【文档说明】机械工程概论(刘永贤第2版)第6章制造过程的生产管理模式.pptx，共(85)页，671.277 KB，由精品优选上传

转载请保留链接：https://www.ichengzhen.cn/view-260749.html

以下为本文档部分文字说明：

第6章制造过程的生产管理模式□6.1概述□6.2制造业生产模式的演变□6.3先进制造生产模式6.1概述凡有人群的地方就有管理,自从人类出现了分工就存在着管理的需求。管理是人类社会需求的产物,又是劳动分工的产物,其本质是对关系的管理。管理是一项活动,又是一个过程,有着目的和内容。所谓管理,就是

主体人为了实现预定的目标而协调客体间关系的过程。管理是历史的,是人类历史长河中前辈思考出来又留给后人的思想资源。管理是科学的,从对历史上的管理活动所作的分析看,管理是有规律可循的。管理是艺术的,它有很强的实践性,将千变万化的管理现象

真实地反映出来。因此,管理的属性是辩证性、历史性、科学性、艺术性和实践性的统一,并且已经形成了一门独立的科学,称为管理科学。管理包括管理活动、管理技术、管理知识。其中,管理活动是从事系统策划、整体调配以及效绩决策等的智力活6.1概述和具体行为;管理技术是指一套运作程序,

具有特殊的目标性和工具性;管理知识是指一组原理原则,它是通过理性的认知与经验的验证而获得的,具有观念的概括性和系统性。企业管理是一种指导与控制企业复杂的生产过程的科学方法,是指企业经营者根据一定的理论、原则、法令、

法规、程序,运用一定的方式和方法,对企业所能支配的人、财、物、信息、能量等有形资产和无形资产,进行有效地计划、组织、指挥、协调和控制,使各项要素得以合理配置,以求达到企业所预期实现的战略目标和策略目标。现代化的企业管理是由管理

的思想、目标、方针、组织、制度、方法、手段、装备八个子系统组成的互联、互促、互制约以及协调的整合体系,如图6-1所示。6.1概述图6-1现代企业管理体系从管理理念的发展来看,管理已经历了三大阶段,即分工理论、集成/综合理论和量子论三个阶段。由斯

密、泰勒、法约尔等总结创造的分工理论,其核心思想是分工出效率,分工可以降低对员工的技能要求,分工可以分散管理风险,是工业社会阶段的主要管理思想支柱。但是,随着企业的规模化和全球化的发展,企业管理的递阶层次越来越庞大,有的多达10~20层,惊人的管理成本早已抵消了分工带来的效益。20世纪7

0年代初,以哈林顿为代表的集成/综合6.1概述管理理论兴起,它强调了两个基本点,即系统的观点——企业是由各个生产环节组成的一个不可分割的整体,需要统一考虑,应当环环相扣、协调运转;信息的观点——企业的生产制造过

程本质上是信息采集、传递、加工和处理的过程。于是,在信息革命的支撑下,基于信息集成、过程集成和企业间集成的新的管理理念和模式蓬勃发展,如集成的、并行的、敏捷的、虚拟的、网络化的管理新理念。随着知识经济的兴起与发展,知识管理的新理念正

在形成。其基本思路是,知识是由人创造和生产的,而创造和生产知识的人具有个性和社会性双重属性,必须针对人力资源的特性创造新的管理模式。6.1概述图6-2制造系统模型所谓模式,就是榜样或模板,尤其是特别清晰和典型的榜样。模式是众

多同类系统模仿的“典范”,它应该全面反映系统的各个方面。企业管理模式是一种系统化的指导与控制方法,它把企业中的人、财、物和信息等资源高质量、低成本、快速及时地变换成市场需要的各种商品和服务,如图6-2所示的制造系统模型,输入包括有关的各种资源,输出是各种产品及服务,反馈有产品及

服务性能品质反馈、顾客及用户需求和意见反馈。从系统论的观点看,管理过6.1概述程就是为了某一目标而有效地控制各种活动,在保证质量及合理成本条件下,及时、高效地将产品及服务推到市场。制造系统是一种人造的开放式系统,体现了人类的意志、原则和规律。

制造系统是建立在某种理性哲理即模式的基础上,是某种制造模式的物理实现。制造管理模式决定了制造系统的结构和运行方式,具有十分重要的意义。制造管理模式可以理解为客观制造系统在人头脑中的主观影像,是人们设计新的制造系统(企业)或者改造现有制造系统时所依据的基本概念、原则和理论,以及制造系统在运行过程中所

遵循的规律。不同管理模式是为了适应某些管理过程,或在特定的管理理论指导下发展起来的。理想的管理模式应该是需求和6.1概述供给处处、时时维持平衡,库存为零。这里需求、供给和库存均是广义的,可以是最终产品,也可以指半成品或资金等。真正的广义零库存是不可能的,因为它是一种复杂的过程,而人的认

知能力和企业的能力均是有限的。6.2制造业生产模式的演变6.2.1制造业生产模式的发展人类制造业及制造系统生产模式的发展已有了漫长的历史。但长期以来,人类社会处于手工技术和手工业的水平,制造业及制造生产模式的真正形成与

发展还只有近两百年的历史。回顾历史,人类制造业生产方式的发展大致经历了四个主要阶段。1.手工与单件生产阶段在人类发展的历史进程中,很长一段时间人类生产力主要是人力,所采用的生产模式是家庭作坊式的手工生产模式,直到1776年瓦特制造出第一台有实用价值的蒸汽机之后,制造业发生了革命性的变化,

人类进入了机器生产的时代。从手工业到机器作业,从而脱离了家庭作坊式的手工生产模式,生产率有了较大的提高,揭开了近代工业化大生6.2制造业生产模式的演变产的序幕,其基本特征为:1)手工操作通用机床,按用户要求进行单件生产,生产的产品的可靠性和零件的互换性差,可靠性和一致性不能得到保证。2)劳动生产

率低,生产成本高。3)生产者是整台机器的作坊业主。4)工厂组织结构松散,管理层次简单。2.大批量生产阶段从19世纪中叶到20世纪中叶,在E.Whitney提出的“互换性”和“大批大量生产”,OliverEvons将传送带引入生产系统和F.T

aylor倡导的“科学管理”的基础上,HenryFord开创了汽车装配自动流水生产线,从而导致了一种新的生产模式即大量生产方式(Mass6.2制造业生产模式的演变Production)的产生。这种模式推动了工业化进程,为社会提供了大量的经

济产品,促进了市场经济的高度发展,使制造业开始了第一次生产方式的转换。其主要特征是:1)实行从产品设计、加工制造到管理的标准化和专业化生产。2)采用移动式的装配线和高效的专用设备。3)实行纵向一体化管理。把一切与最终产品相关的工作都归并到厂内自制。但这种生产模式在降低生

产成本、提高劳动生产率的同时,是以损失产品的多样性为代价的。3.柔性自动化生产阶段从20世纪50年代开始,随着生产环境的变化,人们逐渐认识到刚性自动化的不足,大量生产少数产品品种的局限6.2制造业生产模式的演变性越来越大,对大批量生产方式的缺点有了进

一步的认识,包括:劳动分工过细,导致了大量功能障碍;对市场和用户需求的应变能力较低;纵向一体化的组织结构形成了臃肿官僚的“大而全”的塔形多层体制。市场的多变性和顾客需求的个性化、产品品种和工艺过程的多样化以及生产计划与调

度的动态性,迫使人们寻找新的生产方式,提高工业企业的柔性和生产率,并试图从技术的角度改变大批量生产模式的不足。1952年美国麻省理工学院试制成功第一台数控铣床,揭开了柔性自动化生产的序幕。1968年英国莫林公司和美国辛辛那提公司建造了第一条由计算机集中控制的自动化制造系

