敏捷制造

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敏捷制造(Agile Manufacturing,AM)

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什么是敏捷制造

  敏捷制造是指制造企业采用现代通信手段,通过快速配置各种资源(包括技术、 管理和人),以有效和协调的方式响应用户需求,实现制造的敏捷性。敏捷性是核心,它是企业在不断变化、不可预测的经营环境中善于应变的能力,是企业在市场中生存和领先能力的综合表现,具体表现在产品的需求、 设计和制造上具有敏捷性。

敏捷制造的背景

  20世纪9O年代,信息技术突飞猛进,信息化的浪潮汹涌而来,许多国家制订了旨在提高自己国家在未来世界中的竞争地位、培养竞争优势的先进的制造计划。在这一浪潮中,美国走在了世界的前列,给美国制造业改变生产方式提供了强有力的支持,美国想凭借这一优势重造在制造领域的领先地位。在这种背景下,一种面向对世纪的新型生产方式——敏捷制造(Agile Manufacturing)的设想诞生了。

  敏捷制造是美国国防部为了指定21世纪制造业发展而支持的一项研究计划。该计划始于1991年,有100多家公司参加,由通用汽车公司波音公司IBM德州仪器公司AT&T摩托罗拉等15家著名大公司和国防部代表共20人组成了核心研究队伍。此项研究历时三年,于1994年底提出了《21世纪制造企业战略》。在这份报告中,提出了既能体现国防部与工业界各自的特殊利益,又能获取他们共同利益的一种新的生产方式,即敏捷制造。

  敏捷制造是在具有创新精神组织和管理结构、先进制造技术(以信息技术和柔性智能技术为主导)、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的,也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起,通过所建立的共同基础结构,对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。

敏捷制造三要素

  敏捷制造主要包括三个要素,生产技术,组织方式,管理手段

  敏捷制造的目的可概括为:“将柔性生产技术,有技术、有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理(三要素)集成在一起,通过所建立的共同基础结构,对迅速改变的市场需求和市场实际做出快速响应”。从这一目标中可以看出,敏捷制造实际上主要包括三个要素:生产技术、管理和人力资源

  要素一:生产技术

  敏捷性是通过将技术、管理和人员三种资源集成为一个协调的、相互关联的系统来实现的。首先,具有高度柔性的生产设备是创建敏捷制造企业的必要条件(但不是充分条件)。所必需的生产技术在设备上的具体体现是:由可改变结构、可量测的模块化制造单元构成的可编程的柔性机床组;“智能”制造过程控制装置;用传感器、采样器、分析仪与智能诊断软件相配合,对制造过程进行闭环监视,等等。

  其次,在产品开发和制造过程中,能运用计算机能力和制造过程的知识基础,用数字计算方法设计复杂产品;可靠地模拟产品的特性和状态,精确地模拟产品制造过程。各项工作是同时进行的,而不是按顺序进行的。同时开发新产品,编制生产工艺规程,进行产品销售。设计工作不仅属于工程领域,也不只是工程与制造的结合。从用材料制造成品到产品最终报废的整个产品生命周期内,每一个阶段的代表都要参加产品设计。技术在缩短新产品的开发与生产周期上可充分发挥作用。

  再次,敏捷制造企业是一种高度集成的组织。信息在制造、工程、市场研究采购财务仓储销售、研究等部门之间连续地流动,而且还要在敏捷制造企业与其供应厂家之间连续流动。在敏捷制造系统中,用户和供应厂家在产品设计和开发中都应起到积极作用。每一个产品都可能要使用具有高度交互性的网络。同一家公司的、在实际上分散、在组织上分离的人员可以彼此合作,并且可以与其他公司的人员合作。

  最后,把企业中分散的各个部门集中在一起,靠的是严密的通用数据交换标准、坚固的“组件”(许多人能够同时使用同一文件的软件)、宽带通信信道(传递需要交换的大量信息)。把所有这些技术综合到现有的企业集成软件和硬件中去,这标志着敏捷制造时代的开始。敏捷制造企业将普遍使用可靠的集成技术,进行可靠的、不中断系统运行的大规模软件的更换,这些都将成为正常现象。

  要素二:管理技术

  首先,敏捷制造在管理上所提出的最创新思想之一是“虚拟公司”。敏捷制造认为,新产品投放市场的速度是当今最重要的竞争优势。推出新产品最快的办法是利用不同公司的资源,使分布在不同公司内的人力资源和物资资源能随意互换,然后把它们综合成单一的靠电子手段联系的经营实体--虚拟公司,以完成特定的任务。也就是说,虚拟公司就像专门完成特定计划的一家公司一样,只要市场机会存在,虚拟公司就存在;该计划完成了,市场机会消失了,虚拟公司就解体。能够经常形成虚拟公司的能力将成为企业一种强有力的竞争武器。

  只要能把分布在不同地方的企业资源集中起来,敏捷制造企业就能随时构成虚拟公司。在美国,虚拟公司将运用国家工业网络--全美工厂网络,把综合性工业数据库与服务结合起来,以便能够使公司集团创建并运作虚拟公司,排除多企业合作和建立标准合法模型的法律障碍。这样,组件虚拟公司就像成立一个公司那样简单。

  有些公司总觉得独立生产比合作要好,这种观念必须要破除。应当把克服与其他公司合作的组织障碍作为首要任务,而不是作为最后任务。此外,需要解决因为合作而产生的知识产权问题,需要开发管理公司、调动人员工作主动性的技术,寻找建立与管理项目组的方法,以及建立衡量项目组绩效的标准,这些都是艰巨任务。

  其次,敏捷制造企业应具有组织上的柔性。因为,先进工业产品及服务的激烈竞争环境已经开始形成,越来越多的产品要投入瞬息万变的世界市场上去参与竞争。产品的设计、制造、分配、服务将用分布在世界各地的资源(公司、人才、设备、物料等)来完成。制造公司日益需要满足各个地区的客观条件。这些客观条件不仅反映社会、政治和经济价值,而且还反映人们对环境安全、能源供应能力等问题的关心。在这种环境中,采用传统的纵向集成形式,企图“关起门来”什么都自己做,是注定要失败的,必须采用具有高度柔性的动态组织结构。根据工作任务的不同,有是可以采取内部多功能团队形式,请供应者和用户参加团队;有时可以采用与其他公司合作的形式;有时可以采取虚拟公司形式。有效地运用这些手段,就能充分利用公司的资源。

