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第十六章: 先进制造生产模式与管理LP,AM

生产管理简介(中文繁体)

2  精简生产

3  敏捷制造

 

敏捷制造
 利用敏捷制造的原理对企业进行重组:

   一般来说,现代化企业通常由三大部分组

成,即:设计开发、加工制造、市场开拓。高

效的现代化企业应是两头大,中间小,而我国

国有大中型企业的现状,则是两头小,中间

大。作为提供用户最终产品的现代化企业,应

该是两头大,中间小,即有庞大的设计开发部

门及强大的市场开拓部门。而大部分部件的制

造以及设计都应是社会化生产,这样才能达到

敏捷响应。企业根据自身条件,不具备独立设

计开发最终产品时,应生产通用或专用部件,

成为有特色的、高效的部件生产厂。一般说,

整机产品变化快,开发的风险大,利润高;部

件产品变化慢,风险小,利润低。如前所说,

这样的企业重组,是世界范围的一种趋势。

  在我国企业重组中,保留主体,剥离非主体,双双推向市场竞争的漩涡,使得两者都得到活力的例子,已经很多,鞍钢就是一个很好例子。我国企业的现状大致可分为下列几种情形:

 对有较好产品的整机厂,必须培育能设计和制造适应全球市场产品的创新能力,研究有关产品或产品系统的重组、集成和再利用的设计和实践技能。采用CIMS及并行工程等技术,进一步提高竞争能力;

 目前对大多数不具备新产品设计能力,原有产品已被市场淘汰的工厂,首先应在以企业重组为核心的改革中保留主体,剥离非主体,双双推向市场。积极创造条件,包括应用CIMS技术,力争在成本和质量方面能和国际接轨,短期内使工厂具备部件生产厂或转包生产厂的条件,解决当前燃眉之急,同时重建设计力量;

 对目前产品还有一定市场,但不具备独立设计新产品的企业,应该两条腿走路,即一方面集聚设计力量,另一方面改进产品开发周期(T)质量(Q)成本(C)服务(S),争取成为转包厂。

    对新兴产业应该按敏捷生产,组建动态联合企业。

动态联合企业是敏捷制造企业的最高形式,是实现"敏捷性"的重要方法。实现动态联盟的优点,可归纳为下列几点:

    可以解决新产品的生产规模和市场开拓规模的矛盾,把风险降到最低。实现随着定单的增 

      多,同步扩大生产规模。

    解决充分利用社会现有存量资金,发展新产业,特别是发展高新技术产业。

    可以兼容企业间的竞争和合作,做到既保存竞争的活力,又避免过度的竞争。

    能快速响应市场机遇,推出价格合适的高性能产品。

  谁为盟主,这是动态联盟的核心问题。能抓住市场机遇的开发者为盟主,这盟主可能是企业、大

学、研究所、甚至是从这些机构中分离出来的开发者。

 

 实施敏捷制造的几项基础建设

        敏捷制造就是通过动态联盟、先进柔性制造技术和高素质人员的全面集成,以敏捷动 态优化的形式组织新产品开发,实现对市场需求作出灵活快速反应的一种制造生产新模式。显然,实施敏捷制造绝不单纯是先 进制造技术的问题,更重要的是企业组织和观念的转变、企业运作模式和社会协作体系的建 立(包括相关法律的制定)。由于现行的企业组织运行机制、法律和社会文化状况以及全球 工厂网络的条件,与美国《21世纪制造企业发展战略报告》所述的理想的敏捷制造模式还有 相当大的差距,因此,目前敏捷制造只是具有一定实践基础的雏形,尚无标准的经营模式和 成熟的实施方法,企业在现有的基础上不断提高敏捷性的过程就是实施敏捷制造的过程。下 面结合敏捷制造在航空航天领域的应用实践,简要分析实施敏捷制造的几项关键性基础建设。