统,定名为柔性制造系统。20世纪70年代,出现了各种微型机数控系统、柔性制造单元、柔性生产线和自动化工厂。以上这些技术进步和发展,标志着6.2制造业生产模式的演变柔性生产的开始。与大批量生产模式相比,它工序相对集中,没有固定的节拍,物料非顺序输送将高效率与高柔性融于一体,生产成本低,具有较强的灵活

性和适应性。4.高效、敏捷与集成经营生产阶段自20世纪70年代以来,不同时期不同国家的经济增长、繁荣与停滞、衰退交替出现,企业所处的外部环境日趋复杂多变,使得企业面临一系列前所未有的挑战。这个阶段的特征为:1)市场需求

波动,消费者行为更加具有选择性,产品需求朝多样化发展。开放—自由表达—多样化潮流的发展,是消费者价值观念结构性变化的必然结果,消费者不仅要求产品体现个性,且其需求的变化十分迅速。2)市场对产品性能、质量要求更高,产品寿命缩短。6.2制造业生产模式的演变3)国际合

作成为科学发展的强大势头。科学技术、经济、生产及市场的全球化、一体化、社会化已成为必然趋势,国家间的市场界线即将消失,企业经营处于全球化竞争环境之中,科技的发展对经济和社会的影响将空前广泛,愈加深刻。4)竞争日趋激烈。技术的迅速发展、市场的用户化、经济的全球化

及基于不同基础上的企业竞争行为等组合作用的结果,使竞争形势瞬息万变,其速度远远超过了现有企业内部因素变化的速度,使得企业的生存与发展越来越取决于对市场变化的响应速度。5)技术迅猛发展。大量新技术不断涌现并向各个领域渗透,科技内部的交叉和联系,

以及科学技术与社会相互作用的进一步增强,使技术、知识及产品的更新速度加快,特6.2制造业生产模式的演变别是计算机技术、信息技术的发展,引起人类生产力的飞跃和社会生产方式的巨变,成为推动企业全面变革的主导力量。先进制造生产模式主要有:以空间换取时间、多专业、多人员协同一致工作的并行工程

(CE,ConcurrentEngineering);集单件生产与批量生产优点于一体的精益生产(LeanProduction),和以灵活应变为目标,基于柔性技术、知识化熟练工人及创新管理机制的敏捷技术与企业(AgileTechnology&Enterprise);从仿生学角度提出了仿生制造;从分

形理论(FractalTheory)提出了分形公司;为了保护环境又提出绿色制造等管理模式。这些新的制造系统与管理模式各有特色与侧重点,但都是以并行思维(ConcurrentThinking)和交叉学科为基础,在协同攻关(TeamWo

rk)的组织形式、虚拟公司的概念6.2制造业生产模式的演变和技术融合聚变的创新方法指导下,通过互补性合作,以适应环境的变化,并将系统空间扩大到顾客与供应商。采取简化过程,在更大的时空范围中优化资源,得到非线性的高深层次的附加效益。它们既反映了上市时间这一市

场机制中最本质的需求,又抓住了信息技术给人们提供的人-机交互式处理复杂问题这一个最本质的机遇。它们的共同特点是:1)从以技术为中心向以人为中心转变,使技术的发展更加符合人类社会发展的需要。2)企业的组织结构将从金字塔式的多层次生产管理结构向分布式扁平的网络结构转变。3)从传统的顺序

工作方式向并行工作方式转变。4)制造系统的策略将集中在灵活组织社会资源,企业从6.2制造业生产模式的演变按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变。5)质量是企业尊严和品牌价

值的起点,快速响应市场的竞争策略是制胜的法宝。6)企业从单纯竞争走向既有竞争又有结盟之路。7)技术创新将成为未来企业竞争的焦点。6.2.2先进制造生产模式的战略目标先进制造生产模式,其本质就是集成经营。集成经营是在新的市场环境下,将企业经营所涉及的各种资源、过程与组织进行一体化的并行处理。通过集成

使企业获得精细、敏捷、优质与高效的特征,在更大的空间范围与更深的层次上有效地共享资源,以适应环境变化对质量、成本、服务及速度的新要求;通过增强生产或企业范围内的系统6.2制造业生产模式的演变一致性、整体性和灵活性来提高企业的应变力,

以求得快速响应不可预测的市场的变化。先进制造生产模式的主要战略目标可以概括如下:1.获取生产有效性为首要目标卖方市场的特征使大批量制造生产模式的生产有效性成为既定满足的条件,致力于生产效率的提高成为了大批量制造生产模式的中心任务。当今复杂多变的市场环境

,特别是消费者需求的主体化与多样化倾向使得制造生产的有效性问题突现出来。先进制造生产模式不得不将生产有效性置于首位,由此导致制造价值定向(从面向产品到面向顾客)、制造战略重点(从成本、质量到时间)、制造原则(从分工到集成)、制造指导思想(从技术主导到组织创新和人因发挥)等出现一系列的

变化。6.2制造业生产模式的演变2.以制造资源集成为基本制造原则制造是一种多人协作的生产过程,这就决定了“分工”与“集成”是一对相互依存的组织制造的基本形式。制造分工与专业化可大大提高生产效率,但同时却造成了制造资源(技术、组织和人员)的严重割裂,前者曾使

大批量生产模式获得过巨大成功,而后者则使大批量生产模式在新的市场环境下陷入困境。3.经济性源于制造资源的快速有效集成经济性是任何一种制造活动都要追求的主要目标。先进制造生产模式的经济性体现在制造资源快速有效集成所表现出的制造技术的充分运用

、各种形式浪费的减少、人的积极性的发挥、供货时间的缩短和顾客满意度的提高等。4.着眼于组织创新和人因发挥6.2制造业生产模式的演变与以技术为主导的大批量制造生产模式不同的是,先进制造生产模式更强调组织

和人因的作用。技术、人员和组织是制造生产中不可缺少的三大必备资源。技术是实现制造的基本手段,人是制造生产的主体,组织则反映制造活动中人与人的相互关系。技术作为用于实际目的的知识体系,它本身就源于人的实践活动,也只有通过被人所掌握与应用才能发挥其作用。而在制造活动中

人的行为又受到他所在组织的影响、诱导、制约和激励。所以,制造技术的有效应用有赖于人的主动积极性,而人因的发挥在很大程度上取决于组织的作用。显然,先进制造生产模式着眼于组织与人因是抓住了问题的关键。5.重视发挥新技术和计算

机信息的作用抓住计算机发展和应用所提供的契机,以最新技术(如6.2制造业生产模式的演变CAD、CAM、CAE、CAID、CAPP、MRP、GT、CE以及FMS等)、全面质量管理(TQM)以及计算机网络作为工具和手段,将这些当今先进的技术与组织变革和人因改善有效集成起来,便可发挥出

巨大潜能。6.2.3先进制造生产模式的核心问题任何事物发展的各个阶段,均有其创新和继承、个性和共性两个方面,先进制造生产模式也不例外,它虽有创新却继承了过去的某些原理。从管理角度来看,先进制造生产模式有待解决的核心问题是:组织创新、集成经营、质量保证体系、重组工

程、以人为本、人机分工、人机匹配,用分工协作代替全能,用并行或交叉作业代替串行作业。1.组织创新未来企业之间的竞争,除了比谁的资源和技术具有关键6.2制造业生产模式的演变性外,另一个决定性的因素就是组织的创新优化。现代企业组织结构的特性主要体现在以下几个方面:(1)灵活性利