  要素三:人力资源

  敏捷制造在人力资源上的基本思想是,在动态竞争的环境中,关键的因素是人员。柔性生产技术和柔性管理要使敏捷制造企业的人员能够实现他们自己提出的发明和合理化建议。没有一个一成不变的原则来指导此类企业的运行。唯一可行的长期指导原则,是提供必要的物质资源组织资源,支持人员的创造性和主动性。

  在敏捷制造时代,产品和服务的不断创新和发展,制造过程的不断改进,是竞争优势的同义语。敏捷制造企业能够最大限度地发挥人的主动性。有知识的人员是敏捷制造企业中唯一最宝贵的财富。因此,不断对人员进行教育,不断提高人员素质,是企业管理层应该积极支持的一项长期投资。每一个雇员消化吸收信息、对信息中提出的可能性做出创造性响应的能力越强,企业可能取得的成功就越大。对于管理人员和生产线上具有技术专长的工人都是如此。科学家和工程师参加战略规划和业务活动,对敏捷制造企业来说是带决定性的因素。在制造过程的科技知识与产品研究开发的各个阶段,工程专家的协作是一种重要资源。

  敏捷制造企业中的每一个人都应该认识到柔性可以使企业转变为一种通用工具,这种工具的应用仅仅取决于人们对于使用这种工具进行工作的想象力。大规模生产企业的生产设施是专用的,因此,这类企业是一种专用工具。与此相反,敏捷制造企业是连续发展的制造系统,该系统的能力仅受人员的想象力、创造性和技能的限制,而不受设备限制。敏捷制造企业的特性支配着它在人员管理上所持有的、完全不同于大量生产企业的态度管理者与雇员之间的敌对关系是不能容忍的,这种敌对关系限制了雇员接触有关企业运行状态的信息。信息必须完全公开,管理者与雇员之间必须建立相互信赖的关系。工作场所不仅要完全,而且对在企业的每一个层次上从事脑力创造性活动的人员都要有一定的吸引力。

敏捷制造的特点

  1、从产品开发产品生产周期的全过程满足要求

  敏捷制造采用柔性化、模块化的产品设计方法和可重组的工艺设备,使产品的功能和性能可根据用户的具体需要进行改变,并借助仿真技术可让用户很方便地参与设计,从而很快地生产出满足用户需要的产品。它对产品质量的概念是,保证在整个产品生产周期内达到用户满意;企业的质量跟踪将持续到产品报废,甚至直到产品的更新换代。

  2、采用多变的动态组织结构

  21世纪衡量竞争优势的准则在于企业对市场反应的速度和满足用户的能力。而要提高这种速度和能力,必须以最快的速度把企业内部的优势和企业外部不同公司的优势集中在一起,组成为灵活的经营实体,即虚拟公司

  虚拟公司这种动态组织结构,大大缩短了产品上市时间,加速产品的改进发展,使产品质量不断提高,也能大大降低公司开支,增加收益。虚拟公司已被认为是企业重新建造自己生产经营过程的一个步骤,预计10年到20年以后,虚拟公司的数目会急剧增加。

  3、战略着眼点在于长期获取经济效益

  传统的大批量生产企业,其竞争优势在于规模生产,即依靠大量生产同一产品,减少每个产品所分摊的制造费用和人工费用,来降低产品的成本。敏捷制造是采用先进制造技术和具有高度柔性的设备进行生产,这些具有高柔性、可重组的设备可用于多种产品,不需要像大批量生产那样要求在短期内回收专用设备及工本等费用。而且变换容易,可在一段较长的时间内获取经济效益,所以它可以使生产成本与批量无关,做到完全按订单生产,充分把握市场中的每一个获利时机,使企业长期获取经济效益。

  4、建立新型的标准基础结构,实现技术、管理和人的集成

  敏捷制造企业需要充分利用分布在各地的各种资源,要把这些资源集中在一起,以及把企业中的生产技术、管理和人集成到一个相互协调的系统中。为此,必须建立新的标准结构来支持这一集成。这些标准结构包括大范围的通讯基础结构、信息交换标准等的硬件和软件。

  5、最大限度地调动、发挥人的作用

  敏捷制造提倡以“人”为中心的管理。强调用分散决策代替集中控制,用协商机制代替递阶控制机制。它的基础组织是“多学科群体”(Multi- Decision Team),是以任务为中心的一种动态组合。也就是把权力下放到项目组,提倡“基于统观全局的管理”模式,要求各个项目组都能了解全局的远景,胸怀企业全局,明确工作目标和任务的时间要求,但完成任务的中间过程则由项目组自主决定。以次来发挥人的主动性和积极性。

  显然,敏捷制造方式把企业的生产与管理的集成提高到一个更高的发展阶段。它把有关生产过程的各种功能和信息集成扩展到企业与企业之间的不同系统的集成。当然,这种集成将在很大程度上依赖于国家和全球信息基础设施

敏捷制造的组织方式

  敏捷制造认为,新产品投放市场的速度是当今最重要的竞争优势。推出新产品最快的办法是利用不同公司的资源和公司内部的各种资源。这就需要企业内部组织的柔性化和企业间组织的动态联盟。虚拟公司是最为理想的一种形式。虚拟公司就像专门完成特定计划的一家公司一样,只要市场机会存在,虚拟公司就存在;市场机会消失了,虚拟公司也随之解体。能够经常形成虚拟公司的能力将成为企业一种强有力的竞争武器。

  只要能把分布在不同地方的企业资源集中起来,敏捷制造企业就能随时构成虚拟公司。在美国,虚拟公司将运用国家的工业网络——全美工业网络,把综合性工业数据库与服务结合起来,以便能够使公司集团创建并运作虚拟公司。

