（产业经济学专业论文）基于IT的制造业生产作业联盟研究.pdf

哈尔滨工程大学硕士学位论文 ；i ；：；= i ；i ；i i i i 摘要 制造业是国民经济最重要的支柱产业。在工业化国家，约有四分之一的 人口从事制造业，约7 0 8 0 的物质财富来自制造业。2 l 世纪是一个充满 着希望的世纪，也是一个充满着竞争的世纪，对于制造业尤其如此。 以计算机技术、网络技术、通讯技术为核心内容的信息技术的突飞猛进 给人类的生产和生活方式带来了巨大的变革。信息、知识、技术的交流，在 信息技术的支持下，变得前所未有的方便和迅捷。同时市场变化迅速，竞争 h 趋激烈，客户需求呈现个性化。这一切对制造业来说是机遇也是挑战。越 来越多的企业意识到单凭自身内部资源的整合是不够的，也是不经济的。于 是以核心能力为形式的，对企业外部资源进行优化整合的一种生产模式 生产作业联盟，成为制造企业的现实选择。因此对这一领域的研究和探讨具 有重要的理论和现实意义。 本文首先从制造业生产作业的经济和技术现实出发，分析制造业生产作 业的特点及其基本要求。 其次从制造业的外部环境、内部组织与管理观念的变化，特别是i t 的巨 大推动作用方面，运用交易费用、核心能力等经济、管理理论，回答why 一为什么生产作业联盟会出现的问题。 再次通过对生产作业联盟的内涵、特点、要素构成以及运行基础的研究， 深入分析生产作业联盟，回答what 一生产作业联盟是什么以及how 一 怎么联( 生产作业联盟的运行机制及形式) 的问题。 最后综合上述结论，通过分析作业联盟的功能需求，提出组建作业联盟 应遵循的原则。在此基础上，对作业联盟的集成方案、网络结构、软件结构、 数据库架构方面提出相应的解决方案。 关键词：制造业；生产作业联盟：i t 哈尔滨工程大学硕士学位论文 a b s t r a c t m a n u f a c t u r i n g l st h em o s ti m p o r t a n tp i l l a ri n d u s t r yo fn a f i o n a 】e c o n o m l n a n i n d u s t r i a l i z e dc o u n t r y ，a b o u to n eq u e e ro f 也ep o p u l a t i o ni so c c u p i e di n m a n u f a c t u r i n ga n da b o u t7 0p e r c e n tt o8 0p e r c e n to f t h em a t e r i a lw e a l t hi sf r o m m a n u f a c t u r i n g 2 1 c e n t u r yj sac e n t u r yf u l jo fh o p e a sw e l la sc o m p l e t i o n w h i c h i st h es a m ef o rm a n u f a c t u r i n g t h eg r e a td e v e l o p m e n to fi n f o m a a t i o nt e c h n o l o g y w i t ht h ec o r ec o n t e n to f c o m p u t e rl e c h n o o g y , n e t w o r kt e c h n o l o g ya n dc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , h a s b r o u g h tg r e a tc h a n g ea n di n n o v a t i o nt oh u m a n sp r o d u c t i o na n dl i f es t y l e t h e i n t e r c h a n g e o fi n f o r m a t i o n k n o w l e d g ea n dt e c h n o l o g y , w i t ht h e s u p p o r t o f i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y h a st u r n e dt ob em o r ec o n v e n i e n ta n d q u i c k a tt h es a m e t i m e ，c o m p e t i t i o nh a st u r n e dt ob em o r ek e e n ，a n dt h ec u s t o m e r s n e e dh a st u r n e d t ob em o r ei n d i v i d u a l m a r k e ti sc h a n g i n gq u i c k l ye v e r y d a y a l lo ft h e s ec h a n g e s a r eb o t ho p p o r t u n i t ya n dc h a l l e n g ef o rm a n u f a c