用不同地区的现有资源,迅速组合成没有围墙的、超越空间约束的、靠电子手段联系的统一指挥的经营实体——虚拟企业和虚拟单元。(2)分散性为了使资源信息快速、准确地提供给组织内各个潜在的决策者,也为了使决策者能迅速调动所需资源,需要用信息网络将组织成员

连接起来,形成组织结构的网络化。(3)动态性企业的组织结构将从传统的、递阶层次的“机械结构型”向更适合市场竞争的“化学分子型”和“生物细胞型”转变,成为扁平的多元化“神经网络”。这种组织结构在整个产品生产周期是动态变化的,可及时重组和解体。6.2制造业生产模式的演变(4)并行性产品开发

工作在时间坐标上相互重叠与交叉,小组内的成员并行工作,协同完成产品设计、制造、销售等任务。(5)独立性项目组在企业内是相对独立的,项目负责人有权决策项目内的活动。(6)简单性项目组内以简单的工艺流程来代替传统的整个工厂集中控制的复杂的流程。2.集成经营代表精细、敏捷与柔性的集成经营是在新的市场环境

下,运用系统集成思想与技术,将企业经营所涉及的各种资源、过程与活动进行一体化的并行处理。企业这种快速有效集成经营形式与传统企业的概念完全不同。集成经营要有先进的工业信息网络。它的组织形式是一种动态联盟,6.2制造业生产模式的演变要妥善处理知识产权和无形资产的

评估、保护、转移和归属,成员间相互信任与合作是成功的关键,利益驱动是各成员参加联盟的推动力。它需要创造良好的外部环境和改善内部管理,建立新的投资及投资评价观以及获得信息技术的支持等。3.新的质量保证体系在目前消费者需求主体化、个性化和多样化的趋势下,对先进制造

生产模式而言,质量成为多元化问题,甚至是国际化问题,需要有新的质量保证体系,其中有:(1)新的三维质量观这包括全面质量满意、适度质量和质量的时间性。全面质量满意,指在产品整个生命周期中用户的满意度、企业本身的满意度(即指一般员工、管理者以及所有者或股东三种人的满意度

)以及社会和国家的6.2制造业生产模式的演变满意度(因为质量不只是企业与消费者之间的问题,还涉及包括非消费者在内的大多数人,质量如果不能与自然和社会环境相适应,不能满足社会和国家的需要,企业最终仍会走上失败之路)。适度质量,这是质量的经济性问题。过高的、超过需要的质量会造成资源浪费,而过低则达不

到全面质量满意。因此,在解决了全面质量满意的测度之后,如何确定适度的质量水平就十分必要。质量的时间性,指市场瞬息万变,消费者的价值观也在变化,因此质量具有时间性,在目前时间点上是适度质量的产品,若干时间后则可能是不良质量的产品。(2)新的质量保障体系先进制造生产

模式的产生与发展以及人类质量观念的不断更新,要求新的质量保障体系必须是着眼于战略层次的、内容丰富的开放系统。建立先进6.2制造业生产模式的演变制造生产模式下的质量保障体系应遵循以下三个基本原则:1)人本原则。人因的发挥、信任员工、自主管理和员工参与都是人本原则的具体体现,这一切都有赖于对

员工的质量培训与质量教育。质量教育是质量保障体系的一项重要内容。2)过程监控。新的质量保障体系的着眼点必须从过程的结果(产品质量)转移到管理过程本身,以过程质量确保产品质量。只有识别、组织、建立和协调各项质量过程网络及其接口,才能创造、改进

和提供稳定的质量,这就是过程监控原则。3)体系管理。任何一个企业(组织),只有依据实际的环境条件,策划、建立和实施质量体系,实施体系管理,才能管理6.2制造业生产模式的演变有效,因此,必须实行体系管理。4.生产过程重组生产过程重组(重组工程)是对现有生产过程进

行根本性的再思考和彻底的再设计,以求大幅度地提高生产过程所追求的主要绩效:成本、质量、服务和速度。它有四个基本观点:(1)过程观点生产过程涉及为达到生产目的而实施的一组逻辑上相关的任务,包括人、物流、能源、设备等的逻辑组合和实现特定目标的工作程序,这些必

是有机联系的。(2)根本性的再思考要摒弃过时的生产观点和管理思想,重新深入思考“企业应该做什么”这一类基本问题。(3)彻底的再设计就是要进行全面创新,而不仅仅是在某些方面的改进。6.2制造业生产模式的演变(4)大幅度提高绩效这是重组

生产过程的目的,也是衡量生产过程重组成功与否的标志。5.以人为本在先进制造系统中,人的因素越来越受到广泛重视,人的积极性能否充分发挥对先进制造生产方式至关重要。要改变传统的管理职能,将对人的监督、控制和奖惩改变为对人的不断关心、激励和培训。需要企业采取如下措施:(

1)优化组合各种不同特点和专业特长的人才一个好的团队应该充分考虑到人才之间性格、专长和能力的互补,这样组合起来的群体作用会大大超过个体之和,反之会对企业的高效运作起破坏作用。(2)创建以人为中心的企业文化和价

值观员工应从控制对象转变为授权对象,尽可能让他们参与过程运营的日常6.2制造业生产模式的演变决策,创建更加开放、更加简捷的交流报告机制。(3)组建跨学科项目团队传统的工作模式,即长期从事一项工作会使员工与此项工作无关的能力丧失

,墨守陈规和强求一致会扼杀人的创造力,人们将不知不觉地被同化,员工的创造性和主观能动性越来越低。在新的生产模式中,跨学科的团队的建设将大大解放创造力,激发员工的积极性。团队必须具备开放式思维、网络式思维和动态思维,从而为

员工的学习和创新提供动力源泉。这种网络团队要求员工掌握多门学科知识,具有对各种挑战的应变能力,以并行方式集成每一个人的全部知识和技能,使员工具有很强的创新能力和很高的工作效率。(4)促进团队之间的互相信

任团队之间的互相信任是团队成员合作的基础。信任是减少偷懒行为和增强合作绩效6.2制造业生产模式的演变的最有效机制。它能充分发挥人的积极性与潜力,从而使团队产生个人效用和他人效用同步增长。所以说,以人为本、尊重人与信任人是团队

顺利工作的前提。应在团队内部建立竞争与合作并存的机制,促进团队在已有核心能力的基础上不断创新。6.人机分工和人机匹配首先是人机分工原则。人和机器各有所长,在制造系统中要加以分工,相互匹配,使总体功能优化。

其分工原则:不宜用人的工作完全由机器完成;人可简易完成,机器极难完成或不能完成的工作,应由人去完成;人、机均可完成的工作,可根据技术、经济条件,选择以机为主,人作后备,以提高系统的可靠性,或者由人完成,条件具备时再向前者转化。6.2制造业生产模式的演变其次是人机系统均要考虑人文因素。制造系

统作为人机系统,其总体功能发挥的状况,取决于人的作用的发挥状况。但人与机器不同,他发挥作用的积极性、主动性、创造性和能力,取决于以下人文因素:激励政策、良好企业文化和工作作风的建立、充分的员工培训和继续教育、合理的组织结构和岗位责任、合理的运作规则和程序

、宜人的工作条件和环境等。7.用分工协作代替全能每个企业放弃全能,保留专长,各自发挥自身优势。利用企业间的分工协作,优势互补,实现共同目标。协作范围可以跨行业、跨地区以至跨国界。协作领域可以是产品零部件配套生产、新技术研究和新产品

开发。企业间协作关系不是依赖于指令,而是由共同利益驱动,由协约来保证。6.2制造业生产模式的演变8.用并行或交叉作业代替串行作业任何工程作业均有其流程特性,即先行工序与后续工序的顺序不能颠倒,亦不能同时进行。在符合流程特性的前提下,将串行作业改为并行或交叉作业,是缩短工作总周期的一种广为应用

