敏捷製造

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敏捷製造(Agile Manufacturing,AM)

目錄

什麼是敏捷製造

  敏捷製造是指製造企業採用現代通信手段,通過快速配置各種資源(包括技術、 管理和人),以有效和協調的方式響應用戶需求,實現製造的敏捷性。敏捷性是核心,它是企業在不斷變化、不可預測的經營環境中善於應變的能力,是企業在市場中生存和領先能力的綜合表現,具體表現在產品的需求、 設計和製造上具有敏捷性。

敏捷製造的背景

  20世紀9O年代,信息技術突飛猛進,信息化的浪潮洶涌而來,許多國家制訂了旨在提高自己國家在未來世界中的競爭地位、培養競爭優勢的先進的製造計劃。在這一浪潮中,美國走在了世界的前列,給美國製造業改變生產方式提供了強有力的支持,美國想憑藉這一優勢重造在製造領域的領先地位。在這種背景下,一種面向對世紀的新型生產方式——敏捷製造(Agile Manufacturing)的設想誕生了。

  敏捷製造是美國國防部為了指定21世紀製造業發展而支持的一項研究計劃。該計劃始於1991年,有100多家公司參加,由通用汽車公司波音公司IBM德州儀器公司AT&T摩托羅拉等15家著名大公司和國防部代表共20人組成了核心研究隊伍。此項研究歷時三年,於1994年底提出了《21世紀製造企業戰略》。在這份報告中,提出了既能體現國防部與工業界各自的特殊利益,又能獲取他們共同利益的一種新的生產方式,即敏捷製造。

  敏捷製造是在具有創新精神組織和管理結構、先進位造技術(以信息技術和柔性智能技術為主導)、有技術有知識的管理人員三大類資源支柱支撐下得以實施的,也就是將柔性生產技術、有技術有知識的勞動力與能夠促進企業內部和企業之間合作的靈活管理集中在一起,通過所建立的共同基礎結構,對迅速改變的市場需求和市場進度作出快速響應。敏捷製造比起其它製造方式具有更靈敏、更快捷的反應能力。

敏捷製造三要素

  敏捷製造主要包括三個要素,生產技術,組織方式,管理手段

  敏捷製造的目的可概括為:“將柔性生產技術,有技術、有知識的勞動力與能夠促進企業內部和企業之間合作的靈活管理(三要素)集成在一起,通過所建立的共同基礎結構,對迅速改變的市場需求和市場實際做出快速響應”。從這一目標中可以看出,敏捷製造實際上主要包括三個要素:生產技術、管理和人力資源

  要素一:生產技術

  敏捷性是通過將技術、管理和人員三種資源集成為一個協調的、相互關聯的系統來實現的。首先,具有高度柔性的生產設備是創建敏捷製造企業的必要條件(但不是充分條件)。所必需的生產技術在設備上的具體體現是:由可改變結構、可量測的模塊化製造單元構成的可編程的柔性機床組;“智能”製造過程式控制制裝置;用感測器、採樣器、分析儀與智能診斷軟體相配合,對製造過程進行閉環監視,等等。

  其次,在產品開發和製造過程中,能運用電腦能力和製造過程的知識基礎,用數字計算方法設計複雜產品;可靠地模擬產品的特性和狀態,精確地模擬產品製造過程。各項工作是同時進行的,而不是按順序進行的。同時開發新產品,編製生產工藝規程,進行產品銷售。設計工作不僅屬於工程領域,也不只是工程與製造的結合。從用材料製造成品到產品最終報廢的整個產品生命周期內,每一個階段的代表都要參加產品設計。技術在縮短新產品的開發與生產周期上可充分發揮作用。

  再次,敏捷製造企業是一種高度集成的組織。信息在製造、工程、市場研究採購財務倉儲銷售、研究等部門之間連續地流動,而且還要在敏捷製造企業與其供應廠家之間連續流動。在敏捷製造系統中,用戶和供應廠家在產品設計和開發中都應起到積極作用。每一個產品都可能要使用具有高度交互性的網路。同一家公司的、在實際上分散、在組織上分離的人員可以彼此合作,並且可以與其他公司的人員合作。

  最後,把企業中分散的各個部門集中在一起,靠的是嚴密的通用數據交換標準、堅固的“組件”(許多人能夠同時使用同一文件的軟體)、寬頻通信通道(傳遞需要交換的大量信息)。把所有這些技術綜合到現有的企業集成軟體和硬體中去,這標志著敏捷製造時代的開始。敏捷製造企業將普遍使用可靠的集成技術,進行可靠的、不中斷系統運行的大規模軟體的更換,這些都將成為正常現象。

  要素二:管理技術

  首先,敏捷製造在管理上所提出的最創新思想之一是“虛擬公司”。敏捷製造認為,新產品投放市場的速度是當今最重要的競爭優勢。推出新產品最快的辦法是利用不同公司的資源,使分佈在不同公司內的人力資源和物資資源能隨意互換,然後把它們綜合成單一的靠電子手段聯繫的經營實體--虛擬公司,以完成特定的任務。也就是說,虛擬公司就像專門完成特定計劃的一家公司一樣,只要市場機會存在,虛擬公司就存在;該計劃完成了,市場機會消失了,虛擬公司就解體。能夠經常形成虛擬公司的能力將成為企業一種強有力的競爭武器。

  只要能把分佈在不同地方的企業資源集中起來,敏捷製造企業就能隨時構成虛擬公司。在美國,虛擬公司將運用國家工業網路--全美工廠網路,把綜合性工業資料庫與服務結合起來,以便能夠使公司集團創建並運作虛擬公司,排除多企業合作和建立標準合法模型的法律障礙。這樣,組件虛擬公司就像成立一個公司那樣簡單。

  有些公司總覺得獨立生產比合作要好,這種觀念必須要破除。應當把剋服與其他公司合作的組織障礙作為首要任務,而不是作為最後任務。此外,需要解決因為合作而產生的知識產權問題,需要開發管理公司、調動人員工作主動性的技術,尋找建立與管理項目組的方法,以及建立衡量項目組績效的標準,這些都是艱巨任務。

