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                         制造生產(chǎn)模式的演變與敏捷制造 (2)

  2、敏捷制造

  2.1 敏捷制造提出的背景
   從 70年代到80年代初,由于片面強(qiáng)調(diào)第三產(chǎn)業(yè)的重要而忽視了制造業(yè)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的保障作用,美國的制造業(yè)嚴(yán)重地衰退,逐步喪失了其世界霸主的地位,出現(xiàn)巨額的貿(mào)易赤字。1986年,在國家科學(xué)基金會(huì)(NSF)和企業(yè)界支持下,美國麻省理工學(xué)院(MIT)的“工業(yè)生產(chǎn)率委員會(huì)”開始深入研究衰退原因和振興對(duì)策。研究的結(jié)論是:“一個(gè)國家要生活得好,必須生產(chǎn)得好”,重申作為人類社會(huì)賴以生存的物質(zhì)生產(chǎn)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)棗制造業(yè)的社會(huì)功能,提出以技術(shù)先進(jìn)、有強(qiáng)大競爭力的國內(nèi)制造業(yè)奪回生產(chǎn)優(yōu)勢(shì),振興制造業(yè)的對(duì)策。在所提出的一系列制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中,1988年由美國通用汽車公司和美國里海大學(xué)工業(yè)工程系共同提出的一種新的制造企業(yè)戰(zhàn)略棗-“敏捷制造”最受重視,為此成立了國家制造科學(xué)中心和制造資源中心,得到國家科學(xué)基金會(huì)、國防部、商業(yè)部和許多公司的支持,經(jīng)國會(huì)聽證后向聯(lián)邦政府提出建議,現(xiàn)已成為政府部門主持,企業(yè)和大學(xué)共同參予,有重要影響的研究、開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域,被稱為“21世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略”。

  2.2 實(shí)質(zhì)
   敏捷制造是美國針對(duì)當(dāng)前各項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展、滲透,國際市場競爭日益激烈的形勢(shì),為維護(hù)其世界第一大國地位,維持美國人們的高生活水準(zhǔn)而提出的一種制造生產(chǎn)組織模式和戰(zhàn)略計(jì)劃。敏捷制造思想的出發(fā)點(diǎn)是基于對(duì)市場發(fā)展和未來產(chǎn)品以及自身狀況的分析。一方面,隨著生活水準(zhǔn)的不斷提高,人們對(duì)產(chǎn)品的需求和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)將從質(zhì)量、功能的角度轉(zhuǎn)為最大客戶滿意、資源保護(hù)、污染控制等,產(chǎn)品市場總的發(fā)展趨勢(shì)將從當(dāng)今的標(biāo)準(zhǔn)化和大批量到未來的多元化和個(gè)人化;另一方面,在工業(yè)界存在一個(gè)普遍而重要的問題,那就是商務(wù)環(huán)境變化的速度超過了企業(yè)跟蹤、調(diào)整的能力;再有,美國的信息技術(shù)系統(tǒng)比較發(fā)達(dá)。因此,提出敏捷制造這一思想應(yīng)用于制造業(yè),旨在以變應(yīng)變。[3]

  2.3 內(nèi)涵
   敏捷性意指企業(yè)在不斷變化、不可預(yù)測的經(jīng)營環(huán)境中善于應(yīng)變的能力,它是企業(yè)在市場中生存和領(lǐng)先能力的綜合表現(xiàn)。敏捷制造是指制造企業(yè)采用現(xiàn)代通信手段,通過快速配置各種資源(包括技術(shù)、管理和人),以有效和協(xié)調(diào)的方式響應(yīng)用戶需求,實(shí)現(xiàn)制造的敏捷性。敏捷制造依賴于各種現(xiàn)代技術(shù)和方法,而最具代表性的是敏捷虛擬企業(yè)(簡稱虛擬企業(yè))的組織方式和擬實(shí)制造的開發(fā)手段。

   虛擬企業(yè)(也叫動(dòng)態(tài)聯(lián)盟):競爭環(huán)境快速變化,要求作出快速反應(yīng)。而現(xiàn)在產(chǎn)品越來越復(fù)雜,對(duì)某些產(chǎn)品一個(gè)企業(yè)已不可能快速、經(jīng)濟(jì)地獨(dú)立開發(fā)和制造其全部。因此,根據(jù)任務(wù),由一個(gè)公司內(nèi)部某些部門或不同公司按照資源、技術(shù)和人員的最優(yōu)配置,快速組成臨時(shí)性企業(yè)即虛擬企業(yè),才有可能迅速完成既定目標(biāo)。這種動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的虛擬企業(yè)組織方式可以降低企業(yè)風(fēng)險(xiǎn),使生產(chǎn)能力前所未有地提高,從而縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間,減少相關(guān)的開發(fā)工作量,降低生產(chǎn)成本。組成虛擬企業(yè),利用各方的資源優(yōu)勢(shì),迅速響應(yīng)用戶需求是21世紀(jì)生產(chǎn)方式――社會(huì)級(jí)集成的具體表現(xiàn)。實(shí)際上,敏捷虛擬企業(yè)并不限于制造,但制造卻是最令人感興趣又是最困難的領(lǐng)域,它更清晰地體現(xiàn)了過程的集成,且控制概念在運(yùn)行結(jié)構(gòu)中占有重要地位,使虛擬企業(yè)的形成更具挑戰(zhàn)性。