t u r i n g m o r ea n dm o r e e n t e r p r i s e s h a v eb e e na w a r et h a ti t si n s u 珩c i e n ta n dw a s t e f u lt oc o m p e t e d e p e n d i n go nt h e i r o w ni n t e r i o rr e s o u r c e t h e r e f o r e ，an e wp r o d u c t i o n s t y l e ，t h ep r o d u c t i o na n d o p e r a t i o na l l i a n c e ，w i t h t h em o d e jo fc o r ec o m p e t e n c ea n dt h e o b j e c t i v e f o r o p t i m i z i n ga n di n t e g r a t i o no fe n t e r p r i s ee x t e r i o rr e s o u r c e ，h a sb e e nt h ec h o i c ei n r e a l i t y s oi t sp r a c t i c a l l yi m p o r t a n t t od or e s e a r c ha n dd i s c u s s i o ni nt h i sf i e l d t h i sp a p e rs t a r t e da tt h ee c o n o m ya n dt e c h n o l o g yr e a l i t yo f p r o d u c t i o na n d o p e r a t i o n i n m a n u f a c t u r i n g ，a n da n a l y z e d t h e p r o d u c t i o n a n d o p e r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c sa n db a s i c r e q u i r e m e n t s i nm a n u f a c t u r i n g s e c o n d ，t h ep a p e rr e f e r r e dt ot h ec h a n g ei ne x t e r i o re n v i r o n m e n t ，i n t e r i o r o r g a n i z a t i o na n dm a n a g e m e n ti d e a l si nm a n u f a c t u r i n g ，e s p e c i a l l yi nt h er e s p e c to f h u g ep r o m o t i o nf u n c t i o no fi t , u s i n gs o m ee c o n o m i c sa n dm a n a g e m e n tt h e o r yo f t r a n s a c t i o nf e ea n dc o r e c o m p e t e n c e ，t o a n s w e r w h y , w h yp r o d u c t i o n a n d o p e r a t i o na l l i a n c ea p p e a r e d n 删，b yd o i n gt h er e s e a r c ho ft h ec o r m o t a t i o n ，c h a r a c t e r i s t i c s ，e s s e n t i a l c o n s t i t u t e sa n do p e r a t i o nb a s eo f p r o d u c t i o na n do p e r a t i o na l l i a n c e ，w ea n a l y z e d p r o d u c t i o n a n d o p e r a t i o n a l l i a n c e d e e p l y , t o a n s w e rw h a ta n dh o w lw h a t p r o d u c t i o na n do p e r a t i o na l l i a n e ei sa n d h o wi tf o r m s a tl a s t ，w ed r e wc o n c l u s i o n sf r o mt h ea b o v ea n a l y s i s a n dt h r o u g ht h e a n a l y s i so ff u n c t i o n a ln e c do fp r o d u c t i o na n do p e r a t i o na l l i a n c e ，w ep r o p o s e dt h e p r i n c