  其次,敏捷製造企業應具有組織上的柔性。因為,先進工業產品及服務的激烈競爭環境已經開始形成,越來越多的產品要投入瞬息萬變的世界市場上去參與競爭。產品的設計、製造、分配、服務將用分佈在世界各地的資源(公司、人才、設備、物料等)來完成。製造公司日益需要滿足各個地區的客觀條件。這些客觀條件不僅反映社會、政治和經濟價值,而且還反映人們對環境安全、能源供應能力等問題的關心。在這種環境中,採用傳統的縱向集成形式,企圖“關起門來”什麼都自己做,是註定要失敗的,必須採用具有高度柔性的動態組織結構。根據工作任務的不同,有是可以採取內部多功能團隊形式,請供應者和用戶參加團隊;有時可以採用與其他公司合作的形式;有時可以採取虛擬公司形式。有效地運用這些手段,就能充分利用公司的資源。

  要素三:人力資源

  敏捷製造在人力資源上的基本思想是,在動態競爭的環境中,關鍵的因素是人員。柔性生產技術和柔性管理要使敏捷製造企業的人員能夠實現他們自己提出的發明和合理化建議。沒有一個一成不變的原則來指導此類企業的運行。唯一可行的長期指導原則,是提供必要的物質資源組織資源,支持人員的創造性和主動性。

  在敏捷製造時代,產品和服務的不斷創新和發展,製造過程的不斷改進,是競爭優勢的同義語。敏捷製造企業能夠最大限度地發揮人的主動性。有知識的人員是敏捷製造企業中唯一最寶貴的財富。因此,不斷對人員進行教育,不斷提高人員素質,是企業管理層應該積極支持的一項長期投資。每一個雇員消化吸收信息、對信息中提出的可能性做出創造性響應的能力越強,企業可能取得的成功就越大。對於管理人員和生產線上具有技術專長的工人都是如此。科學家和工程師參加戰略規劃和業務活動,對敏捷製造企業來說是帶決定性的因素。在製造過程的科技知識與產品研究開發的各個階段,工程專家的協作是一種重要資源。

  敏捷製造企業中的每一個人都應該認識到柔性可以使企業轉變為一種通用工具,這種工具的應用僅僅取決於人們對於使用這種工具進行工作的想象力。大規模生產企業的生產設施是專用的,因此,這類企業是一種專用工具。與此相反,敏捷製造企業是連續發展的製造系統,該系統的能力僅受人員的想象力、創造性和技能的限制,而不受設備限制。敏捷製造企業的特性支配著它在人員管理上所持有的、完全不同於大量生產企業的態度管理者與雇員之間的敵對關係是不能容忍的,這種敵對關係限制了雇員接觸有關企業運行狀態的信息。信息必須完全公開,管理者與雇員之間必須建立相互信賴的關係。工作場所不僅要完全,而且對在企業的每一個層次上從事腦力創造性活動的人員都要有一定的吸引力。

敏捷製造的特點

  1、從產品開發產品生產周期的全過程滿足要求

  敏捷製造採用柔性化、模塊化的產品設計方法和可重組的工藝設備,使產品的功能和性能可根據用戶的具體需要進行改變,並藉助模擬技術可讓用戶很方便地參與設計,從而很快地生產出滿足用戶需要的產品。它對產品質量的概念是,保證在整個產品生產周期內達到用戶滿意;企業的質量跟蹤將持續到產品報廢,甚至直到產品的更新換代。

  2、採用多變的動態組織結構

  21世紀衡量競爭優勢的準則在於企業對市場反應的速度和滿足用戶的能力。而要提高這種速度和能力,必須以最快的速度把企業內部的優勢和企業外部不同公司的優勢集中在一起,組成為靈活的經營實體,即虛擬公司

  虛擬公司這種動態組織結構,大大縮短了產品上市時間,加速產品的改進發展,使產品質量不斷提高,也能大大降低公司開支,增加收益。虛擬公司已被認為是企業重新建造自己生產經營過程的一個步驟,預計10年到20年以後,虛擬公司的數目會急劇增加。

  3、戰略著眼點在於長期獲取經濟效益

  傳統的大批量生產企業,其競爭優勢在於規模生產,即依靠大量生產同一產品,減少每個產品所分攤的製造費用和人工費用,來降低產品的成本。敏捷製造是採用先進位造技術和具有高度柔性的設備進行生產,這些具有高柔性、可重組的設備可用於多種產品,不需要像大批量生產那樣要求在短期內回收專用設備及工本等費用。而且變換容易,可在一段較長的時間內獲取經濟效益,所以它可以使生產成本與批量無關,做到完全按訂單生產,充分把握市場中的每一個獲利時機,使企業長期獲取經濟效益。

  4、建立新型的標準基礎結構,實現技術、管理和人的集成

  敏捷製造企業需要充分利用分佈在各地的各種資源,要把這些資源集中在一起,以及把企業中的生產技術、管理和人集成到一個相互協調的系統中。為此,必須建立新的標準結構來支持這一集成。這些標準結構包括大範圍的通訊基礎結構、信息交換標準等的硬體和軟體。

  5、最大限度地調動、發揮人的作用

  敏捷製造提倡以“人”為中心的管理。強調用分散決策代替集中控制,用協商機制代替遞階控制機制。它的基礎組織是“多學科群體”(Multi- Decision Team),是以任務為中心的一種動態組合。也就是把權力下放到項目組,提倡“基於統觀全局的管理”模式,要求各個項目組都能瞭解全局的遠景,胸懷企業全局,明確工作目標和任務的時間要求,但完成任務的中間過程則由項目組自主決定。以次來發揮人的主動性和積極性。

  顯然,敏捷製造方式把企業的生產與管理的集成提高到一個更高的發展階段。它把有關生產過程的各種功能和信息集成擴展到企業與企業之間的不同系統的集成。當然,這種集成將在很大程度上依賴於國家和全球信息基礎設施

敏捷製造的組織方式

  敏捷製造認為,新產品投放市場的速度是當今最重要的競爭優勢。推出新產品最快的辦法是利用不同公司的資源和公司內部的各種資源。這就需要企業內部組織的柔性化和企業間組織的動態聯盟。虛擬公司是最為理想的一種形式。虛擬公司就像專門完成特定計劃的一家公司一樣,只要市場機會存在,虛擬公司就存在;市場機會消失了,虛擬公司也隨之解體。能夠經常形成虛擬公司的能力將成為企業一種強有力的競爭武器。