    擬實(shí)制造:亦稱擬實(shí)產(chǎn)品開發(fā)。它綜合運(yùn)用仿真、建模、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù),提供三維可視交互環(huán)境,對(duì)從產(chǎn)品概念產(chǎn)生、設(shè)計(jì)到制造全過程進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn),以期在真實(shí)制造之前,預(yù)估產(chǎn)品的功能及可制造性,獲取產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)方法,從而大大縮短產(chǎn)品上市時(shí)間,降低產(chǎn)品開發(fā)、制造成本。其組織方式是由從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、仿真、制造和支持等方面的人員組成“虛擬”產(chǎn)品設(shè)計(jì)小組,通過網(wǎng)絡(luò)合作并行工作;其應(yīng)用過程是用數(shù)字形式“虛擬”地創(chuàng)造產(chǎn)品,即完全在計(jì)算機(jī)上建立產(chǎn)品數(shù)字模型,并在計(jì)算機(jī)上對(duì)這一模型產(chǎn)生的形式、配合和功能進(jìn)行評(píng)審、修改,這樣常常只需作一次最終的實(shí)物原形,并可使新產(chǎn)品開發(fā)一次獲得成功。

    可以說,以上兩項(xiàng)方法和技術(shù)是敏捷制造區(qū)別于其它生產(chǎn)方式的顯著特征。但敏捷制造的精髓在于提高企業(yè)的應(yīng)變能力,所以對(duì)于一個(gè)具體的應(yīng)用,并不是說必需具備這兩方面內(nèi)容才算在實(shí)施敏捷制造,而應(yīng)理解為通過各種途徑提高企業(yè)響應(yīng)能力都是在向敏捷制造前進(jìn)。[4]

  2.4 研究狀況
   從1991年開始,以美國為首的各發(fā)達(dá)國家對(duì)敏捷制造進(jìn)行了大量廣泛的研究。1992年,由美國國會(huì)和工業(yè)界在里海大學(xué)建立了美國敏捷制造企業(yè)協(xié)會(huì)(AMEF)。該協(xié)會(huì)每年召開一次有關(guān)敏捷制造的國際會(huì)議。1993年,美國國家自然科學(xué)基金會(huì)和國防部聯(lián)合在New York, Illinois, Texas等州建立了3個(gè)敏捷制造國家研究中心,分別研究電子工業(yè)、機(jī)床工業(yè)和航天國防工業(yè)中的敏捷制造問題。除此之外,還配套支持了工業(yè)界進(jìn)行的7項(xiàng)敏捷化商務(wù)實(shí)踐(Agile Business Practice),4項(xiàng)敏捷企業(yè)決策支持研究(Agile Enterprise Decision Support),8項(xiàng)敏捷化智能設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)(Agile Intelligent Design and Manufacturing System)和10項(xiàng)敏捷供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(Agile Supply Chain Management)。從1994年開始,由AMEF牽頭,有近百家公司和大學(xué)研究機(jī)構(gòu)就敏捷制造的6個(gè)領(lǐng)域(集成產(chǎn)品與過程開發(fā)/并行過程、人的問題、虛擬企業(yè)、信息與控制、過程與設(shè)備、法律障礙)進(jìn)行了研究與實(shí)踐相結(jié)合的深入工作。此外,在其他國家也開展了大量敏捷制造的研究,如:日本發(fā)起的MATIC計(jì)劃,以汽車、電子和服裝為典型對(duì)象產(chǎn)品開展敏捷制造的研究。