  敏捷制造企业必须具有高度柔性的动态组织结构。根据产品不同,采取内部团队、外部团队(供应商,用户均可参与)与其它企业合作或虚拟公司等不同形式,来保证企业内部信息达到瞬时沟通,又能保证迅速抓住企业外部的市场,而进一步做出灵敏反映。

敏捷制造关键技术

  虽然说敏捷性的提高本身并不依赖于高技术或者高投入。但适当的技术和先进的管理能使企业的敏捷性达到一个新的高度。必须指出的是我们这里讲的技术仍然是围绕敏捷性的提高来讲的。

  一、一个跨企业、跨行业、跨地域的信息技术框架

  为了响应来自不同市场的不同挑战,支持动态联盟的运行;实现异构分布环境下多功能小组(Team)内和多功能小组间的异地合作(设计、加工物流供应等等),我们需要一个好的信息技术框架来支持不同企业协作运行的需要。

  二、一个支持集成化产品过程设计的设计模型和工作流控制系统

  和工作流控制系统是在多功能小组内和多功能小组间进行协同工作和全局优化应用集成和过程优化的重要工具。它包含了许多内容如集成化产品的数据模型定义和过程模型定义;包含了产品开发过程中的产品数据管理(版本控制)、动态资源管理和开发过程管理工作流管理);包含了必要的安全措施和分布系统的集中管理等等。

  三、供应链管理系统企业资源管理系统

  现行的企业信息集成的主要手段是通过MRPII的实施来完成的。在企业的组织和运行模式转向敏捷企业和动态联盟时,现有的MRPII系统就表现出许多不足。首先,MRPII系统基本上是一个静态的闭环系统,无法和其它应用系统实现紧密的动态集成,不能满足多功能小组开展并行设计的需要。其次,在动态联盟的成员企业中,有许多数据和信息是要共享的(但同时还有更多的信息企业并不希望共享)这就涉及到一个MRPII信息系统的重构问题。快速重构是MRPII系统不具备的。这里提出的ERP系统是一个企业内的信息管理系统,和MRPII相比,它增加了和其它应用系统紧密、动态集成的功能,可以支持多功能小组并行设计的需要。

  同时它可以迅速重构以便和SCM系统配合支持动态联盟的系统工作和资源优化目标。SCM系统则重在支持企业间的资源共享和信息集成。它可以支持不同企业在以动态联盟方式工作过程中对各个企业的资源进行统一的管理和调度。例如:A、B、C、三个企业结成一个动态联盟来生产某一产品。作为联盟主体的A需要及时把各种设计信息和需求信息通过计算机网络传给B和C。它可以随时浏览B,C的工程进度报告,了解并帮助它们解决出现的问题。同时,B在安排作业计划时,可以把A,C闲置的加工设备认为是自己的设备来统一编排生产计划ERP主要处理企业内部的资源管理和计划安排,供应链管理系统则以企业间的资源关系和优化利用为目标。是支持动态联盟的关键技术和主要工具。

  四、各类设备、工艺过程和车间调度的敏捷化

  为更大地提高企业的敏捷性,我们必须提高企业各个活动环节的敏捷性。这就是常讲的敏捷的人用敏捷的设备,通过敏捷的过程制造敏捷的产品”。有关敏捷设备和敏捷过程的概念的研究和应用将是敏捷制造环境下新的设计理论和加工方法研究的重要组成部分。

  五、敏捷性的评价体系

  对什么是敏捷、如何衡量敏捷性,人们从不同的角度提出了许多不同的观点。Rick Dove[x,x]把敏捷性的评价归纳为四个指标-时间、成本、健壮性和自适应范围。Rick指出,虽然从字面上看,敏捷有快速的意思。但仅仅快速并不等于敏捷。敏捷性的度量看成是下面四个方面的综合度量:时间、成本、健壮性和自适应范围。但在不同的行业、不同的企业,针对不同的产品和生产过程,具体的评价指标和内容可能都是不一样的。这其中有许多不确定和综合性的因素。敏捷意味着善于把握各种变化的挑战。敏捷赋予企业适时抓住各种机遇以及不断通过技术创新来领导潮流的能力。因此可以讲,一个企业的敏捷性取

  决于它对机遇和创新的管理能力。企业在不同时刻的对这两种能力的把握决定了它对市场和竞争环境变化的反应能力。对每一个具体的系统(企业或者企业的某核心机构)都要针对它在不同方面的优劣。如企业运行,供应链策略,特定的车间层控制,群组工作策略,产品开发策略等等,找到它们在图一中的当前位置和目标位置。并按此来进行系统的设计和改造。

  • 可变能力:描述你被动地响应变化的能力。
  • 创新能力:描述你主动地领导潮流的能力。

敏捷制造的管理手段

  以灵活的管理方式达到组织、人员与技术的有效集成,尤其是强调人的作用。敏捷制造在人力资源上的基本思想是,在动态竞争环境中,最关键的因素是人员,柔性生产技术和柔性管理要使敏捷制造企业的人员能够实现他们自己提出的发明和合理化建议,这就需要提供必要的物质资源和组织资源,支持人们的行动,充分发挥各级人员的积极性和创造性。有知识的人是敏捷制造企业最宝贵的财富。不断对人员进行培训进行素质提高,是企业管理层的一项长期任务。

  在管理理念上要求具有创新和合作的突出意识,不断追求创新。除了内部资源的充分利用,还要利用外部资源和管理理念。在管理方法上要求重视全过程的管理,运用先进的科学的管理方法和计算机管理技术以及BRP等管理。

  敏捷制造追求实现理论上生产管理的目标,是适应未来社会发展的21世纪生产模式。

敏捷制造的企业特征

  1、产品系列具有相当长的寿命

  敏捷制造企业容易消化吸收外单位的经验和技术成果,随着用户需求和市场的变化,敏捷制造企业会随之改变生产方式。企业生产出来的产品是根据顾客需求重新组合的产品或更新替代的产品,而不是用全新产品来替代旧产品,因此,产品系列的寿命会大大延长。

