柔性生产

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柔性生产（Flexible Production）

　　柔性生产，是指主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种、小批量的生产方式。生产方式，一般是指企业整体活动方式，包括所有制造过程与经营管理过程。柔性生产的概念，是1965年，英国的Molins公司首次提出的，它是在柔性制造的基础上，为适应市场需求多变和市场竞争激烈而产生的市场导向型的按需生产的先进生产方式，其优点是增强制造企业的灵活性和应变能力，缩短产品生产周期，提高设备利用率和员工劳动生产率，改善产品质量，因此，是一种具有旺盛需求和强大生命力的生产模式。

　　上世纪20年代在泰勒“科学管理”影响下，尤其是E.whitney及Oliver提出“互换性”、“大批量生产”和‘传送带”应用前提下，工业界将管理思想与当时的电气化、标准化、系列化结合，成功地诞生了“少品种大批大量生产”的生产模式，给制造业注人了新鲜血液，推动了工业化发展的进程.美国的“福特制”就是典型代表，它为社会提供了大量的产品，它存在的基础是当时的市场环境为卖方市场，因而我们也称此生产模式为刚性生产模式，这一模式的生产效率高，单件产品成本低，但它是以损失产品的多样化，掩盖产品个性为代价的。随着经济的不断发展，企业的竞争形式也在发生变化，它不仅仅是表现为价格、数量、质量的竟争，更重要的是刚性生产模式的弊端逐渐显现，主要表现在:成本增加、过量库存、适应市场的灵敏度低。然而，21世纪的竞争环境是一个不断变化、不可预测的环境，由于高新技术的出现和更迭加快，产品的生命周期越来越短，企业所处的竞争环境要求企业具有很高的适应能力，通过高新技术的运用、不断寻求新的机遇来开发新的产品，以满足市场的需求。但是，一个企业的力量毕竟是有限的，随着产品的技术含量越来越高，更新速度越来越快，单靠一个企业的工作，欲以最快的速度推出顾客满意的产品是极其有限的。另外一个更重要的原因是美国从上世纪70年代到80年代，由于片面强调第三产业的重要性而忽视了制造业对国民经济健康发展的保障作用，美国的制造业严重地衰退，逐步丧失了其世界珑;主的地位.为此，美国政府为了在世界经济中重振雄风，于1988年组成了由国家科学基金会牵头，众多企业和高校、研究机构参与的产学研体系，开始深人研究与分析经济衰退的原因及对策，同时也提出了适应多变市场的企业生产模式，这就是1998年美国里海大学和GM公司共同提出的柔性生产模式AM(Agile Manufacturing），它已成为“21世纪制造业战略”。

　　柔性生产模式是一种新型的企业生产组织形式。其内涵实质表现在以下几个方面:

　　1.实现虚拟生产.虚拟生产是指面对市场环境的瞬息万变，要求企业作出灵敏的反映，而产品越来越复杂、个性要求越来越高，任何一个企业已不可能快速、经济地制造产品的全部，这就需要建立虚拟组织机构，实现虚拟生产.在大规模生产系统中即使提高生产能力和采用精益生产，但企业仍主张独立进行生产，企业间的竟争促使各企业不得不进行大规模生产.而柔性生产所实现的虚拟生产将促使企业采用较小规模的模块化生产设备，促使企业间的合作，每一个企业都将对新的生产能力作出部分贡献.由于竞争者、供应者和用户在它们相互关系中发挥着不断变化的作用，所以柔性生产改变了工业竞争的意义.在这里，竞争、合作、供货、买方的关系将随着产品的变化而变化，使得竟争和合作二者兼容。

　　2.拟实生产.也就是拟实产品开发，它运用仿真、建模、虚拟现实等技术，提供三维可视环境，从产品设计思想的产生、设计、研发、到生产制造全过程进行模拟，以实现在实体产品生产制造以前，就能准确预估产品功能及生产工艺性，掌握产品实现方，减少产品的投人，降低产品开发及生产制造成。

　　3.柔性生产的出发点是基于对未来产品和市场的灵活最具柔性的资源，这是因为人有社会动机，有学习和适应环境的能力.人能够在柔性生产模式下通过培训、学习、模仿和掌握信息技术等而获得所需要的知识与技能.如:一位操作工人原来只需要管理一种产品的生产，而现在需同时负责几个产品、几个岗位的操作，原来只需用一般机械操作即可，而现在必须懂得用计算机进行管理;对于管理人员而言，必须具有对市场的动态分析能力、办公自动化能力及高水平的管理技术.