   迄今為止,敏捷制造的研究是在兩個(gè)層次上進(jìn)行的,第一層側(cè)重從企業(yè)組織、結(jié)構(gòu)和管理、營銷策略的角度研究敏捷制造的實(shí)現(xiàn);第二層則側(cè)重從技術(shù)的角度研究敏捷制造的實(shí)現(xiàn)方法和關(guān)鍵使能技術(shù)。最初,敏捷制造的研究大多集中于第一層的研究,到90年代中,獲得了一批較為成熟的研究成果,提出了一系列新的制造概念與模式,如企業(yè)重組、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟、虛擬組織等;另一方面,90年代信息技術(shù)的飛速發(fā)展(如:分布式計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、萬維網(wǎng)技術(shù)),為實(shí)施新的制造概念和模式提供了更有效的手段,一些技術(shù)有可能突破原有第一層研究的限制,為創(chuàng)造更新一代的制造思想和模式提供了空間。近幾年來,第二層次的研究在美國已經(jīng)展開,一個(gè)例子是美國NIIIP(National Industrial Information Infrastructure Protocols)正在從事的關(guān)于虛擬企業(yè)方面的研究工作,研究企業(yè)間合作的方案,使得合作者之間消除由于不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、不同的過程和不同的計(jì)算環(huán)境所造成的障礙。該項(xiàng)研究認(rèn)為虛擬企業(yè)的組成單位就如同屬于一個(gè)組織一樣,協(xié)同工作,資源共享,完成任務(wù),而實(shí)質(zhì)上這些組成單位是彼此獨(dú)立的公司,遍布美國各地。該項(xiàng)研究的一個(gè)演示系統(tǒng)就是基于INTERNET,CORBA,STEP,WORKFLOW的一個(gè)應(yīng)用范例。

   國內(nèi)學(xué)術(shù)界有關(guān)敏捷制造的研究起步于90年代初,主要在企業(yè)組織和結(jié)構(gòu)層次上,研究取得了一定的成果,但在技術(shù)層次上的研究還未見報(bào)導(dǎo)。

  2.5 應(yīng)用情況

  目前,美國已有上百個(gè)公司、企業(yè)在進(jìn)行敏捷制造的實(shí)踐活動(dòng)。歐洲也有不少公司進(jìn)行企業(yè)改造和重組。舉實(shí)例如下:

  美國Ingersoll-R公司主要生產(chǎn)工業(yè)壓縮機(jī),原來開發(fā)新產(chǎn)品僅設(shè)計(jì)就耗時(shí)8~12個(gè)月,從樣機(jī)制造到試驗(yàn)評(píng)定花1年到1年半,耗資50萬美元。1988年建立動(dòng)態(tài)公司采用敏捷制造過程后,開發(fā)技術(shù)水平更高的壓縮機(jī)只需原來的1/3~1/2時(shí)間,花費(fèi)只是12.5萬到25萬美元。

   美國康柏公司1996年啟動(dòng)虛擬生產(chǎn)計(jì)劃,與臺(tái)灣制造商形成合作關(guān)系,由臺(tái)灣制造商在其深圳分廠附近建設(shè)新廠,其產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)、研究開發(fā)、運(yùn)送、存貨都要符合康柏公司全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),連員工的技術(shù)水平和工作態(tài)度也要達(dá)到其要求。這種虛擬生產(chǎn)方式使其計(jì)算機(jī)產(chǎn)品每臺(tái)成本平均降低57美元。這種虛擬生產(chǎn)、全球運(yùn)籌的策略使這些財(cái)力大、品牌知名度高、市場基礎(chǔ)成熟、分銷渠道完善的大公司更成功地經(jīng)營,而沒有品牌行銷能力但能有效生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)制造商得到巨額訂單,賺取穩(wěn)定可觀的利潤。這正是敏捷制造所提倡的優(yōu)勢(shì)集成組織原則的應(yīng)用。

   遙測裝置生產(chǎn)的敏捷制造示范項(xiàng)目,該項(xiàng)目采用虛擬企業(yè)方式,聯(lián)盟了聯(lián)合信號(hào)公司堪薩斯城分部,加利福尼亞的圣地亞國家實(shí)驗(yàn)室和新墨西哥的圣地亞國家實(shí)驗(yàn)室以及機(jī)械主箱、印刷電路板供應(yīng)商。這些聯(lián)盟企業(yè)為產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)設(shè)備原料等支持,彌補(bǔ)了單一企業(yè)資源的不足。生產(chǎn)時(shí)間減少50%,生產(chǎn)效益提高了好幾倍。

  3、應(yīng)用敏捷制造技術(shù)及思想提高我國制造業(yè)水平
   國際化的、持續(xù)多變的和不可預(yù)測的市場競爭給我國帶來了新問題,敏捷制造則給我們帶來了新思想和新技術(shù)。運(yùn)用敏捷制造思想及技術(shù),實(shí)施適合我國實(shí)際情況的敏捷制造,無疑是提高我國制造業(yè)競爭力的可行方法。

  3.1企業(yè)的敏捷化建設(shè)

   簡化組織機(jī)構(gòu)。絕大多數(shù)國有企業(yè)實(shí)行了數(shù)十年之久的面向功能的多級(jí)企業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蜻^程的項(xiàng)目組/虛擬公司平面式企業(yè)結(jié)構(gòu),減少不必要的層次結(jié)構(gòu),從而提高敏捷性。