i p a lf o ri t o nt h i sb a s e ，t h i sp a p e rp u tf o r w a r dt h er e l e v a n ts o l v i n gw a y sf o r i n t e g r a t i o n p r o j e c t s ， n e t w o r ks t m c n l r e ，s o f t w a r es t r u c t u r ea n dd a t a b a s e f r a m e w o r k s o f p r o d u c t i o n a n do p e r a t i o na l l i a n c e k e yw o r d s ：m a n u f a c t u r i n g ；p r o d u c t i o na t t do p e r a t i o na l l i a n c e ：i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y 一兰篮2 鉴塑生鲨丝圣一 第1 章绪论 1 1 论文写作背景与立题意义 纵观人类文明的发展历史我们不难发现，科学技术的每一次重大突破都 给社会生产和生活方式带来巨大的变革。如金属农具的诞生结束了人类一万 多年迁徙不定的畜牧生活，进入“自给自足”的农业社会，从而产生了家庭 手工业和匠人手艺业：工具的革颓使生产力大幅提高，引起了工业生产的革 命，特别是蒸汽机的出现和电的发明应用，实现了生产的机械化、自动化， 使社会迎来了专业化、协作化的集中生产体制，出现了大规模、高效率的流 水生产线，人类社会开始进入工业化时代。由此说明，人类社会每一次重大 技术突破，在给人类带来效益与福利的同时，都有新的生产模式与重大技术 的发展应用相适应。 当前以计算机技术和通讯技术为核心内容的信息技术革命，对经济和 社会发展起着巨大的推动作用。特别是近几年来，随着现代电子信息技术在 企业生产和经营管理中的运用，世界发达国家产生出许多新的生产方式，如 计算机辅助设计制造( c a d c a m l 、制造资源计划( m r p ) 、适时生产( f i t ) 、 并行工程( c e ) 、计算机集成制造系统( c l m s ) 等等，极大地推动了经济的增长。 同时，随着世界经济的高速发展和人们生活水平的提高，市场环境发生 了巨大变化，一方面表现为消费者的价值观念发生了根本的转变，需求日趋 主体化、个性化和多样化：另一方面，交通、信息技术的发展，各国对贸易 限制的减少使得市场沿地域合并，生产竞争全球化。在此情况下，制造业面 临一个被消费者偏好分化、变化迅速且无法预测的买方市场。由于技术进步， 特别是信息技术与网络技术的飞速发展，2 1 世纪进入网络经济时代，将对制 造业企业产生巨大影响，制造业呈现全球制造的发展趋势。 众所周知，在美国工业化的进程中，虽然农业人口由占总就业人数的8 0 降到现在的3 ，但农业生产力却以惊人的速度增长。美国的工业革命并没 有淘汰农业，而是促进农业进行产业化的自我转变，美国至今仍是全球最重 要的农业大国。2 0 世纪初，美国制造业率先全面推进大量生产方式，使美固 哈尔滨：r 程大学硕士学位论文 成为由农业、工业和服务业共同支撑的世界经济强国，在二战后美国经济成 就达到顶峰。 7 0 年代以后，美国的经济曾经出现了衰退，其中原因之一就是“后工业 经济”理论过分强调服务业的重要性，把制造业列为“夕阳产业”，不予以重 视。与此同时，f = i 本的汽车、机床和家用电器等制造业的崛起，使f = - 本成为 能够与美国抗衡的经济强国。8 0 年代末，美国开始重新反思，认识到那种认 为信息革命的来临意味着制造业的衰退的看法是不对的，应该大力推动先进 制造技术的研究与应用。正像工业化没有淘汰农业一样，高科技的新经济会 促使制造业发生革命性的变化，但决不会淘汰制造业，何况高技本产、也需 要制造各种备样的、新的高科技产品。 随着远距离交通和通信基础设施的迅速改善，世界变得越来越小。市场 的国际化和世界贸易的急剧发展，经济和制造活动的全球化将成为制造业变 革的最根本的推动力，跨国公司不断涌现。全球制造的特点是制造工厂和销 售服务网络遍布全世界，就在用户的身边。全球化的产品，加上通过网络协 调和运作，把分布世界各地的工厂和销售网点联结成一个整体，跨国公司能 够在任何时刻与世界任何一个角落的用户或供应商打交道。全球制造的目标 之一是与合作伙伴甚至竞争对手建立全球范围的生产和经营联盟网络，以提 高产品的质量和市场响应能力，确保竞争优势。它的基本准则是：“哪里有市 场，就在那里生产产品有效利用当地的劳动力( 包括知识化的劳动力) 和 设备，开拓区域性的市场，更快、更好地满足用户的需要，赢得新市场”。今 天，无论是产品设计，还是物料供应都可以在全球范围内进行。例如，波音 公司的客机是在美国迸行概念设计，在日本进行部件设计，而零件设计则在 新加坡完成，在网络上建立了2 4 小时工作的协同设计队伍，大大加快了产品 设计进度。全球化的物料供应链可以使产品总装工厂及时获得所需要的优质 零部件，减少了库存，降低了产品成本，提高了产品质量。 2 0 世纪世界制造业的辉煌成就就是从机械作坊式生产转变为大量生产 方式，极大的提高了生产力，创造了灿烂的工业文明。