  只要能把分佈在不同地方的企業資源集中起來,敏捷製造企業就能隨時構成虛擬公司。在美國,虛擬公司將運用國家的工業網路——全美工業網路,把綜合性工業資料庫與服務結合起來,以便能夠使公司集團創建並運作虛擬公司。

  敏捷製造企業必須具有高度柔性的動態組織結構。根據產品不同,採取內部團隊、外部團隊(供應商,用戶均可參與)與其它企業合作或虛擬公司等不同形式,來保證企業內部信息達到瞬時溝通,又能保證迅速抓住企業外部的市場,而進一步做出靈敏反映。

敏捷製造關鍵技術

  雖然說敏捷性的提高本身並不依賴於高技術或者高投入。但適當的技術和先進的管理能使企業的敏捷性達到一個新的高度。必須指出的是我們這裡講的技術仍然是圍繞敏捷性的提高來講的。

  一、一個跨企業、跨行業、跨地域的信息技術框架

  為了響應來自不同市場的不同挑戰,支持動態聯盟的運行;實現異構分佈環境下多功能小組(Team)內和多功能小組間的異地合作(設計、加工物流供應等等),我們需要一個好的信息技術框架來支持不同企業協作運行的需要。

  二、一個支持集成化產品過程設計的設計模型和工作流控制系統

  和工作流控制系統是在多功能小組內和多功能小組間進行協同工作和全局優化應用集成和過程優化的重要工具。它包含了許多內容如集成化產品的數據模型定義和過程模型定義;包含了產品開發過程中的產品數據管理(版本控制)、動態資源管理和開發過程管理工作流管理);包含了必要的安全措施和分佈系統的集中管理等等。

  三、供應鏈管理系統企業資源管理系統

  現行的企業信息集成的主要手段是通過MRPII的實施來完成的。在企業的組織和運行模式轉向敏捷企業和動態聯盟時,現有的MRPII系統就表現出許多不足。首先,MRPII系統基本上是一個靜態的閉環系統,無法和其它應用系統實現緊密的動態集成,不能滿足多功能小組開展並行設計的需要。其次,在動態聯盟的成員企業中,有許多數據和信息是要共用的(但同時還有更多的信息企業並不希望共用)這就涉及到一個MRPII信息系統的重構問題。快速重構是MRPII系統不具備的。這裡提出的ERP系統是一個企業內的信息管理系統,和MRPII相比,它增加了和其它應用系統緊密、動態集成的功能,可以支持多功能小組並行設計的需要。

  同時它可以迅速重構以便和SCM系統配合支持動態聯盟的系統工作和資源優化目標。SCM系統則重在支持企業間的資源共用和信息集成。它可以支持不同企業在以動態聯盟方式工作過程中對各個企業的資源進行統一的管理和調度。例如:A、B、C、三個企業結成一個動態聯盟來生產某一產品。作為聯盟主體的A需要及時把各種設計信息和需求信息通過電腦網路傳給B和C。它可以隨時瀏覽B,C的工程進度報告,瞭解並幫助它們解決出現的問題。同時,B在安排作業計劃時,可以把A,C閑置的加工設備認為是自己的設備來統一編排生產計劃ERP主要處理企業內部的資源管理和計劃安排,供應鏈管理系統則以企業間的資源關係和優化利用為目標。是支持動態聯盟的關鍵技術和主要工具。

  四、各類設備、工藝過程和車間調度的敏捷化

  為更大地提高企業的敏捷性,我們必須提高企業各個活動環節的敏捷性。這就是常講的敏捷的人用敏捷的設備,通過敏捷的過程製造敏捷的產品”。有關敏捷設備和敏捷過程的概念的研究和應用將是敏捷製造環境下新的設計理論和加工方法研究的重要組成部分。

  五、敏捷性的評價體系

  對什麼是敏捷、如何衡量敏捷性,人們從不同的角度提出了許多不同的觀點。Rick Dove[x,x]把敏捷性的評價歸納為四個指標-時間、成本、健壯性和自適應範圍。Rick指出,雖然從字面上看,敏捷有快速的意思。但僅僅快速並不等於敏捷。敏捷性的度量看成是下麵四個方面的綜合度量:時間、成本、健壯性和自適應範圍。但在不同的行業、不同的企業,針對不同的產品和生產過程,具體的評價指標和內容可能都是不一樣的。這其中有許多不確定和綜合性的因素。敏捷意味著善於把握各種變化的挑戰。敏捷賦予企業適時抓住各種機遇以及不斷通過技術創新來領導潮流的能力。因此可以講,一個企業的敏捷性取

  決於它對機遇和創新的管理能力。企業在不同時刻的對這兩種能力的把握決定了它對市場和競爭環境變化的反應能力。對每一個具體的系統(企業或者企業的某核心機構)都要針對它在不同方面的優劣。如企業運行,供應鏈策略,特定的車間層控制,群組工作策略,產品開發策略等等,找到它們在圖一中的當前位置和目標位置。並按此來進行系統的設計和改造。

  • 可變能力:描述你被動地響應變化的能力。
  • 創新能力:描述你主動地領導潮流的能力。

敏捷製造的管理手段

  以靈活的管理方式達到組織、人員與技術的有效集成,尤其是強調人的作用。敏捷製造在人力資源上的基本思想是,在動態競爭環境中,最關鍵的因素是人員,柔性生產技術和柔性管理要使敏捷製造企業的人員能夠實現他們自己提出的發明和合理化建議,這就需要提供必要的物質資源和組織資源,支持人們的行動,充分發揮各級人員的積極性和創造性。有知識的人是敏捷製造企業最寶貴的財富。不斷對人員進行培訓進行素質提高,是企業管理層的一項長期任務。

  在管理理念上要求具有創新和合作的突出意識,不斷追求創新。除了內部資源的充分利用,還要利用外部資源和管理理念。在管理方法上要求重視全過程的管理,運用先進的科學的管理方法和電腦管理技術以及BRP等管理。

  敏捷製造追求實現理論上生產管理的目標,是適應未來社會發展的21世紀生產模式。

敏捷製造的企業特征

  1、產品系列具有相當長的壽命

  敏捷製造企業容易消化吸收外單位的經驗和技術成果,隨著用戶需求和市場的變化,敏捷製造企業會隨之改變生產方式。企業生產出來的產品是根據顧客需求重新組合的產品或更新替代的產品,而不是用全新產品來替代舊產品,因此,產品系列的壽命會大大延長。