  2、信息交换迅速准确

  敏捷制造企业随时根据市场变化来改进生产,这要求企业不但要从用户、供应商、竞争对手那里获得足够信息,还要保证信息的传递快捷,以便企业能够快速抓住瞬息万变的市场。

  3、以订单定生产

  敏捷制造企业可以通过将一些重新编程、可重新组合、可连续更换的生产系统结合成为一个新的、信息密集的制造系统,可以做到使生产成本与批量无关,生产一万件同一型号的产品和生产一万件不同型号的产品所花费成本相同。因此,敏捷制造企业可以按照订单进行生产。

  1991年,美国在进行敏捷制造研究时,投入了500万美元资金得到了100多家公司的支持。在1994年,敏捷制造理论出台时,美国政府又投入了500万美元,而支持这一计划的公司也扩展到了200多家。敏捷制造作为一种2I世纪生产管理的创新模式,能系统全面地满足高效、低成本、高质量、多品种、迅速及时、动态适应、极高柔性等要求。目前这些要求尚难于由一个统一的生产系统来实现,但无疑是未来企业生产管理技术发展和模式创新的方向。

敏捷制造对社会的影响

  1、竞争是推动社会前进的动力,但过度竞争造成人力与资源的极大浪费。当今竞争的前期合作,已成为各大公司解决某项关键技术时常用的手段。随着产品越来越复杂,在抢先进入市场的竞争下,任何一个企业再也没有可能在较短的时间内,制造一个产品的全部,甚至独立完成一个产品的全部设计,因此敏捷制造将从根本上改变工业竞争的内容和意义。为了达到快速响应市场的机遇,在敏捷制造企业间竞争对手、合作方、供货方、买方的关系是随着项目经常变化的,将使得竞争和合作二者变得兼容。

  2、敏捷制造企业除了抓住市场机遇外,重要的是如何千方百计加大科研开发的投入,增强创新能力,扩大创新队伍,例如:AT&T每年科研开发的投入为总产值的17%,1994年该公司的总产值超过1000亿美元;IBM公司多年来,科研开发的投入保持在总产值的 10%;日立公司也基本保持在10%,这样为了竞争大大加大科技的投入,必将大大推动科技的发展,加速社会各方面的进步。

  3、未来敏捷制造企业对员工素质的要求将大大推动教育的发展。由于未来对科技和教育的投入将大幅度地、不断地增大,这一切将把人类的文明以空前的速度推向新的高潮。

  4、但近几年的实践证明,作为提供给最终用户的产品变化快,但作为构成产品的部件相对变化较慢,以小轿车为例,外形年年变,但发动机则若干年才变,而且变化往往是改进性的渐变。因此,当前社会的生产结构正在进行重大的改组,即部件厂和整机厂的分工,部件厂的专业化程度越来越高,部件厂和整机厂,在风险利润中取得某种平衡,即部件厂风险低,利润小;而整机厂风险大,利润高。这种专业化的再分工,在统一的标准和规范下越来越细。

  例如:电子计算机就是一例,从显示器、芯片、CPU板、电子元器件、插接件、软盘、光驱等都是由专业厂生产的;ABB的工业机器人生产厂,已经没有一台加工机床,只有较大的设计开发部门、及遍布全世界的总装厂和销售服务中心,所有电子及机械部件都以合同方式由外协厂进行;这样的例子不胜枚举。显然全能型的企业今后将逐渐在竞争中被这些高效的整机厂和部件厂所替代。

企业信息化与敏捷制造

  1、制造业信息化进程

  半个世纪以来,特别是近三十年来,信息革命已经渗透至各个经济部门,迅速改变着传统产业和整个经济的面貌。计算机和通信技术的迅猛发展极大地拓展了制造业的广度和深度,产生了一批新的制造哲理和制造技术,使制造业正发生着质的飞跃。纵观制造业信息化进程,可将其分为以下几个阶段:功能自动化阶段。七十年代电子技术和计算机技术的发展为生产领域的自动控制提供了可能,使得以计算机为辅助工具的制造自动化技术成为可行,由此出现了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工艺规划(CAPP)、物料管理计划(MRP)等自动化系统。信息集成阶段。八十年代针对设计、加工和管理中存在的自动化孤岛问题,实现制造信息的共享和交换,采用计算机采集、传递、加工处理信息,形成了一系列信息集成系统,如CAD/CAPP/CAM、CAD/MRPⅡ、CAPP/MRPⅡ,CIMS。过程优化阶段。

  九十年代信息和通信技术知识经济发展过程中处于中心地位,企业意识到除了信息集成这一技术外,还需要对生产过程进行优化。如用并行工程(CE)方法,在产品设计时考虑下游工作中的可制造性、可装配性等,重组设计过程,提高产品开发能力;用企业经营过程重构(BPR),将企业结构调整成适应全球制造的新模式。敏捷化阶段。九五年以后,以Internet为代表的国际互联网,正以极快的速度在发展。Internet在改变信息传递方式的同时也改变着企业组织管理方式,使以满足全球化市场用户需求为核心的快速响应制造活动成为可能,敏捷制造(AM)、虚拟制造(VM)等新的制造模式应运而生。

  从制造业信息化进程可看出,随着信息技术、计算机技术的迅速发展,从知识到应用之间的间隔越来越短,未来的制造业在某种意义上将成为一种信息产业,信息将成为制造业的决定因素,用信息技术促进未来制造的改造已成为时代潮流。21世纪,世界制造业发展的总趋势是:信息技术在促进制造业发展过程中的作用仍然是第一位;独占性技术决定了产品的价值和价格;联合和竞争两位一体,并超出国界,敏捷性成为制造业追求的目标;管理创新对制造业发展的作用日益突出。制造技术继续围绕信息化、智能化、精密化、集成化和绿色化方向发展。 

  2、敏捷制造信息化需求

  1)信息需求

  信息革命促使了市场全球化,使现代企业呈现集团化、多元化和动态联盟的发展趋势:企业跨越不同的地域,产品涉及多个领域。这些企业需要及时了解各地分公司的生产经营状况,同一企业不同部门、不同地区的员工之间也需要及时共享大量企业信息,企业和用户之间以及企业与其合作伙伴之间也存在着大量的信息交流。只有了解企业信息的需求,才能有效管理组织这些信息,选择合作伙伴,实现敏捷化制造。企业信息涉及有关产品设计、计划、生产资源、组织等类型的数据,不仅数据量大,数据类型和结构复杂,而且数据间存在复杂的语义联系,数据载体也是多介质的。