的方法。如在生产技术准备工作中,通过一体化和并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程);利用计算机网络和模拟仿真技术,对分布式进行的各种相关工作环节,按其流程顺序传送和反馈彼此相关信息;通过反复地相互迭代设计和

仿真检验,使整个技术准备工作同时完成,以缩短工作周期。6.3先进制造生产模式6.3.1并行工程并行工程(CE,ConcurrentEngineering),有的地方称为同期工程(SimultaneousEngineering)。

并行作业的思想早就存在,作为一种工程界的科学方法始于20世纪80年代中期。制造系统与制造工程中的并行工程指的是对产品开发生命周期中的一切过程和活动,借助信息技术的支持,在集成的基础上实行并行交叉方式的作业,从而缩短产品开发的周期,缩短产品投入市场的时间。并行工程是

一种加速新产品开发过程的制造系统模式,是制造业在竞争中赢得生存和发展的重要手段。传统的产品开发是一个串行工程,信息是单向、串行地流动,设计、制造过程中缺乏必要和及时的信息反馈。在设计早期不能全面考虑下游

的可制造性、可装配性等多种因素,致使经常需要对6.3先进制造生产模式设计进行更改,构成从概念设计到设计修改的大循环,而且可能在不同环节多次重复同一过程,造成设计改动量大、产品开发周期长、成本高,难以满足日益激烈的市场竞争需求。串行方式已经严重影响企业的发展。并行工程的概念正是在这种情况下

提出的。对于并行工程的定义有多种说法,至今并没有统一。1986年美国国防部先进计划局DARPA(DefenseAdvancedResearchProjectsAgency)制订了一项为期五年的并行工程的起动计划DICE(DARPAInitiativeinConcurrentEngi

neering)。R.I.Winner在美国防务分析研究所的研究报告中对并行工程作了如下的定义:并行工程是一种对产品及其相关过程(包括制造过程和有关的支持过程)进行平行、一体化设计的系统化工作模式。6.3先进制造生产模式这种模式力图使开发人员从一开始就考虑到产品的生命周期(从产品

的概念形成到其报废消亡)中的一切因素,包括质量、成本、进度计划和用户需求。图6-3产品开发生命周期中不同阶段对最终产品价值的影响这个定义明确地指出:系统化方法是并行工程的核心,它把产品设计的早期阶段,特别是顾客需求这个最初的也是最重要的阶段包括到系统中来。这是因为,产品开发的早期阶段设计工作的正

确与否决定了未来产品价值的主要6.3先进制造生产模式部分(据统计约占50%),可是,它们所花费的费用只占很少的部分(据统计约占10%)。产品开发生命周期中不同阶段对最终产品价值的影响如图6-3所示。并行工程的本质是分析和优化产品开发过程,并在信息

集成的基础上实现过程集成。对传统设计和生产方式,概念设计的开支很小,但它却是决定最终成本的最主要因素;而最后的生产阶段花费的成本最多,但对最终成本的动态影响却很小。这说明按照传统的设计和生产方式,即使在生产过程中做很大努力提高效率

,成本却很难下降。而并行工程对设计阶段高度重视,虽花费较高成本,但却提高了生产的一次成功率,生产过程中避免了传统方式中常常出现的反复修改和浪费,从而使生产准备和制造时间大大缩短,生产成本显著下降。并行设计是并行工程的哲理在6.3先进制造生产

模式产品设计开发活动中的具体体现。并行工程有如下特性:(1)并行特性把时间上有先后顺序的活动转变为同时考虑和尽可能同时并行处理的活动。并行性有两方面含义:其一是在设计过程中通过专家把关,同时考虑产品生命周期的各个方面;其二是在设计阶段同时进行工艺(包括加工工艺、装配工艺和检验工艺)过程设计,并对

工艺设计的结果进行计算机仿真,直至用原型法生产出产品的样件。(2)整体特性将制造系统看成是一个有机整体,设计、制造、管理等过程不再是一个个相互孤立的单元,而是将其纳入一个系统考虑。设计过程不仅要给出图样和其他设计资料,还要考虑质量控制、成本核算、进度计划

等。把产品开发的各种活动作为一个集成的过程进行管理和控制,6.3先进制造生产模式以达到整体最优的目的。(3)协同特性特别强调人们的群体协同作用,包括与产品全生命周期(设计、工艺、制造、质量、销售、服务等)的有关部门人员组成的小组或小组群协同工作,充分利用各种技术和方法的集成。这种途径生产

出来的产品不仅有良好的性能,而且产品研制的周期也将显著缩短。(4)约束特性在设计变量(如几何参数、性能指标、产品中各零部件)之间的关系上,考虑产品设计的几何、工艺及工程实施上的各种相互关系的约束和联系。实施并行工程的优点有:1)缩短产品投放市场的时间。并行工程技术的主要特点是可以大大缩短产

品的开发和生产准备时间,使两者部分相重合。6.3先进制造生产模式2)降低成本。并行工程可在三个方面降低成本。首先,可以将错误限制在设计阶段;其次,并行工程不同于传统“反复试制样机”的做法,而是靠软件仿真和快速样件生成实现“一次达到目的”,省去了昂贵

的样机试制费用;第三,由于在设计时即考虑加工、装配、检验、维修等因素,产品在上市前的成本将会降低,上市后的运行费用也会降低。3)提高质量。采用并行工程技术,尽可能将所有质量问题消灭在设计阶段,使所设计的产

品便于制造,易于维护。4)保证功能的实用性。在设计过程中,同时有销售人员参加,有时甚至还包括用户,这样才能保证去除冗余功能,降低设备的复杂性,提高产品的可靠性和实用性。5)增强市场竞争能力。并行工程可以较快推出适销对路的

产品,能够降低生产制造成本,能够保证产品质量,提高企业6.3先进制造生产模式的生产柔性,因而,企业的市场竞争力得到加强。美国国防分析研究所IDA(InstituteforDefenseAnalyses)的研究结果表明,并行工程的效益是显著的,表现在:1)设计质量的改进,可使早期

生产中工程更改次数减少一半以上。2)由于产品设计及其有关过程的并行进行,产品开发周期可缩短40%~60%。3)多功能小组一体化的产品及其相关过程的设计,使制造成本降低30%~40%。要使产品开发的过程加快而且反复少,必须做到:1)采取有效的技术与工具

加快每一过程。2)弄清每一过程,掌握内在规律,力争不产生或少产生差错,6.3先进制造生产模式减少系统的不确定性。3)通过正确而又及时的反馈机制与方法,减少产品开发中的反复。上述前两项主要由单元技术与方法来解决,如计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺计划(C

APP)、管理信息系统(MIS)等。第三项任务主要靠系统工程与系统理论的方法来解决。因此,并行工程是系统工程与系统理论在制造业中的应用。系统工程是一种科学方法,为了更好地达到某项复杂任务的目标,系统工程提出了一套完整的方法,对该项

任务的构成要素、组织结构、信息流动和控制机制等进行科学的分析与有效的设计。现实世界中,人们有两种不同的工作方式:串行作业和并行作业。制造系统与制造工程中的串行作业与并行作业如图6.3先进制造生产模式6-4所示。串行工程与并行工程各自的主要特点如下:1)传统的串行作业方式是一个时间一件工作

;并行作业方式则是一个时间多件工作。2)传统的串行作业方式是工作区间相互独立,顺序进行;并行作业是工作区间相互交叉与重叠。3)传统串行作业是多工种(专业)相互独立地工作;并行作业是多工种的多功能小组协同一致地工作。资源有限的现实条件下

