柔性生產

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柔性生產(Flexible Production)

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什麼是柔性生產

  柔性生產,是指主要依靠有高度柔性的以電腦數控機床為主的製造設備來實現多品種、小批量的生產方式。生產方式,一般是指企業整體活動方式,包括所有製造過程與經營管理過程。柔性生產的概念,是1965年,英國的Molins公司首次提出的,它是在柔性製造的基礎上,為適應市場需求多變和市場競爭激烈而產生的市場導向型的按需生產的先進生產方式,其優點是增強製造企業的靈活性和應變能力,縮短產品生產周期,提高設備利用率和員工勞動生產率,改善產品質量,因此,是一種具有旺盛需求和強大生命力的生產模式

柔性生產概念的產生[1]

  上世紀20年代在泰勒科學管理”影響下,尤其是E.whitney及Oliver提出“互換性”、“大批量生產”和‘傳送帶”應用前提下,工業界將管理思想與當時的電氣化、標準化系列化結合,成功地誕生了“少品種大批大量生產”的生產模式,給製造業註人了新鮮血液,推動了工業化發展的進程.美國的“福特製”就是典型代表,它為社會提供了大量的產品,它存在的基礎是當時的市場環境賣方市場,因而我們也稱此生產模式為剛性生產模式,這一模式的生產效率高,單件產品成本低,但它是以損失產品的多樣化,掩蓋產品個性為代價的。隨著經濟的不斷發展,企業的競爭形式也在發生變化,它不僅僅是表現為價格、數量、質量的竟爭,更重要的是剛性生產模式的弊端逐漸顯現,主要表現在:成本增加、過量庫存、適應市場的靈敏度低。然而,21世紀的競爭環境是一個不斷變化、不可預測的環境,由於高新技術的出現和更迭加快,產品的生命周期越來越短,企業所處的競爭環境要求企業具有很高的適應能力,通過高新技術的運用、不斷尋求新的機遇來開發新的產品,以滿足市場的需求。但是,一個企業的力量畢竟是有限的,隨著產品的技術含量越來越高,更新速度越來越快,單靠一個企業的工作,欲以最快的速度推出顧客滿意的產品是極其有限的。另外一個更重要的原因是美國從上世紀70年代到80年代,由於片面強調第三產業的重要性而忽視了製造業對國民經濟健康發展的保障作用,美國的製造業嚴重地衰退,逐步喪失了其世界瓏;主的地位.為此,美國政府為了在世界經濟中重振雄風,於1988年組成了由國家科學基金會牽頭,眾多企業和高校、研究機構參與的產學研體系,開始深人研究與分析經濟衰退的原因及對策,同時也提出了適應多變市場的企業生產模式,這就是1998年美國裡海大學GM公司共同提出的柔性生產模式AM(Agile Manufacturing),它已成為“21世紀製造業戰略”。

柔性生產的內涵與特點[1]

  柔性生產模式是一種新型的企業生產組織形式。其內涵實質表現在以下幾個方面:

  1.實現虛擬生產.虛擬生產是指面對市場環境的瞬息萬變,要求企業作出靈敏的反映,而產品越來越複雜、個性要求越來越高,任何一個企業已不可能快速、經濟地製造產品的全部,這就需要建立虛擬組織機構,實現虛擬生產.在大規模生產系統中即使提高生產能力和採用精益生產,但企業仍主張獨立進行生產,企業間的竟爭促使各企業不得不進行大規模生產.而柔性生產所實現的虛擬生產將促使企業採用較小規模的模塊化生產設備,促使企業間的合作,每一個企業都將對新的生產能力作出部分貢獻.由於競爭者、供應者和用戶在它們相互關係中發揮著不斷變化的作用,所以柔性生產改變了工業競爭的意義.在這裡,競爭、合作、供貨、買方的關係將隨著產品的變化而變化,使得竟爭和合作二者兼容。

  2.擬實生產.也就是擬實產品開發,它運用模擬、建模、虛擬現實等技術,提供三維可視環境,從產品設計思想的產生、設計、研發、到生產製造全過程進行模擬,以實現在實體產品生產製造以前,就能準確預估產品功能及生產工藝性,掌握產品實現方,減少產品的投人,降低產品開發及生產製造成。

  3.柔性生產的出發點是基於對未來產品和市場的靈活最具柔性的資源,這是因為人有社會動機,有學習和適應環境的能力.人能夠在柔性生產模式下通過培訓、學習、模仿和掌握信息技術等而獲得所需要的知識與技能.如:一位操作工人原來只需要管理一種產品的生產,而現在需同時負責幾個產品、幾個崗位的操作,原來只需用一般機械操作即可,而現在必須懂得用電腦進行管理;對於管理人員而言,必須具有對市場的動態分析能力、辦公自動化能力及高水平的管理技術.