  建立畅通的企业信息网

随着全球通信技术的飞速发展,信息已日益成为企业成功最重要的因素之一。据统计, 企业在复杂产品的开发过程中,有60%以上的时间消耗在收集和获取信息上,其余的时间才 真正用于创造性活动。所以,竞争环境变化越快,越扑朔迷离,企业就越依赖于其内部的信 息基础结构。建立了畅通的企业信息网,企业就能够通过网络实现异地设计和支持并行的产 品开发,并且利用信息技术持续不断地为用户提供有关产品的各种信息和服务,并可在不同 企业间实现信息交换和共享,同时各企业的有关经营特点、资源情况、设备能力等信息上网 还有利于企业在“竞争-合作/协同”的前提下异地选择合作伙伴。因此,企业信息网是企 业实施敏捷制造最重要的基础结构。

1.根据敏捷制造的特点对企业内部MIS进行调整和重构

在实施敏捷制造过程中,要建立畅通的企业信息网,企业内MIS系统必须具有随着动 态联盟的组成和解散,快速地完成系统的调整与重构的能力。与此紧密联系的是企业供应链 管理系统也需要进行调整和重构,以解决跨企业的生产调度和资源控制中信息系统异构的问 题。

2.以CAD/CAE/CAM/PDM的集成作为企业内部信息网的核心

企业内部信息网的实现或应用,都是以CAD/CAE/CAM/PDM(计算机辅助设计/工程 /制造/产品数据管理)的集成或逐步综合为基础的。因此,开展CAD/CAE/CAM集成工作, 逐步推进并行工程,在企业内逐步实现局部CIMS等,都是提高敏捷性的途径,因而可视为敏 捷制造的内涵或外延。

3.以企业网和Internet网为基础发展企业外信息集成系统

信息技术不断发展,企业外信息集成系统的内容和运行模式也随之不断变化。美国在 《21世纪制造企业发展战略报告》中提出了美国企业网的概念,它结合了世界最大的商品供 应链系统和发达的信息技术系统,利用高速信息通信网络使美国的制造业紧密地联系在一 起;目前已将200多个美国制造企业联系在一起;在此基础上,Internet网的应用为各种企业 网络中的信息交流和传递建立了良好的基础结构,在网上工作的每个人都可以很方便地查询 各种有关的资料,访问有关的信息,和某些人士讨论共同关心的课题,这种工作模式应是企 业外信息集成系统未来的运行模式。

4.注重信息网络基础技术与设施的完善

信息网络基础技术与设施是畅通的企业信息网的支持环境,需要不断地完善。以美国 为例,一方面美国国会积极向敏捷制造的关键技术和基础设施投资,建立并发展国家的宽带 通信和信息网络;国防部与工业界合作发展信息网络,支持有关部门制定与贯彻通用数据/ 信息交换标准,开展了多项完善信息网络基础技术与设施的活动。

随着信息技术的飞速发展,信息高速公路和Internet网应用的逐步成熟,建立企业信 息网已成为保障企业其他基础结构正常运作的最基本的手段。例如1992年洛克希德公司在承 接的美国国防部紧急委托的THAAD(战区高空防御导弹)的项目中,通过建立THAAD信息网为 企业提供了良好的工作基础,以两年的时间完成了在常规条件下需要5年才能完成的任务。 THAAD信息网由THAAD计算机通信网络系统和THAAD信息管理系统组成。THAAD信息管理 系统在THAAD计算机通信网络系统的技术支持下,为全部的工作单元提供了一个统一的用户 界面,能交换图形及非图形数据,并能支持原有的应用软件,有力地保证了产品的设计研制 能够按所需要的功能和要求并行地快速进行。

在实施敏捷制造的实践中建立畅通的企业信息网,需要注意以下四点

  以CAD/CAM为基础,利用现有技术发展拟实制造

      当前制造业面临着严峻的新形势,新产品的出现和更新速度越来越快,企业采用传统 的制造技术显然无法在投入大量人力及经费之前确定一个新产品的开发价值,也不能在产品 设计开发的各个阶段确实有效地协调设计与制造各阶段的关系,以寻求企业全局最优效益。 因此,国际上近几年提出了一项新的制造技术——拟实制造技术。拟实制造(VM——Virtual Manufacturing)又称虚拟制造,是一种在计算机环境下将现实制造系统映射为虚拟制造系 统,并保持结构相似性、功能一致性、组织柔性、集成化、信息化和可视化的技术,图1通俗 而形象地表现了这一概念。