   重建企業(yè)文化。樹立共同贏(win-win)的觀念。一個(gè)新機(jī)遇,對(duì)于核心企業(yè)來說,應(yīng)意識(shí)到聯(lián)盟其他資源的重要性,因?yàn)闄C(jī)遇轉(zhuǎn)瞬即逝,只有合作才能共同獲利。對(duì)于非核心成員來說,積極配合、認(rèn)真負(fù)責(zé)地完成響應(yīng)的任務(wù)是其自身生存和發(fā)展的基礎(chǔ),要有主人翁意識(shí)。Win-win觀念是合作的前提。

   高素質(zhì)員工的培養(yǎng)。面對(duì)變化,員工對(duì)新事物的接受和新技術(shù)的掌握能力是敏捷企業(yè)競爭力的重要因素;敏捷企業(yè)應(yīng)把決策權(quán)放在最底層,授權(quán)自制,讓每個(gè)操作者都能對(duì)與其工作相關(guān)的問題作出迅速、正確的決策,這同樣需對(duì)員工進(jìn)行各類必須的培訓(xùn)。只有一個(gè)企業(yè)擁有大量的高素質(zhì)的員工,它才容易進(jìn)行各種調(diào)整以適應(yīng)新挑戰(zhàn)的需要。

  3.2 建立區(qū)域企業(yè)聯(lián)盟

   我國制造業(yè)競爭力差的原因之一是單個(gè)企業(yè)的設(shè)計(jì)、制造資源的不足。為彌補(bǔ)這種不足和提高企業(yè)資源利用率,在一定區(qū)域范圍內(nèi),在政府部門的指導(dǎo)下, 建立企業(yè)聯(lián)盟[5]。聯(lián)盟企業(yè)通過Internet網(wǎng)(或其它方式) 與聯(lián)盟中心取得聯(lián)系。在聯(lián)盟中心設(shè)有:

  聯(lián)盟企業(yè)成員的設(shè)計(jì)、制造資源庫,以供聯(lián)盟成員查詢;

  專家使能系統(tǒng),專業(yè)專家為新的產(chǎn)品進(jìn)行工藝分析;

  虛擬企業(yè)模型,協(xié)助分析選取合作伙伴,優(yōu)化產(chǎn)品過程;

  多方?jīng)Q策系統(tǒng),聯(lián)盟各方可通過計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作(CSCW,Computer Supported Cooperative Work)支持,在聯(lián)盟中心協(xié)助下,進(jìn)行多方動(dòng)態(tài)決策。

  聯(lián)盟中心負(fù)責(zé)監(jiān)督合作各方的任務(wù)履行,以及商務(wù)實(shí)現(xiàn)。建立區(qū)域企業(yè)聯(lián)盟,實(shí)現(xiàn)資源有償共享,以期實(shí)現(xiàn)提高成員企業(yè)實(shí)力和對(duì)機(jī)遇的敏捷應(yīng)變能力。

  4、結(jié)束語

   綜上所述,制造生產(chǎn)模式的演變同市場環(huán)境的變化息息相關(guān)。在當(dāng)前的市場環(huán)境下,在信息技術(shù)的強(qiáng)有力支持下,敏捷性是現(xiàn)代制造企業(yè)必不可少的特征之一,敏捷制造模式是21世紀(jì)制造業(yè)生產(chǎn)模式,這一點(diǎn)已成為國內(nèi)外眾多有關(guān)專家的共識(shí),并且國外很多公司已經(jīng)自覺應(yīng)用敏捷制造思想改造企業(yè),取得了良好的效果。對(duì)我國制造業(yè)來說,敏捷制造的出現(xiàn)是一個(gè)機(jī)遇,因?yàn)槲覀兛梢员苊馕鞣桨l(fā)達(dá)國家走過的彎路,但從另一方面看也是一個(gè)挑戰(zhàn),畢竟我們的信息化程度同發(fā)達(dá)國家相比還有很大的距離,如何在新形勢(shì)下的市場競爭中求生存與發(fā)展是我們面臨的重大課題。所以,利用敏捷制造技術(shù)及思想提高我國企業(yè)的敏捷性和競爭力是一項(xiàng)刻不容緩的工作。

  參考文獻(xiàn)

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2.羅振壁,周兆英,汪勁松等.制造的革新.機(jī)械工程學(xué)報(bào),1995,31 (4):31~37

3.張申生.我國研究先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)重視的幾個(gè)問題.中國機(jī)械工程,1995.6 (4):4~6

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5.趙偉,劉曉冰.建立面向區(qū)域資源共享企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟體系的研究。組合機(jī)床與加工自動(dòng)化,1998,11:43~46

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