先进制造模式

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先进制造模式(Advanced Manufacturing Model,AMM)

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什么是先进制造模式

  先进制造模式是指在生产制造过程中,依据不同的制造环境,通过有效地组织各种制造要素形成的,可以在特定环境中达到良好制造效果的先进生产方法。这种方法已经形成规范的概念、哲理和结构,可以供其他企业依据不同的环境条件,针对不同的制造目标采用。典型的先进制造模式包括:计算机集成制造系统CIMS)、敏捷制造(AM)、精益生产LP)、快速响应制造系统(RMS)等。

先进制造模式的内涵

  模式是某种事物的标准形式或使人可以照着做的标准样式。对于不同的地点、时间及使用者会有不同的生产系统,特别是在以变化为特征的21世纪,生产系统不可能只有一个通用的标准方式,各种生产方式都有其不同的生产环境和适用环境。依据经典的定义,制造系统是指可以产生出特定产品的一系列制造工序的集合。生产系统是指在制造产品时所需要的人、机器、物料信息等的集合。生产系统包括了制造系统,它是为制造系统服务的。

  先进制造模式相对于传统的制造模式有3个特点:一是新,如计划控制方面,重点研究和应用的是TOCMRPⅡ以及由JIT发展起来的精益生产等;二是更多依赖于信息技术计算机技术;三是以先进制造技术技术基础,如快速成型、精密制造等。

  先进制造模式的出现是与先进制造技术密切相关的。虽然它们在实践中的混用是很难避免的,但仍是两个不同的概念。先进制造技术不是一个单项技术,“先进制造技术是在制造系统和制造过程中有机结合并有效应用微电子、信息、管理等现代科学技术手段,优质、高效、低耗、及时地制造出市场需求的产品的先进工程技术的总称。”先进制造技术在组成上有3个技术群:形成先进制造技术核心的主体技术群、包含信息和控制等技术的支撑技术群以及制造技术基础设施

  综上所述,先进制造模式是指在生产制造过程中,依据不同的制造环境,通过有效地组织各种制造要素形成的,可以在特定环境中达到良好制造效果的先进生产方法,该方法已经形成规范的概念结构体系。目前比较成熟的先进制造模式主要包括精益生产、计算机集成制造、智能制造、敏捷制造、大量定制和绿色制造等,企业可依据不同的环境条件,针对不同的制造目标采用。

先进制造模式的特点[1]

  1、综合性:是技术管理方法和人的有效综合和集成。

  2、普适性:其概念、哲理和结构,适用于不同企业,其核心思想和观念具有普遍指导意义。

  3、协同性:强调人一机协同、人一人协同因素的重要性,技术和管理是两个平行推进的车轮。

  4、动态性:与社会及其生产力发展水平相适应的动态发展过程。

先进制造模式的研究现状

  近几十年来,大量生产方式面临着巨大的困境,消费者价值观正在发生结构性的变化,呈现出主体化、个性化和多样化发展的趋势。同时,市场演变和变革更加迅速。现代企业必须有效应对市场环境的急剧变化,并迅速做出反应,及时掌握用户的需求,有效地生产和提供令用户满意的产品和服务。原来以产品为中心、以规模经济竞争优势的大量生产方式遇到了严峻的挑战。

  同时,先进制造技术取得了突飞猛进的发展,诞生了各种先进制造技术。特别是随着计算机信息技术、网络技术的迅速发展,产生了很多先进的制造模式方法。据统计,目前先进的制造模式已有34种。在市场的变化发展中,为了解决新出现的问题,在制造业中发展了许多理论和技术,包括敏捷制造、并行工程和供应链技术,并在实际中加以应用。

  将制造战略重点转移到质量和时间,着力依靠制造技术的改进来解决问题。尤其是抓住电子计算机的普及应用所提供的契机,以单项的先进制造技术,如计算机辅助设计CAD)、柔性制造系统FMS)等,以及全面质量管理TQC)作为工具与手段,来全面提高产品质量和赢得供货时间。单项先进制造技术和全面质量管理的应用已确实取得了很大成效,但在响应市场的灵活性方面难有实质性的改观,且巨额投资和实际效果形成了强烈的反差,原因并不是具体制造技术和管理方法本身,而是因为企业仍在大量生产方式的旧框架之中解决问题。

先进制造模式的类型[1]