随着社会与信息技术 的不断发展，人类从资源经济迈向网络经济。制造业面临着新的机遇与挑战， 孕育着新一轮的巨大变革。历史和自然都证明，适者生存，如果不能高瞻远 哈尔滨：l 程火学硕十学位论文 i i；口j 目iii ；i i j i ；i i j ；i i ；i i j i _ i i i i i ；i i ；i 目 瞩，驾驭变革，即使今天的赢家也不能成为明天的赢家。制造业生产作业联 盟丁f 是基于这样的背景下提出的。 1 2 国内外关于制造业生产作业联盟的研究现状及特点 制造业作业联盟是敏捷制造( l e a np r o d u c t i o n ) 的一种组织形式。敏捷制 造的模式和哲理是于在1 9 8 8 年开始提出和研究的，1 9 9 0 年才开始向社会半 公丌，但它在美国企业界的初步实践中取得了非常显著的成绩，仅在1 9 9 5 年前搜集到的成功实例已有百余项，被公认是美国2 0 世纪9 0 年代经济复苏、 重新占领世界制造业霸主地位的主要因素之一。 经i n t e r n e t 查询中国国家图书馆文献系统以及一年多来查询相关书籍 文献，发现目前国内外研究成果中对制造业作业联盟一词提及甚少，相关研 究多集中在虚拟企业方面，研究内容主要包括以下几方面： 1 虚拟企业的概念和形成原因的研究。如k e n n e t hp r e s i s ( 1 9 9 5 ) 等人 认为：“虚拟企业是各种企业单位形成的一种团体，其中人员和工作过程都来 自于这些企业单位，他们彼此紧密联系，相互影响和相互作用，为了共同的 利益而奋斗。因为虚拟企业工作过程仍保持着相互独立，互不影响，使它有 别于伙伴合作关系。也不同于战略联盟，还与任何方式的合资企业也不同。” g o l d m a n ( 1 9 9 4 ) 等人详细分析了敏捷竞争的概念和运用虚拟组织概念的六种 战略上的原因，包括共享基础设施和共担研究开发成本及风险；将互补性的 核心能力联系起来；通过共享缩短“观念一现金”的时间；增强顾客服务的 便利性和企业的外在规模；获得进入市场的新途径，共享市场和顾客忠诚度； 从出售产品过渡到出售方案。 2 对敏捷制造和虚拟企业实施的基础结构和使能系统方面的研究。2 l 世纪制造企业战略中提出了敏捷企业的经营环境、通讯与信息、合作与团 队、企业柔性、并行工作、环境保护、人、转包商与供应商支持技术扩展等 9 个要素，继续教育和培训、企业集成、合作伙伴评价等2 9 个使能子系统， 目前对这些要素和使能系统的研究正在进行。如w i l lj a mb a r n e t t ( 1 9 9 4 ) 等 人利用面向对象的经营过程建模方法建立了虚拟企业的体系结构。j ，j k a n e t ( 1 9 9 9 ) 等人通过实例讨论了信息技术在虚拟企业中的作用。 晗尔滨工程大学硕士学位论文 3 对虚拟企业的组织过程及相关管理问题的研究。d o u g l a st u t t l e 和 b r i a nk a n t e r ( 1 9 9 4 ) 对虚拟企业建立过程的相关因素进行了分析，战得臣 ( 1 9 9 7 ) 等人在这些因素的基础上提出了影响敏捷企业建立的9 个关键因素， 即机遇、核心能力、理解企业模型、伙伴、企业重构、敏捷性度量、组织方 式、利益风险分配策略等。c h a r l e sh a n d y ( 1 9 9 5 ) 对虚拟企业的信任问题进 行了研究。r i c h a r dc d o r t ( 1 9 9 6 ) 提出了使资源最优利用的虚拟企业的设计 方法。该方法指出基于核心能力的功能以及动态的、创新性的和系统的功能 应留在企业内部，不关键的但又重要的一一些职能让网络成员完成；比较普通 的、稳定的、周边性的可以外包给供应商。m s r l e i g hr e i d ( 1 9 9 6 ) 等人提出 了一种集成化的虚拟企业管理模式。马鹏举( 1 9 9 9 ) 等人利用层次分析法给 出了虚拟企业盟员选择的实现方法。 虚拟企业和作业联盟有许多地方非常相似。但是从所掌握的文献来看， 目前对虚拟企业的研究仍存在一些问题：一是缺乏对虚拟企业产生机理、运 行机制方面较深入研究。二是对虚拟企业系统构建方面的研究不足还存在， 如缺乏具体的系统构建方案。 1 3 论文的总体思路和技术路线 总体思路：本文主要从生产作业的经济和技术现实出发，应用新制度经济 学、核心能力等经济、管理理论以及信息技术理论来研究制造业生产作业联 盟三方面的问题：whf lt 一是什么( 作业联盟的概念、内涵、构成要素) ? why 一为什么联( 作业联盟产生的理论分析) ? h0w 一怎么联结，怎样 运行( 联盟的实现基础、运行机制) ? 在此基础上，基于特定的网络技术和 软件平台，提出在i n t e r n e t 和i n t r a n e t 环境下的构建生产作业联盟的解决 方案。 技术路线： ( 1 ) 从生产作业、制造业的概念入手，理清了制造业生产作业的特点及 其基本要求。 ( 2 ) 从外部环境、内部组织与管理观念的变化，特别是i t 的巨大推动 作用方面分析作业联勰的产生背景及动因。