,要集中力量首先做好时间常数大的过程的交互,或时间常数不大但是它们却相互接近的过程的交互。为了快速做出合格的产品,要加快上游信息过程状态的交互,保证最终产品一次成功。6.3先进制造生产模式图6-4串行与并行a)串行b)并

行6.3先进制造生产模式人们清楚地看到:要使并行工程取得成功,约束的规划、推理及管理是非常重要的。从这一意义上说,并行工程也可以看成是为了取得满意的产品,在产品开发的生命周期中,对一组范围广泛的约束进行规划、优化推理和决策的过程。这里的约束

有两类:资源的不等式约束(如仓库面积图6-5资源分类只有100m2)和客观规律的等式约束(如力等于质量乘加速度F=ma)。推理有严格的逻辑推理和启发式的智能推理。6.3先进制造生产模式(1)资源的分类资源一般分成物质资源、时间资源和空间

资源。如图6-5所示的资源分类情况,物质资源有材料资源、人力资源。材料资源指的是地下资源处理后的原材料及其制成品:零件和设备。人力资源是信息时代最重要的资源,分成技术人员与技艺人员两种。(2)资源约束的规划与调度为了做好资源的规划与调度

,首先要建立资源约束的模型,进而分析模型、发现关键的约束变量、消除冗余的约束变量,这样可以大大缩小问题的范围与求解空间,最后找出满意的解答。资源约束的规划与调度的基本过程如图6-6所示。图6-6资源约束的规划与调度6.3先进制造生产模式值得指出的是:

这里指的资源约束,是指选择有限的、有竞争的那些资源作为约束变量,而不是根据自然物理规律来选择资源约束变量。例如,空气不是资源,因为它是无限的(工程实际意义上),不存在竞争。但是,谁也清楚人们离开了空气是无法生存的。

先进制造系统是一种非常庞大的、复杂的非线性系统,约束变量非常多,约束空间非常大。在建立约束模型选择资源变量时,一定要简化,选择有竞争的那些资源作为约束变量,而不是根据自然物理规律来选择。6.3.2敏捷制造敏捷制造(

AM,AgileManufacturing)是美国Lehigh大学和美国通用汽车公司于1988年首次提出的制造生产新概念,在美国政府的资助和众多企业参与下,它们于6.3先进制造生产模式1991年提交了研究报告。该研究报告系统地描述了敏捷制造的基本

思想和如何实现敏捷生产的构想,并得到企业界和学术界的广泛认可,被誉为“21世纪制造企业的主要形式”。1992年美国政府将其作为“21世纪制造企业的战略”,其核心观点是利用美国信息技术的优势,夺回制造业的世界领先地位。敏捷制造是一种全新的制造概念

。虽然敏捷制造一提出即受到广泛的重视和研究,但到目前为止,由于敏捷制造的内涵是一种哲理,正处于一个不断发展的过程,因此,还没有一个关于敏捷制造的公认定义。按照字面理解,敏捷(Agile)一词是“聪明、机动和快速”的含义。敏捷性(Agility)则指制

造企业能快速满足顾客对高质量、高性能产品和服务的要求,并能从急剧变化的市场中击败其他6.3先进制造生产模式竞争对手,从而能盈利和获胜的能力。敏捷制造思想的出发点是基于对多元化和个性化市场发展趋势的分析,认为制造系统应尽可能具有高的柔性和快速反应能力(即敏捷性),从而在变

幻莫测、竞争激烈的市场中具有高的竞争能力。因此,敏捷制造是制造系统为实现快速反应和灵活多变的目标而采取的一种新的制造模式。美国机械工程师学会(ASME)主办的《机械工程》杂志1994年期刊中,对敏捷制造作了如下定义:“敏捷制造就

是指制造系统在满足低成本和高质量的同时,对变幻莫测市场需求的快速反应”。因此,敏捷制造的企业,其敏捷能力应当反映在以下几个方面:1)对市场的快速反应能力。判断和预见市场变化并对其快速地做出反应的能力。6.3先进制造生产模式2)竞争力。企业获得一定生产力、效率和有效参与竞争所需的技能。3

)柔性。以同样的设备与人员生产不同产品或实现不同目标的能力。4)快速。以最短的时间执行任务(如产品开发、制造、供货等)的能力。5)企业策略上的敏捷性。企业针对竞争规则及手段的变化、新的竞争对手的出现、国家政策法规的变化、社会形态的变化等做出快速反应的能力。6)企业日常运行的敏捷性。企

业对影响其日常运行的各种变化,如用户对产品规格、配置及售后服务要求的变化、用户订货量和供货时间的变化、原料供货出现问题及设备出现故障等做出快速反应的能力。6.3先进制造生产模式AM的基本思想是把动态灵活的虚拟组织结构、先

进的柔性生产技术和高素质的人员进行全方位的集成,从而使企业能够从容应付快速变化和不可预测的市场需求。它是一种提高企业竞争能力的全新制造组织模式。由此企业、组织管理、产品以及生产等概念都发生了全新的变化。敏捷制造要求企业不同于传统观念上的有围

墙的有形空间构成的实体空间,而是通过网络建立起来的信息交流高速公路,建立“虚拟企业”,将制造系统空间扩展到全国乃至全世界,以竞争能力和信誉为依据选择合作伙伴,组成动态公司。从策略上讲不强调企业全能,也不强调一个产品从头到尾

都是自己开发、制造。组织管理上,敏捷制造力图简化过程,不断改进过程;提倡以“人”为中心,用分散决策代替集中控制,用协商机制6.3先进制造生产模式代替递阶控制机制;提高经营管理目标,精益求精、尽善尽美地满足用户的特殊需要。敏捷企业强调技术和管理的结合,在先进柔性制造技术

的基础上,通过企业内部的多功能项目组与企业外部的多功能项目组——虚拟公司,把全球范围内的各种资源集成在一起,实现技术、管理和人的集成。敏捷企业的基层组织是多学科群体,是以任务为中心的一种动态组合。敏捷企业强调权力分散,把职权下放

到项目组。提倡“基于统观全局的管理”模式,要求各个项目组都能了解全局的远景,胸怀企业全局,明确工作的目标、任务和时间要求,而完成任务的中间过程则完全可以自主。关于产品,敏捷制造的产品进入市场以后,可以根据用户的需要进行改变,得到新的功能和性能,即使用柔性的、

模块化的产品设计方法,依靠极大丰富的通信资源和软件资源,6.3先进制造生产模式进行性能和制造过程仿真。敏捷制造的产品保证用户在整个产品生命周期内满意,企业的这种质量跟踪将持续到产品报废为止,甚至包括产品的更新换

代。在敏捷制造的生产方面,产品成本与批量无关。从产品看是单件生产,而从具体的实际和制造部门看,却是大批量生产。高度柔性的、模块化的、可伸缩的制造系统的规模是有限的,但在同一系统内可生产出产品的品种却是无限的。在敏捷制造系统的设计过程中,敏捷性的要求可概括为三重含义:可重组(Reconfigurab

le)、可重用(Reusable)、可缩放(Scalable),即通常所说的“RRS”要求。围绕这三个要求,RickDove提出如下十条准则,作为促使企业必须实施敏捷制造的因素:①市场分割;②对任意6.3先进制造生产模式大小批量的订单的生产;③将大批用户都处理成个