  1、敏捷制造

  敏捷制造(Agile Manufacturing)的概念是由美国里海(Lehigh)大学的雅柯卡(Iaccoca)研究所在1991年编写的《21世纪制造企业战略》报告中提出的。敏捷制造的实质是利用高度发达的信息技术,通过快速配置各种可用资源,响应不断变化的商业环境,及时调整产品结构,以最大限度地满足用户多元化的需求。企业的敏捷性表明企业在不断变化、不可预测的经营环境中的应变能力,是企业在市场中生存能力和领先能力的综合表现。

  2、绿色制造

  绿色制造(Green Manufacturing)又称为面向环境的制造或环境意识制造,它主要包括绿色设计、绿色材料选择、绿色工艺、绿色包装、绿色处理等涉及产品生命周期各个阶段的“五绿”内容。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式,其目标是使得产品从设计、生产包装运输、使用到报废的整个生命周期中对环境的负面影响最小、资源的使用效率最高,从而保证企业经济效益社会效益获得协调发展。

  比较系统地提出绿色制造概念的文献是美国制造工程师学会(SME)于1996年发表的关于绿色制造的专门蓝皮书“。1998年SME又在互联网上发表了绿色制造的发展趋势主题报告,对绿色制造研究的重要性和有关问题作了进一步的介绍。ISO14000环境管理体系标准引起了我国众多企业的重视,根据最新统计,目前我国通过ISO14000标准认证的企业已达到上千家。

  3、现代集成制造系统

  现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing System)最早是由国家863/CIMS主体成员结合国际先进制造模式发展趋势和我国实际状况提出的,被认为是对早期计算机集成制造系统CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)的新发展,因此有人将其称为新一代CIMS。现代CIMS的概念在继承早期CIMS优秀成果的基础上,吸收先进制造模式中的精华,从信息集成优化、过程集成优化转向企业集成优化。其核心要点是:把现代信息技术、管理技术和先进制造技术相结合,应用于产品生命周期各个阶段,通过信息集成、过程优化及资源优化,实现物流信息流价值流的集成优化运行,达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的,进而提高企业的柔性健壮性和敏捷性。现代CIMS的观点指出未来CIMS的发展方向应该是集成化、网络化、数字(虚拟)化、柔性化、智能化和绿色化。现代CIMS中的关键技术包括并行工程、虚拟制造、先进制造中的使能技术、基于网络的敏捷制造以及绿色制造等相关内容。有人称现代集成制造是具有中国特色的先进制造模式。

  4、大规模定制

  大规模定制(Mass Customization)是指制造企业以大规模生产的成本和时间,实现每个顾客的个性化定制,提供满足客户特定需求的产品和服务。其特征是:动态的制造需求、柔性的制造资源产品多样性的后延设计、产品族结构和柔性的制造过程路径J。文献是关于大规模定制研究和应用的系统总结,包括大规模定制的基本理论、相关问题和产业对策,并就需要进一步研究的内容提出了建议。

  文献指出:“大规模定制的首要目标是具有柔性和快速响应能力,这一目标的实现以低成本和满足质量要求为约束条件”。文献强调了制造企业的柔性能力在大规模定制中的重要作用,指出制造企业的柔性表现为机床柔性、过程柔性路径柔性、产量柔性、扩展柔性、工序柔性生产柔性,并对企业重组过程中如何进行柔性改造和柔性度量进行了探讨。分析了大规模定制模式下需求建模的特点。

  5、精益生产

  精益生产(Lean Production)是在日本丰田汽车公司创造的准时制(JIT)生产的基础上发展起来的,它以最大限度地减少企业生产所占用的资源、减少企业管理运营成本为主要目标,强调以精简生产过程为手段、以产品零缺陷为目标。精益生产在其理论发展过程中出现了多种名称,如丰田制造系统、看板系统、零库存生产方式、世界级制造、连续流制造(IBM公司)、准时制制造等。1990年美国麻省理工大学James等人将其概括为精益生产,1994年提出了精益企业的概念,并于1996年将这一系列的方法和理论总结为精益思想"。德国人也曾在精益生产基础上总结出精益管理的理论。精益生产模式被认为是日本制造业崛起的主要因素。以JIT命名的日本生产制造管理模式包含了众多的管理方法和管理技术,如质量环、全面质量控制、焦点工厂、全面节约的维护、缩短准备时间、成组技术、平衡负载、多功能员工、看板、准时购买等。

参考文献

  1. 1.0 1.1 崔建双,李铁克,张文新.先进制造模式研究综述[J].中国管理信息化,2009,15
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