从设计包络分析浮法玻璃的发展



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在1950年代,平板玻璃行业有两个独立的产品和子行业:平板玻璃和平板玻璃。浮法玻璃合并了这两个行业。

自 1990 年中期以来,平板玻璃又出现了两种独立的产品:高品质浮法玻璃和低品质浮法玻璃。本文的目的是首先解释浮法玻璃如何合并子行业,其次分析行业中低质量浮法玻璃的情况。

修改后的设计包络模型用于展示技术能力,特别是关于理解市场和定位产品的战略思维。如果引入了新的意外创新,信封模型可帮助公司构建应对方案。对具有改进设计外壳的低质量浮法玻璃的分析提出了一个问题:是否应该有低质量的浮法玻璃可用?

一、介绍

在 1970 年代后期,平板玻璃行业有两个独立的行业,平板/窗(后来是平板)玻璃和平板玻璃。浮法玻璃的创新源于两个行业。它旨在具有平板玻璃的光学质量和平板玻璃的“烧制”制造方法。皮尔金顿浮法玻璃的研发过程耗时七年,皮尔金顿当时是一家英国家族企业。

在此期间,公司做出战略决策,将浮法玻璃定位为平板玻璃行业的现成产品,而不是太快地介于两个行业之间。1960 年代皮尔金顿开发了浮法玻璃技术,因此浮法玻璃也可以与平板玻璃竞争(见图 1)。

该论文的目的是解释皮尔金顿如何能够彻底改变平板玻璃行业。这既涉及高技术能力,也涉及对市场理解和产品定位的强大战略思考。我使用修改版的设计包络模型 (DEM) [2] 来分析浮法玻璃创新的出现,并展示平板玻璃行业革命性变化之外的原因。DEM 还应用于低质量浮法玻璃的分析。该研究采用纵向和上下文方法,并使用多案例研究方法。

论文的其余部分分为三个部分。首先,介绍 DEM。其次,通过应用修改后的 DEM 来说明浮法玻璃作为主导设计的紧急情况。这也包括对中国低质量浮法玻璃的说明。第三,给出结论和管理启示。

美国平板玻璃生产,1964-1980 年(百万平方英尺)

图 1. 美国平板玻璃生产,1964-1980 年(百万平方英尺)[1]。

二、 设计包络模型 (DEM)

一项技术创新,后来可能被认为是对设计优势 (DD) 的捕获,在很大程度上取决于对市场结构和市场需求的理解程度 [2]。为了将市场结构和技术部署决策联系起来,提出了一个 DEM 来分析复杂的封闭或开放系统。基于对浮法玻璃创新的分析,我从它的定位中得出结论。[2] 定位是企业战略而非销售策略的问题 [3]。

作者的目的有三个:第一,制定一个全面的商业战略,根据该战略,高层管理人员需要深入了解产品类别的演变(尤其是 DD 的紧急情况),即技术作为社区动态(变异、选择和保留),第二,提供一个观点,表明 DD 的紧急情况可以用客户群有限且有限的市场的“块状”来解释,第三,确定执行团队塑造技术战略的机制,以及识别影响技术战略决策范围、方向和质量的过程。[2]

重点主要是系统技术,因为这些更复杂的技术受社会、组织和政治过程的影响要大得多。由于它是一种罕见的技术,它显然在所有可能的价值维度中占主导地位,因此供应商、供应商、客户和政府之间的妥协和适应过程对于在可行的选择之间进行裁决变得重要。因此,可以看出 DD 的实现是由组织与其他组织和从业者社区互动所做出的战略决策所驱动的。[2]。

技术优势至关重要。这种技术演进概念的一个困难在于,DD 只能在事后和行业层面进行识别。如何在行业中为公司创建 DD?开发一个框架来思考复杂的、相互依赖的系统中 DD 的驱动因素可能会很有用。这需要对 DD 进行更具体的定义,它既能捕捉到行业层面的事后构建,也允许战略家事前,并通过公司的技术战略与其希望攻击其市场的方式之间的联系 [2]

二维模型(基于两个产品属性)如图 2 所示。“设计范围”的边缘由当前的技术限制定义。设计受到多种技术障碍的约束,就像线性规划解决方案被置于多维约束范围内一样。边缘被定义为障碍 1、障碍 2 和障碍 3。[2]。

