制造生产模式的演变与敏捷制造(一)

1、制造生产模式的演变与敏捷制造 一摘要在分析制造生产模式演变的根底上，讨论了生产模式演变的根据 和趋势，认为敏捷制造是应关注和利用的生产模式，简要介绍敏捷制 造内涵及现状等，并探索了利用敏捷制造思想提高我国制造业敏捷性 和竞争力的实施方法。关键词生产模式 ;敏捷制造 ;敏捷性 ;动态联盟TheEvolutionofManufacturingProductionModeandAgileManufacturingAbstractThispaperanalyzestheevolutionofmanufacturingproductionmode,d iscussesthecausesandtrendo

2、ftheevolution,andarguesagilemanufacturingis adesirablemode,thenintroducesagilemanufacturingbriefly,studieshowtoenhancenationalenterprisesya'ndacgoilmit petitionbyusingagilemanufacturing.KeywordsProductionMode;AgileManufacturing;Agility;VirtualEnterprise 制造业是国民经济的根底产业，其兴旺程度表达了一个国家的科学技 术和社会生产力开展水平

3、。从十八世纪英国爆发工业革命开始，制造 业走出手工作坊阶段，迅速开展壮大，逐渐成为世界各国国民经济中 的主导产业。特别是本世纪五十年代，大批大量生产模式确实立使制 造业到达了一个前所未有的颠峰时期。但是近十几年来，随着世界经 济的快速开展和人们生活水平的不断提高，市场环境发生了巨大的变 化，消费者需求日趋主体化、个性化和多样化，制造厂商面对一个变 化迅速且无法预测的买方市场，传统的大批大量的生产模式不再适应 新的市场形势的需要。在这种情况下，对市场需求的快速反响能力就 开始成为企业能否在剧烈的市场竞争中占得一席之地的重要标志。在 这种形势下，探索适合我国国情的制造生产模式对实现我国伟大战略 目

4、标意义重大，从人类制造生产模式的演变中我们可能会得到有益的 启示。 1制造模式的演变 17 世纪至 1830 年，在专业化协作分工、蒸汽动力机 和工具机的根底上，出现了制造企业的雏形枣工场式的制造厂，人类 社会的生产率开始出现大幅度的飞跃。到了大约 1900 年，制造业成为 一个重要的产业， 其主要生产模式是 “少品种单件小批生产 。比方汽车 行业，当时处于世界领先地位的轿车公司 P&L每年只制造几百辆汽车， 而且所造的汽车没有两辆是完全相同的，原因在于 P&L 所有的承包商 都不采用标准的计量器具，装配时，依靠装配工的熟练，修整零件， 使之配合良好。至 1905 年，欧洲已有

5、几百家这类公司采用单件生产方 式少量地制作汽车，这些独立承当大局部生产任务的小工厂没有能力 开发新技术，产量低，本钱高，且本钱不随产量而下降。这种生产模 式当然无法满足市场需求。20年代，在E.Whitney提出的 互换性和 大批大量生产 OliverEvons 把传送带引入制造系统和F.Tayloi的 科学管理支撑下，与当时的电气 化、标准化与系列化结合，Hen ryFord开创了机械自动流水线生产，出 现了“少品种大批大量生产 的模式，又称为底特律式自动化， 成为各国 纷纷仿效的制造生产模式，制造业开始了第一次生产模式的转换。这 种新的生产模式枣大量生产方式及其技术支持枣零件的互换性带给了

6、 制造业一场重大变革，它推动了工业化的进程和经济高速开展，为社 会提供了大量的经济产品，促进了市场经济的开展。其主要特征是： 少品种大批大量生产、 塔形多层次的垂直领导和严格的产品节拍控制。 其市场特征与少品种单件小批生产模式相同，都是卖方市场。刚性生 产线大大提高了生产效率，从而降低了产品本钱，但这是以损失产品 的多样性为代价的。到 50 年代，大量生产方式到达了顶峰。从 50 年代开始，人们对 “少品种大批大量生产方式 的优缺点有了进 步的认识。大批量生产模式产品的竞争表现为效率加质量的竞争。一 方面，大批大量生产方式的规模效益使企业受益匪浅，比方在日本， 由于政府的干预与调控，制造企业进