人的信息容量;④缩短产品生命周期;⑤产品和服务的交融;⑥全球市场网;⑦公司之间既合作又竞争;⑧适合大批量用户化生产的销售基础结构;⑨集团重新组织的热潮;⑩将流行的社会价值观变成公司内部因素的压力。根据美国Lehigh大学Iacocca研究所Rog

erN.Nagel教授的观点,敏捷制造企业具有以下特征:1.开放的体系结构敏捷制造企业为了快速完成各种项目任务,需要建立多部门参与的工作小组与其他企业进行多方动态合作,使企业系统成为一个开放式的体系结构,以便支持企业的多部门工作小组和多方动态合作的活动。2.全企业集成

6.3先进制造生产模式敏捷制造企业主要以面向任务和项目工作小组的形式来组织生产活动,每个项目工作小组都有相应的权利、责任和利益。为了避免混乱,企业管理部门必须对项目工作小组及相应的低层职能部门进行直辖和控制。要求管理部门能够及时而迅速地掌握各项目工作小组和相应的低层职能部门的运行情况和

存在的问题,并能迅速地把协调与控制信息传递给项目工作小组和相应的低层职能部门。为了实现这种协调与控制,整个企业需要集成起来,这种集成应该是从信息、功能以及人员等方面对企业进行全方位的集成。3.技术的领先为了能够抓住市场机遇,灵

活快速地制造出令用户满意的产品,敏捷制造企业必须拥有先进的技术实力。否则,在6.3先进制造生产模式市场机遇出现时,很难成为多方动态合作的伙伴,因为敏捷制造企业所寻找的合作伙伴应该是某方面技术上的先驱者。4.技术的敏感敏捷制

造企业需要通过灵敏的技术装备及时抓住市场机遇,从而在激烈的市场竞争中获胜。一个成功的企业决不能容忍它的技术装备的灵敏性落后于竞争对手。5.缩短循环周期为了缩短对用户需求的响应时间,敏捷制造企业需要不断地检查自身,

努力缩短所有活动过程的时间,包括产品的设计过程、制造过程以及企业的管理过程等。6.柔性的重构当市场机遇出现时,敏捷制造企业需要迅速地将雇员按项目任务组织起来,并重新配置设计、制造与市场销售等6.3先进制造生产模式职能部门,实现企业的柔性重构。7.产品设计一次成功产品的设计往往是企业

的瓶颈,为了能够对市场变化作出快速反应,敏捷制造企业必须保证产品设计的一次成功。计算机辅助技术(如CAD、CAPP、CAM等)、计算机模拟仿真技术以及并行设计的组织方式将是保证产品设计一次成功的有效手段。8.可存取和可使用的信息为了保证工作小组的有效性

,工作小组及其成员,包括本企业的雇员和其他企业的合作雇员,必须能够迅速地存取和使用本企业的各种信息,这种信息共享模式所带来的经济效益将远大于信息限制与保密所带来的效益。9.产品终身质量保证6.3先进制造生产模式由于越来越多的企

业都能够有效地保证产品无缺陷,质量一词的含义已不再仅仅是零缺陷,而是零缺陷与用户满意的结合。因此,企业仅仅依靠零缺陷的质量将无法在市场中获得竞争优势,敏捷制造企业必须对出售的产品在其使用寿命期内实行终生保证,确保用户满意。1

0.考虑长期利益的管理与领导面对快速多变、竞争激烈的市场,敏捷制造企业需要具有远见卓识的领导指出企业的前进方向和发展目标,提出达到这一目标的企业战略和战术,并鼓励项目工作小组发挥积极性和创造性去解决可能

遇到的一切问题。在具有远见卓识的领导的带领下,敏捷制造企业将能够看准前进方向,抓住市场机遇,不断获取竞争的胜利。11.根据用户需求建立组织机构6.3先进制造生产模式在敏捷制造企业中,企业计划是根据用户需求迅速开发产品并进行生产的计划,这

就要求整个企业的每一个员工都有责任迅速准确地支持并行工作小组的工作,保证企业计划的顺利完成,从而实现对用户需求的快速响应。12.并行工程为了能够快速响应市场需求,敏捷制造企业的各个部门应该并行工作,而不是

顺序地工作,这些部门不仅包括设计部门和制造部门,而且包括市场、财务、人力资源等所有部门。13.动态多方合作由于市场需求的多样化和个性化,企业间将同时存在各式各样的合作项目,为了保证合作的有效性,企业应提供一种责权

利统一的标准合作程序,并对合作进行评价。由于6.3先进制造生产模式这种合作是有限的、不固定的,合作的程度也不尽相同,因此称为动态多方合作。14.继续教育在敏捷制造企业中,雇员及其知识被视为企业的主要资产。为了企业的前途,企业人力资源管理部门应根据实际情况作出年度培训及教育计划。15.尊重雇员

在敏捷制造企业中,企业将雇员的知识和创造力看作企业的主要资产,并不断对其进行评价,加以培养和完善。为了充分发挥雇员的知识和创造力的作用,企业将实施各种尊重员工的政策。16.向工作小组及其成员放权为了快速响应市场需求,敏捷制造企业必须以面向项目6.3先进

制造生产模式任务的工作小组形式来组织工作,这就要求过去层层集中的一部分权力下放给工作小组及其成员,允许他们在适当的时候独立决策。17.雇员的知识面广阔在敏捷制造企业中,企业的竞争能力将主要取决于雇员的知识和适应能力。比如,产品的生产过程决非仅仅依赖于

机器设备等物质因素,还要依靠设计和制造等人员的经验和知识。只有当企业雇员具有更多的知识和更强的适应能力,而企业又能充分利用这些知识时,企业才能在快速多变的市场中具有竞争优势。18.工作环境良好企业应该提供良好的工作环境,使企业

的雇员能心情愉快地工作,充分发挥其主观能动性和创造性。6.3先进制造生产模式敏捷制造企业的基本特征可归纳如下:(1)产品批量大小与成本关系不大在今后的市场中,产品需求的多样化和个性化将越来越突出。敏捷制造企业敏捷性的一个突出表现就

是可以灵活多变地满足多样化的产品需求,企业可以通过可重组、重用和扩充的柔性加工设备以及动态多变的组织方式等措施来加以保证。(2)新产品快速上市制造企业除了能按照用户要求生产出新产品外,还必须快速占领市场。敏捷制造企业敏捷性的一个重要含义即是快速响应能力。企业可以通过并行工作方式、快速原型制造、

虚拟产品制造、动态联盟及创新的技术等措施完成这一目标。(3)全生命周期顾客满意质量企业可以通过并行设计、质量功能配置(QFD,QualityFunctionDeployment)、6.3先进制造生产模式价值分

析、仿真等手段,在产品的设计、制造、销售、服务、维修、回收等整个生命周期内的各个环节使顾客满意。6.3.3精益生产精益生产(LP,LeanProduction)是首先在日本成功实施,后来由美国麻省理工学院(MIT)于20世纪90年代提出的一种新型制造系统模式。198

5年,MIT启动了一个重要的研究计划——“国际汽车研究计划”(IMVP,InternationalMotorVehicleProgram),对日本的丰田生产方式和美国的大量生产方式进行了对比分析,并于1990首先在《改变世界的机器:精益生产的传

奇》一书中提出了精益生产的概念。该书系统、深入地分析了造成日本和美国汽车工业差距的主要原因,在日本丰田汽车公司生产方式的基础上,归纳出精益生产方式,并进行了6.3先进制造生产模式详尽论述。精益生产其实质

是丰田生产方式,它总结了日本推广应用丰田生产方式的精髓,将各类相关的生产系统归纳为精益生产方式。精益生产中“Lean”的直译是“瘦肉”,其中心思想是在各个环节均需去掉无用的东西,每个员工及其岗位的安排原则必须保证

