制造生產(chǎn)模式的演變與敏捷制造

1、制造生產(chǎn)模式的演變與敏捷制造制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其發(fā)達(dá)程度體現(xiàn)了一個(gè)國家的科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平。從18世紀(jì)英國爆發(fā)工業(yè)革命開始，制造業(yè)走出手工作坊階段，迅速發(fā)展壯大，逐漸成為世界各國國民經(jīng)濟(jì)中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。特別是本世紀(jì)50年代，大批大量生產(chǎn)模式的確立使制造業(yè)達(dá)到了一個(gè)前所未有的巔峰時(shí)期。但是近十幾年來，隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，消費(fèi)者需求日趨主體化、個(gè)體化和多樣化，制造廠商面對(duì)一個(gè)變化迅速且無法預(yù)測(cè)的買方市場(chǎng)，傳統(tǒng)的大批大量的生產(chǎn)模式不再適應(yīng)新的市場(chǎng)形勢(shì)的需要。在這種情況下，對(duì)市場(chǎng)需求的快速反應(yīng)能力就開始成為企業(yè)能否在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)

2、中占得一席之 地的重要標(biāo)志。在這種形勢(shì)下，探索適合我國國情的制造生產(chǎn)模式對(duì)實(shí)現(xiàn)我國偉大戰(zhàn)略目標(biāo)意義重大，從人類制造生產(chǎn)模式的演變中我們可能會(huì)得到有益的啟示。1、制造模式的演變從17世紀(jì)初至1830年，在專業(yè)化協(xié)作分工、蒸汽動(dòng)力機(jī)和工具機(jī)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了制造企業(yè)的雛形一工 場(chǎng)式的制造廠，人類社會(huì)的生產(chǎn)率開始出現(xiàn)大幅度的飛躍。到了大約1900年，制造業(yè)成為一個(gè)重要的產(chǎn)業(yè)，其主要生產(chǎn)模式是“少品種單件小批生產(chǎn)”。比如汽車行業(yè)，當(dāng)時(shí)處于世界領(lǐng)先地位的轎車公司P&L每年只制造幾百輛汽車，而且所造的汽車沒有兩輛是完全相同的，原因在于P&L所有的承包商都不采用標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量器具，裝配時(shí)，依靠裝配

3、工的熟練，修整零件，使之配合良好。至1905年，歐洲已有幾百家這類公司采用單件生產(chǎn)方式少量地制作汽車，這些獨(dú)立承擔(dān)大部分生產(chǎn)任務(wù)的小工廠沒有能力開發(fā)新技術(shù)，產(chǎn)量低，成本高，且成本不隨產(chǎn)量而下降。這種生產(chǎn)模式當(dāng)然無法滿足市場(chǎng)需求。20年代，在E.Whitney提出的“互換性”和“大批大量生產(chǎn)”，0liver Evons把傳送帶引入制造系統(tǒng)和F.Taylor的“科學(xué)管理”支撐下，與當(dāng)時(shí)的電氣化、標(biāo)準(zhǔn)化與系列化結(jié)合，Henry Ford開創(chuàng)了機(jī)械自動(dòng)流水線生產(chǎn)，出現(xiàn)了“少品種大批大量生產(chǎn)”的模式，又稱為底特律式自動(dòng)化，成為各國紛紛仿效的制造生產(chǎn)模式，制造業(yè)開始了第一-次生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)換。這種新的生產(chǎn)模

4、式一大量生產(chǎn)方式及其技術(shù)支持一零件的互換性帶給 了制造業(yè)一-場(chǎng)重大變革，它推動(dòng)了工業(yè)化的進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，為社會(huì)提供了大量的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品，促進(jìn)了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。其主要特征是：少品種大批大量生產(chǎn)、塔形多層次的垂直領(lǐng)導(dǎo)和嚴(yán)格的產(chǎn)品節(jié)拍控制。其市場(chǎng)特征與少品種單件小批生產(chǎn)模式相同，都是賣方市場(chǎng)。剛性生產(chǎn)線大大提高了生產(chǎn)效率，從而降低了產(chǎn)品成本，但這是以損失產(chǎn)品的多樣性為代價(jià)的。到50年代，大量生產(chǎn)方式達(dá)到了頂峰。從50年代開始，人們對(duì)“少品種大批大量生產(chǎn)方式”的優(yōu)缺點(diǎn)有了進(jìn)一-步的認(rèn)識(shí)。大批量生產(chǎn)模式產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)表現(xiàn)為效率加質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)。一方面，大批大量生產(chǎn)方式的規(guī)模效益使企業(yè)受益匪淺。比如在日本，由于政