7、行管理改革，大量引进和采用高 新技术成果，狠抓商品化生产，发挥人的因素作用，开展企业间的合 作，对外开拓国际市场，在汽车、家电、钢铁及微电子器件等产量大 的行业，利用批量法那么，以规模生产的产品和营销优势迅速扩大在国 际市场的占有份额，开展成为能与美国抗衡的经济大国。另一方面， 人们也认识到刚性自动流水线存在许多自身难以克服的缺点，市场的 多变性和产品品种、过程的多样性对刚性生产线提出了挑战，为此人 们从技术角度形成成组技术和以计算机与系统技术为根底的制造自动 化，试图改良这一模式的缺乏。但是实践证明，单纯技术上的某些改良不是振兴制造业的良策。到了80 年代，人们已经将少品种大批大量生产模式的

8、优点发挥到了极限， 同时这种生产模式同市场需求变化间的矛盾愈来愈明朗，并且成为制 约制造业开展的重要因素。 解决这对矛盾的出路只能是进行制造生产模式的转换。从前面所述可 知，生产模式的变革，是在市场需求推动下，以相应的技术进步为支 持，生产管理模式和相应的技术进步是推动社会进步的两个方面。我 们也看到，在近 30 年，信息技术对制造业所起的作用越来越大。产品 由“大量生产过渡到“中小批量生产 ，我们可以设想， 当最终又过渡到 能完全满足用户需求且性能价格比优良的产品的单件小批生产时，会 有一种新的生产模式和全方位的信息技术的支持。 从 80年代后期以来， 美、日、加、澳等国及西欧各国都先后提出

9、新模式的制造战略、研究 开发方案。 1988 年美国 GM 公司和里海大学共同提出敏捷制造战略， 于 1990 年向社会半公开； 1990 年日、美、加、澳等国及西欧各国联合 进行10年期的智能制造系统IMS的研究与开发；1992年德、美提出 精益生产 LeanProduction； 1994 年德国人提出改变工业组织结构的分 形公司FractalCompany。上述模式中最有代表性、社会反响最大的是 “敏捷制造 。 “敏捷制造引起了广泛关注，不仅在科技界，而且在企业 界，也成为研究的热点之一。 2 敏捷制造敏捷制造提出的背景从 70 年代到 80 年代初，由于片面强调 第三产业的重要而无视了

10、制造业对国民经济健康开展的保障作用，美 国的制造业严重地衰退，逐步丧失了其世界霸主的地位，出现巨额的 贸易赤字。1986年，在国家科学基金会NSF和企业界支持下，美国麻 省理工学院MIT的工业生产率委员会开始深入研究衰退原因和振兴 对策。研究的结论是： “一个国家要生活得好，必须生产得好 ，重申作 为人类社会赖以生存的物质生产根底产业枣制造业的社会功能，提出 以技术先进、有强大竞争力的国内制造业夺回生产优势，振兴制造业 的对策。在所提出的一系列制造业开展战略中， 1988年由美国通用汽 车公司和美国里海大学工业工程系共同提出的一种新的制造企业战略 枣-“敏捷制造 最受重视，为此成立了国家制造科

11、学中心和制造资源中 心，得到国家科学基金会、国防部、商业部和许多公司的支持，经国 会听证后向联邦政府提出建议，现已成为政府部门主持，企业和大学 共同参予，有重要影响的研究、开发和应用领域，被称为 “21世纪制造 企业战略 。实质敏捷制造是美国针对当前各项技术迅速开展、渗透，国际市场竞 争日益剧烈的形势，为维护其世界第一大国地位，维持美国人们的高 生活水准而提出的一种制造生产组织模式和战略方案。敏捷制造思想 的出发点是基于对市场开展和未来产品以及自身状况的分析。 一方面， 随着生活水准的不断提高，人们对产品的需求和评价标准将从质量、 功能的角度转为最大客户满意、资源保护、污染控制等，产品市场总

12、的开展趋势将从当今的标准化和大批量到未来的多元化和个人化；另 一方面，在工业界存在一个普遍而重要的问题，那就是商务环境变化 的速度超过了企业跟踪、调整的能力；再有，美国的信息技术系统比 较兴旺。因此，提出敏捷制造这一思想应用于制造业， 旨在以变应变。3 内涵敏捷性意指企业在不断变化、不可预测的经营环境中善于应变的 能力，它是企业在市场中生存和领先能力的综合表现。敏捷制造是指 制造企业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源 包括技术、管理 和人，以有效和协调的方式响应用户需求，实现制造的敏捷性。敏捷 制造依赖于各种现代技术和方法，而最具代表性的是敏捷虚拟企业简称虚拟企业 的组织方式和拟实制造的开