增值,不能增值的岗位加以撤除。精益生产是制造系统重构设计的典型策略之一。简而言之,精益生产是以满足市场需求为出发点,以充分发挥人的作用为根本,对企业所拥有的生产资源进行合理的配置,使企业适应市场的应变能力不断增强,从而获得最高经济效益的一种生产模式。精益生产工厂追求的目标是:尽善尽美、精益求精,实

现无库存、无废品、低成本的生产。MIT的研究报告中6.3先进制造生产模式指出:精益生产工厂设计一种新型的汽车,在人员、场地面积、设备投资等方面只有大量生产方式的一半。为实现这种理想的目标,在20世纪50

年代只有通过精心的组织与管理来实现。而在今天的信息时代,则有强有力的自动化的工具与方法支持。以满足市场需求为出发点。传统企业的经营观念是以产品为出发点,而精益生产要求企业的一切活动均以适应市场变化、满足用户需求为出发点,用户需要什么就生产什么,用户需要多少就生产多少,并从价格、质量、交

货速度、售后服务等各个方面满足用户的需求。精益生产模式的根本是:以顾客为“上帝”,通过详细周密的市场调查使产品面向顾客,并与顾客保持密切联系,将顾客需求作为产品开发的主要因素,甚至将顾客引入产品6.3先进制造生产模式开发过程,从价格、质量、交货速度、售后服务等各个方面满足顾客

需求。精益生产的内涵体现在以下几个方面:1.以“人”为中心的人-机系统“人”包括整个制造系统所涉及的所有人,如本企业各层次的工作人员以及协作单位的员工、销售商和用户等。由于人是制造系统的重要组成部分,是一切活动的主体,强调以人为中心,认为人是生产中最宝贵的资源,是解决问题的根本动力。强调人

与机器共同解决问题,但人是主要的。具体做法有:1)企业把人看作比机器更为重要的固定资产。为此,在员工有效工作的40年(进厂到退休)内,创造工作条件和工作压力,不断提高他们的技能,充分发挥他们的创造性。6.3先进制造生产模式2)当

生产线上出现质量问题时,雇员及工作小组有能力与权力停机,并同小组人员一起检查问题与解决问题并将信息反馈回来,无需等待中层或高层经理逐级下达命令。2.简化一切过程视一切同近期与远期目标无关的活动与过程为“垃圾”,并力图把它们消除在萌芽状态。不断排除一切非生产性的费用,合理安排物流过程,消除一切中

间库,实现没有中间存储的、不停流动的、无阻力的生产流程;在信息流与决策流上,基于同样的理由,不顾一切阻力地拆除一切无用的工作位置与中间层的管理人员。具体做法有:1)采用精良的组织方式。从组织机构上实行精简化,去掉一切多余的环节和人员。从纵向减少层次,横向打

破部门壁垒,从递阶式管理结构转化为扁平的网络状管理结构。6.3先进制造生产模式精简组织机构,去掉一切不增值的岗位和人员。2)精良的设计方式。精益生产强调以小组工作(TeamWork)的工作方式进行产品的设

计开发,并成立高效率的产品开发小组。这些小组成员来自于公司各职能部门,各人发挥其特长,集体合作完成某一开发项目的任务。简化产品开发过程,采用并行设计的手段,强调设计环节和制造环节的信息交流,减少设计和制造的返

工,缩短产品的制造周期,提高产品质量,在新产品开发上主张敢于冒风险。3)采用“准时制(JIT,JustInTime)”生产方式。精益生产组织形式采用“拉取”(Pull)方式进行组织,而不是传统的“推动”(Push)方式。后工序只在

必要的时候到前工序提取必要的物品,而前工序也只生产要被取走的物品。同样,车间与车间之间、供应商与生产厂之间、总装厂与6.3先进制造生产模式协作厂之间都采取准时制生产管理方式,要求从原材料供应商,到协作厂配套零、部件,到各个车间以及各个工序之间提供半成品,都需要不早不晚,在准确的时间、

准确的地点、提供准确的数量和高质量的物品给准确的人。基于这样的原则,重新进行整个车间的布局和设备布置,使零部件生产和装配都能以最短的路径和效率实现。实现“在必要的时刻生产必要数量的必要产品”,从而彻底消除产品制造过程中的浪费,以及由之衍生出来的种种间接浪费,实现生产过程的合理性、高

效性和灵活性。JIT方式是一个完整的技术综合体,包括经营理念、生产组织、物流控制、质量管理、成本控制、库存管理、现场管理等在内的较为完整的生产管理技术与方法体系。3.精良的协作方式6.3先进制造生产模式在大批量生产方式中,总装厂和协作厂之间是一种松散的配合关系,经常

存在突出的利益矛盾,从而导致各种各样的问题。精益生产在这一方面得到了很大改善,具体做法是:1)根据长期合作关系及一贯表现选定协作厂,而不是靠投标方式。总装厂和协作厂之间是一种比较稳定、利益上休戚相关的关系。2)利益分配方面,总装厂和协作厂共同讨论,在照顾各方面都能取得合理利润的情况下,确

定各部分所能分到的成本价格,并在各自所分得的目标价格前提下,应用价值工程方法进行成本分析,努力降低成本。如果某协作厂成本降低得多,可以得到更多利润,总装厂并不会因此而改变其目标价格;如果成本减低的成果是总装厂和协作厂共同6.3先进制造生产模式努力的结果,则二者共同分享额外利润。二者之间达成一

种稳定团结、共同奋斗、争取盈利的关系。3)交货方式采取JIT的方式。协作厂将协作件直接、及时地送到总装线上,从而力求“零库存”目标。4)由于总装厂和协作厂之间相互依存的关系,协作厂通过“协作厂协会”的组织相互坦诚地

交流最新的观念和技术,并通过不断努力与总装厂共同提高生产水平,协调总装厂与协作厂的关系,避免相互之间的利益冲突。4.同供应商建立良好的合作与伙伴关系以价格关系为依据的委托—受委托的关系,被长年累月建立的深信不疑的伙伴关系所取代。在产品开发的开始就选好供应商,并将他们加入到开发的过程中。由此供应商掌

握着成本和生产过程的内部信息,通过共同的分析来6.3先进制造生产模式提高成本分析的可靠性。5.高度灵活的自动化机械精益生产主张采用小型的、高度灵活的自动化设备,并强调人与组织管理是发挥自动化设备效益的先决条件。MIT研究报告中指出:自动化

的程度对提高企业效益不是唯一的因素,有时是不重要的,关键的是要“对症下药”和提高人员的素质。6.综合的质量保证系统精益生产认为:在流水线上工作的人员是质量保障的基础。为此,每一个小组为他们工作的质量负责并自己承担质量的检验,

从而取消了昂贵的专用检验场地和成品后处理区。只有这样做,才可能生产高质量产品,才能使出现的故障立即追溯到它们的根本原因所在,从而得到根本的解6.3先进制造生产模式决。同大批量生产相比,精益生产中高质量的措施不会引起高成本。7.持续不断地改进和优化MIT研究

报告指出:精益生产与大批量生产之间的根本区别在于目标的制定。大批量生产模式的目标是足够好,而精益生产的目标是力求不断完善。实现的方法是不断改进,逐步优化。精益生产的目标、手段与结果如图6-7所示。6.3先进制造生产模式图6-7精益生产的目标、手段与结果6.3先进制造生

产模式目前人们将精益生产的系统空间扩大到整个企业,提出精益企业。现代企业是多目标的,有局部的目标,例如企业目标,还有全局的目标,如环境保护和社会效率;有近期效益,还有远期效益。在资源有限的条件下,这些目标是相互冲突的。为此,必须用价

值模型来统一和综合这些冲突的目标。在价值模型驱动下,将一切对企业价值起增值作用的企业活动集成起来形成一条企业价值链(ValueChain),随着时间的推进形成企业价值流(ValueStream)。精益企业的模式就是使这股价值流不断增加的管理模式。6