客户根据为其收取的价格在属性之间进行权衡。在几乎所有真实市场中,围绕不同属性偏好聚集的客户集中度不均会创建不同的子群,每个子群都在产品属性空间中做出自己的权衡。这些不均匀集中的客户群被定义为团块或“市场小丘”。例如,A 组(或市场山丘 A)可能只需要属性 1,而 C 组更喜欢属性 2。对于 B 组,这两个属性都受到同等重视。在给定的价格水平下,每个组都有自己的等价线(图 2),这表明在给定的价格下,A 组将购买 A 线以北和以东的任何设计,依此类推。[2]。

A、B、C 线以北和以东的区域是小丘。标准的营销处理将市场划分为细分市场,每个小山丘都单独处理。然而,鉴于技术可能发生非常快速和实质性的变化,公司通常只专注于开发只服务于一个小山丘的利基产品(A 组价格为 X 点的产品,B 组和 Z 组价格为 Y 点的产品)对于 C)。然而,公司可以使用技术在 U、V 和 W 点设计产品,在这种情况下,每个利基参与者都会发现他们的产品因其利基属性而过时,而同时新进入者从更大的市场规模中获益比任何现在设计过时的利基玩家都要多。

随着新设计在属性空间中向北和向东推进,该设计所归属的亚群数量会增加。这意味着可能会出现一种设计,该设计可以捕获位于设计南部和西部的所有市场小丘。这突出了决定利基生存能力及其脆弱性的特定条件。'只有在技术障碍将设计限制在特定市场小丘内时,这些小丘才能被认为是利基。由于技术进步可以创造出位于整组壁龛的北部和东部的设计,从长远来看,壁龛是严格的战术。[2]。

DD 的修订定义抓住了在公司层面尝试开发此类设计的战略问题。“任何市场小丘中的 DD 是位于该小丘产品属性空间中最东北部的设计。” 执行团队应按如下方式制定技术战略:“执行团队必须制定将技术向适当方向发展的流程,以便公司能够从当前设计转向未来设计,从而最大限度地增加市场准入每单位开发成本。” [2]。

执行团队面临的挑战是通过管理环境关系和管理组织内部动态来帮助建立关键的绩效维度,以产生一个在目标产品领域占主导地位的系统。产品越复杂,组织内和组织外的战略和管理挑战就越复杂。他们对 DD 概念的定义使他们能够以两种方式做出贡献:首先,更准确地理解导致一种特定设计主导另一种设计的因素,其次,开始思考管理技术投资的战略意义捕获DD。[2]。

市场“块”和技术的综合影响

图 2. 市场“块”和技术的综合影响 [2]

三、平板玻璃产业与浮法玻璃创新

在 1940 年代(直到 1975 年),平板玻璃行业有两个独立的行业:平板玻璃和平板玻璃行业。平板玻璃存在不均匀性和羊羔性,而平板玻璃没有光学畸变且价格昂贵。浮法玻璃于 1959 年问世,它改变了全球整个平板玻璃行业。[4] 后来中国及其浮法玻璃技术在世界市场上占据了很大的份额[5]。

3.1. 1930-1960 年的平板玻璃制造

为了制板,将熔融玻璃轧制成板,然后研磨和抛光两个表面光滑且平行。这个过程很嘈杂,造成了很多脏东西。平板玻璃用于更复杂的应用,例如镜子和用于零售展示和建筑效果的大窗户,其中不均匀性和光学失真是不可接受的。

平板玻璃行业的特点是产品质优价廉。平板玻璃通过漂浮在熔融玻璃表面上的块被拉成带状。玻璃带垂直向上通过石棉辊,然后进入切割室,在那里切割和堆叠冷却的硬化玻璃。适用于建筑中使用的普通窗户。[4]。

在图 3 中,平板玻璃和平板玻璃行业在修改后的 DEM 中进行了说明。X 轴是单价(降序),Y 轴是玻璃的光学质量。我称我的模型为修改版本,因为价格在 X 轴上。因此,我没有原始模型具有的等价线 [2]。另一方面,由于该技术,单价可以被视为可实现的属性。这些属性提供给客户,即玻璃生产商,具有一定的获取成本(与等价线相当)[4]。