　　4.高技术的应用.柔性生产模式的实现必须运用大量的高新技术，如计算机集成技术、网络技术、数据库等.

　　柔性生产作为一个新概念，尚处于不断发展和完善之中.对柔性生产的理解实际上可认为它是一个计算机集成制造系统、企业联盟、并行工程、拟实制造、高素质员工等多方面的系统集成，是一个基于计算机集成制造系统且在此基础上发展起来的一个更高层次的集成大系统.

　　目前，世界上比较流行的柔性生产主要有以下几种方式：

　　（1）精益生产（LP）。是美国提出的，其特点是以简化组织和强调人的能动性为核心，力求低消耗、高效率、零库存，杜绝一切浪费，其基本前提是为满足用户的高质量产品需求。

　　（2）并行工程（CE）。也是美国提出的，其特点是对产品开发及其相关过程以组成多功能协同小组工作来进行，并在产品设计阶段就集成考虑生产制造、销售服务过程的适应性要求。

　　（3）敏捷制造（AM）。也是美国提出的，其特点是注重适应各种变化的快速要求，以动态多变的组织结构和充分发挥技术、组织人员的高度柔性集成为主导。

　　（4）智能制造（第一代IM，第二代CLM或HIM），是分别由日本和德国提出的，其特点是强调柔性化生产中人因的决定作用，这是以提高决策化为目的并在整个制造过程中贯穿智能活动。

　　柔性生产模式中的柔性是指企业生产系统应付变化的市场环境或适应环境带来的不稳定性的能力.对柔性生产的评价实际上就是对柔性能力的评价.然而要用一些指标来评价一个企业的柔性生产能力是非常困难的.其主要原因有以下三点:一是柔性不同于成本、生产率及质量等方面的生产目标，它是系统的一种潜在能力，而不是系统的一种行为，它伴随着不确定性而存在，在它没有表现出来时很难度量;二是柔性不是单一的概念，它是相对系统而言的，必须与某些生产要素结合在一起所表现出的一种综合能力，其柔性的评价指标各不相同，度量方式各不相同.三是柔性能力通常被理解为对适应范围、时间和费用的反映灵敏度，它们构成一个虚拟立体空间（如下图）。系统柔性越高，意味着能达到的状态或范围越宽，作出变化的时间越短，费用越少.因此，我们通常用适应范围、时间及费用三个指标作为柔性生产的评价指标.

　　1.适应范围(scope)

　　适应范围描述的是柔性生产对未知变化的潜在适应能力，柔性不是预先按规定的需求范围建立某过程，而是使企业从组织结构上具有RRS特性(RRS一一reconfigurable可重构、reusable可重用、scalable可扩充)的能力策略，它是预计完成变化活动的能力.对适应范围的描述是采取静态的方法，适应范围指标是长期柔性生产能力范围，它涉及到产品系列和制造系统的生产能力在更长的时间增加或改变的问题，如产品可变范围的扩大，工艺过程的改进和变革，原材料的变化等等.

　　2.时间(time）

　　从一种状态转移到另一种状态所需要的时间.很明显，时间越短，柔性越高.