  4.高技術的應用.柔性生產模式的實現必須運用大量的高新技術,如電腦集成技術、網路技術、資料庫等.

  柔性生產作為一個新概念,尚處於不斷發展和完善之中.對柔性生產的理解實際上可認為它是一個電腦集成製造系統、企業聯盟、並行工程、擬實製造、高素質員工等多方面的系統集成,是一個基於電腦集成製造系統且在此基礎上發展起來的一個更高層次的集成大系統.

柔性生產的主要方式

  目前,世界上比較流行的柔性生產主要有以下幾種方式:

  (1)精益生產(LP)。是美國提出的,其特點是以簡化組織和強調人的能動性為核心,力求低消耗、高效率零庫存,杜絕一切浪費,其基本前提是為滿足用戶的高質量產品需求。

  (2)並行工程(CE)。也是美國提出的,其特點是對產品開發及其相關過程以組成多功能協同小組工作來進行,併在產品設計階段就集成考慮生產製造、銷售服務過程的適應性要求。

  (3)敏捷製造(AM)。也是美國提出的,其特點是註重適應各種變化的快速要求,以動態多變的組織結構和充分發揮技術、組織人員的高度柔性集成為主導。

  (4)智能製造(第一代IM,第二代CLM或HIM),是分別由日本和德國提出的,其特點是強調柔性化生產中人因的決定作用,這是以提高決策化為目的併在整個製造過程中貫穿智能活動。

柔性生產的評價指標[1]

  柔性生產模式中的柔性是指企業生產系統應付變化的市場環境或適應環境帶來的不穩定性的能力.對柔性生產的評價實際上就是對柔性能力的評價.然而要用一些指標來評價一個企業的柔性生產能力是非常困難的.其主要原因有以下三點:一是柔性不同於成本、生產率及質量等方面的生產目標,它是系統的一種潛在能力,而不是系統的一種行為,它伴隨著不確定性而存在,在它沒有表現出來時很難度量;二是柔性不是單一的概念,它是相對系統而言的,必須與某些生產要素結合在一起所表現出的一種綜合能力,其柔性的評價指標各不相同,度量方式各不相同.三是柔性能力通常被理解為對適應範圍、時間和費用的反映靈敏度,它們構成一個虛擬立體空間(如下圖)。系統柔性越高,意味著能達到的狀態或範圍越寬,作出變化的時間越短,費用越少.因此,我們通常用適應範圍、時間及費用三個指標作為柔性生產的評價指標.

  柔性生产的评价指标

  1.適應範圍(scope)

  適應範圍描述的是柔性生產對未知變化的潛在適應能力,柔性不是預先按規定的需求範圍建立某過程,而是使企業從組織結構上具有RRS特性(RRS一一reconfigurable可重構、reusable可重用、scalable可擴充)的能力策略,它是預計完成變化活動的能力.對適應範圍的描述是採取靜態的方法,適應範圍指標是長期柔性生產能力範圍,它涉及到產品系列和製造系統的生產能力在更長的時間增加或改變的問題,如產品可變範圍的擴大,工藝過程的改進和變革,原材料的變化等等.

  2.時間(time)

  從一種狀態轉移到另一種狀態所需要的時間.很明顯,時間越短,柔性越高.