  2、信息交換迅速準確

  敏捷製造企業隨時根據市場變化來改進生產,這要求企業不但要從用戶、供應商、競爭對手那裡獲得足夠信息,還要保證信息的傳遞快捷,以便企業能夠快速抓住瞬息萬變的市場。

  3、以訂單定生產

  敏捷製造企業可以通過將一些重新編程、可重新組合、可連續更換的生產系統結合成為一個新的、信息密集的製造系統,可以做到使生產成本與批量無關,生產一萬件同一型號的產品和生產一萬件不同型號的產品所花費成本相同。因此,敏捷製造企業可以按照訂單進行生產。

  1991年,美國在進行敏捷製造研究時,投入了500萬美元資金得到了100多家公司的支持。在1994年,敏捷製造理論出台時,美國政府又投入了500萬美元,而支持這一計劃的公司也擴展到了200多家。敏捷製造作為一種2I世紀生產管理的創新模式,能系統全面地滿足高效、低成本、高質量、多品種、迅速及時、動態適應、極高柔性等要求。目前這些要求尚難於由一個統一的生產系統來實現,但無疑是未來企業生產管理技術發展和模式創新的方向。

敏捷製造對社會的影響

  1、競爭是推動社會前進的動力,但過度競爭造成人力與資源的極大浪費。當今競爭的前期合作,已成為各大公司解決某項關鍵技術時常用的手段。隨著產品越來越複雜,在搶先進入市場的競爭下,任何一個企業再也沒有可能在較短的時間內,製造一個產品的全部,甚至獨立完成一個產品的全部設計,因此敏捷製造將從根本上改變工業競爭的內容和意義。為了達到快速響應市場的機遇,在敏捷製造企業間競爭對手、合作方、供貨方、買方的關係是隨著項目經常變化的,將使得競爭和合作二者變得兼容。

  2、敏捷製造企業除了抓住市場機遇外,重要的是如何千方百計加大科研開發的投入,增強創新能力,擴大創新隊伍,例如:AT&T每年科研開發的投入為總產值的17%,1994年該公司的總產值超過1000億美元;IBM公司多年來,科研開發的投入保持在總產值的 10%;日立公司也基本保持在10%,這樣為了競爭大大加大科技的投入,必將大大推動科技的發展,加速社會各方面的進步。

  3、未來敏捷製造企業對員工素質的要求將大大推動教育的發展。由於未來對科技和教育的投入將大幅度地、不斷地增大,這一切將把人類的文明以空前的速度推向新的高潮。

  4、但近幾年的實踐證明,作為提供給最終用戶的產品變化快,但作為構成產品的部件相對變化較慢,以小轎車為例,外形年年變,但發動機則若幹年才變,而且變化往往是改進性的漸變。因此,當前社會的生產結構正在進行重大的改組,即部件廠和整機廠的分工,部件廠的專業化程度越來越高,部件廠和整機廠,在風險利潤中取得某種平衡,即部件廠風險低,利潤小;而整機廠風險大,利潤高。這種專業化的再分工,在統一的標準和規範下越來越細。

  例如:電子電腦就是一例,從顯示器、晶元、CPU板、電子元器件、插接件、軟盤、光碟機等都是由專業廠生產的;ABB的工業機器人生產廠,已經沒有一臺加工機床,只有較大的設計開發部門、及遍佈全世界的總裝廠和銷售服務中心,所有電子及機械部件都以合同方式由外協廠進行;這樣的例子不勝枚舉。顯然全能型的企業今後將逐漸在競爭中被這些高效的整機廠和部件廠所替代。

企業信息化與敏捷製造

  1、製造業信息化進程

  半個世紀以來,特別是近三十年來,信息革命已經滲透至各個經濟部門,迅速改變著傳統產業和整個經濟的面貌。電腦和通信技術的迅猛發展極大地拓展了製造業的廣度和深度,產生了一批新的製造哲理和製造技術,使製造業正發生著質的飛躍。縱觀製造業信息化進程,可將其分為以下幾個階段:功能自動化階段。七十年代電子技術和電腦技術的發展為生產領域的自動控制提供了可能,使得以電腦為輔助工具的製造自動化技術成為可行,由此出現了電腦輔助設計(CAD)、電腦輔助製造(CAM)、電腦輔助工藝規劃(CAPP)、物料管理計劃(MRP)等自動化系統。信息集成階段。八十年代針對設計、加工和管理中存在的自動化孤島問題,實現製造信息的共用和交換,採用電腦採集、傳遞、加工處理信息,形成了一系列信息集成系統,如CAD/CAPP/CAM、CAD/MRPⅡ、CAPP/MRPⅡ,CIMS。過程優化階段。

  九十年代信息和通信技術知識經濟發展過程中處於中心地位,企業意識到除了信息集成這一技術外,還需要對生產過程進行優化。如用並行工程(CE)方法,在產品設計時考慮下游工作中的可製造性、可裝配性等,重組設計過程,提高產品開發能力;用企業經營過程重構(BPR),將企業結構調整成適應全球製造的新模式。敏捷化階段。九五年以後,以Internet為代表的國際互聯網,正以極快的速度在發展。Internet在改變信息傳遞方式的同時也改變著企業組織管理方式,使以滿足全球化市場用戶需求為核心的快速響應製造活動成為可能,敏捷製造(AM)、虛擬製造(VM)等新的製造模式應運而生。

  從製造業信息化進程可看出,隨著信息技術、電腦技術的迅速發展,從知識到應用之間的間隔越來越短,未來的製造業在某種意義上將成為一種信息產業,信息將成為製造業的決定因素,用信息技術促進未來製造的改造已成為時代潮流。21世紀,世界製造業發展的總趨勢是:信息技術在促進位造業發展過程中的作用仍然是第一位;獨占性技術決定了產品的價值和價格;聯合和競爭兩位一體,並超出國界,敏捷性成為製造業追求的目標;管理創新對製造業發展的作用日益突出。製造技術繼續圍繞信息化、智能化、精密化、集成化和綠色化方向發展。 

