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先进制造模式比较 几个基本概念的界定 先进制造模式比较研究的意义 几种典型先进制造模式介绍 先进制造模式的分类 先进制造制造模式的比较 总结思考 几个基本概念的界定 模式（Pattern） :某种事物的标准形 式或使人可以照着做的标准样式。是 一类具有共同特点的方式方法的总称 。 制造系统:是指生产制造过程及其涉及 的硬件、软件和人员组成的将资源转 换成产品的有机整体。 制造模式:指企业体制、经营、管理、 生产组织和技术系统的形态和运作的 模式。从更广义的角度看，制造模式 就是一种有关制造过程和制造系统建 立和运行的哲理和指导思想。 先进制造模式:是指作用于制造系统的 具有相似特点的一类先进方式方法的 总称。 先进制造技术(AMT):是传统制造技术 不断吸收机械、电子、信息、材料、 能源和现代管理等方面的成果，并将 其综合应用于产品设计、制造、检测 、管理、销售、使用、服务的制造全 过程，以实现优质、高效、低耗、清 洁、灵活的生产，并取得理想技术经 济效果的制造技术的总称。 先进制造模式比较研究的意义 通过对各种先进制造模式的对比分析 可以为找到适合于中国自身特色的先 进制造模式提供线索和依据。同时,模 式关系的分析有助于我们更好地实施 各种先进制造模式。 模式的核心在于它的哲理,模式之间的 关系从哲理上分析最能揭示本质。 几种典型先进制造模式 准时制（JIT）与精益生产（LP） 企业资源计划（ERP） 敏捷制造（AM） 现代集成制造系统（CIMS） 大规模定制 绿色制造（GM） 服务型制造 云制造 JIT与LP 强调以人为中心,以团队工作方式,充分发挥员工 的主动性与创造性; 简化了组织机构,组织管理层次和手续和产品检 验环节,即一切不增值的环节; 采用JIT,实现了高效率、低库存的多品种混合生 产,即上道工序只在下道工序需要时生产和准时 提供加工件; 强调一体化的质量保证体系,流水线工人全面参 与质量保证; 不断改进“修炼”,以尽善尽美为目标,为客户提 供良好的服务以满足用户的需求,追求最大的客 户满意度。 企业资源计划（ERP） MRPMRPERPERP MRP是一种以计算机为基础的生产计划与 控制系统,它根据总生产进度计划中规定的 最终产品的交货日期,规定必须完成各项作 业的时间,编制所有低层次零部件(构成最终 产品的装配件、部件、零件)的生产进度计 划,对外计划各种零部件的采购时间与数量, 对内确定生产部门应进行加工生产的时间 和数量。 MRPII通过引入能力需求计划和反馈 调整功能增强了MRP计划的可行性和 适应性；通过与财务系统的集成,实现 了的物流、资金流与信息流的同步;通 过与工程技术系统的集成,实现了工程 计划与作业计划的协调;通过销售分销 系统的集成,使得生产计划更好地体现 企业的经营计划,增强了销售部门的市 场预见能力。 ERP 在MRPII基础上,融合JIT、OPT、AM、全面 质量管理(TQM)等先进管理思想,功能覆盖 企业全面业务,并扩展到供销链上的有关合 作方；支持离散制造业和连续流程行业； 支持能动的全局监控能力,基于数据仓库和 联机分析处理的模拟分析能力和决策支持 能力；不断采用开放的先进的计算机技术 。 ERP与MRPII相比,更加面向全球市场,它是 站在球市场环境下,从企业全局角度对经营 与生产进行的计划方式,是制造企业的综合 集成经营系统。 敏捷制造（AM） 针对20世纪7080年代美国制造业的衰 退及应付来自日本、德国和世界许多其他 同家和地区的激烈挑战，美国国会提出了 重振美国制造业雄风的目标并委托里海大 学的Iacocca研究所就此问题作一个调查、 研究，提交一份执行建议。里海大学 Iacocca研究所的教授们联合了美国13家大 公司的高级行政和技术总裁以及些著名 的咨询和顾问公司的专家，经过半年多的 艰苦工作，完成了著名的“21世纪制造业 战略发展报告”。