      拟实制造技术充分结合各种计算机硬 件和软件工具,使企业能在计算机上完成产 品从设计图到成品的全方位的分析、仿真和 模拟,是企业适应未来产品多样化、个人化 需求,实施敏捷制造的至关重要的技术。其 具体实施方式是由从事产品设计、分析、仿 真、制造和支持等方面的人员组成“虚拟” 产品设计小组,通过网络合作并行工作,完 全在计算机上建立产品数字模型,并在计算 机上对这一模型产品的形式和功能进行评审、 修改,这样常常只需制作一次最终的实物原 型,并可使新产品开发一次获得成功。

    拟实制造的思想在国外航空、航天和汽车领域已广泛应用,最常见的是利用计算机信 息技术

进行飞机、汽车、发动机等从创意到成品设计、制造、装配、运行试验以及空气动力 学检查、评

估等仿真分析的可视化等。如英国罗-罗公司利用集成设计系统对先进发动机的 预研进行信息管

理和分析,大大减少了投资风险;法国马特拉公司开发和利用Euclid集成系 统,设计航天产品;

德国DASA充分利用先进的分析工具,支持高性能飞机外形和结构的全过 程设计等。这些以CAD/CAM

为基础的集成系统,大大节约了时间,同时降低了成本,使企业 能够尽快响应市场,提高了竞争

力。除了上述的Euclid等CAD/CAM集成系统外,Pro-Enginee r、UGⅡ、CADDS、I/EMS、Bravo

和CATIA等第三代CAD/CAE/CAM软件系统都是很好的 拟实制造软件。目前一些大型商品化开发软

件已添置了部分拟实制造所要求的功能,如美国 著名的CAD/CAM软件供应商CV公司推出的EPD软

件,能使用户以动态漫游的方式进入三维 CAD模型,从不同角度了解所设计的产品的外观和结构,

非常适用于装配关系复杂的产品如喷 气式飞机、汽车和发动机的总装、子装配和单个部件检查。

一些大型企业成功应用拟实制造的经验表明,企业以拟实制造为工具实施敏捷制造并 不是抛弃已

有的技术,而是在已有的CAD/CAM基础上发展拟实制造。

 

 以完备的物理基础结构为前提,灵活多变地组织动态联盟:
   
    在实施敏捷制造的实践中应运而生了这样一个新的概念——动态联盟。
       动态联盟又称 虚拟企业(Virtual Organization),是面向产品经营过程的一种动态组织结构和企业群体集 成方式。其含义是指企业群体为了赢得某一机遇性市场竞争,把一复杂产品迅速开发生产出 来并推向市场,由一个企业内部有优势的不同部门或/和有优势的不同企业按照资源、技术 和人员的最优配置,快速组成一个单一的临时性的经营实体,从而迅速抓住市场机遇。动态 联盟随着市场和产品的变化经常会有变化和调整,其生命周期取决于产品市场机遇,一旦所 承接的产品或项目完成,机遇消失,动态联盟即行解体,各企业的人员立即转入其他项目。

     动态联盟的目的是使企业长期获取经济利益,其出发点是建立在“共同取胜获益(

win—win)”的思想基础上的。动态联盟突破了企业的有形界限,延伸了企业的功能,是企 业提

高应变能力,实施敏捷制造的核心。动态联盟的思想实际上早已在许多大企业的经营过 程中得到

实践,如美国波音公司在研制波音777飞机的过程中也运用了动态联盟的思想,其最 大的特点是

“打破壁垒”,即打破专业间壁垒、机构间壁垒、与用户及协助单位之间的壁 垒,充分共享信息

资源,在技术上做到一体化,在思想上也做到一体化。波音公司一方面在 内部改变了传统的静态

组织结构,打破各专业部门的界限,员工按集成产品小组(IPT—— Integrated Product Team)