  2、敏捷製造信息化需求

  1)信息需求

  信息革命促使了市場全球化,使現代企業呈現集團化、多元化和動態聯盟的發展趨勢:企業跨越不同的地域,產品涉及多個領域。這些企業需要及時瞭解各地分公司的生產經營狀況,同一企業不同部門、不同地區的員工之間也需要及時共用大量企業信息,企業和用戶之間以及企業與其合作伙伴之間也存在著大量的信息交流。只有瞭解企業信息的需求,才能有效管理組織這些信息,選擇合作伙伴,實現敏捷化製造。企業信息涉及有關產品設計、計劃、生產資源、組織等類型的數據,不僅數據量大,數據類型和結構複雜,而且數據間存在複雜的語義聯繫,數據載體也是多介質的。

  製造業中信息按其需求可分為兩部分:產品製造信息、企業服務信息。其中產品製造信息包括產品信息和工藝信息。產品信息包括與產品製造有關的所有信息,如產品幾何拓撲信息(3D實體模型、2D圖紙以及VRML格式圖片等)、加工要求信息、組成產品零件的材料和熱處理信息、裝配要求信息、產品檢驗信息、產品功能信息、產品製造成本和製造周期等信息。工藝信息包括產品製造過程中的各種加工方法及其應用範圍、設計規範,用於新產品的加工工藝性和設計可行性評價,提供各種加工手冊、設計手冊。企業服務信息包括產品市場信息(產品基本價格、批量價格、價格的有效期和交貨期)、企業生產能力信息(主要設備、特殊設備、大型設備)、企業產品開發能力信息等。

  2)網路服務需求

  對製造業企業來說,網路應用服務的需求主要集中在以下幾個方面:

  • 希望上網發佈企業信息,如企業介紹、產品介紹等;
  • 能有行業性的專業網站提供行業信息、行業動態等;
  • 能在網上瞭解有關的政策法規,為企業活動提供依據;
  • 能在網上跟蹤行業技術信息,為企業開發適合市場需求的新產品;
  • 與用戶進行網上信息的交流,及時反饋用戶意見,組織網上用戶的培訓與產品使用問題的解決等;
  • 協作生產企業進行網上的信息交流和商務活動,提高工作效率
  • 開展網上的商務活動,如產品銷售、產品的虛擬展示等;
  • 數字化產品模型共用,建立一個虛擬三維產品的“圖書館”,讓各企業分享,減少巨大的重覆性CAD造型工作。
  3、製造業信息化建設和研究現狀

  1)信息化現狀

  目前我國在信息高速公路上投入了大量的建設資金,全國的信息高速公路網路已初具規模。企業的CAD、CIMS、ERP等方面的信息化建設也積累了不少經驗,但信息化建設的發展也出現了不平衡,如:

  • “信息公路上的車不多”,網上信息量少,內容不夠豐富,不能吸引用戶;
  • 上網費用還太高,不能被廣大用戶所接受;技術上還較為複雜,用戶無法自我維護
  • 網上的電子商務條件還不成熟,無法進行網上交易
  • Internet服務提供者(ISP)和Internet內容提供者(ICP)的服務質量還有待改進;   
  • 眾多傳統的傳媒業正面臨著重新劃分市場的激烈競爭。
  • 必須解決如何利用信息網路為廣大用戶,特別是直接創造財富的製造業企業提供更多更好的服務這一問題。

  2)製造業網路工程研究現狀

  市場的全球化使得企業之間的競爭更加激烈,出現了一系列現代生產模式和製造哲理,要求改變企業現有的組織結構,實現多種敏捷組織形式,如項目任務協同功能工作小組、虛擬集團及多種合作組織機構,建立起協同合作為主導的“競爭、合作、協同”機制。網路技術和電腦技術的發展,為製造業中海量信息的處理提供了可能,促進了敏捷企業網路化工程的組建。

  國外典型研究有:1994年美國能源部提出了“敏捷製造的使能技術(TEAM)”,TEAM集成產品的設計和製造,建立了一個“產品實現過程模型”;“全美工廠網路(FAN)”建立於1995年,是國家工業資料庫,提供包括生產能力,各種工程服務項目、產品及其價格和性能數據、銷售和用戶服務專門服務;1995年洛克海德·馬丁航空公司建立“製造系統的敏捷基礎設施網路AIMSnet”,利用國際互聯網支持和管理敏捷企業的供應鏈;美國通用電器研究和開發部的“電腦輔助製造網路(CAMnet)”建立於1996年,它通過Internet網提供多種製造支撐服務,如產品設計的可製造性、加工過程模擬及產品的試驗等,使得集成企業的成員能夠快速連接和共用製造信息。這些網路主要為大公司的成員和客戶提供服務。

  國內的主要研究有:

  虛擬異地合作設計組織主要強調在產品設計和開發中,獲取設計知識的異地合作。我國企業存在一批可以支持產品開發中設計知識獲取的資源或潛在資源,要使這些資源以及企業外資源能以企業開發某項產品的行為為中心並和企業組織在一起,共同為這個項目的完成進行設計知識、特別是新知識的獲取工作。已有一些異地合作設計組織的新概念和關鍵技術研究,在實驗室中有一些局部非常初級的試驗,如上海交通大學與上飛廠之間進行了異地設計的聯網試驗;西安交通大學清華大學與上海交通大學等高校也在策劃異地合作設計網,但這些工作仍屬開始階段。

  分散網路化生產系統,強調生產系統的網路化。分散網路化是指將動態的、沒有固定隸屬關係的和地理上相隔的集團,利用信息和通訊技術把它們加以組織起來進行生產,快速地以合理的成本將產品從設計轉入生產。通過國際互聯網,對產品設計、工藝、生產和工況信息從一個生產單元傳送到異地的生產單元進行測試。上海先進位造技術中心於1998年提供的上海交通大學的快速原形製造中心的上網服務,同濟大學也與香港某些中小型企業進行了聯網合作製造模具的試驗,但這樣的系統還需要有進一步的研究和配套措施。

  4、敏捷製造網路工程實施建議

  利用互聯網、企業內部網,構建敏捷製造網路集成平臺,可建立有關企業和高校、研究所、研究中心等結合成一體的敏捷製造網路體系,實現基於網路的信息資源共用和設計製造過程的集成;建立以網路為基礎的,面向廣大中小型企業的先進位造技術虛擬服務中心和培訓中心,建立網路化製造工程,具體實施包括基於Intranet的製造環境內部網路化和基於Internet製造業與外界聯繫的網路化。

