全能制造系统

1 张 曙 同济大学 上海 200092 制造战略的内涵 一 制造战略的重要意义 我们肩负的历史使命是 到2020年全面步入小 康社会 实现中华民族的伟大复兴 从制造大国迈 向制造强国 继而成为经济强国 目前 我国制造业的总体情况是 已经具有相 当大的规模 占国民生产总值的35 以上 从业人 员8000多万人 在国民经济中起到决定性的作用 我国大多数制造企业是劳动密集型 人均劳动 生产率低 仅为发达国家的1 30左右 主要停留 在低附加值产品行业 此外 低水平生产能力过剩 设备利用率低 50 以上的生产能力闲置 我国制造业结构不完全合理 轻纺工业和家电 工业有一定优势 但装备制造业所占比重明显低于 工业发达国家 产品技术创新能力薄弱 大部分技 术和关键设备依赖进口 高端产品大都由合资企业 生产 加入WTO后 我国投资环境和基础设施不断 改善 经济发展势头良好 社会环境稳定 加上廉 价的劳动力和巨大的市场 吸引了全世界的跨国公 司 他们看好中国市场的前景 纷纷把制造基地移 向中国 中国制造 已成为他们的重要战略 例如 截至到2002年底 财富 世界500强 中已有174家在上海浦东投资了328个项目 投资总 额达111 8亿美元 在这种趋势下 今后若干年我国将成为举世瞩 目的制造大国 但是 工业发展史上制造大国必然 是经济强国的历史不一定会重演 因为我们目前还 没有掌握足够的核心技术 在对国家经济实力有重 大影响的高端产品方面 我们仍然没有优势可言 二 什么是制造战略 战略 Strategy 一词频繁地出现在各种 中外刊物和文献中 但是人们的理解并不完全一致 字典的释义是 决定全局的策略 决定全局 4 个字描述了战略一词的深度和广度以及它的长期性 但是 针对制造业来说 这个释义就显得过于简单 和笼统 如果将上述战略的释义结合制造业加以衍 生 以区别于军事战略 则可以定义为 为一个组 织及其环境制定的使命和远景目标 其目的在于识 别组织所面临的挑战 指导组织及其成员作出迅速 反映 从而使其长期竞争优势最大化 这个定义首先指出战略是为一个组织 产业或 企业 而制定的 需要正确理解其所处的环境和面 临的挑战 然后规划出行动框架 通过战略规划的 实施 达到提高竞争力的目标 换言之 战略是为 提高组织在复杂环境中的竞争力而制定的行动纲领 它的基本特点如下 1 具有全局性和指导意义 对产业结构 企 业发展和投资者都将产生重大影响 2 集中优势资源 有所为 有所不为 扬长 避短 以获取长期竞争优势 3 众人智慧的汇集和提升 往往有来自企业 高等院校和科研院所数百人参与 4 实施时间的跨度较大 最短5年 甚至长达 20年 按照战略涉及的范围 制造业的发展战略可以 分为三个层次 1 产业发展战略 涉及整个产业或行业的战 略 如制造业发展战略 汽车工业发展战略等 产 业发展战略通常由政府部门或其代理机构制定 2 企业发展战略 企业经营战略或制造战略 如一家芯片公司的产品发展战略 如何在全球化的 环境中取得和保持竞争优势 2 3 专项战略 某种与国民经济发展有重大影 响的技术发展战略 如纳米技术发展战略等 三 战略的构思 规划和管理 按照战略的形成和实施过程 可以分为下列三 个阶段 1 战略构思 战略的酝酿和形成 2 战略规划 把确定的战略变为行动纲领 3 战略管理 对制造战略的制定和实施全 过程进行管理 战略构思有它特定的 明确的思维方法和内涵 不要把战略构思与战略管理和战略规划混为一谈 战略构思是通过直觉和创造力勾画企业未来的综合 思考过程 是在头脑中建立的模型 具有原创性和 不可模仿性 战略构思有其独特点方法论 严格的 思维逻辑和推理过程 战略思想家必须对系统的构 成 