13、发手段。 虚拟企业也叫动态联盟 ：竞争环境快速变化，要求作出快速反响。而 现在产品越来越复杂，对某些产品一个企业已不可能快速、经济地独 立开发和制造其全部。因此，根据任务，由一个公司内部某些部门或 不同公司按照资源、技术和人员的最优配置，快速组成临时性企业即 虚拟企业，才有可能迅速完成既定目标。这种动态联盟的虚拟企业组 织方式可以降低企业风险，使生产能力前所未有地提高，从而缩短产 品的上市时间，减少相关的开发工作量，降低生产本钱。组成虚拟企业，利用各方的资源优势，迅速响应用户需求是 21世纪生产方式一社会级集成的具体表现。实际上，敏捷虚拟企业并不限于制造，但制造 却是最令人感兴趣又是最困难的领

14、域， 它更清晰地表达了过程的集成， 且控制概念在运行结构中占有重要地位，使虚拟企业的形成更具挑战 性。拟实制造：亦称拟实产品开发。它综合运用仿真、建模、虚拟现实等 技术，提供三维可视交互环境，对从产品概念产生、设计到制造全过 程进行模拟实现， 以期在真实制造之前， 预估产品的功能及可制造性， 获取产品的实现方法，从而大大缩短产品上市时间，降低产品开发、 制造本钱。其组织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； 其应 用过程是用数字形式 “虚拟 地创造产品，即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生的形式、

15、配合和功能进行评审、 修改，这样常常只需作一次最终的实物原形，并可使新产品开发一次 获得成功。可以说，以上两项方法和技术是敏捷制造区别于其它生产方式的显著 特征。但敏捷制造的精髓在于提高企业的应变能力，所以对于一个具 体的应用，并不是说必需具备这两方面内容才算在实施敏捷制造，而 应理解为通过各种途径提高企业响应能力都是在向敏捷制造前进。 4 研究状况从 1991 年开始，以美国为首的各兴旺国家对敏捷制造进行了 大量广泛的研究。 1992 年，由美国国会和工业界在里海大学建立了美 国敏捷制造企业协会(AMEF。该协会每年召开一次有关敏捷制造的国 际会议。 1993 年，美国国家自然科学基金会和国

16、防部联合在 NewYork,lllinois,Texas等州建立了 3个敏捷制造国家研究中心，分别研 究电子工业、机床工业和航天国防工业中的敏捷制造问题。 除此之外， 还配套支持了工业界进行的 7 项敏捷化商务实践 (AgileBusinessPractice，) 4 项敏捷企业决策支持研究 (AgileEnterpriseDecisionSupport)， 8 项敏捷化智能设计与制造系统 (AgileIntelligentDesignandManufacturingSystem) 和 10 项敏捷供给链管理系统 (AgileSupplyChainManagement。) 从 1994 年开始

17、，由AMEF牵头，有近百家公司和大学研究机构就敏捷制造的6个领域(集成产品与过程开发 /并行过程、人的问题、虚拟企业、信息与 控制、过程与设备、法律障碍 )进行了研究与实践相结合的深入工作。 此外，在其他国家也开展了大量敏捷制造的研究， 如：日本发起的 MATIC 方案，以汽车、电子和服装为典型对象产品开展敏捷制造的研究。 迄今为止，敏捷制造的研究是在两个层次上进行的，第一层侧重从企 业组织、结构和管理、营销策略的角度研究敏捷制造的实现；第二层 那么侧重从技术的角度研究敏捷制造的实现方法和关键使能技术。 最初， 敏捷制造的研究大多集中于第一层的研究，到 90 年代中，获得了一批 较为成熟的研究成果，提出了一系列新的制造概念与模式，如企业重 组、动态联盟、虚拟组织等；另一方面， 90 年代信息技术的飞速开展 (如： 分布式计算技术、网络通讯技术、万维网技术 )，为实施新的制造概念 和模式提供了更有效的手段，一些技术有可能突破原有第一层研究的 限制，为创造更新一代的制造思想和模式提供了空间。近几年来，第 二 层 次 的 研 究 在 美 国 已 经 展 开 ， 一 个 例 子 是 美 国 NIIIP(Natio nail ndustriall nformatio nln fras