  1)基於Intranet的製造環境內部網路化

  實現企業中工程設計、管理信息系統等製造過程各子系統的集成,完成企業內部網的建設,深化應用CAD、CIMS技術,提高企業在電腦網路支持的新型製造模式下的管理水平。

  2)基於Internet網企業與外界信息交流

  通過Internet網可實現企業與外界的聯繫,其中主要內容包括:敏捷供應鏈。把生產商、供應商、銷售商等在一條鏈路上的所有環節都聯繫起來併進行優化,使生產資料以最快的速度,通過生產、分銷環節變成增值的產品,送到消費者手中。這不僅降低了成本、減少了庫存,而且使資源得到優化配置,更重要的是通過信息網路,介紹企業及企業產品,實現企業生產與銷售的有效連接,物流信息流資金流的合理流動。公共數據中心。建立公共數據中心,即網上的製造資源信息庫,也就是用現代化手段使信息和知識為最大可能多的需求者服務,充分體現其價值。這裡的資源包括了企業富餘的生產能力、特種製造手段、CAD/CAE/CAM軟體;標準件、通用件、圖庫;各種人才信息;技術信息和產品信息。遠程服務體系。遠程服務是在資源的需求者和提供者之間架設起現代化的交通網。

  特別是象快速成型(RP)等先進位造技術與裝備,這些技術往往比較複雜,而且這些設備往往比較昂貴,不是所有企業都能輕易添置的。另外,每個企業單獨擁有這樣的資源,往往使用效率不高,造成資源的閑置與浪費。建立遠程服務體系就可以使上述問題得到較圓滿的解決。建立這樣的體系,首先要有掌握某項先進位造技術和擁有必要設備資源的“服務中心”,然後要研究Internet/web分散式網路計算與網路安全支持技術,建立基於web客戶機/伺服器分散式計算模式的、支持多個用戶、多個站點的遠程服務系統的體繫結構。異地設計和製造。不受地域限制,由多個異地的企業組成動態聯盟,合作開發同一產品,從而保證企業抓住轉瞬即逝的市場機遇,贏得競爭。其關鍵的問題在於分散式產品設計與製造的過程集成與管理,異構、跨平臺的設計與製造工具。

  研究內容包括:遠程項目組織與管理;網路安全性;數據交換格式;遠程信息維護;遠距監測與控制機理等等。虛擬學校。信息日新月異的變化使繼續教育顯得尤為重要,可以用網路技術將培訓資源充分調動起來,組成虛擬的“先進位造技術學校”,在知識的傳授者與吸收者之間構築“多對多”的通道,打破空間與時間的限制,使更多的勞動者得到培訓的機會。這需要首先進行網上教學的課程建設,同時要建立由若幹個培訓中心聯網組成的培訓網,還要製作與網上教學相匹配的教材及音像資料,建立教與學進行交流的機制和培訓網的運行機制,研究培訓的評估方法。為了提高培訓質量,還應將虛擬製造技術的研究與網上培訓結合起來。

  5、製造網路實現的關鍵技術

  在信息技術的條件下,將分佈於世界各地的產品、設備、人員、資金、市場等企業資源有效地集成起來,採用各種類型的合作形式,建立以網路技術為基礎的、高素質員工系統為核心的敏捷製造企業運作模式,其關鍵技術有:分散式網路通訊技術。Internet、Intranet、Web等網路技術的發展使異地的網路信息傳輸、數據訪問成為可能。特別是Web技術的實現,可以提供一種支持成本低、用戶界面友好的網路訪問介質,解決製造過程中用戶訪問困難的問題。網路數據存取、交換技術。網路按集成分佈框架體系存儲數據信息,根據數據的地域分佈,分別存儲各地的數據備份信息,有關產品開發、設計、製造的集成信息存儲在公共數據中心中,由數據中心協調統一管理,通過數據中心對各職能小組的授權實現對數據的存取。CIMS技術。CIMS工程項目主要包括生產計劃管理、自動化製造系統技術信息管理、技術信息管理、工程資料庫管理、辦公自動化、決策支持、質量保證庫存管理等應用子系統的開發,各應用子系統間系統平臺集成、數據信息交換是企業間成功實施動態聯盟企業的關鍵技術基礎。協同工作技術。

  在一定的時間(如產品生命周期中一個階段)、一定的空間(如產品設計師和製造工程師並行解決問題這一集合形成的空間)內,利用電腦網路,小組成員共用知識與信息,避免潛在的不相容性引起的矛盾。同時,在並行產品開發過程中,多功能小組之間,多功能小組各專家之間由於各自的目的、背景和領域知識水平的差異必將導致衝突的產生,因此需要通過協同工作,解決各方的矛盾、衝突,最終達到一致解。工作流管理。其主要特征是實現人與電腦交互時間結合過程中的自動化,主要涉及的內容是工作任務的整體處理過程、工作組成員間依據一組已定義的規則及已制定的共同目標所交換的文本文件、各種多媒體信息或任務,工作流管理系統是一個用於分散式環境中工作任務進程間的協調或協作式處理軟體系統。

  6、總結

  打破小單位和行業的局限,在政府的統一規劃與組織下,實行產學研結合,深入開發,廣泛利用信息資源,建立敏捷製造網路化工程,加速製造業數字化、網路化與敏捷化。這不僅對於製造業本身的改造,地區信息港的建設,有十分重要的戰略意義和現實意義,而且也能夠在近年內達到開展異地設計與製造、網路服務、網上數據共用和網上培訓等的預期目標,必將推進企業信息化進程。

全球經濟中的敏捷製造

  合理地運用敏捷技術可以從根本上改變經濟模式,創造和度量價值。現在我們正處在從20世紀商品和服務經濟進入到21世紀的一體化經濟中。這種新型經濟在最近十年已經開始出現,但是在電子商務廣泛應用之前,尚沒有看到這種新經濟模式的出現和影響。

  在一體化經濟中,顧客不再尋找單個的產品和服務,顧客必須把產品和服務集成到能夠產生所需要的目標或結果的系統中。在一體化經濟中,我們將對實現目標的責任從購買者轉移到供應者身上,或者與供應者分享。在這種新的轉移或分享產生價值的目標責任的模式中,顧客在與供應商的長期合作中尋求購買其技能、知識和專業經驗。在這種新模式中,我們看到商品和服務在雙向信息流中集成到一起,以便產生有價值的長期目標。

  最早利用信息為產品提供服務的是電腦、複印機和其他設備。這些設備採用控制系統、感測器和信息來自我診斷和維修。即使不能自動維修,也採用先進的信息技術來通知使用者“功能不正常”,指導維修或提示打電話聯繫維修服務網。

