製造模式

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製造模式的定義

  製造模式是指企業體制、經營管理生產組織和技術系統的形態和運作的模式。從更廣義的角度看,製造模式就是一種有關製造過程和製造系統建立和運行的哲理和指導思想。

製造模式的意義

  製造過程的運行、製造系統的體繫結構以及製造系統的優化管理與控制等均受到製造模式的制約,必須遵循製造模式確定的規律。因此,對製造模式進行深入研究,為製造系統建立先進的製造模式具有重要意義。

  製造是一個減熵、增加信息含量的過程,企業是一個複雜、非線性、大動力學系統,在企業內動態地流通著勞務流、資金流物料流信息流和能量流等資源。在社會主義市場經濟環境和企業體制、生產組織和技術系統中,依靠科技、依靠人的決策和技術創造能力、依靠信息的減熵支撐,經營、管理上述各種資源,以獲取企業投入的優化增值和利潤,是建立企業先進位造模式的目標。

  國內外眾多的經驗表明,以提高製造業產品市場競爭力為目標的技術進步與企業改造工程的成功實施,不僅僅是技術問題,先進的製造技術必須在與之相匹配的製造模式里運作才能發揮作用。舉例來說,一個企業要採用CAD/CAM並獲得實效,就需要對企業現有的生產組織和運作方式進行調整,而實踐證明這是不容易的,需要時間和努力才能獲得進展。總之,技術和技術運作的模式需互相匹配並共同進步。

  回顧歷史,製造模式總是與生產發展水平市場需求相聯繫的。在手工業生產時代,是手工作坊製造模式,其特點是產品的設計、加工、裝配和檢驗基本上都由個人完成,這種製造模式靈活性好,但效率低,難以完成大批量產品的生產。從19世紀中葉到20世紀中葉大量生產模式在製造業中占主導地位近百年,這種模式通過勞動分工實現作業專業化,在機械化和電氣化技術支持下,大大提高了勞動生產率,降低了產品成本,有力地推動了製造業的發展和社會進步。20世紀後半葉特別是後30年,生產需求朝多樣化方向發展且競爭加劇,迫使產品生產朝多品種、變批量,短生產周期方向演變,傳統的大量生產正在被更先進的生產模式所代替。這些先進位造模式的主要特點是:需求啟動,依靠科技進步,企業合作柔性製造,生產組織精幹,企業管理體制先進,註重環保。近些年國外先後提出的電腦集成製造精益生產敏捷製造等就是先進生產模式的典型代表。

  近十幾年來,由於製造工程技術與科學的迅速發展和社會經濟的變革,為了使企業更具有競爭力,製造模式的研究應用日益重要。

現代製造模式

  製造模式是指企業體制、經營、管理、生產組織和技術系統的形態和運作模式。

  (一)精良生產(LP)與獨立製造島(AMI)

  20世紀90年代美國麻省理工學院(MIT)提出精良生產(LP)概念。它的特征是:(1)重視客戶需求,以最快的速度和適宜的價格提供質量優良的適銷新產品去占領市場,並向客戶提供優質服務。(2)重視人的作用,強調一專多能,推行小組自治工作制,賦予每個工段有一定的獨立自主權,運行企業文化。(3)精簡一切生產中不創造價值的工作,減少管理層次,精簡組織結構,簡化產品開發過程和生產過程,減少非生產費用,強調一體化質量保證。(4)精益求精、持續不斷的改進生產、降低成本、零廢品、零庫存和產品品種多樣化。

  獨立製造島是張曙教授根據在引進先進技術的同時,必須改革生產組織的角度提出新的生產模式。獨立製造島的技術構思是:以GT為基礎,以NC機床為核心,強調信息流的自動化和以人為中心的生產模式,它的特征是:組織、人員和技術三者的有機集成,面向車間、權力下放、綜合治理,並以獲取經濟效益為主要目標。AMI是發展中國家走向工廠自動化的重要途徑,它的推廣對中國機械製造業轉向市場機制,參與國際競爭意義重大。

  (二)敏捷製造虛擬製造

  美國通用汽車公司裡海大學於1988年提出了敏捷製造(AM),AM是在不可預測的持續變化的競爭環境中取得繁榮成長,並具有能對客戶需求的產品和服務驅動市場做出迅速響應的生產模式。AM的特征是:(1)製造資源的集成性,企業間聯作集成。充分發揮各企業的長處,針對限定市場的目標要求共同合作完成任務。(2)具有需求響應的快捷性和高度的製造柔性。製造柔性是指製造企業對市場要求迅速轉產和能實現產品多品種變批量的快速製造。(3)充分發揮人的作用,不斷提高企業職工素質和教育水平,優化人機功能分配。

  虛擬製造(VM)是國際上提出的新概念。VM與AM聯繫密切。VM的特征是:當市場新的機遇出現時,組織幾個有關公司聯作,把不同的公司,不同地點的工廠或車間重新組織協調工作。在運行之前必須分析組合是否最優,能否協調運行,以及投產後的效益和風險進行評估,這種聯作公司稱虛擬公司。虛擬公司在一定的環境和條件下通過虛擬製造系統運行,包括物理基礎、法律保障、社會環境和信息技術。因此研究開發虛擬製造技術(VMT)和虛擬製造系統(VMS)意義重大,美國稱AM為21世紀製造業發展戰略

  (三)集成製造智能製造

  美國哈林頓博士在“電腦和集成製造”一書中提出電腦和集成製造(CIM)的概念。集成製造的核心內容是:製造企業從市場預測產品設計、加工製造、經營管理直至售後服務是一個不可分割的整體,需要統籌考慮。整個製造過程的實質是信息採集、傳遞和加工過程,最終生產的產品可看作是信息的物質表現。集成是CIM的核心,這種集成不僅是物的集成,更主要的是以信息集成為特征的技術集成和功能集成,電腦是集成的工具,電腦和輔助各單元技術是集成的基礎,信息交換是橋梁,信息共用是關鍵。集成的目的在於製造企業組織結構和運行方式的合理化和最優化,以提高企業對市場變化的動態響應速度,並追求最高整體效益和長期效益。

  智能製造(IM)是美國出版研究IM和IMS書籍中首先提出的。它的特征是:在製造工業的各個環節的高度柔性與高度集成的方式,通過電腦和模擬人類專家的智能活動,進行分析、判斷、推理、構思和決策,旨在取代或延伸製造環境中人的部分腦力勞動,並對人類專家的製造智能進行收集、存儲、完善、共用、繼承與發展。

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