进而运用交易费用理论，分析为 4 哈尔滨工程人学硕十学位论文 什么生产作业联盟会出现? ( 3 ) 通过对生产作业联盟的内涵、特点、要素构成、实现基础的研究， 深入分析生产作业联盟。回答了：什么是生产作业联盟? 生产作业之间是如 何连接的问题。运用核心能力理论，协同理论迸一步分析生产作业联盟的竞 争优势。通过与传统生产模式的比较，分析生产作业联盟的运行机制问题。 ( 4 ) 从作业联盟的特征出发，分析作业联盟的功能需求，提出组建作业 联盟应遵循的原则。进而分析其运行方式，运行要求，运行机制。在此基础 上，在作业联盟的集成框架、网络结构、软件结构、数据库结构四个方面提 出作业联盟的解决方案。 1 4 论文创新之处 本文创新之处主要体现在以下三个方面： ( 1 ) 运用交易费用理论、核心能力理论对制造业生产作业联盟的产生及 其优势进行了深入研究。 ( 2 ) 目前国内外缺乏对作业联盟机理方面的研究。本文从作业联盟的基 本概念、基本要素、基本结构入手，深入分析了其机理问题。 ( 3 ) 跟踪当前信息技术的发展动态，融合网络技术和数据库技术两者的 优势，提出了作业联盟的解决方案。 哈尔滨： ：程火学硕士学位论文 第2 章生产作业的基本原理与基本理论 2 1 生产作业的概念及构成 生产是人类晟基本的活动。r 按照马克思主义的观点，生产是以一定生产 关系联系起来的人们利用劳动资料改变劳动对象意识和人们需要的过程。这 里所说的生产，主要是指物质资料的生产，使一定的原材料转化为特定的有 形产品。服务业的兴起使生产的概念得以延伸和扩展。从一般意义上讲我们 给生产下这样一个定义：生产是一切社会组织将对它的输入转化、增值为用 户所需要的输出过程。这个定义有四层含义：一是生产是一切社会组织都要 从事的基本活动，不仅仅是企业；二是生产是一种过程，有形的或无形的输 入转化为有形的或无形的输出；三是输出使用户所需要，对用户是有价值的； 四是这种转化是增值的。 输入是由输出决定的，生产什么样的产品，提供什么样的服务，决定了 需要什么样原材料和其他投入。输入不同于输出，二者之间需要转化。转化 是通过人的劳动实现的，而转化的过程就是生产作业。 转化是在生产系统中实现的。生产系统是由人和机器构成的能将已定输 入转化为特定输出的有机整体。同时生产作业也是在一定的环境约束下的生 产，受经济、政治、社会、技术、市场、法律等因素的影响。对生产系统的 描述如图2 1 所示。 输入 ( 原材料、能 源、信息) 资源支撑( 人、财、物、信息) 图2 1 生产及其外部约束 输出 ( 产品、服务) 。；。；耋玺鎏；! 垄奎耋丝! ：耋堡篁冬 。，。；： ii i 从产品的形态上看，生产可以分为制造性生产和服务性生产。我们这罩 研究的生产作业是指工业企业的制造性生产作业。它是通过物理或化学作用 将有形输入转化为有形输出的过程。不同的工业企业，由于其所生产的产品 结构和工艺特点不同，因而其生产作业的形式也不完全相同。但是，任何一 个工业企业的生产作业都是由基本生产过程、辅助生产过程和生产服务过程 等三部分组成。 ( 一) 基本生产过程：是指把劳动对象变为企业基本产品的过程，即基 本产品的加工过程，它代表企业的专业方向。如机械工业企业基本生产过程 包括下料、铸造、锻造、冲压、机械加工、热处理、电镀、装配等作业。 ( 二) 辅助生产过程：是指为保证基本生产过程正常运行所必需的各种 辅助产品的生产过程。如夹具、模具、木型的制造；各种动力的生产；设备、 厂房的维修和备件生产等等。 ( 三) 生产服务过程：是指为基本生产过程和辅助生产过程服务的各种 生产活动，妇原材料、半成品和工具的供应、运输、保管、配套、试验与化 验，以及产品包装发送等等。 2 2 制造业的定义及生产作业特点 根据我国现行统计的划分：工业由制造业、采掘业及电力、煤气和水的 生产与供应等行业构成。制造业包括食品加工与制造、纺织与服装、机电设 备制造、化学制品制造、石油加工、木材及有关产品制造、纸及有关产品制 造、金属冶炼与加工和非金属矿物制品业等类别，共2 9 个行业。因此在以下 对制造、业的分析中，我们主要从其共性方面研究。 2 2 ，1 制造业的定义和内涵 制造业是将可用资源与能源，通过制造过程，转化为可供人们使用或利 用的工业品或生活消费品的行业。依据不同的标准，制造业可以划分为：消 费品制造业和资本品制造业；轻型制造业和重型制造业；民品制造业和军品 制造业：传统制造业和现代制造业。生产作业是制造业的基本行为。生产作 业可认为是将制造资源( 原材料、劳动力、能源等) 转变为有形财富或产品的 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 过程。而生产作业是在生产系统中实现的。辩证唯物主义认为系统是由相互 联系、相互作用的若干要素构成的有特定功能的有机整体。生产系统则是由 与生产作业有关的若干相互联系、相互作用的要素构成的具有生产作业功能 的有机整体。 制造业是国民经济最重要的支柱产业。在工业化国家，约有四分之一的 人口从事制造业，约7 0 8 0 的物质财富来自制造业。制造业是我国国民 经济的核心和工业化的原动力，我国制造业工业总产值约占全国g d p 的 4 2 5 。在全球出现许多新兴工业的8 0 年代，制造业曾被人们忽视。为此， 美国制造工程师学会于1 9 9 3 年撰文呼吁全社会“重新发现制造业”，并用最 简单的数字告诉美国人民：美国l9 9 2 年的国民经济总产值和经济活动的一大 半来源于制造业! 