  一體化經濟的另一個例子是:供應商將其雇員派到用戶,參與新產品的開發和完善的團組中去。例如,TRW公司將其工程師派到轎車公司,Goodyear公司將模擬工程師與主要轎車企業共同開發的新車和輪胎。他們在製成產品或者原型機之前,就能模擬概念輪胎和概念轎車的行駛,從而,為用戶提供有價值的目標(感受)。從以往提供具有一定成本和價值的產品和服務,到受用戶委托利用供應商的技能、知識和專業經驗來達到用戶獨有的有價值的目標,在這種經濟中,供應商特製的產品和服務出現在用戶的產品或加工過程中。要成為這樣的供應商,就必須非常敏捷。

  從將註意力集中在產品和服務的價值轉移到特定用戶的目標,不是一個一步步按照公式逐步演變的過程。我們對這個新的一體化經濟的理解,將引導我們去思考我們正在以前所未有的速度卷入到這種經濟中。有人說這種經濟正在以指數規律快速增長。

  經濟、模式及其他的變化還在不斷發生。當我們將更多的商品和服務集中在一起準備實現一個目的時,顧客的期望已不再是單個產品和服務的價格,而是長期獲取的價值目標。

  我們正在進入有人稱之為“解決”經濟,或“感受”經濟的模式中。顧客尋找能夠提供有價值的解決方案的供應商,因為許多供應商在競爭中可提供有價值的解決方案。顧客根據他們的經驗和合作成果選擇供應商,因此合作感受和成果是特別重要的因素。選擇供應商時與關係有關的因素,有如可靠性、為共同的事業共擔風險的精神等。顧客要求供應商作為合作伙伴對有價值的發明、創造知識產權和後勤供應共擔風險,就是這種新趨勢的表現。信息技術為這種變化註入了活力,使其成為可能。因此,電子商務世界正在加速一體化經濟的轉變,潤育著基於提供解決方案的感受經濟和價值系統的成長。

  信息和電子商務使供應商的工具和設施聯網一起工作,可以加強戰略伙伴關係。這種下一代供應網路正在為全球敏捷製造能力提供依托,這種能力是提供解決方案和良好感受的競爭環境所必需的。有些人會爭議說是電子商務帶來了這種變化,還是這種變化促進了電子商務的發展。我們認為電子商務和信息技術為競爭戰略的敏捷性提供了技術依托。

  作為敏捷製造的先驅者之一,在涉及到對敏捷性和敏捷製造的需要方面,早期我們經受過巨大的阻力。但是隨著這種新經濟的出現,註意力集中在為顧客提供解決方案和電子商務,我們對敏捷製造的興趣大增。許多人認為敏捷製造是完成這種經濟形態利用電子商務的優點構築能力的最好方式。因此我們看到DellIntelCiscoUPS等企業及許多其他組織,準備以電子商務為基礎,將更加敏捷和利用敏捷技術作為全球製造競爭中特有的競爭力的戰略。

  當我們註意一個企業的製造目標時,我們看到了從靜態追求製造產品的最低成本和最高質量的目標的變化。這個目標已經不再是通常追求的目標了。製造業的目標正在變得更加動態、更加敏捷。特別要指出的是,我們應該按照其支持用戶的一系列目標,從基於產品和服務的競爭中脫穎而出,在一體化經濟中來判斷一個企業的業績和前途。企業製造的手段必須足夠地敏捷,以使企業能夠為顧客提供商品,能夠為顧客的特定需要提供技能、知識和專門經驗。

  我們將敏捷性分為以下4類:

  1)可適應性:獲取信息,快速重組。

  2)雄厚的人力資源:雇員的技能、知識、專業經驗和建立關係的能力。

  3)虛擬組織:將顧客、供應商、合作伙伴以及竟爭對手聯合在動態的、具有創造性的、暫時的項目團隊中。

  4)富有成效:為顧客、雇員和其他持股人提供有價值的收益。

  重要的是認識到企業正在發生向更加敏捷的基本的結構改變。如果將老式的靜態的組織與現在正在出現的更加敏捷的組織相比較,這一點會更加明顯。

  20世紀老的靜態模式

  在這種靜態組織中,領導決定應該做什麼,併進行嚴格控制。過去被認為是美好的日子,決策慢,改變即使是可能的,也是不得已而為之,是消極的。在這種組織中,人們被告知你應該做什麼和怎樣去做。企業文化是等級式的,不利於抵制風險和對失誤進行懲罰。在這種組織形式中,從一種觀念變為行動是很慢的。

  21世紀敏捷電子組織形式

  未來被看作是領導者提供一個吸引人的機會。其作用是確定目標、制度和約定。制度的目的是,幫助人們在整個企業內鑒別誰掌權能夠取得進展和剋服障礙的技術。在新型的組織結構中,要求人們(雇員和領導)作出積極的有特色的工作。他們是被信任的,被授權的,其行為是能夠得到回報的。這是一個分散式的決策機制,以網際網路的速度採取行動,例如,在Cisco公司決策和行動的周期達到三個月。

  由靜態模式轉變為敏捷電子組織形式不是瞬間就能實現的,也不是逐漸變化的。沒一個組織必須考察對提高適應能力和運行速度的需要,考察對其雇員授權的需要。隨著企業的目標和戰略需求的增加,將不可避免地進行更加敏捷的第二種組織結構的轉變。在如此巨大的企業文化的變革中,企業領導面臨著許多挑戰。因此,變革必然涉及到重大的組織上的機遇或者競爭壓力。變革還要求特別註意培訓、教育和管理組織資源。

  更具革命性變化的是,敏捷性要求註意管理關係。做到這一點的關鍵是領導層、團隊工作和雇員的人際交往能力,為顧客提供可靠的超出用戶預料的服務。實現此個目標的途徑是,積極地利用關係戰略加入到用戶的過程中去。與你的伙伴實現這種關係的一些成功的因素或措施是:

  • 彼此需要並願意相互妥協;
  • 爭論是正常的,通過討論求得解決;
  • 理解彼此的利益和能力。

  顧客尋找的一小組供應商,他們應瞭解顧客的業務,能向顧客說明為了企業的戰略發展或支持企業的戰略目標,以及如何利用供應商的技能、知識和專業的經驗。

  因此我們看到,很多顧客積極將供應商作為自己組織的一員而與供應商合作。此外還可看到一系列企業戰略性地聯合組成網路,創建虛擬企業。虛擬企業作為競爭力更強的組織,可代替單個企業。