组成要素 价值创造过程和增值链各环节之间 的关系了如指掌 通晓该组织的发展历史 文化背 景 现有的竞争优势和薄弱环节 所处环境的特征 以及竞争对手所采取的战略等 从而能够在头脑中 形成完整的 系统的 清晰的概念 做到知己知彼 才能百战不殆 战略规划是根据预定的战略构思经过反复讨论 和广泛征求意见 找出关键 明确发展方向 并且 按照一定的系统程式转化为行动框架 形成正式文 件 具有可操作性 战略规划通常具有明确的使命 和目标 实施战略的策略 措施和方法 以及资源 整合原则和时间进度 战略管理涵盖战略构思和战略规划的形成和实 施过程 战略构思 战略规划和战略管理的三者关 系如图1所示 图 1 战略的构思 规划和管理 战略是动态的 随着组织内部条件和外部环境 的变化 以及实践所积累的经验 战略就需要按照 客观情况进行适当调整 或者不失时机地加以重新 制定 只有形成一个战略循环 才能够实现可持续 发展 如图2所示 从图中可见 战略构思的基本特征是打破旧秩 序 勾画一个期望的未来 战略规划的基本特征是 创建新秩序 将这种期望转变为当前的现实 随着 技术的发展 竞争环境的变化 短暂的平衡又遇 到新的挑战 需要进行新的战略构思 图 2 战略循环的形成 他山之石 可以攻玉 一 依靠战略重振雄风 在20世纪80年代 由于战略上的失误以及日 本制造业的兴起 美国制造业日益走向衰落 为 了夺回制造优势 美国从80年代末开始 投入大 量人力物力 系统地总结以日本丰田汽车公司为 代表的经验 出版了 改变世界的机器 的研究 报告 提出 精益生产 的概念 在世界范围产 生了巨大的影响 为制造战略的研究树立了一个 范例和里程碑 随后 为了发挥美国信息技术的优势 里海 大学公开发表了 21世纪制造战略 的报告 将 制造技术与信息技术集成 提出 敏捷制造 和 虚拟组织 的概念 制造战略的研究领域不断深入和拓展 精 益生产 和 敏捷制造 动摇了大量生产方式的 基础 为制造业的发展描绘了广阔的前景 在过去10年中 包括美国在内的各国政府和 研究机构都十分重视制造战略的研究 发表了各 种制造战略研究报告 许多国际著名高等院校还 开设了有关制造战略的课程 通过10年的努力 期望的未来 战略规划 创建新秩序 战略构思 打破旧秩序 当前的现实 洞察全局 前瞻思维 抓住机遇 审时度势 使命和目标措施和方法 资源整合 时间进度 战略构思 战略规划 思考特点 综合 求异 创造性 思考特点 分析 趋同 常规的 战略构思是发现新的战略 重写竞争游戏规则 展望其 与现有战略不同的潜在特征 战略规划的目标是将战略构 思提出的战略付诸实现 进 一步支持新的战略构思 战略管理 3 美国制造业以崭新的面貌重振雄风 对美国制造 业发展具有重大影响的制造战略专著如图3所示 精益生产 学习日本 敏捷制造 发挥优势 精益思想 价值流 联合起来竞争 网络化 下一代制造 新构思 图 3 具有重大影响的制造战略专著 二 下一代制造 在美国国防部 商业部 能源部 国家标准和 技术研究所以及自然科学基金会共同资助下 由麻 省理工学院的 敏捷性论坛 和 制造先驱者 两 个部门 以及 实施敏捷制造的技术 办公室共同 主持 下一代制造 战略研究项目 于1997年提出 长达705页的研究报告 其目标是开发一个能被广 泛接受的制造企业模型 提出应该采取什么行动才 能够使美国制造业在新的竞争环境中保持领先地位 为21世纪美国制造业的发展勾画蓝图 下一代制造 的战略思想是 首先认为经济 活动的全球化是推动制造业未来变革的动力 然后 明确制造企业在新的竞争环境下获得成功必须具备 的属性 最后探讨制造企业克服进退维谷困境和达 到所需属性的措施和方法 面对全球化竞争环境 