这使许多美国人感到震惊，因为长期以来不了解这样。一个简 单的事实，美国人民在整个2 0 世纪能达到如此的生活水准完全归功于先进的 制造业。 按照世界经济发展规律，国际上越来越多的人们已开始认识到一个没有 工业基础和制造业的城市是没有根基的城市。制造业能极大地推动金融、贸 易、保险、房地产和服务业的发展。没有制造业作为基础，无论哪一个第三 产业的领域都将失去存在和发展的条件。例如已经成为美国中部金融服务中 心的芝加哥，该市政府为鼓励产业结构调整，提供了许多优惠政策，扶持附 加值高、能耗低和无公害的制造业，以纠正因7 0 年代金融服务业的迅速发展 而对制造业的严重冲击。那种一讲高科技就把传统产业视为“夕阳工业”的 想法是很不合适的。事实上，发达的工业国。例如美国、日本、德国、瑞士 等国的专家教授已将制造科学与信息科学、材料科学、生物科学一起列为当 今时代的4 大支柱科学之一。因此对制造业的生产模式研究显得尤为重要。 2 2 2 制造业的发展 制造业的发展大概可以分为3 个阶段：( 1 ) 完全依靠人的劳力和智力；( 2 ) 人的劳力被机器所取代，但仍然依靠人的智力。( 3 ) 人的智力部分为机器智能 ( 如电脑等) 所取代并同机械集成一体。 传统的制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产 品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得 哈尔滨工程大学硕士学位论文 高质量和高效率。其生产赢利是靠机器取代人力，复杂的专业加工取代人的 技能来获取的。在此条件下，机器的非柔性，要求标准的产品设计以获得高 产出但却难以满足市场产品花色品种和交货期的要求。这也是工业经济时 代传统制造业所面临的严峻挑战。 在市场需求及科技发展的带动下，制造业的生产规模由“少品种大批量” 向“多品种变批量”的方向发展，制造业的资源配置沿着“劳动密集资源 密集一信息密集一知识密集”的方向发展。与此相应，制造技术的生产方式 沿着“机械化一单机自动化一刚性流水自动化一柔性自动化一智能自动化” 的方向发展。在传统的“少品种大批量”的市场特征下发展起来的生产组织 模式，已经不再适合当今世界制造业的市场特点和发展趋势。为了适应“多 品种变批量”的生产规模，在激烈的市场竞争中取胜。尽快地占领市场，美、 日、欧共体率先研究战略，希望寻求一种新的生产组织模式。 在近代制造业的发展过程中，制造模式也随着人类社会的进步发生着深 刻的变化。近代制造模式共存在以下几种模式： 模式一：大量生产模式。1 6 1 3 年，意大利塞拉创立大量生产原理，人类 步人大量生产阶段，大大提高了生产力，促进了人类社会的发展，提高了人 们的物质和文化生活水平。 模式二：面向用户的个性化生产模式( 大规模定制) 。随着人们物质和文 化生活水平的提高，人们在基本需要得到满足的情况下，更加强调自身的特 色和创意，因此产生了此种生产模式。 模式三：绿色制造模式( 网络化制造模式) 。人们在物质和文化生活水平 提高后，更注重环境问题和资源问题。当前和今后相当长一段时闻。人类社 会面临的主要问题，特别是环境问题，其恶化程度与日剧增，正在对人类社 会的生存与发展构成严重威胁。近年来的研究和实践使人们认识到环境闽题 绝非是孤立存在的，它和资源问题有着根本性的内在联系。资源问题不仅涉 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。 制造业在将制造资源转变为产品的制造过程中和产品的使用和处理过程 中，同时产生废弃物，对环境产生污染。由于制造业量大面广，因而对环境 的总体影响很大。鉴于此，如何使制造业尽可能少地产生环境污染是当前制 9 哈尔滨工程入学硕士学位论文 造科学面临解决的重大问题。于是一个新的概念一一绿色制造( g r e e n m a n u f a c t u r i n g ) t 当此产生。 2 2 3 制造业生产作业的特点 物料流、能量流、信息流是组成制造业生产系统的3 个基本要素。根据 制造业牛产作业的主要任务，生产作业可能是一个基本要素变化的过程，也 可能是几个基本要素兼有的变化过程。制造业的特点主要表现在3 个方面： ( i ) 生产是一。个系统工程。 任何一个工业企业的生产都是由基本生产过程、辅助生产过程和生产服 务过程等三部分组成；同时它又是人、财、物、信息四个生产要素的有机组 合：并且是设计、工艺与规划的一体化。这要求生产作业的各个环节紧密衔 接，同时要求多种技术的综合应用。面对这样复杂的系统，企业在设计、工 艺、制造及市场各个方面都做到最好是不现实的。 ( 2 ) 产品结构复杂 制造业的产品结构复杂，零部件种类繁多，物料种类多，因此在生产作 业过程中，物流的合理组织和规划及信息流在生产线中的地位显得越来越重 要。工艺和流程的繁杂性使得企业在各个方面都保持绝对竞争优势的可能性 大大降低。 ( 3 ) 设备要求高 制造业生产作业产品结构、工艺复杂，对设备的要求高。从生产的角度 看，专业化设备效率高，但这无疑增加了生产作业系统的刚性，这与外界需 求变化快是矛盾的。因此企业在设备选择上要综合考虑生产的效率及生产系 统的剐性，考虑到生产的经济性。 