敏捷制造系统

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敏捷制造系统(Agile Manufacturing System,AMS)

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敏捷制造系统的概念和内涵

  敏捷性反映的是企业驾驭变化的能力,企业要实现的任何战略转移都可以从它具有的善于转变的能力中获益。敏捷制造强调通过联合来赢得竞争,通过产品制造、信息处理和现代通信技术的集成来实现人、知识、资金和设备(包括企业内部的和分布在全球各地合作企业的)的集中管理和优化利用。制造系统是一个复合系统,敏捷性概念的提出为制造系统赋予了新的概念和特征。

  从系统工程的角度,可以把敏捷制造系统定义为:敏捷制造过程及其所涉及的硬件包括人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置以及有关软件包括敏捷制造理论、敏捷制造技术和信息技术等组成的可以有效实现制造业敏捷性的一个有机整体。

敏捷制造系统的特征

  (1)速度是AMS的基本特征:统计表明如果产品的开发周期太长,导致产品上市时间推迟6个月,则利润要损失30% ,这充分说明了“速度”的重要性。AMS中的速度包括市场反应速度、新产品开发速度、生产速度、信息传播速度、组织结构调整速度等。

  (2)全生命周期顾客满意度是AMS的直接目标:通过并行设计、质量功能配置价值分析仿真等手段在产品整个生命周期内的各个环节使顾客满意。

  (3)灵活的动态组织机构是AMS的组织形式:企业内部将多级管理模式转变为扁平结构的管理方式;企业外部将企业之间的竞争变为协作。

  (4)开放的基础结构先进制造技术AMS的重要保证:敏捷制造要把全世界范围内的优势力量集成在一起,因此敏捷制造系统必须采取开放结构。

敏捷制造系统与传统制造系统的比较

基于对敏捷制造系统和传统制造系统的分析。给出二者之间的主要差异。见表1

  Image:敏捷制造系统与传统制造系统的差异.jpg

敏捷制造系统的体系结构及其描述

  1.敏捷制造系统结构参考模型

  通用的制造系统的五视图模型包括功能视图、信息视图、资源视图、组织视图和过程视图,其中过程视图是核心,它将其他四视图结合成一个有机整体。较完整的敏捷制造系统除了包括这五方面,还要考虑它的实现基础和保障。以AMS的实施为最终目标,技术基础和社会环境为保障,组织管理、功能设计、资源配置和信息系统为使能子系统的敏捷制造系统结构参考模型可以完整地实施敏捷化工程。图l示出敏捷制造系统结构的参考模型。设计敏捷系统时,无论针对一个企业或只是其中核心模块,都意味着设计一个具有变化特征的系统。应有一个RRS设计标准,即可重构性(Reconfigurability)、可重用性(Reusability)和规模可调性(Scalability)。

  Image:敏捷制造系统结构参考模型.jpg

  2.敏捷制造系统的结构描述

  (1)AM的社会环境

  提高系统的敏捷性,除了要在内部加强改革,还必须有一个良好的社会环境,包括政府的政策法律、市场环境和社会基础设施等几方面,政策法律的制定要有助于提高企业的积极性,有助于企业直接、平等地参与国际竞争。企业外部市场环境要保证系统的物流、能量流、信息流和人才流等畅通无阻。通信、交通、环保等社会基础设施对企业敏捷化的发展有很大的作用。

  (2)AM的技术基础

  成功地实施敏捷化,技术基础是关键,也是有力的保障。AM的关键技术可以归纳为信息服务技术、敏捷管理技术、敏捷设计技术、敏捷制造技术四类。信息服务技术主要包括信息技术、计算机网络与通信技术、数据库技术等。敏捷管理技术主要包括集成的产品与过程管理决策支持系统、经营业务过程重组等。敏捷设计技术主要是指集成化产品设计与过程开发技术,它是一系列技术的综合。敏捷制造技术是指可重组和可重用的制造技术,主要包括拟实制造技术、快速原型技术、数控技术柔性制造技术等。

  (3)AM功能设计

  AM功能设计旨在设计和开发敏捷制造系统的各部分功能,推行敏捷管理思想、敏捷设计方法和敏捷制造技术。①敏捷管理思想:制定符合全球竞争机制的企业经营战略,组建敏捷捕捉市场机遇的快速响应体系,构建企业间优势互补的动态联盟体系,建立敏捷供应链等。②敏捷化设计:使用集成化产品设计与过程开发方法开发产品,采用动态仿真技术实现产品性能仿真分析,引入智能知识推理机制提高设计过程的敏捷性等。③ 敏捷制造技术:按车间作业分布自治要求进行企业资源重组,按可选工艺方案的协同决策要求进行工艺过程重组,采用相似工程原理和即插即用总线接口技术实现现场的成组插件互连等。

  (4)AM组织管理

  敏捷制造系统以动态联盟作为主要组织形式,采用以团队为核心的扁平化网络结构作为管理方式。

  (5)AM信息系统

  敏捷制造信息系统是面向敏捷制造模式、由分布于若干个成员结点且具有独立自治和相互协同能力的信息子系统优化组合而成的信息系统。它应具备四方面的能力:快速构建能力、快速运作能力、快速重组能力和快速适应能力。

  (6)AM资源配置

  在敏捷制造环境下,制造资源不再是由单一企业的资源组成,而是由不同地域、不同企业的资源组成,针对敏捷制造系统资源所呈现的分布、异构,不确定等特征,进行资源的配置,将制造系统中的资源重新组织。

  (7)AM实施

  敏捷制造是一个系统工程,在找到了它所存在的环境和所需的基础技术,并构造好了实施AM 的各部分框架后,就可以采用一定的步骤、运用系统化的方法逐步进行。

  • 步骤1 AM总体规划:AM目标选择、制定AM战略计划、选择AM实施方案。
  • 步骤2 AM系统构建:针对具体目标,准备敏捷化所需的相关技术,转变企业经营策略,利用构建好的AM功能设计系统、AM信息系统和AM资源配置系统等构建AMS。
  • 步骤3 AMS运行与管理:在系统内部建立面向任务的多功能团队,在企业之间进行跨企业的动态联盟,从而实现组织协调、过程协调、资源协调和能力协调。
  • 步骤4 建立敏捷评价体系:对敏捷制造系统的运行进行评价,必要时进行动态调整。

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