.3.4智能制造系统智能制造系统(IMS,IntelligentManufacturingSystem)是为适应以下几方面的情况需要而兴起的:6.3先进制造生产模式一方面是制造信息的爆炸性的增长,以及处理信息的工

作量的猛增,这要求制造系统表现出更大的智能性;另一方面是专业人才的缺乏和专门知识的短缺,严重制约了制造工业的发展,不但在发展中国家是如此,在发达国家,由于制造企业向第三世界转移,同样也造成本国技术力量的空虚;第三是动荡不定的市场和激烈的竞争要求制造企业在生产活动

中表现出更高的机敏性和智能性;第四,计算机集成制造系统(CIMS)的实施和制造业的全球化的发展,遇到两个重大的障碍,即目前已形成的“自动化孤岛”的连接和全局优化问题,以及各国、各地区的标准、数据和人—机

接口的统一的问题,而这些问题的解决也有赖于智能制造的发展。智能制造包括智能制造技术(IMT)和智能制造系统(IMS)。智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同6.3先进制造生产模式组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能以一种高度柔性与集成的方

式,借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、推理、判断、构思和决策等,从而取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。同时,收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的智能。与传统的制造系统相比,智能制造系统具有以下特征:(1)自组织能力自组织能力是指IMS中的各种智能设备,能够

按照工作任务的要求,自行集结成一种最合适的结构,并按照最优的方式运行。完成任务以后,该结构随即自行解散,以备在下一个任务中集结成新的结构。自组织能力是IMS的一个重要标志。(2)自律能力IMS能根据周围环境和自身作业状况的信息进行监测

和处理,并根据处理结果自行调整控制策略,以6.3先进制造生产模式采用最佳行动方案。这种自律能力使整个制造系统具备抗干扰、自适应和容错等能力。(3)自学习和自维护能力IMS能以原有专家知识为基础,在实践中不断进行学习、不断完善

系统知识库,并删除库中有误的知识,使知识库趋向最优。同时,还能对系统故障进行诊断、排除和修复。(4)整个制造环境的智能集成IMS在强调各生产环节智能化的同时,更注重整个制造环境的智能集成。这是IMS与面向制造过程中的特定环节、特定问题的“智能化孤岛”的根本区别。IMS涵盖了产品的市场、开发、

制造、服务与管理整个过程,把它们集成为一个整体,系统地加以研究,实现整体的智能化。IMS的研究是从人工智能在制造中的应用开始的,但又6.3先进制造生产模式不同于人工智能。人工智能在制造领域的应用,是面向制造过程中特定对象的,研究的结果导致了“自动化孤岛”的出现,人工智能在其中是起辅助和支

持的作用。而IMS是以部分取代制造中人的脑力劳动为研究目标的,并且要求系统能在一定范围内独立地适应周围环境并开展工作。6.3.5绿色制造环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主要问题,而环境的恶化程度

与日俱增,正在对人类社会的生存与发展造成严重的威胁。近年来的研究和实践使人们认识到环境问题绝不是孤立存在的,它和资源、人口两大问题有着根本性的内在联系。而关于资源问题,它不仅涉及人类世界有限的资源如何利用,而且它又是

产生环境问题的主要根源。因此,最有效地利用资源和最低限度地产生废弃6.3先进制造生产模式物,是当前世界上环境问题的治本之道。制造业在将可用资源(包括能源)通过制造过程,转化为可供人们使用的工业品的同时,会伴随产生废弃物,废弃物是制造业对环境污染的主要根源。由于

制造业量大面广,因而对环境的总体影响很大。可以说,制造业一方面是创造人类财富的支柱产业,但同时又是当前环境污染的主要源头。飞速发展的工业技术使人类已面临环境污染、生态破坏和资源短缺的危机。美国能源部报告预测:全球能源消耗未来20年将增加60%,在对环境的影响方面造成全球环境污染排放物的70%以上

来自制造业,它们每年产生约55亿吨无害废物和7亿吨有害废物,报废产品的数量则更是惊人。因此,如何使制造业尽可能少地产生环境污染,实行6.3先进制造生产模式可持续发展是当前制造科学所面临的重大问题。因此

,无污染、低消耗的新型制造模式——绿色制造(GM,GreenManufactureng)一经提出,便引起制造科学研究领域的广泛关注,成为研究的热点方向之一。绿色化是21世纪制造系统模式的必然选择和发展趋势。关于绿色制造,由于提出和研究的历史较短,其概念和内涵尚处于探

索发展阶段,因而至今还没有统一的定义。根据近年来的研究成果,将绿色制造定义如下:绿色制造是一种综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式,其目标是使产品在从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对环境的影

响最小,资源效率最高,即尽可能少用不可再生资源,使环境(尤其是空气和水)的污染最少,能耗最少。6.3先进制造生产模式由上述定义可得出绿色制造涉及的问题领域有三部分:一是制造问题,包括产品生命周期全过程;二是环境保护问题;三是资源优化利用问题。绿色制造是这三部分内容的交叉。绿色制造相

比于传统制造的本质特征在于绿色制造除保证一般的制造系统功能外,还要保证对环境污染最小。近年来,围绕生态环境问题提出了“可持续发展”这一新概念。关于“可持续发展”的定义,目前比较权威的是世界环境与发展委员会(WCED)向联合国第112届

大会提交的研究报告《我们共同的未来》中正式提出的“可持续发展”的定义:“既满足当代人的需求,又不对子孙后代满足其需要之能力构成危害的发展”。从不同的角度出发,可持续发展还有其他一些定义,其中世界资源研究所在1992年提出的定义是:可持续发展

是要6.3先进制造生产模式建立极少产生废料和污染物的工艺或技术系统。可持续发展的思想具有极为丰富的内涵。它将生态环境与经济发展联结为一个互为因果的有机整体,认为经济发展应考虑自然生态环境的长期承载能力,使环境和资源既能满足经济发

展的需要,又使其作为人类生存的要素之一而直接满足人类长远生存的需要,从而形成一种综合性的发展战略。由以上可持续发展的定义和内涵可知,绿色制造是可持续发展极其重要的组成部分。绿色制造的体系结构中包括绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三部分主要内容及两个层次的全过程控制。

两个层次的全过程控制中,一个是指具体的制造过程即物料转化过程,是充分利用资源,减少环境污染,实现具体6.3先进制造生产模式绿色制造的过程;另一个是指在构思、设计、制造、装配、包装、运输、销售、售后服务及产品报废后回收整个产品周期中,每个环节均充分考虑

资源和环境问题,以实现最大限度地优化利用资源和减少环境污染的广义绿色制造过程。绿色制造的三部分内容是绿色材料、绿色能源和绿色的生产过程(绿色设计、绿色工艺技术、绿色生产设备、绿色包装、绿色管理等)。绿色制造追求的两个目标是:通过资源综合利

用及节能降耗措施延缓资源能源的枯竭,实现持续利用;减少废料和污染物的生成和排放,降低整个生产活动给人类和环境带来的危害,最终实现经济效益和环境效益的最优化。复习思考题1.阐述现代企业管理的含义及体系。2.简要说明制造系统的定义及模型。3.阐述制造业生产模式

的发展阶段及特点。4.概括说明先进制造生产模式的战略目标。5.阐述先进制造生产模式的含义及核心问题。6.阐述并行工程的内涵及特征。7.简述敏捷制造的定义及特点。8.简要说明精益生产的定义及内涵。9.阐述智能制造系统的含义及特征。10.简要说明绿色制造的含义及体系结构。本

章完谢谢！