　　3.费用(cost)

　　从一种状态转移到另一种状态所需要的费用.柔性生产应有合理的消耗，以合理的费用来满足市场需求，很明显，该费用越低，柔性生产的能力越强.对时间和费用的度量是采取动态的方法，它体现了对变化的反应能力.一个企业能变化的范围并不能全部描述柔性能力，企业系统从一种动态向另一种状态变化的难易程度也是十分重要的.一个系统从一种状态向另一种状态快速、平稳、经济的变化就比那些用较大的费用，或较长的时间而获得同样变化的生产系统更具柔性.因此，费用和时间指标是阻碍柔性生产的因素，它们拟制了企业生产系统的反应能力.应该说，如果没有时间和费用的约束，任何企业均能实现柔性生产.另外，在评价企业的柔性生产能力时，还必须考虑生产类型的异同，因为不同生产类型的企业其柔性生产的能力是不同的。

　　柔性生产模式作为一种新型的企业生产组织形式，并非所有企业均能实现的，它必须具备以下几个条件:

　　1、技术条件

　　并行工程.并行工程的核心内容包括以下几个方面:(1)产品开发队伍的重构:将传统的部门制或专业组变成以产品为主线的多功能集成产品开发团队，并赋予团队相应的责权利，对做开发的产品对象负责，这样可以打破功能部门制所造成信息流动不畅的障碍.(2)过程重构:从传统的串行产品开发流程转变成集成的、并行的产品开发过程，并行过程不仅是活动的并行，更主要的是下游过程在产品开发的早期即参与设计过程，另一方面则是过程的精简，以使信息流动与共享的效率更高.(3)数字化产品定义:包括两方面内容，即数字化产品模型和产品生命周期数据管理，数字化工具定义和信息集成.(4)协同工作环境:用于支持多功能集成产品开发团队的网络与计算机平台.

　　计算机绩效制造技术.它是通过计算机硬件、软件，综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、系统工程技术，将企业生产全部过程中有关人、技术、经营管理三要素及其信息流与物流有机集成并优化运行的复杂系统.它是柔性生产的基础.

　　计算机网络技术.由于柔性生产企业是跨机构、跨地区的请求企业组织方式，计算机网络技术成为其最基本的技术基础.计算机网络，特别是Internet,乃至信息高速公路的发展似的跨地区组织虚拟企业成为可能。

　　仿真优化技术.该技术是实现企业柔性生产的重要手段.

　　各种标准化工作.如电子数据交换，产品数据交换标准和超文本数据交换标准等标准化工作使企业间的信息交换迅速、及时、一准确。数据库技术。是实现企业内与企业间集成的技术保障.

　　2、企业柔性化建设条件

　　简化组织机构。我国大多数企业的组织机构庞大臃肿，动态应变能力差，反映不灵敏。欲实现柔性生产，企业必须将组织机构简化为虚拟公司平面式的组织形式，减少不必要的层次结构，从而提高企业的柔性.

　　重建企业文化，树立共赢(win-win)观念.一个新机遇，对于企业来说，应认识到联盟其他企业资源的重要性及必要性，如未及时提供产品，机遇转眼即逝，只有合作才能共同获利.对于被联盟的非核心企业来说，积极配合、认真负责地完成联盟的任务是其自身生存和发展的基础，在联盟内要树立主人翁意识，共赢观念是合作的前提.

　　培养高素质的企业员工.面对变化的市场，要培养员工接受新事物能力及新技术的掌握能力，要把决策权放在基层，让每个员工对与其工作相关的问题作出迅速、正确的决策.一个企业只要拥有一批高素质的员工，才能实现柔性生产.

　　3、建立企业联盟

　　在我国，单个企业的竞争能力差，制造资源严重不足.为弥补这种不足及提高企业资源利用率，在政府的指导下，可建立区域企业联盟，建立联盟中心.在联盟中心应设有:(1)联盟企业成员的设计、制造资源库，以备联盟成员查询与使用;(2)专家使用系统，专门为专家的技术分析、工艺分析提出便利条件;(3)虚拟企业模型，协助分析选取合作伙伴，优化产品过程;(4)多方决策系统，联盟企业各成员可通过计算机支持协同工作，在联盟中心的协助下，进行多方动态决策.联盟中心将负责各成员企业任务的履行及任务的实现.建立区域企业联盟，实现资源共享，以提高联盟成员的企业实力与柔性反映能力。