5、府的干預(yù)與調(diào)控，制造企業(yè)進(jìn)行管理改革，大量引進(jìn)和采用高新技術(shù)成果，狠抓商品化生產(chǎn)，發(fā)揮人的因素作用，發(fā)展企業(yè)間的合作，對(duì)外開拓國際市場(chǎng)，在汽車、家電、鋼鐵及微電子器件等產(chǎn)量大的行業(yè)，利用批量法則，以規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品和營銷優(yōu)勢(shì)迅速擴(kuò)大在國際市場(chǎng)的占有份額，發(fā)展成為能與美國抗衡的經(jīng)濟(jì)大國。另一方面，人們也認(rèn)識(shí)到剛性自動(dòng)流水線存在許多自身難以克服的缺點(diǎn)，市場(chǎng)的多變性和產(chǎn)品品種、過程的多樣性對(duì)剛性生產(chǎn)線提出了挑戰(zhàn)，為此人們從技術(shù)角度形成成組技術(shù)和以計(jì)算機(jī)與系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)的制造自動(dòng)化，試圖改進(jìn)這一模式的不足。但是實(shí)踐證明，單純技術(shù)上的某些改進(jìn)不是振興制造業(yè)的良策。到了80年代，人們已經(jīng)將少品種大批大量生產(chǎn)

6、模式的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到了極限，同時(shí)這種生產(chǎn)模式同市場(chǎng)需求變化間的矛盾愈來愈明朗，并且成為制約制造業(yè)發(fā)展的重要因素。解決這對(duì)矛盾的出路只能是進(jìn)行制造生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)換。從前面所述可知，生產(chǎn)模式的變革，是在市場(chǎng)需求推動(dòng)下，以相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)步為支持，生產(chǎn)管理模式和相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)步是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的2個(gè)方面。我們也看到，在近30年，信息技術(shù)對(duì)制造業(yè)所起的作用越來越大。產(chǎn)品由“大量生產(chǎn)”過渡到“中小批量生產(chǎn)”，我們可以設(shè)想，當(dāng)最終又過渡到能完全滿足用戶需求且性能價(jià)格優(yōu)良的產(chǎn)品的單件小批生產(chǎn)時(shí)，會(huì)有一種新的生產(chǎn)模式和全方位的信息技術(shù)的支持。從80年代后期以來，美、日、加、澳等國及西歐各國都先后提出新模式的制造戰(zhàn)略、研究開

7、發(fā)計(jì)劃。1988 年美國GM公司和里海大學(xué)共同提出敏捷制造戰(zhàn)略，于1990年向社會(huì)半公開；1990年日、美、加、澳等國及西歐各國聯(lián)合進(jìn)行10年期的智能制造系統(tǒng)（IMS）的研究與開發(fā)；1992年德、美提出精益生產(chǎn)（Lean Production）；1994 年德國人提出改變工業(yè)組織結(jié)構(gòu)的分形公司（Fractal Company）。上述模式中 最有代表性、社會(huì)反響最大的是“敏捷制造”?！懊艚葜圃臁币鹆藦V泛關(guān)注，不僅在科技界，而且在企業(yè)界，也成為研究的熱點(diǎn)之一。2、敏捷制造2.1敏捷制造提出的背景從70年代開始到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

8、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)一制造 業(yè)的社會(huì)功能，提出以技術(shù)先進(jìn)、有強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)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)略一一“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

9、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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的形勢(shì)，為維護(hù)其世界第-大國地位，維持美國人民的高生活水準(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(chǎng)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(chǎng)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

10、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。2.3內(nèi)涵敏捷性意指企業(yè)在不斷變化、不可預(yù)測(cè)的經(jīng)營環(huán)境中善于應(yīng)變的能力，它是企業(yè)在市場(chǎng)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(jiǎn)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(jìng)爭(zhēng)環(huán)境快速變化，要求作出快速反應(yīng)。而現(xiàn)

11、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)方式一-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（也稱擬實(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