  制造业中信息按其需求可分为两部分:产品制造信息、企业服务信息。其中产品制造信息包括产品信息和工艺信息。产品信息包括与产品制造有关的所有信息,如产品几何拓扑信息(3D实体模型、2D图纸以及VRML格式图片等)、加工要求信息、组成产品零件的材料和热处理信息、装配要求信息、产品检验信息、产品功能信息、产品制造成本和制造周期等信息。工艺信息包括产品制造过程中的各种加工方法及其应用范围、设计规范,用于新产品的加工工艺性和设计可行性评价,提供各种加工手册、设计手册。企业服务信息包括产品市场信息(产品基本价格、批量价格、价格的有效期和交货期)、企业生产能力信息(主要设备、特殊设备、大型设备)、企业产品开发能力信息等。

  2)网络服务需求

  对制造业企业来说,网络应用服务的需求主要集中在以下几个方面:

  • 希望上网发布企业信息,如企业介绍、产品介绍等;
  • 能有行业性的专业网站提供行业信息、行业动态等;
  • 能在网上了解有关的政策法规,为企业活动提供依据;
  • 能在网上跟踪行业技术信息,为企业开发适合市场需求的新产品;
  • 与用户进行网上信息的交流,及时反馈用户意见,组织网上用户的培训与产品使用问题的解决等;
  • 协作生产企业进行网上的信息交流和商务活动,提高工作效率
  • 开展网上的商务活动,如产品销售、产品的虚拟展示等;
  • 数字化产品模型共享,建立一个虚拟三维产品的“图书馆”,让各企业分享,减少巨大的重复性CAD造型工作。
  3、制造业信息化建设和研究现状

  1)信息化现状

  目前我国在信息高速公路上投入了大量的建设资金,全国的信息高速公路网络已初具规模。企业的CAD、CIMS、ERP等方面的信息化建设也积累了不少经验,但信息化建设的发展也出现了不平衡,如:

  • “信息公路上的车不多”,网上信息量少,内容不够丰富,不能吸引用户;
  • 上网费用还太高,不能被广大用户所接受;技术上还较为复杂,用户无法自我维护
  • 网上的电子商务条件还不成熟,无法进行网上交易
  • Internet服务提供者(ISP)和Internet内容提供者(ICP)的服务质量还有待改进;   
  • 众多传统的传媒业正面临着重新划分市场的激烈竞争。
  • 必须解决如何利用信息网络为广大用户,特别是直接创造财富的制造业企业提供更多更好的服务这一问题。

  2)制造业网络工程研究现状

  市场的全球化使得企业之间的竞争更加激烈,出现了一系列现代生产模式和制造哲理,要求改变企业现有的组织结构,实现多种敏捷组织形式,如项目任务协同功能工作小组、虚拟集团及多种合作组织机构,建立起协同合作为主导的“竞争、合作、协同”机制。网络技术和计算机技术的发展,为制造业中海量信息的处理提供了可能,促进了敏捷企业网络化工程的组建。

  国外典型研究有:1994年美国能源部提出了“敏捷制造的使能技术(TEAM)”,TEAM集成产品的设计和制造,建立了一个“产品实现过程模型”;“全美工厂网络(FAN)”建立于1995年,是国家工业数据库,提供包括生产能力,各种工程服务项目、产品及其价格和性能数据、销售和用户服务专门服务;1995年洛克海德·马丁航空公司建立“制造系统的敏捷基础设施网络AIMSnet”,利用国际互联网支持和管理敏捷企业的供应链;美国通用电器研究和开发部的“计算机辅助制造网络(CAMnet)”建立于1996年,它通过Internet网提供多种制造支撑服务,如产品设计的可制造性、加工过程仿真及产品的试验等,使得集成企业的成员能够快速连接和共享制造信息。这些网络主要为大公司的成员和客户提供服务。

  国内的主要研究有:

  虚拟异地合作设计组织主要强调在产品设计和开发中,获取设计知识的异地合作。我国企业存在一批可以支持产品开发中设计知识获取的资源或潜在资源,要使这些资源以及企业外资源能以企业开发某项产品的行为为中心并和企业组织在一起,共同为这个项目的完成进行设计知识、特别是新知识的获取工作。已有一些异地合作设计组织的新概念和关键技术研究,在实验室中有一些局部非常初级的试验,如上海交通大学与上飞厂之间进行了异地设计的联网试验;西安交通大学清华大学与上海交通大学等高校也在策划异地合作设计网,但这些工作仍属开始阶段。

  分散网络化生产系统,强调生产系统的网络化。分散网络化是指将动态的、没有固定隶属关系的和地理上相隔的集团,利用信息和通讯技术把它们加以组织起来进行生产,快速地以合理的成本将产品从设计转入生产。通过国际互联网,对产品设计、工艺、生产和工况信息从一个生产单元传送到异地的生产单元进行测试。上海先进制造技术中心于1998年提供的上海交通大学的快速原形制造中心的上网服务,同济大学也与香港某些中小型企业进行了联网合作制造模具的试验,但这样的系统还需要有进一步的研究和配套措施。

  4、敏捷制造网络工程实施建议

  利用互联网、企业内部网,构建敏捷制造网络集成平台,可建立有关企业和高校、研究所、研究中心等结合成一体的敏捷制造网络体系,实现基于网络的信息资源共享和设计制造过程的集成;建立以网络为基础的,面向广大中小型企业的先进制造技术虚拟服务中心和培训中心,建立网络化制造工程,具体实施包括基于Intranet的制造环境内部网络化和基于Internet制造业与外界联系的网络化。

  1)基于Intranet的制造环境内部网络化

  实现企业中工程设计、管理信息系统等制造过程各子系统的集成,完成企业内部网的建设,深化应用CAD、CIMS技术,提高企业在计算机网络支持的新型制造模式下的管理水平。