图 3 中的平板玻璃线(实线)表明客户更喜欢高质量和尽可能便宜的产品,即客户位于平板线上方(这是指市场小丘)。1930年代初期的平板玻璃行业位于左上角1区,由于技术壁垒,“火成品”壁垒(即研磨和抛光的需要)是平板成本(价格)降低的制约因素玻璃。平板玻璃的质量没有技术壁垒,因为质量取决于研磨和抛光的数量。

拉丝工艺允许生产 2-12 毫米厚的平板玻璃。客户看重尽可能低的产品和尽可能高的质量,即客户就在板材生产线之上。平板玻璃经过“火加工”(即冷却后不进行加工),因此超出了平板玻璃的“火加工”屏障。

然而,平板玻璃的质量受到另一个技术障碍——拉伸障碍的限制(即,如果玻璃带是从没有任何连续支撑的熔融玻璃中拉制出来的,则玻璃带会出现光学畸变)。由于平板玻璃部分手动控制,因此过程控制/阻垢层限制了成本降低。到 1950 年,平板玻璃行业处于图 3 中的区域 2。[4]。

各行业针对不同的客户,差别很大。由于投资要求高、产能大,平板玻璃行业集中度更高。大型平板玻璃公司生产平板玻璃和平板玻璃。然而,虽然这两家公司在两个行业都开发了技术,但仍将产品与其应用分开。

他们还在 1920 年代开始生产安全玻璃。从那时起,汽车行业成为平板玻璃的主要客户。1935 年,皮尔金顿引入了“双”研磨技术,可同时研磨平板玻璃带的两侧。这降低了平板玻璃的成本[6]。该公司向平板玻璃生产商授权了双研磨技术(在图 4 中称为 I 许可)[6]。平板玻璃产业转移到第三区。 [4]

平板玻璃和平板玻璃行业通过改进的 DEM 进行说明

图 3. 平板玻璃和平板玻璃行业通过改进的 DEM 进行说明。

双磨和浮法玻璃的介绍加上浮法的演变

图 4 双磨和浮法玻璃的介绍加上浮法的演变

3.2. 浮法玻璃创新

浮法玻璃的开发始于 1952 年。两年后,皮尔金顿公司决定推出浮法玻璃,前提是它可以替代平板玻璃(不在区域交叉上)。浮法的成本,如果成功,估计比平板玻璃更接近平板玻璃。1959 年,该程序启动。浮法玻璃是“火成品”,没有研磨和抛光阶段。

其质量与平板相当,但投资和生产成本远低于平板玻璃。首先,唯一可能的厚度是 6.5 毫米,幸运的是适用于汽车的侧板。Pilkington 越过“Fire Finished”屏障移至区域 4。浮法玻璃位于拉伸屏障上方,因为熔融锡为浮法玻璃提供持续支撑。

然而,有一个新的屏障,即色带速度屏障,它阻止了更薄的浮法玻璃的制造,从而阻止了浮法玻璃进入夹层挡风玻璃和平板玻璃行业。Pilkington通过在平板玻璃行业内获得浮法玻璃技术(II许可)让整个行业转移到4区。 Pilkington还与浮法玻璃的进一步发展合作,它可以将Ribbon Speed Barrier移动到更东北的地方。[4]。1970 年 Pilkington 生产了 2 毫米厚的浮法玻璃。

浮法玻璃开始与平板玻璃竞争。最终浮法玻璃超越了平板玻璃的工艺控制/阻垢层(区域 5)。在 1970 年代中期,浮法玻璃取代了平板玻璃。由于 Pilkington 将浮法玻璃明确定位于高成本平板行业,而不是介于两个子行业之间,因此它能够专注于具有领先技术能力的“市场小丘”。在浮法玻璃具有足够的成本效益以取代现有技术之前,平板玻璃并没有受到挑战。美国的情况(图1)很好地说明了浮法玻璃是如何让这两个子行业一一落伍的。到 1995 年,大规模运营降低了浮法玻璃的制造成本,并转移到了 6 区。 [4]。