的组织结构进行协同工作,每个小组由相关的设计、工艺、制 造、装配、试验部门的专业人员、

供应商及转包商代表、用户代表联合组成。另一方面在波 音777飞机的研制过程中与其他国家的

一些企业也开展了合作,打破了国与国、企业与企业之 间的界限。波音公司建立了以CATIA三维

实体造型为主体的系统,分散在世界各地的参与波音 777研制的工程师可以随时从300多万个零部

件中调出任何一种,在计算机屏幕上观察、研 究、修改。动态联盟中的各合作伙伴都能够使用波

音的CATIA工作站,或者将其工作通过图形 转换变成CATIA图形传送入波音的网络,这些特点都充

分展示了动态联盟的优越性。

  注重员工培训、再教育和员工授权,培养敏捷型劳动力  

       敏捷制造的一个显著特征就是以其对机会的迅速反应能力来参与激烈的市场竞争,这 需要具有“创造性思维”的全面发展的敏捷型劳动力才能够胜任。敏捷型劳动力反应迅速灵 活,能够充分发挥主动性和积极性,是影响企业竞争力的最重要因素。众多企业在实施敏捷 制造的过程中都把最大限度地调动、发挥人的作用作为强有力的竞争战略武器。如被选择及 作为第一家企业内部进行敏捷制造试验的Remmele公司,就拥有一系列完整的敏捷型劳动力培 养计划。

      从国外企业培养敏捷型劳动力的实践中可以看出,敏捷型劳动力的培养是一个系统工 程,从一般劳动力向敏捷型劳动力的转变,除了需要经过培训和再教育,还要经过实践的过 程,培训一般包括教育和学习环境、培训方式等,实践包括参与途径和参与的组织形式等, 而且这两个过程是循环往复、不断提高的。尽管培养敏捷型劳动力的方式多种多样,但都应 注意以下两个关键因素:

(1)员工培训和再教育

     企业应为员工提供敏捷的教育、培训环境,把他们置于一个运行中的工厂,而这个工 厂又具有传统大学教学的许多特点,使员工能在信息高速公路支持的网络环境下自主驱动学 习环境,既可以实践在教室所讨论的技能和技术,又可以把工厂实际的应用带到教室进行案 例分析。另外,企业要在各种合作关系中着力于培养敏捷型劳动力的协作精神,调动他们的 智能和创造力;同时按照培养敏捷性来设计和评价敏捷的测定和奖励系统,用于测定和奖励 员工的业绩,适应多变的市场竞争需要。

(2)给员工授权

    一个敏捷的企业应具有迅速决策的能力,而要做出迅速、正确的决策必须掌握充足的 信息。因此敏捷企业应把决策权下放到最低层,让每个充分掌握了基本信息的操作者都能对 与其工作相关的问题做正确的决策,这样才能容易地进行各种调整以适应新挑战的需要。给 员工授权就是使员工具有对其工作范围或整个企业进行决策的能力,以及在实现公司目标的 途径尚不清楚的情况下,使员工具有根据公司目标确定其职责的能力。给员工授权意味着对 员工“放手”,鼓励员工参与公司的管理并鼓励其扩大自身的工作范围。员工拥有了自主 权,一方面能够更好地促进企业的管理过程、组织结构与文化的转变,另一方面也能在实践 中得到锻炼,不断提高自身的素质与能力,从而有效地提高企业的竞争力。

特点
  • 每个参与联盟的实体都有自己的智能代理
  • 每个参与联盟的实体平等自治
  • 联盟形成与运行控制方便
  • 要求每个参与联盟的企业自治能力较高(人员,信息系统,web server

适应发展中国家的网络化制造组织形式

 

基本思想
  • 建立地区或行业合作中心
  • 用多Agent机制,代理企业或个人参与网络化协作制造
  • 也允许有条件的企业独立自主地参与网络化协作制造

 

 
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