（1991年） 敏捷制造的内涵 敏捷制造模式是一种直接面向用户不断变 更的个性化需求，完全按定单生产的可重 新设计、重新组合、连续更换的新的信息 密集的制造系统。这种系统对用户需求的 变更有敏捷的响应能力,并且在产品的生命 周期内使用户满意。生产系统的敏捷性是 通过技术、管理和人这三种资源集成为一 个协调的、相互关联的系统来实现的。 敏捷制造的特点 速度是敏捷化竞争的基本特征 “满意度”是敏捷化竞争的直接目标 “知识创新”是敏捷化竞争的决定性 因素 系统论和进化论是敏捷化竞争的指 导思想 敏捷制造与大量生产的差别 n 使顾客富裕 传统上，销售活动总是要以赚顾客的钱为目的； 敏捷制造有两个新的提法，一个是“使顾客富裕”（ Enriching the Customer）；另一个是销售“解决 方案”（Solution）而不是产品。 敏捷制造把目标定位在大量个人市场上，主要满足 顾客个性化的需求，而评价标准则又只以“顾客满意 ”为标准。 对于“解决方案”，顾客支付的费用则是一个在供应 商和顾客之间都认可的这个“解决方案”的价值。 敏捷制造与大量生产的差别 n 用合作加强竞争 在敏捷制造的年代，“合作”可以在从前的 竞争对手之间进行。 从组织内部来说，主要是发扬团队的合作 精神。要鼓励员工协同工作解决问题，把 合作看成是一种义务，而不是互相推诿责 任。 从组织外部来说，合作已经展到了与以前 竞争对手之间的合作。 敏捷制造与大量生产的差别 n 急救室式的工作 对于敏捷制造企业，可以类比为医院的急救室 ，在那里，准备了一套人力的、技术的和制度 的资源，随时可以按特殊需要，重新组合成各 种不同的组织形式。 对于敏捷制造，为了能完成一项用户需要的 紧急订单，首先是人员之间，能主动承担任务 ，相互积极配合；其次是，设备器材、专业知 识等也将能做最灵活的调度。 敏捷制造与大量生产的差别 n 充分发挥人和信息的作用 在敏捷企业种人是最核心的资源，最宝贵的东西 不是技术、厂房，也不是设备，是人和信息。敏 捷企业应该不断地探索和实施激励人的主动性和 创造性的措施。 市场的急剧变化，最主要是要掌握用户需求的 变化和在竞争中知己知彼。“敏捷”的基本思想是 既快又灵，所以一定要把信息的价值提高足够的 高度来认识。 敏捷制造工具集 决策支持系统（DSS） 多媒体协同工作环境 工作流管理系统 产品数据管理（PDM） 质量保证体系 计算机仿真技术 MRP、ERP 供应链管理系统（SCM） 计算机集成制造系统 （Computer Integrated Manufacturing System) 国家863计划的一个主题 1986年立项 1994年，清华大学获美国制造工程师 学会的CIMS大学领先奖 1995年，北京第一机床厂获美国制造 工程师学会的CIMS工业领先奖 1999年，华中科技大学获美国制造工 程师学会的CIMS大学领先奖 CIM与CIMS的概念 CIM的概念是由J.Harrington于 1973年提出来的。他认为企业生产的 组织和管理应强调两个观点： 企业的各种生产经营活动是不可 分割的，需要统一考虑； 整个生产制造过程实质上是信息 的采集、传递和加工处理过程。 采用信息技术实现集成制造的具体 实现便是CIMS。 我国863计划在1998年提出的新定义 将信息技术、现代管理技术和 制造技术相结合，并应用于企业产 品全生命周期（从市场需求分析到 最终报废处理）的各个阶段。通过 信息集成、过程优化及资源优化， 实现物流、信息流、价值流的集成 和优化运行，达到人、经营和技术 三要素的集成，从而提高企业的市 场应变能力和竞争能力。 (Computer变为 Contemporary) CIMS的基本构成 1、MIS 2、工程设计系统 3、制造自动化系统 4、质量保证系统 5、计算机通讯网络 6、数据库系统 大规模定制（MC） 1970年，托夫勒（Alvin Toffler）在其 Future Shock（未来的冲击）一书中曾经 预言：未来的社会将要提供的并不是有限的 、标准化的商品，而是有史以来最大多样化 、非标准化的商品和服务。 