  3.費用(cost)

  從一種狀態轉移到另一種狀態所需要的費用.柔性生產應有合理的消耗,以合理的費用來滿足市場需求,很明顯,該費用越低,柔性生產的能力越強.對時間和費用的度量是採取動態的方法,它體現了對變化的反應能力.一個企業能變化的範圍並不能全部描述柔性能力,企業系統從一種動態向另一種狀態變化的難易程度也是十分重要的.一個系統從一種狀態向另一種狀態快速、平穩、經濟的變化就比那些用較大的費用,或較長的時間而獲得同樣變化的生產系統更具柔性.因此,費用和時間指標是阻礙柔性生產的因素,它們擬制了企業生產系統的反應能力.應該說,如果沒有時間和費用的約束,任何企業均能實現柔性生產.另外,在評價企業的柔性生產能力時,還必須考慮生產類型的異同,因為不同生產類型的企業其柔性生產的能力是不同的。

柔性生產在我國的實現條件[1]

  柔性生產模式作為一種新型的企業生產組織形式,並非所有企業均能實現的,它必須具備以下幾個條件:

  1、技術條件

  並行工程.並行工程的核心內容包括以下幾個方面:(1)產品開發隊伍的重構:將傳統的部門制或專業組變成以產品為主線的多功能集成產品開發團隊,並賦予團隊相應的責權利,對做開發的產品對象負責,這樣可以打破功能部門制所造成信息流動不暢的障礙.(2)過程重構:從傳統的串列產品開發流程轉變成集成的、並行的產品開發過程,並行過程不僅是活動的並行,更主要的是下游過程在產品開發的早期即參與設計過程,另一方面則是過程的精簡,以使信息流動與共用的效率更高.(3)數字化產品定義:包括兩方面內容,即數字化產品模型和產品生命周期數據管理,數字化工具定義和信息集成.(4)協同工作環境:用於支持多功能集成產品開發團隊的網路與電腦平臺.

  電腦績效製造技術.它是通過電腦硬體、軟體,綜合運用現代管理技術、製造技術、信息技術、系統工程技術,將企業生產全部過程中有關人、技術、經營管理三要素及其信息流與物流有機集成並優化運行的複雜系統.它是柔性生產的基礎.

  電腦網路技術.由於柔性生產企業是跨機構、跨地區的請求企業組織方式,電腦網路技術成為其最基本的技術基礎.電腦網路,特別是Internet,乃至信息高速公路的發展似的跨地區組織虛擬企業成為可能。

  模擬優化技術.該技術是實現企業柔性生產的重要手段.

  各種標準化工作.如電子數據交換,產品數據交換標準和超文本數據交換標準等標準化工作使企業間的信息交換迅速、及時、一准確。資料庫技術。是實現企業內與企業間集成的技術保障.

  2、企業柔性化建設條件

  簡化組織機構。我國大多數企業的組織機構龐大臃腫,動態應變能力差,反映不靈敏。欲實現柔性生產,企業必須將組織機構簡化為虛擬公司平面式的組織形式,減少不必要的層次結構,從而提高企業的柔性.

  重建企業文化,樹立共贏(win-win)觀念.一個新機遇,對於企業來說,應認識到聯盟其他企業資源的重要性及必要性,如未及時提供產品,機遇轉眼即逝,只有合作才能共同獲利.對於被聯盟的非核心企業來說,積極配合、認真負責地完成聯盟的任務是其自身生存和發展的基礎,在聯盟內要樹立主人翁意識,共贏觀念是合作的前提.

  培養高素質的企業員工.面對變化的市場,要培養員工接受新事物能力及新技術的掌握能力,要把決策權放在基層,讓每個員工對與其工作相關的問題作出迅速、正確的決策.一個企業只要擁有一批高素質的員工,才能實現柔性生產.

  3、建立企業聯盟

  在我國,單個企業的競爭能力差,製造資源嚴重不足.為彌補這種不足及提高企業資源利用率,在政府的指導下,可建立區域企業聯盟,建立聯盟中心.在聯盟中心應設有:(1)聯盟企業成員的設計、製造資源庫,以備聯盟成員查詢與使用;(2)專家使用系統,專門為專家的技術分析、工藝分析提出便利條件;(3)虛擬企業模型,協助分析選取合作伙伴,優化產品過程;(4)多方決策系統,聯盟企業各成員可通過電腦支持協同工作,在聯盟中心的協助下,進行多方動態決策.聯盟中心將負責各成員企業任務的履行及任務的實現.建立區域企業聯盟,實現資源共用,以提高聯盟成員的企業實力與柔性反映能力。

參考文獻

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 梁東.對柔性生產的認識
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