莱斯目前已与许多公司与全球各个合作研究中心成为了合作伙伴。这些研究中心当中的第一家就是英国的先进制造研究中心（AMRC），劳斯莱斯公司是这个中心当中波音公司的合作伙伴，而波音公司在其中也有其他合作伙伴。在弗吉尼亚州建立的类似研究中心就是先进制造技术协会中心（CCAM），此中心于2012年9月10日正式开放了自己的新大楼。此中心的研究力量专注于表面工程和制造系统。在制造系统领域开发出来的生产能力可以就近在Crosspointe实现试部署。

尽管劳斯莱斯推进了这座研究设施的建成，但并非所有者。这个中心处于CCAM合作公司的联合领导之下，并在海外研究方面得到了弗吉尼亚大学、弗吉尼亚州立大学和弗吉尼亚理工大学的帮助。除了劳斯莱斯之外，其他组织成员包括了佳能、Chromalloy、Newport News Shipbuilding、Sandvik Coromant、西门子和Sulzer Metco公司。这些公司都帮助资助了这座研究机构，并且可以在机构内自由实施自己的研究。这些公司还同意建立联合研究项目，所有公司都可以特许免费使用其成果。

Brian Warner就是劳斯莱斯驻CCAM的代表，一位制造领域的资深专家，他从劳斯莱斯在印第安纳州生产场所转任到此。两年多以来，他已经将全副精力投入到帮助这个中心的组建、人员配备和规模扩大工作当中，同时也在努力争取其他公司合伙伙伴的加入。

他表示，这座研究机构的价值超越了提供一种实现相关研究的快速且低成本的方式，当然提供这种方式的价值也非常重要。这座研究机构还培养了大量的人才，来自相关大学的学生们在各个公司的监督下参与着项目研究工作。而通过与学生长达一个月的研究合作，不仅提供了一个评估学生做为潜在员工的机会，而且让未来员工在头脑中做好准备，开始理解公司及其工艺过程。