1987年，达维斯（Stan Davis）在Future Perfect（未来的理想生产方式）中首次 称这种生产方式为“Mass Customization”， 即大批量定制，简称MC。 生产巴碧娃娃的Mattel公司 1998年开始，登录到 自己设计: 4种肤色、3种眼睛颜色、3种嘴唇颜色、4种 发型、6种头发颜色、19种服装样式、8套小 物品、6种个性特征 可以组合出78万多种不同的定制产品品种， 而零部件却只有53种 著名的“洋娃娃”芭比亚定制网站的主页() 大规模定制的定义 一种集企业、客户、供应商和环境 于一体，在系统思想指导下，充分利 用企业已有的各种资源，在标准化技 术、现代设计方法学、信息技术和先 进制造技术等的支持下，根据客户的 个性化需求，以大批量生产的低成本 、高质量和高效率提供定制产品和服 务的生产方式。 大规模定制的分类从生产活动 角度分类 设计制造装配递送销售 供 应 商 客 户 按订单 销 售 按订单设计 按订单制造 按订单装配 大规模定制的使能技术 产品设计族和产品平台 两个基本特征：通用性、模块化 先进制造技术 电子商务 实现产品的多样化表达和虚拟产品展示 快速获取客户个性化的需求并及时响应 降低大规模定制的产品多样化销售成本 柔性生产管理 产品族配置管理 面向订单的装配 精益生产 敏捷供应链 绿色制造（GM） 在满足产品功能、质量和成 本等要求的前提下，系统考虑 产品开发及其活动对环境的影 响，使产品在整个生命周期中 对环境的负面影响最小，资源 利用率最高。 这种综合考虑了产品制造特 性和环境特性的先进制造模式 称为绿色制造。 绿色制造的集成特性 1、领域的集成：环境科学、制造技术 、信息技术等； 2、效益的集成：社会效益、环境效益 等； 3、技术的集成：绿色材料、绿色设计 、绿色工艺、绿色流通、绿色使用、 绿色回收； 4、目标的集成：时间、质量、服务、 环境、资源。 上述制造模式的特点 在价值实现上, 主要通过物质性实体( 产品) 的 制造, 实现有限的价值增值, 较少关注通过服务等 方式创造产品的差异化,以构建竞争优势; 在作业方式上, 仅关注产品的制造, 而对于和产 品制造密切相关, 能创造更多价值的生产性服务 环节, 基本上很少涉及; 在运作模式上, 更多地强调分布制造资源的集 成与优化,追求自上而下的完全控制, 忽略了具有 不同运作特性的企业( 制造、服务) 单元的动态互 动、自发聚集和自下而上的协同。 服务型制造 服务型制造是为了实现制造价值链中 各利益相关者的价值增值, 通过产品和 服务的融合、客户全程参与、企业相 互提供生产性服务和服务性生产, 实现 分散化制造资源的整合和各自核心竞 争力的高度协同, 达到高效创新的一种 制造模式。 服务型制造的产生和发展可以追溯到生产 性服务业的兴起。1966 年, 美国经济学家 Greenfield 在研究服务业及其分类时, 提出 了生产性服务业( producer services) 的概 念。在其后的几十年间, 众多学者从生产性 服务业对国民经济的促进作用、生产性服 务和制造业的互动关系, 以及生产性服务的 产业形态等进行了持续研究。 生产性服务包括科研开发、管理咨询、工 程设计、金融、保险、法律、会计、运输 、通信、市场营销、工程和产品维修等多 个方面。 服务型制造的特点 在价值实现上, 服务型制造强调由传统的 产品制造为核心,向提供具有丰富服务内涵 的产品和依托产品的服务转变, 直至为顾客 提供整体解决方案; 在作业方式上, 由传统制造模式以产品为 核心转向以人为中心, 强调客户、作业者的 认知和知识融合, 通过有效挖掘服务制造链 上的需求, 实现个性化生产和服务; 在组织模式上, 服务型制造的覆盖范围虽 然超越了传统的制造及服务的范畴, 但是它 并不去追求纵向的一体化, 它更关注不同类 型主体( 顾客、服务企业、制造企业) 相互 通过价值感知, 主动参与到服务型制造网络 的协作活动中, 在相互的动态协作中自发形 成资源优化配置, 涌现出具有动态稳定结构 的服务型制造系统; 在运作模式上, 服务型制造强调主动性服 务, 主动将顾客引进产品制造、应用服务过 程, 主动发现顾客需求, 展开针对性服务。 