一个企业要想获得成功 必须具备的属性是客户响应度 工厂和设备的响应 度 人力资源响应度 全球市场响应度 组织响应 度和快速响应的企业运作实践和文化 从传统的制造企业转变成为下一代制造企业将 会遇到一系列的问题 回避就意味着丧失竞争力 前进又有不少艰难 真是进退维谷 但是今天有远 见的企业家已经认识到这种驾御变化的挑战 企业 家 政府 大学和科研机构应该共同努力来解决这 些进退维谷的问题 下一代制造 提出了解决制造业面临障碍的 10个措施 具有前瞻性和创新性 反映了知识经济 时代的特点 见表1 1 明确提出知识管理和供应 创新管理和变 革管理 2 阐明柔性劳动力的概念 3 网络联盟企业的发展和合作的重要性 表1 解决面临障碍的十大措施 类 别实现变革必不可少的措施 与人有关1 劳动力的柔性 2 知识供应链 与业务过程有关1 产品 过程的快速实现 2 创新管理 3 变革管理 与技术有关1 下一代制造 的过程和设备 2 广泛和有效的建模和仿真 3 响应快和适宜的信息系统 与系统集成有关1 网络联盟企业的合作 2 企业集成 三 集成制造技术路线图 在 下一代制造 战略构思的基础上 美国政府 有关部门继续资助制造战略的深入研究和实施 于 2000年成立了非营利性 集成制造技术开发 公司 Integrated Manufacturing Technology Initiative Inc IMTI www imti21 org 制定了一个长期 的 详细的制造战略规划 集成制造技术路线图 Integrated Manufacturing Technology Roadmap IMTR 其目标是支持和帮助美国制 造企业在21世纪全球化市场竞争中获得成功 集成 制造技术路线图包括以下5个内容 参见图4 1 典型的制造企业功能模型 2 现状分析和远景预测 明确今天所处的地 位和预测明天期望达到的水平 3 确定目标 需求和任务 4 寻找最具有发展前景的 金矿 制造 技术研究开发路线 5 提出近期 2 3年 中期 5 10年 和 长期 10年以上 规划 IMTR 路路线线图图 现状分析和远景预测 功功能能模模型型功功能能模模型型企业功能模型 里程碑计划表 目标 需求和任务 金矿 路线图 IMTR 路路线线图图 现状分析和远景预测 功功能能模模型型功功能能模模型型企业功能模型 里程碑计划表 目标 需求和任务 金矿 路线图 今天的处 境底线 明天想达 到的水平 将每一技术领域分解为 通用 的 具有逻辑层次 的制造企业功能 描绘期望的未来 实现它 必需具备的能力 以及应 该进行的研究开发工作 在研究开发计划的基础上 制定实现目标 要求和任 务的时间表每一路线图选出10项关键能力 图 4 集成制造技术路线图的内容 4 集成制造技术路线图 的制定过程首先是通 过因特网对各国制造战略研究的现状进行调研 然 后系统地对制造企业的功能进行深入研究 建立企 业功能模型和评价体系 并且对美国10多年来1700 个有关制造战略研究项目 特别是 下一代制造 进行分析 是已有研究成果的延续 深化和展开 通过集成制造技术路线图研讨会以及专家评审 和意见反馈 列出568项任务 700项需求 275项 目标70项远景 40项 金矿 和6项挑战 最终形 成4个方面的路线图 参见图5 1 信息系统 2 设备和过程 3 建模和仿真 4 企业集成 任 务 提出要求的细节内容 要 求 达到目标的研发项目 目 标 实现远景的可能 远 景 描绘未来的状态 金 矿 关键技术能力 挑 战 制造业发展目标 信息建模和过程和企业 系统仿真设备集成 任 务 提出要求的细节内容 要 求 达到目标的研发项目 目 标 实现远景的可能 远 景 描绘未来的状态 