这些特点反映在生产作业方面表现为：1 影响生产计划的因素较多，生 产计划的制订非常复杂；2 能力需求是根据每个产品混合建立，并且很难预 测；3 生产任务多，生产过程控制非常困难：4 生产数据多，且数据的收集、 维护和检索工作量大：5 工作流根据特定产品的不同经过不同的加工车间。 因每个生产任务对同一车间能力的需求不同，因此工作流经常出现不平衡： 6 因产品的种类变化较多，非标准产品多，设备和工人必须有足够灵活的适 应能力；7 通常情况下，一个产品的加工周期较长，每项工作在工作中心前 啥尔滨工程大学硕士学位论文 一 i 目il i i _ i lj i _ _ _ 。i ；i i i ；= _ i i 5 。5 。 的排队时间很长，引起加工时间的延迟和在制品库存的增加。 制造企业生产过程中的业务处理流程可以简单的用图2 2 描述。 编制生产计划 上 1 分解叠产任务 0 确定物料、工具和能力需求 旧定物料、工具和能力可用- 叫 岭 生产任务下达 按工序顺序执行f ” y e s 交货 图2 2 生产过程的业务处理流程 2 3 制造业组织生产作业的基本要求 合理的组织生产作业的总的要求是：对生产过程的各个生产阶段( 工艺 阶段) 和各个工序的工作进行合理的安排，以实现产品的生产的优质、高产、 低耗，保证企业取得良好的经济效益。为达到这一要求，必须遵循生产过程 的规律性，即对生产过程的各个生产阶段和各个工序的工作安排必须遵循下 列基本要求： 哈尔滨 ：程大学硕十学位论文 ( 一) 生产过程的连续性 连续性是指物料处于不停的运动之中，且流程尽可能的短，包括空间上 的连续性与时| 白j 上的连续性。时间上的连续性是指物料在生产过程的各个环 节，自始至终处于连续状态，没有或很少有不必要的停顿与等待现象。空间 上的连续性要求生产作业各个环节在空间布置上合理紧凑，使物料的流程尽 可能短，没有迂回往返现象。 提高生产作业的连续性，可以缩短产品的生命周期，降低在制品库存， 加快资金的流转，提高资金利用率。 提高生产过程的连续性，首先要合理布置企业的各个生产单位，使物料 流程合理。其次要组织好生产的各个环节，包括投料、运输、检验、工具准 备、机器维修等，使物料不发生停歇。 ( 二) 生产过程的平行性 生产过程的平行性是指物料在生产过程中实行平行交叉作业。平行作业 是指相同的零件同时在数台相同的机床上加工：交叉作业是指一批零件在上 道工序还未完全加工完成时，将已完成的部分零件转到下道工序加工。平行 交叉作业可以大大缩短产品的生命周期。加工装配式生产使实现生产作业的 平行性成为可能。 ( 三) 生产过程的比例性 生产过程的比例性是指生产过程各环节的生产能力要保持适合产品制造 的比例关系。比例性是生产顺利进行的重要条件，如果比例性遭到破坏，生 产过程必然出现瓶颈。瓶颈制约了整个生产系统的产出，造成菲瓶颈资源的 浪费和物料阻塞，也破坏了生产过程的连续性。 ( 四) 生产过程的均衡性( 节奏性) 生产过程的均衡性，是指产品从投料到完工能按计划均衡的进行，能够 在相等的时间间隔内完成大体相等的工作量。节奏性与均衡性的含义基本相 同，只不过它的时间问隔取得较小。均衡性一般取月、旬、日，节奏性则以 小时、分、秒计。节奏性一般用于大量大批生产。 生产不均衡会造成忙闲不均，既浪费资源，又不能保证质量，还容易引 起设备故障和人员事故。 哈尔滨r 程大学硕士学位论文 ( 五) 生产过程的准时性 生产过程的准时性是指生产过程的各个阶段、各个工序都按后续阶段和 工序的需要生产，即在需要的时候按需要的数量生产所需要的零部件。准时 性将企业与用户紧密联系起来，企业所作的一切都是为了让用户满意，用户 需要什么样的产品，需要多少就生产多少，何时需要就何时提供。只有各道 工序都准时生产才能准时地向用户提供所需要数量的产品。 准时性是市场经济对生产作业提出的要求。从市场角度来审视连续性、 平行性、比例性与均衡性，可以看出它们都有一定的局限性。不与市场需求 挂钩，追求连续性、平行性、比例性与均衡性是毫无意义的。在市场多变的 情况下，比例性只是一种永远达不到的理想状态，出现瓶颈是f 常现象。 产品数量、质量、交货期是制造业生产作业的三大使命。 2 4 制造业生产作业发展沿革及趋势 关于制造业的生产模式是近十年来的一个热门话题和国内外学者研究的 重点。沿着历史发展的轨迹，对国内外有关的生产模式简述如下： 1 单件生产方式 1 8 世纪后期，以蒸汽机和工具机发明为特征的产业革命，开始了以机器 为主导地位的制造业的新纪元促成了制造业企业雏形工厂式生产的出现。 当时，采用的是单件生产方式。 2 大批量生产模式 1 9 世纪末、2 0 世纪初，内燃机的发明引发了制造业的革命。由福特、斯 隆开创了流水式、大批量生产模式，使汽车的成本大幅度降低，开始进入家 庭；泰勒创立了科学管理理论，导致了制造技术的过细分工和制造系统的功 能分解。 3 精益生产( l e a np r o d u c t i o n ) 1 9 9 0 年，美国麻省理工学院总结了二次世界大战后以丰田汽车公司为代 表的日本制造工业的经验，发表了“改变了世界的机器”的著名研究报告， 提出以改革企业生产管理为特点的“精益生产”模式 3 。