企业间基于业务流程合作,主动实现为上下 游客户提供生产性服务和服务性生产, 协同 创造价值。 云制造 云制造是一种利用网络和云制造服务平台,按用户 需求组织网上制造资源(制造云),为用户提供各类 按需制造服务的一种网络化制造新模式。 云制造技术将现有网络化制造和服务技术同云计 算、云安全、高性能计算、物联网等技术融合,实 现各类制造资源(制造硬设备、计算系统、软件、 模型、数据、知识等)统一的、集中的智能化管理 和经营,为制造全生命周期过程提供可随时获取的 、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的各类制 造活动服务。 云制造与网络化制造的区别 当前的网络化制造虽然促进了企业基于网 络技术的业务协同,但其体现的主要是一个 独立系统,是以固定数量的资源或既定的解 决方案为用户提供服务,缺乏动态性,同时缺 乏智能化的客户端和有效的商业运营模式 。另外,网络化制造只实现了局部应用,亟需 借助云制造等技术实现更大范围的推广和 应用。 云制造与云计算的区别 云计算以计算资源的服务为中心,它不解决 制造企业中各类制造设备的虚拟化和服务 化,而云制造主要面向制造业,把企业产品制 造所需的软硬件制造资源整合成为云制造 服务中心。所有连接到此中心的用户均可 向云制造中心提出产品设计、制造、试验 、管理等制造全生命周期过程各类活动的 业务请求,云制造服务平台将在云层中进行 高效能智能匹配、查找、推荐和执行服务, 并透明地将各类制造资源以服务的方式提 供给用户,其中必须加进一些物联网技术。 云制造关键技术 模式、体系架构、标准和规范; 云端化技术; 云服务的综合管理技术; 云制造安全技术; 云制造业务管理模式与技术 云制造模式、体系架构、相关标准及规范 主要是从系统的角度出发,研究云制造系统的结构 、组织与运行模式等方面的技术,同时研究支持实 施云制造的相关标准和规范。包括: 支持多用户的、商业运行的、面向服务的云制 造体系架构; 云制造模式下制造资源的交易、共享、互操作 模式; 云制造相关标准、协议、规范等,如云服务接入 标准、云服务描述规范、云服务访问协议等 云制造业务管理模式与技术 主要研究云制造模式下企业业务和流程 管理的相关技术,包括: 云制造模式下企业业务流程的动态构造 、管理与执行技术; 云服务的成本构成、定价、议价和运营 策略,以及相应的电子支付技术等; 云制造模式各方(云提供端、云请求端、 运行商)的信用管理机制与实现技术等 先进制造模式的分类 技术和方法层：主要是一些相对独立 的技术和方法 。 系统方法层：强调方法和技术的综合 集成 。 哲理层：强调的是一种思想、一种理 念。 技术和方法层 制造技术 ：它重点包括工业智能技术、数字化制 造技术、精密制造技术、绿色制造技术、虚拟制 造与网络制造技术、快速响应制造技术。 设计技术：如CAD/CAM、CAPP、DFx、可靠性 设计、健壮设计、优化设计、精度设计、反求工 程技术、快速原型设计、疲劳设计等。 管理技术：看板控制、MRP、TOC；质量功能环 、ISO9000、统计质量控制；各种计算机通讯技 术、EDI、产品代码识别技术；小组工作、授权 、工作设计、流程分析技术；CIMOSA方法、 IDEF方法、基于工作流建模技术、面向对象的建 模方法等。 系统方法层 制造模式：是针对制造系统中的系统 方法； 生产模式：是针对生产系统中各种职 能管理,特别是系统管理所采用的系统 方法; 管理模式：是针对制造中的组织结构 和人员管理,以及有特色的整个企业管 理系统方法; 制造模式 单元制造系统(cell manufacturing)、柔性制造系统 (FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)、柔性计算机集成制 造系统(FCIMS)、现代集成制造(CIM)、智能制造 (intelligent manufacturing)、同步制造 (synchronousmanufacturing)、虚拟制造(virtual manufacturing)、合同制造(contract manufacturing) 、可重构制造系统(reconfigurable manufacturing system)、分散化网络制造(dispersed network manufacturing)、自主性分散化制造(autonomous and distributed manufacturing systems)、多代理制造 (multi-agent manufacturing)、灵捷/敏捷制造(agile manufacturing)、全息制造系统/全能制造系统(holonic manufacturing system,HMS)、生物制造(bionic manufacturing)、分形制造系统(fractal manufacturing system)、清洁生产(green manufacturing)、再制造 (again manufacturing) 生产模式 TQC、CE、BPR、会计管理（如作业 成本法）、后勤供应链管理、人因集 成管理（ 以人为中心的生产系统 (APS)、计算机集成人机制造、基于 文化差异的单元生产、基于思考方式 的制造、基于地域和人种特性相互协 调的生产等。 管理模式 偏重生产管理的企业管理系统方法 ： 约束理论（TOC）、精益生产(LP)、 全面制造管理(TMM)、企业资源计划 (ERP)。 基于各种新型制造系统发展起来的新 型企业组织形态 ：精益企业、扩展企 业、分形公司、虚拟企业、光速商务 、数码工厂、企业动态联盟。 哲理层 精益化制造哲理(全面性、准时性) ：如精益生 产、准时制制造、全面质量管理、全面制造管理 等 。 灵捷制造哲理(变化性、时间性) ：如灵捷制造 、快速响应制造、虚拟组织、虚拟企业、扩展企 业、网络制造等。 智能化制造哲理(自动化、柔性、智能性) ：如 柔性制造系统、计算机集成制造系统、智能制造 系统等。 网络化制造哲理(分布性、虚拟性、并行性)：如 虚拟制造、数码工厂、多代理制造、分散化网络 制造、自主性分散化制造、云制造等。 对象化制造哲理(封装性、兼容性、继 承性、自组织性) ：如单元制造中的单 元体、分形制造中分形体、多代理制 造中的代理、全息制造系统/全能制造 系统中的全息体、生物制造中的细胞 、独立制造岛制造模式等。 社会化制造哲理(环境协调性、文化协 调性、地域协调性) ：绿色制造、再制 造、基于不同文化的制造模式、基于 地域和人种特性相互协调的生产等。 知识化制造哲理(人本主义、知识管理) ：如以人为中心的生产系统、基于思 考方式的制造模式、计算机集成人机 制造、精益生产以及各种新型组织模 式等。 集成化制造哲理(系统性、适应性) ： 如现代集成制造、灵捷-精简-柔性生产 系统 。 单件、小批量阶段大规模、批量化阶段先进制造模式阶段 市场背景 社会经济发展水平较低,市场不 成熟 需求膨胀一卖方市场形 成一供求逐步平衡 供过于求，竞争日趋激烈 ,买方市场形成 理念导向 提高手工工艺、尽可能满足定 制化要求 提高生产效翠、降低生 严成本，产量即利润 追求企业、顾客、社会利 益三者间的协调 思维模式 内向型：以依附于工匠人身的 技艺及其所拥有的有效资源为 基点 内向型：以企业自身的 生产能力特征为基点， 忽略顾客需求 综合型：以顾客需求及企 业动态能力和一切可利用 资源变化为基点 产品特征 极低标准化下的单件小批量单一品种、标准化基础 上的大批量 满足顾客要求的多样化与 批量化 组织特征 简单武结构集权式层级结构网络结构：团队管理与战 略联盟相结合 制造系统特征 约束性较强的手工定制以标准化和规模经济为 基础,较高刚性 以模块化和速度经济为基 础,较高柔性 竞争取向 以工匠工艺为基础的绝对优势以生产效率为基础的短 期比较优势 以动态能力为基础的核心 竞争优势 先进制造模式与传统制造模式特征比较 不同先进制造模式的特征比较 大规模定制与敏捷制造的比较 大批量定制敏捷制