金 矿 关键技术能力 挑 战 制造业发展目标 信息建模和过程和企业 系统仿真设备集成 图5 集成制造技术路线图的形成过程 集成制造技术路线图企图回答的问题是 1 现在有什么机遇和机会 我们可以利用 2 我们面临什么样的未来挑战 应该如何去 响应 3 如何能够定义和找到导航途径 从现状达 到期望的彼岸 4 如何才能勾画出正确的研究和开发成果 并加以快速实现 经过反复讨论 集中了300余位来自企业 学 术机构和政府专家的意见 集成制造技术开发公司 认为美国制造业要在21世纪获得成功必须实现以下 6个基本目标 参见图6 1 集成化和网络化的企业管理 2 柔性化的和分散化的企业运作 3 完全集成的和经过优化的设计和制造 4 实现以科学为基础的制造 5 智能化和网络化的过程和设备 6 即插即用 包括软件和硬件 的互操作性 和可集成性 完完全全集集成成和和优优化化 的的设设计计和和制制造造 完完全全集集成成和和优优化化 的的设设计计和和制制造造 IMTI 基基本本观观点点 集集成成化化的的企企业业管管理理 集集成成化化的的企企业业管管理理 柔柔性性的的 分分散散的的运运作作 柔柔性性的的 分分散散的的运运作作 以以科科学学为为基基础础的的制制造造 以以科科学学为为基基础础的的制制造造 即即插插即即用用 的的 互互操操作作性性 即即插插即即用用 的的 互互操操作作性性 智智能能化化的的过过程程和和设设备备 智智能能化化的的过过程程和和设设备备 完完全全集集成成和和优优化化 的的设设计计和和制制造造 完完全全集集成成和和优优化化 的的设设计计和和制制造造 IMTI 基基本本观观点点 集集成成化化的的企企业业管管理理 集集成成化化的的企企业业管管理理 柔柔性性的的 分分散散的的运运作作 柔柔性性的的 分分散散的的运运作作 以以科科学学为为基基础础的的制制造造 以以科科学学为为基基础础的的制制造造 即即插插即即用用 的的 互互操操作作性性 即即插插即即用用 的的 互互操操作作性性 智智能能化化的的过过程程和和设设备备 智智能能化化的的过过程程和和设设备备 图6 集成制造技术开发公司的基本观点 集成制造技术路线图围绕现代制造企业功能要 素 系统地提出涉及数百个技术领域的研究和开发 课题 对每一功能要素都进行了现状分析和未来发 展的远景预测 确定了近期 中期和长期目标 提 出当前面临的重大挑战与开始出现的技术趋势和解 决方案之间的明确关系 限于本文的篇幅 如何寻找 金矿 的路线图 只好且听下回分解 中国制造 的战略难题 我国从 八五 期间开始 以863计划为核心 的制造战略研究和实施一直延续至今 10多年来取 得很大的成绩 特别是 九五 期间CAD推广应 用的绩效最为明显 但是 我们还没有一整套从战略构思 战略规 划和战略管理的理论和体系 尽管没有项目在鉴定 时被否定 甚至许多获得国家奖项项目的最终实施 结果并不令人满意 最近 我读了一本好书 差距 论述中国一 流企业离世界一流企业有多远 受到很大启发 我 同意作者的观点 主要是战略上的巨大差距 我国 综合竞争力在世界上的排名一直徘徊在30名左右 作者拟就中国制造战略面临的难题谈些自己的 看法 一 价格大战何时罢休 我国的家电 摩托车 玩具 服装行业就其规 模和出口额而言都是世界数一数二的 但是 家电 的关键技术和元器件 玩具和服装的设计仍然依靠 洋人 中国制造企业的竞争拿手戏是价格战 价格 5 战的基础是廉价劳动力以及环境和资源代价 价格 战的后果是忽视新产品的研制和开发 是一个不可 持续发展的战略 中国制造战略的第一个难题在于什么时候才能 够真正从贴牌生产到自主品牌制造 二 春秋战国如何统一 任何产品一旦有市场 不管是否具备条件 一