3.3. 中国浮法玻璃

1960年代中国科技工作者开始研究浮法玻璃工艺。1971年第一条浮法玻璃生产工业化试验线在洛阳建成。1981年该工艺定名为“中国洛阳浮法工艺”。从那时起,中国浮法工艺已成为皮尔金顿工艺和 PPG 工艺中的第三种工艺。在 1990 年代,发展重点是能力。

从 90t/d 进步到 700t/d。到 2006 年,产能达到 900 吨/天,玻璃带宽度可达 5.2 米。从此,中国成为世界上少数能够建造超大吨位浮法玻璃生产线的国家之一。1980年代中国建立了浮法玻璃质量标准。中国浮法玻璃技术制造的浮法玻璃质量提高,设备和原材料更好。

这大大缩小了与国际先进水平的差距。超高档产品满足汽车玻璃、镜面玻璃等复合玻璃的需求。国家标准是最低质量指标。越来越多的企业将满足市场对高品质平板玻璃产品的需求作为目标。[5]。

2002年全球平板玻璃市场约为3500万吨,其中22、700万吨是主要在中国生产的优质浮法玻璃和劣质浮法玻璃[7]。两年后,这些数字分别为 38(平板玻璃)、23 和 1000 万吨 [8]。2009 年的数字分别为 52(平板玻璃)29 和 1900 万吨 [9]。

尽管中国政府试图淘汰低质量浮法玻璃产能并收紧产能扩张,但这些政策存在执行风险[10]。2008-2009年越南平板玻璃行业面临困境的主要原因是油价波动。此外,平板玻璃进口增加、全球经济危机导致国内需求下降和商业欺诈(劣质浮法玻璃贴上优质产品标签)对国内产业造成伤害[11] .

基本上,根据供应商的不同,中国浮法玻璃在全球范围内的质量较低。与南玻、信义、晋江等龙头企业品类差异明显。在基本技术以及公司如何监控流程方面存在差异。通过使用低成本的材料、低成本的劳动力以及地方行政部门鼓励雇用更多人,降低了成本。例如在质量意义上,标称厚度可能有 15-20% 的差异。较低质量的浮法玻璃曾经/正在被客户群与家电、家具等产品一起使用。劣质浮法玻璃是否会消失,是成本差异和投资的问题。[12]

根据之前的信息,我可以将较低质量的浮法玻璃放置在修改后的 DEM 上(图 5 中的区域 7)。与 1950 年代一样,又有两种类型的玻璃,但持续了多长时间。似乎每个中国制造商也喜欢生产高质量的浮法玻璃 [5]。

改良 DEM 中质量较低的浮法玻璃

图 5. 改良 DEM 中质量较低的浮法玻璃

四、 结论

浮法玻璃的最终目标是结合平板玻璃和平板玻璃两个独立行业的产品属性。Pilkington 将浮法玻璃明确定位在高成本的平板行业,而不是介于平板玻璃和平板玻璃行业之间。这给创造性的模仿者留下了机会 [13]。

如果皮尔金顿在平板玻璃和平板玻璃之间引入浮法玻璃作为半成品,他们将很难说服平板玻璃用户购买质量较低的平板玻璃用户支付更高的价格。更多的风险是另一家公司,一个创造性的模仿者,将(通过进一步发展)浮法玻璃带入平板玻璃行业。通过谨慎的许可政策,皮尔金顿管理着世界范围内的组织间动态。平板玻璃和平板玻璃之间的巨大差异证明了两个行业的合并。

在中国,正如我们上面看到的那样,质量存在/存在问题。这种情况在业界造成了混乱。一方面,大型老牌制造商似乎在贬低质量较低的浮法玻璃,但另一方面,越南案例表明,一些制造商试图或已经试图以较低质量的浮法玻璃作弊。

然而,似乎该行业的每家公司都旨在生产高质量的玻璃。平板玻璃将/已经成为一种商品,没有任何差异化、细分和因此不同价格的空间。Savaëte 称这是平板玻璃行业犯下的错误 [14]。