精益生产的基本目 的是要在一个企业里同时获得极高的生产率、极佳的产品质量和很大的生产 哈尔滨 ：程大学硕十学位论文 ；ii ；i i i ；_ _ i _ _ _ _ _ _ i i ；j ； 柔性。精益生产是针对大量生产模式的制造企业组织过于臃肿和存在浪费的 缺点，提出“精简、消肿”的对策，以及“精益求精”的管理思想。 精益生产主要是针对一个企业内部的生产过程改革而言，随着信息技术 的发展和制造的全球化，它具有定的局限性。1 9 9 6 年“改变了世界的机器” 一书的两位作者又出版了一本新著“精益思想”，进一步发展了精益生产的思 想。提出要从精益生产过渡到精益企业，从精益企业上升到精益思维。精益 思维是从总体优化社会资源和提高社会效益的角度，研究企业生产过程和服 务的有效性和经济性。提出不论在物料还是信息和服务领域都要精简一切 不必要的过程和环节，减少浪费，节约资源：认真研究产品和服务的价值增 值过程，用“价值流”取代造成浪费的“等待和排队”，实现满足顾客最终需 要的门对门的服务。 4 计算机集成制造( c i m ) 计算机集成制造是随着计算机技术在制造领域中广泛应用而产生的一种 生产模式。它是一种概念、一种哲理。它是把人及其经营知识和能力与信息 技术、制造技术综合应用，以提高制造企业的生产率和灵活性。由此，将 个企业所有的人员、功能、信息和组织诸方面集成为一个整体。 2 l 世纪正朝我们走来，2 l 世纪是一个充满着希望的世纪，也是一个充满 着竞争的世纪，对于制造企业尤其如此。 首先，制造企业面临的市场在变，正在不断地变“大”、变“小”。一方 面，由于交通通讯的发展，以及贸易壁垒的不复存在，市场正从原来的区域 性“小”市场演变成现在的全球性“大”市场，另一方面由于新的产品、新 的生产企业不断地加入，使得原有的“大块”市场演变成现在的越来越“碎 小”的市场。市场的这种变化既给企业带来了无限的希望。也给企业带来了 巨大的竞争压力。 其次，市场对企业的要求在变，从原来的对质量、成本的要求演变为现 在的对时间、质量、成本、创新和服务等诸多方面的要求，而且这些要求的 内涵也在不断的变化。这对制造企业提出了更新、更高的要求。 i ) 时间t 一t i m e 时问不仅仅是指产品的交货时间，更重要的是指新产品的丌发时问和上 哈尔滨上程大学硕士学位论文 市时间，甚至是指产品的整个生命周期。时间是体现企业竞争力的第一要素。 准能在最短的时间内交货、谁能最侠地开发出新产品并打入市场、谁能在产 品整个生命周期之内提供员好的服务谁就能够占领市场。这就要求企业具 有较强的应变能力、产品开发能力和生产能力。 2 ) 质量q _ q u a l i t y 质量不仅仅是指对产品本身的性能、功能、外观、可靠性和使用寿命等 方面的要求，更重要的是指如何在产品整个生命周期之内全面地满足客户的 要求，包括各种服务要求，顾客对产品及其服务的满意程度是质量的度量质 量永远是评价企业竞争力的重要指标谁能提供高质量的产品，谁能在产品 整个生命周期之内提供高质量的服务，谁就能够保住市场。这就要求企业在 产品设计、制造设备、制造工艺以及服务方面都要具备较高的水平。 3 ) 成本c c o s t 成本不仅仅是指单一的产品制造和销售成本，而且是指包括品的运行成 本、维护成本及报废后的处理成本在内的全成本。成本或价格一直是顾客衡 量产品的一个主要指标。谁能提供质量价格比最优的产品，谁就能够拥有市 场。为了降低成本，要求企业的产品和制造系统均具有高度的柔性，能够以 相对不变的制造设施制造各种各样的产品，能够以尽量低的代价对产品进行 维护和升级。 4 ) 创新i - - h m o v a t i o n 创新指产品的新颖性和技术独占性当前独占性技术构成了产品的主要 价值。而且一项技术的独占期也越来越短这就要求企业具有很强的创新意 识和对市场的快速应变能力。 5 ) 服务s s e r v i c e 服务指产品整个生命周期之内的服务，包括售前咨询业务、售后维护和 升级升值服务等。可以说，企业卖给顾客的不仅仅是产品。而是借助产品这 座桥梁将自己的服务也卖给了顾客。服务已经越来越成为企业占领市场和保 住市场的重要因素。企业在产品整个生命周期之内都必须具有强烈的服务意 识和令顾客满意的高质量的服务水平。 我们的制造企业正处于一个不断变化的动态环境之中。市场在变，市场 哈尔滨工程大学硕士学位论文 对企业提出的要求或者说市场给企业施加的压力也在变，选择新的合理的生 产组织模式就成为制造企业的必然选择。在接下来的一章中我们将具体分析 是什么促使了生产作业联盟的产生。 2 5 本章小结 本章主要是关于生产作业基本原理、基本理论方面的研究，为后续各章 的分析奠定基础。首先分析了生产作业的概念及其构成；接下来对制造业的 概念及其发展进行阐述，从其系统性、产品、设备要求三方面分析了制造业 生产作业的特点；进而分析制造业组织生产作业的基本要求；最后论述了制 造业的生产作业发展的趋势。 6 哈尔滨程大学硕士学位论文 第3 章i t 的使能与生产作业联盟分析 在第2 章中我们提到生产系统是由人和机器构成的能将已定输入转化为 特定输出的有机整体。同时制造业的生产作业也是在一定的环境约束下的生 产，受经济、政治、社会、技术、市场、法律等因素的影响。生产作业联盟 产生的根本原因在于社会、经济和i t 的迅速发展。具体地，其产生背景与动