  2)基于Internet网企业与外界信息交流

  通过Internet网可实现企业与外界的联系,其中主要内容包括:敏捷供应链。把生产商、供应商、销售商等在一条链路上的所有环节都联系起来并进行优化,使生产资料以最快的速度,通过生产、分销环节变成增值的产品,送到消费者手中。这不仅降低了成本、减少了库存,而且使资源得到优化配置,更重要的是通过信息网络,介绍企业及企业产品,实现企业生产与销售的有效连接,物流信息流资金流的合理流动。公共数据中心。建立公共数据中心,即网上的制造资源信息库,也就是用现代化手段使信息和知识为最大可能多的需求者服务,充分体现其价值。这里的资源包括了企业富余的生产能力、特种制造手段、CAD/CAE/CAM软件;标准件、通用件、图库;各种人才信息;技术信息和产品信息。远程服务体系。远程服务是在资源的需求者和提供者之间架设起现代化的交通网。

  特别是象快速成型(RP)等先进制造技术与装备,这些技术往往比较复杂,而且这些设备往往比较昂贵,不是所有企业都能轻易添置的。另外,每个企业单独拥有这样的资源,往往使用效率不高,造成资源的闲置与浪费。建立远程服务体系就可以使上述问题得到较圆满的解决。建立这样的体系,首先要有掌握某项先进制造技术和拥有必要设备资源的“服务中心”,然后要研究Internet/web分布式网络计算与网络安全支持技术,建立基于web客户机/服务器分布式计算模式的、支持多个用户、多个站点的远程服务系统的体系结构。异地设计和制造。不受地域限制,由多个异地的企业组成动态联盟,合作开发同一产品,从而保证企业抓住转瞬即逝的市场机遇,赢得竞争。其关键的问题在于分布式产品设计与制造的过程集成与管理,异构、跨平台的设计与制造工具。

  研究内容包括:远程项目组织与管理;网络安全性;数据交换格式;远程信息维护;远距监测与控制机理等等。虚拟学校。信息日新月异的变化使继续教育显得尤为重要,可以用网络技术将培训资源充分调动起来,组成虚拟的“先进制造技术学校”,在知识的传授者与吸收者之间构筑“多对多”的通道,打破空间与时间的限制,使更多的劳动者得到培训的机会。这需要首先进行网上教学的课程建设,同时要建立由若干个培训中心联网组成的培训网,还要制作与网上教学相匹配的教材及音像资料,建立教与学进行交流的机制和培训网的运行机制,研究培训的评估方法。为了提高培训质量,还应将虚拟制造技术的研究与网上培训结合起来。

  5、制造网络实现的关键技术

  在信息技术的条件下,将分布于世界各地的产品、设备、人员、资金、市场等企业资源有效地集成起来,采用各种类型的合作形式,建立以网络技术为基础的、高素质员工系统为核心的敏捷制造企业运作模式,其关键技术有:分布式网络通讯技术。Internet、Intranet、Web等网络技术的发展使异地的网络信息传输、数据访问成为可能。特别是Web技术的实现,可以提供一种支持成本低、用户界面友好的网络访问介质,解决制造过程中用户访问困难的问题。网络数据存取、交换技术。网络按集成分布框架体系存储数据信息,根据数据的地域分布,分别存储各地的数据备份信息,有关产品开发、设计、制造的集成信息存储在公共数据中心中,由数据中心协调统一管理,通过数据中心对各职能小组的授权实现对数据的存取。CIMS技术。CIMS工程项目主要包括生产计划管理、自动化制造系统技术信息管理、技术信息管理、工程数据库管理、办公自动化、决策支持、质量保证库存管理等应用子系统的开发,各应用子系统间系统平台集成、数据信息交换是企业间成功实施动态联盟企业的关键技术基础。协同工作技术。

  在一定的时间(如产品生命周期中一个阶段)、一定的空间(如产品设计师和制造工程师并行解决问题这一集合形成的空间)内,利用计算机网络,小组成员共享知识与信息,避免潜在的不相容性引起的矛盾。同时,在并行产品开发过程中,多功能小组之间,多功能小组各专家之间由于各自的目的、背景和领域知识水平的差异必将导致冲突的产生,因此需要通过协同工作,解决各方的矛盾、冲突,最终达到一致解。工作流管理。其主要特征是实现人与计算机交互时间结合过程中的自动化,主要涉及的内容是工作任务的整体处理过程、工作组成员间依据一组已定义的规则及已制定的共同目标所交换的文本文件、各种多媒体信息或任务,工作流管理系统是一个用于分布式环境中工作任务进程间的协调或协作式处理软件系统。

  6、总结

  打破小单位和行业的局限,在政府的统一规划与组织下,实行产学研结合,深入开发,广泛利用信息资源,建立敏捷制造网络化工程,加速制造业数字化、网络化与敏捷化。这不仅对于制造业本身的改造,地区信息港的建设,有十分重要的战略意义和现实意义,而且也能够在近年内达到开展异地设计与制造、网络服务、网上数据共享和网上培训等的预期目标,必将推进企业信息化进程。

全球经济中的敏捷制造

  合理地运用敏捷技术可以从根本上改变经济模式,创造和度量价值。现在我们正处在从20世纪商品和服务经济进入到21世纪的一体化经济中。这种新型经济在最近十年已经开始出现,但是在电子商务广泛应用之前,尚没有看到这种新经济模式的出现和影响。

  在一体化经济中,顾客不再寻找单个的产品和服务,顾客必须把产品和服务集成到能够产生所需要的目标或结果的系统中。在一体化经济中,我们将对实现目标的责任从购买者转移到供应者身上,或者与供应者分享。在这种新的转移或分享产生价值的目标责任的模式中,顾客在与供应商的长期合作中寻求购买其技能、知识和专业经验。在这种新模式中,我们看到商品和服务在双向信息流中集成到一起,以便产生有价值的长期目标。

  最早利用信息为产品提供服务的是计算机、复印机和其他设备。这些设备采用控制系统、传感器和信息来自我诊断和维修。即使不能自动维修,也采用先进的信息技术来通知使用者“功能不正常”,指导维修或提示打电话联系维修服务网。