虽然平板玻璃是一种商品,但服务似乎是平板玻璃市场差异化的唯一途径。应该这样吗?有几种类型的浮法玻璃:用于特殊用途的有色玻璃、自洁玻璃、超白玻璃等。浮法玻璃制造过程似乎很好理解和管理。对于要求不高的应用,故意以较低的成本(因此以较低的销售价格)制造较低质量的浮法玻璃应该不难。洛阳玻璃在某种意义上是在提倡这一点[15]。

正如我们所见,在浮法玻璃出现之前,有两种类型的平板玻璃,用于不同应用的平板玻璃。所有大制造商都生产这两种类型的玻璃,并保持合理的行业分离。在浮法玻璃时代有可能吗?去年四月,我参观了朋友在 1960 年建造的优雅湖边别墅。看到 Lahti Glassworks 的 Fourcault 机器制作的 2 * 2 米 2 窗户既凉爽又怀旧。自然,优质浮法和劣质浮法玻璃的光学质量差异远小于平板玻璃和平板玻璃。

一般来说,如果一种用于制造简单产品的技术(制造过程可能是最复杂的,就像浮法玻璃的情况一样)占据主导设计地位,那么产品就有成为商品的风险,这意味着对于要求苛刻和不要求苛刻的应用程序,只有一种具有相同价格的通用产品。现在存在产品差异化和细分市场以收取不同价格的空间。从某种意义上说,DEM 应该以相反的方式工作。这一发现是对 DEM 的理论贡献。

五、参考

[1] Edge, K. C. “Section 11, Flat Glass Manufacturing Processes (Update)” in Tooley, F. (ed.) Handbook of Glass Manufacture, 3rd Edition, Volumes I & II, Books for the Glass Industry Division, Ashlee Publishing Co., New York, pp. 714/1-21, 1984
[2] McGrath, R., MacMillan, I. C. and Tushman, L. M. “The Role of Executive Team Actions in Shaping Dominant Designs: Towards the Strategic Shaping of Technological Progress”, Strategic Management Journal, Vol. 13, pp. 137-161, 1992.
[3] Kalafatis, S. P., Tsogas, M.H., and Blankson, C. ”Positioning strategies in business markets”, Journal of Business & Industrial Marketing, Vol. 15 No. 6, pp. 416-437, 2000.
[4] Uusitalo, O. “A Revolutionary Dominant Design - The Float Glass Innovation in the Flat Glass Industry”, dissertation A-108, Helsinki School of Economics, Helsinki, 1995.
[5] Peng, S. “Present Status and Internationalization Prospect of China Float Glass Technology”, Boletin de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio Nota Técnica, 47(2), 117-121, 2008.
[6] Barker, T. C. “The Glassmakers. Pilkington: the Rise of an International Company 1826-1976,” Weidenfeld and Nicholson, London, 1977.
[7] Som, A. “Saint-Gobain: The Expansion Options”, International Journal of Case Method Research & Application, 17(4), 477-487, 2005.
[8] Industry Overview www.hkexnews.hk/listedco/listconews/SEHK/2006/.../EWP111.pdf, 2006 (read 25.4.2017).
[9] Pilkington “Pilkington and the Flat Glass Industry”, 2010.
[10] UOBKayHian, China “Update Glass Sector New Demand Emerging”, March, 2013, utrade.com.hk/en/blue-top/315201344036PM524953.pdf, (read 25.4.2017).
[11] Layton, D. W. and McConkey, M. “Vietnam issues final determination in country’s first trade remedy case”, March 10, Mayer Brown LLP, 2010 http://www.lexology.com/library/detail.aspx?g=36f0ad52-6253-409e-a5f2-48b45b6521e3, (read 25.4.2017).
[12] Nieminen, P. Answers to a questionnaire. April 2, 2017.
[13] Drucker, P. “Innovation and Entrepreneurship”, Pan Books, London, 1985.
[14] Savaëte, B. “25 Years (1992 – 2017) in the flat glass industry – What did we get during last 25 years in the flat glass industry (1992-2017) and what could we expect for tomorrow? in the chapter “Main mistakes we have made during last 25 years” @ BJS. Différences [Document in preparation for GPD 2017 at Tampere]
[15] Luoyang Glass Company Limited http://lygoverseas.en.hisupplier.com/about-us.html

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