  先進的敏捷技術有4個概念:

  1)無邊界:虛擬組織的人員是跨企業界限工作的。

  2)相互關係:相互關係是建立在相互信任、獲得授權、對於重大的發明承擔責任、對企業的成功分擔責任和利益之上的。這種關係常常通過一體化的信息和人員間的交流以及通過技術得到加強。

  3)合作:要求合作者廣泛交流、相互依賴。團隊是積極合作的,是一體的。他們必須知道為相互之間的需要而工作,共同開發新的機遇。

  4)感受:成果價值集中體現在為完成成果,承擔責任的各方都有滿意的感受。

  對於供應者來說,這具有重要的意義。例如,送貨將變得量更少、更頻繁、時間更短。後勤和執行必須以網際網路的速度進行。這就要求企業註意自己的核心競爭力,而將非核心的部分轉移給合作伙伴。

  由於電子商務的革命和中國製造企業的輝煌,全球經濟中的敏捷製造的挑戰將對中國企業建立全球合作伙伴和合作關係展現出巨大的機遇。我期待著將來與你們一起工作。(羅傑·納戈爾)

敏捷製造的運用分析

分析一:中小企業迎接敏捷製造的對策

  敏捷製造企業的現狀

  敏捷製造企業自1991年12月提出後,這幾年來美國各個公司自覺應用敏捷製造與動態聯盟的思想進展得很快,已成為世界製造業的熱點。現代企業向敏捷製造企業的發展是歷史發展的必然。人們認識了這規律,就從必然王國中解放出來,向自由王國邁進,極大地推動生產向前發展。由於經濟發展有共同的規律,在我國高新技術的新興產業群中,有不少不自覺、而自發地運用這基本規律取得了很大的成功的,例如:深圳的華為公司北大方正公司、神龍通信工程公司等等。中國企業家總結為“兩頭在內,中間在外”(兩頭指研究開發及市場開拓,中間指製造),這實質上是一種敏捷製造的雛形。

  敏捷製造企業為高新技術的產業化開拓了一條生產規模和開拓生產規模同步增長的可行道路,提供了一條充分利用社會存量資金發展新興產業的道路,把高新技術的產業化的風險大大降低,有利於高新技術產業的形成。

  中小企業迎接敏捷製造的對策

  敏捷製造模式在發達國家的一些企業如美國的DELLXEROXGM以及AT&T所屬ADDS等公司都已經創造出了一個又一個製造業的新景象。我國中小企業因它自身的特點不能一蹴而就,它需要企業觀念、制度、組織、人員等一系列軟硬體的相關支持,通過企業重組與再造,達到實現企業生產和組織敏捷化的要求:

  1、更新傳統的經營理念計劃經濟賣方市場條件下企業大批大量生產中的“成本中心”和“生產中心”觀念已逐漸被買方市場條件下的“用戶中心”和“產品中心”觀念取代,企業通過為用戶提供最合理、全面的解決方案,來快速滿足用戶的需求,通過建立最廣泛的合作體系來達到真正的信任與共贏。

  2、調整企業組織結構,適應生產柔性化管理。現代企業競爭的優勢體現在企業對市場反應的速度和滿足用戶的能力,因此,我國中小企業一方面應通過自身組織重組、精簡機構,減少管理層次,充分授權,適時地組織工作團隊、項目小組等管理革新方式,使組織柔性可變、信息暢通,滿足柔性生產要求;另一方面企業間可利用信息通信技術打破時空阻隔,實行優勢互補、強—強聯合,組成動態聯盟,以虛擬企業的形式,實現生產的高度柔性化。這是實施敏捷製造的組織保證。

  3、要加強企業信息、知識網路化建設。信息和知識在企業發展中正扮演著越來越重要的角色,我國中小企業應以長遠的目光,看到信息資源知識資源的重要價值,合理使用MISMRPIICIMS等電腦輔助管理系統;加強對知識資源的編碼化、網路化建設,建立企業內聯網外聯網,最大限度地開發和利用企業內部、供應商、用戶以及最終消費者的信息和知識資源。

  4、要積極培養企業的核心能力。聯盟創造市場將是未來中小企業競爭的新方式,這種動態的、鬆散的合作聯盟要求企業必須擁有自己的核心能力。加強技術創新,實施專業化生產,實現“小而專”、“小而特”、“小而優”、“小而強”,使人力、物力、財力得以迅速集中、快速反應,將是企業具有參與合作資格以及實施敏捷製造的前提。

  5、建立高素質的人才隊伍。創新能力是企業發展的核心動力,人才是創新能力的主體,企業核心能力的實現必須通過提高企業人力資本存量和激發人力資本效益增量來達到。為此一方面要求企業完善內部人力資源管理,加大激勵力度,吸引優秀人才、留住優秀人才;另一方面要求國家為中小企業的人才儲備、開發、培養建立一套有效的扶持、保護措施。高素質的人才是我國中小企業實現敏捷製造的核心要求。

  敏捷製造模式作為一種全新的生產管理模式,正日益受到全球企業界的關註,今天,機遇與挑戰並存,我國中小企業應加快改革,積極把握機遇,結合自身具體情況,走出一條適合企業發展的新路子來。

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評論(共7條)

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125.35.5.* 在 2010年2月23日 16:56 發表

比較亂,看的暈暈的

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Hnoju (討論 | 貢獻) 在 2010年2月23日 17:48 發表

125.35.5.* 在 2010年2月23日 16:56 發表

比較亂,看的暈暈的

內容多了些,剛整理了一下條目的結構

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Onlywaityy (討論 | 貢獻) 在 2012年9月13日 19:51 發表

感覺看著不錯……

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60.217.104.* 在 2013年2月28日 23:17 發表

感覺有點雜

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27.155.37.* 在 2016年1月12日 19:33 發表

非常不錯。

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112.6.227.* 在 2016年12月28日 19:49 發表

有點亂希望整理

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Laiqinjing (討論 | 貢獻) 在 2016年12月29日 09:34 發表

112.6.227.* 在 2016年12月28日 19:49 發表

有點亂希望整理

對內容進行了一些整理,希望對你有幫助!

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