  一体化经济的另一个例子是:供应商将其雇员派到用户,参与新产品的开发和完善的团组中去。例如,TRW公司将其工程师派到轿车公司,Goodyear公司将模拟工程师与主要轿车企业共同开发的新车和轮胎。他们在制成产品或者原型机之前,就能模拟概念轮胎和概念轿车的行驶,从而,为用户提供有价值的目标(感受)。从以往提供具有一定成本和价值的产品和服务,到受用户委托利用供应商的技能、知识和专业经验来达到用户独有的有价值的目标,在这种经济中,供应商特制的产品和服务出现在用户的产品或加工过程中。要成为这样的供应商,就必须非常敏捷。

  从将注意力集中在产品和服务的价值转移到特定用户的目标,不是一个一步步按照公式逐步演变的过程。我们对这个新的一体化经济的理解,将引导我们去思考我们正在以前所未有的速度卷入到这种经济中。有人说这种经济正在以指数规律快速增长。

  经济、模式及其他的变化还在不断发生。当我们将更多的商品和服务集中在一起准备实现一个目的时,顾客的期望已不再是单个产品和服务的价格,而是长期获取的价值目标。

  我们正在进入有人称之为“解决”经济,或“感受”经济的模式中。顾客寻找能够提供有价值的解决方案的供应商,因为许多供应商在竞争中可提供有价值的解决方案。顾客根据他们的经验和合作成果选择供应商,因此合作感受和成果是特别重要的因素。选择供应商时与关系有关的因素,有如可靠性、为共同的事业共担风险的精神等。顾客要求供应商作为合作伙伴对有价值的发明、创造知识产权和后勤供应共担风险,就是这种新趋势的表现。信息技术为这种变化注入了活力,使其成为可能。因此,电子商务世界正在加速一体化经济的转变,润育着基于提供解决方案的感受经济和价值系统的成长。

  信息和电子商务使供应商的工具和设施联网一起工作,可以加强战略伙伴关系。这种下一代供应网络正在为全球敏捷制造能力提供依托,这种能力是提供解决方案和良好感受的竞争环境所必需的。有些人会争议说是电子商务带来了这种变化,还是这种变化促进了电子商务的发展。我们认为电子商务和信息技术为竞争战略的敏捷性提供了技术依托。

  作为敏捷制造的先驱者之一,在涉及到对敏捷性和敏捷制造的需要方面,早期我们经受过巨大的阻力。但是随着这种新经济的出现,注意力集中在为顾客提供解决方案和电子商务,我们对敏捷制造的兴趣大增。许多人认为敏捷制造是完成这种经济形态利用电子商务的优点构筑能力的最好方式。因此我们看到DellIntelCiscoUPS等企业及许多其他组织,准备以电子商务为基础,将更加敏捷和利用敏捷技术作为全球制造竞争中特有的竞争力的战略。

  当我们注意一个企业的制造目标时,我们看到了从静态追求制造产品的最低成本和最高质量的目标的变化。这个目标已经不再是通常追求的目标了。制造业的目标正在变得更加动态、更加敏捷。特别要指出的是,我们应该按照其支持用户的一系列目标,从基于产品和服务的竞争中脱颖而出,在一体化经济中来判断一个企业的业绩和前途。企业制造的手段必须足够地敏捷,以使企业能够为顾客提供商品,能够为顾客的特定需要提供技能、知识和专门经验。

  我们将敏捷性分为以下4类:

  1)可适应性:获取信息,快速重组。

  2)雄厚的人力资源:雇员的技能、知识、专业经验和建立关系的能力。

  3)虚拟组织:将顾客、供应商、合作伙伴以及竟争对手联合在动态的、具有创造性的、暂时的项目团队中。

  4)富有成效:为顾客、雇员和其他持股人提供有价值的收益。

  重要的是认识到企业正在发生向更加敏捷的基本的结构改变。如果将老式的静态的组织与现在正在出现的更加敏捷的组织相比较,这一点会更加明显。

  20世纪老的静态模式

  在这种静态组织中,领导决定应该做什么,并进行严格控制。过去被认为是美好的日子,决策慢,改变即使是可能的,也是不得已而为之,是消极的。在这种组织中,人们被告知你应该做什么和怎样去做。企业文化是等级式的,不利于抵制风险和对失误进行惩罚。在这种组织形式中,从一种观念变为行动是很慢的。

  21世纪敏捷电子组织形式

  未来被看作是领导者提供一个吸引人的机会。其作用是确定目标、制度和约定。制度的目的是,帮助人们在整个企业内鉴别谁掌权能够取得进展和克服障碍的技术。在新型的组织结构中,要求人们(雇员和领导)作出积极的有特色的工作。他们是被信任的,被授权的,其行为是能够得到回报的。这是一个分散式的决策机制,以因特网的速度采取行动,例如,在Cisco公司决策和行动的周期达到三个月。

  由静态模式转变为敏捷电子组织形式不是瞬间就能实现的,也不是逐渐变化的。没一个组织必须考察对提高适应能力和运行速度的需要,考察对其雇员授权的需要。随着企业的目标和战略需求的增加,将不可避免地进行更加敏捷的第二种组织结构的转变。在如此巨大的企业文化的变革中,企业领导面临着许多挑战。因此,变革必然涉及到重大的组织上的机遇或者竞争压力。变革还要求特别注意培训、教育和管理组织资源。

  更具革命性变化的是,敏捷性要求注意管理关系。做到这一点的关键是领导层、团队工作和雇员的人际交往能力,为顾客提供可靠的超出用户预料的服务。实现此个目标的途径是,积极地利用关系战略加入到用户的过程中去。与你的伙伴实现这种关系的一些成功的因素或措施是:

  • 彼此需要并愿意相互妥协;
  • 争论是正常的,通过讨论求得解决;
  • 理解彼此的利益和能力。

  顾客寻找的一小组供应商,他们应了解顾客的业务,能向顾客说明为了企业的战略发展或支持企业的战略目标,以及如何利用供应商的技能、知识和专业的经验。

  因此我们看到,很多顾客积极将供应商作为自己组织的一员而与供应商合作。此外还可看到一系列企业战略性地联合组成网络,创建虚拟企业。虚拟企业作为竞争力更强的组织,可代替单个企业。

  先进的敏捷技术有4个概念:

  1)无边界:虚拟组织的人员是跨企业界限工作的。

  2)相互关系:相互关系是建立在相互信任、获得授权、对于重大的发明承担责任、对企业的成功分担责任和利益之上的。这种关系常常通过一体化的信息和人员间的交流以及通过技术得到加强。

  3)合作:要求合作者广泛交流、相互依赖。团队是积极合作的,是一体的。他们必须知道为相互之间的需要而工作,共同开发新的机遇。

  4)感受:成果价值集中体现在为完成成果,承担责任的各方都有满意的感受。

  对于供应者来说,这具有重要的意义。例如,送货将变得量更少、更频繁、时间更短。后勤和执行必须以因特网的速度进行。这就要求企业注意自己的核心竞争力,而将非核心的部分转移给合作伙伴。

  由于电子商务的革命和中国制造企业的辉煌,全球经济中的敏捷制造的挑战将对中国企业建立全球合作伙伴和合作关系展现出巨大的机遇。我期待着将来与你们一起工作。(罗杰·纳戈尔)

敏捷制造的运用分析

分析一:中小企业迎接敏捷制造的对策

  敏捷制造企业的现状

  敏捷制造企业自1991年12月提出后,这几年来美国各个公司自觉应用敏捷制造与动态联盟的思想进展得很快,已成为世界制造业的热点。现代企业向敏捷制造企业的发展是历史发展的必然。人们认识了这规律,就从必然王国中解放出来,向自由王国迈进,极大地推动生产向前发展。由于经济发展有共同的规律,在我国高新技术的新兴产业群中,有不少不自觉、而自发地运用这基本规律取得了很大的成功的,例如:深圳的华为公司北大方正公司、神龙通信工程公司等等。中国企业家总结为“两头在内,中间在外”(两头指研究开发及市场开拓,中间指制造),这实质上是一种敏捷制造的雏形。

  敏捷制造企业为高新技术的产业化开拓了一条生产规模和开拓生产规模同步增长的可行道路,提供了一条充分利用社会存量资金发展新兴产业的道路,把高新技术的产业化的风险大大降低,有利于高新技术产业的形成。

  中小企业迎接敏捷制造的对策

  敏捷制造模式在发达国家的一些企业如美国的DELLXEROXGM以及AT&T所属ADDS等公司都已经创造出了一个又一个制造业的新景象。我国中小企业因它自身的特点不能一蹴而就,它需要企业观念、制度、组织、人员等一系列软硬件的相关支持,通过企业重组与再造,达到实现企业生产和组织敏捷化的要求:

  1、更新传统的经营理念计划经济卖方市场条件下企业大批大量生产中的“成本中心”和“生产中心”观念已逐渐被买方市场条件下的“用户中心”和“产品中心”观念取代,企业通过为用户提供最合理、全面的解决方案,来快速满足用户的需求,通过建立最广泛的合作体系来达到真正的信任与共赢。

  2、调整企业组织结构,适应生产柔性化管理。现代企业竞争的优势体现在企业对市场反应的速度和满足用户的能力,因此,我国中小企业一方面应通过自身组织重组、精简机构,减少管理层次,充分授权,适时地组织工作团队、项目小组等管理革新方式,使组织柔性可变、信息畅通,满足柔性生产要求;另一方面企业间可利用信息通信技术打破时空阻隔,实行优势互补、强—强联合,组成动态联盟,以虚拟企业的形式,实现生产的高度柔性化。这是实施敏捷制造的组织保证。

  3、要加强企业信息、知识网络化建设。信息和知识在企业发展中正扮演着越来越重要的角色,我国中小企业应以长远的目光,看到信息资源知识资源的重要价值,合理使用MISMRPIICIMS等计算机辅助管理系统;加强对知识资源的编码化、网络化建设,建立企业内联网外联网,最大限度地开发和利用企业内部、供应商、用户以及最终消费者的信息和知识资源。

  4、要积极培养企业的核心能力。联盟创造市场将是未来中小企业竞争的新方式,这种动态的、松散的合作联盟要求企业必须拥有自己的核心能力。加强技术创新,实施专业化生产,实现“小而专”、“小而特”、“小而优”、“小而强”,使人力、物力、财力得以迅速集中、快速反应,将是企业具有参与合作资格以及实施敏捷制造的前提。

  5、建立高素质的人才队伍。创新能力是企业发展的核心动力,人才是创新能力的主体,企业核心能力的实现必须通过提高企业人力资本存量和激发人力资本效益增量来达到。为此一方面要求企业完善内部人力资源管理,加大激励力度,吸引优秀人才、留住优秀人才;另一方面要求国家为中小企业的人才储备、开发、培养建立一套有效的扶持、保护措施。高素质的人才是我国中小企业实现敏捷制造的核心要求。

  敏捷制造模式作为一种全新的生产管理模式,正日益受到全球企业界的关注,今天,机遇与挑战并存,我国中小企业应加快改革,积极把握机遇,结合自身具体情况,走出一条适合企业发展的新路子来。

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评论(共7条)

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221.214.177.* 在 2010年2月23日 16:56 发表

比较乱,看的晕晕的

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Angle Roh (Talk | 贡献) 在 2010年2月23日 17:48 发表

221.214.177.* 在 2010年2月23日 16:56 发表

比较乱,看的晕晕的

内容多了些,刚整理了一下条目的结构

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孙永胜 (Talk | 贡献) 在 2012年9月13日 19:51 发表

感觉看着不错……

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221.214.177.* 在 2013年2月28日 23:17 发表

感觉有点杂

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221.214.177.* 在 2016年1月12日 19:33 发表

非常不错。

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221.214.177.* 在 2016年12月28日 19:49 发表

有点乱希望整理

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Mis铭 (Talk | 贡献) 在 2016年12月29日 09:34 发表

221.214.177.* 在 2016年12月28日 19:49 发表

有点乱希望整理

对内容进行了一些整理,希望对你有帮助!

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