制造过程生产管理模式概论

1、制造过程生产管理模式概论管理活动：管理活动是一种协调他人活动的活动，我们把由管理活动进行协调的他人活动称为具有组织特点的业务活动。 特点：活动的主体不同活动的内容不同活动的直接目的不同组织中不同层次管理者管理活动的区别6.1概述图6-1现代企业管理体系图图6-2制造系统模型1.手工与单件生产阶段1)手工操作通用机床，按用户要求进行单件生产，生产的产品的可靠性和零件的互换性差，可靠性和一致性不能得到保证。2)劳动生产率低，生产成本高。3)生产者是整台机器的作坊业主。4)工厂组织结构松散，管理层次简单。6.2.1制造业生产模式的发展6.2制造业生产模式的演变2.大批量生产阶段1)实行从产品设计、加

2、工制造到管理的标准化和专业化生产。2)采用移动式的装配线和高效的专用设备。3)实行纵向一体化管理。3.柔性自动化生产阶段 从20世纪50年代开始，随着生产环境的变化，人们逐渐认识到刚性自动化的不足，大量生产少数产品品种的局限性越来越大，对大批量生产方式的缺点有了进一步的认识，包括：劳动分工过细，导致了大量功能障碍；对市场和用户需求的应变能力较低；纵向一体化的组织结构形成了臃肿官僚的“大而全”的塔形多层体制。市场的多变性和顾客需求的个性化、产品品种和工艺过程的多样化以及生产计划与调度的动态性，迫使人们寻找新的生产方式，提高工业企业的柔性和生产率，并试图从技术的角度改变大批量生产模式的不足。195

3、2年美国麻省理工学院试制成功第一台数控铣床，揭开了柔性自动化生产的序幕。1968年英国莫林公司和美国辛辛那提公司建造了第一条由计算机集中控制的自动化制造系统，定名为柔性制造系统。20世纪70年代，出现了各种微型机数控系统、柔性制造单元、柔性生产线和自动化工厂。以上这些技术进步和发展，标志着柔性生产的开始。与大批量生产模式相比，它工序相对集中，没有固定的节拍，物料非顺序输送将高效率与高柔性融于一体，生产成本低，具有较强的灵活性和适应性。4.高效、敏捷与集成经营生产阶段1)市场需求波动，消费者行为更加具有选择性，产品需求朝多样化发展。2)市场对产品性能、质量要求更高，产品寿命缩短。3)国际合作成为

4、科学发展的强大势头。4)竞争日趋激烈。5)技术迅猛发展。6.2.2先进制造生产模式的创立基础及战略目标1.获取生产有效性为首要目标2.以制造资源集成为基本制造原则3.经济性源于制造资源的快速有效集成4.着眼于组织创新和人因发挥5.重视发挥新技术和计算机信息的作用6.2.3先进制造生产模式的核心问题1.组织创新2.集成经营3.新的质量保证体系4.生产过程重组5.以人为本6.人机分工、人机匹配7.用分工协作代替全能8.用并行或交叉作业代替串行作业6.3.1 并行工程串行工程: 在前一工作环节完成之后才开始后一工作环节的工作，各工作环节作业时序上没有重叠和反馈，即使有反馈，也是事后的反馈并行工程:

5、将时间上先后的知识处理和作业实施过程转变为同时考虑和尽可能同时处理的一种生产组织管理方式，产品设计一次成功。 串行工程工作方式 并行工程工作方式 6.3先进制造生产模式并行工程 并行工程 CE （ Concurrent Engineering） 并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。 现在的CE，多用于学术领域的研究，更像是一个纯概念，而不像是一个解决方案。并行工程的理念早已经融入了实践性更强的PDM、SCM、PLM、ERP等解

6、决方案之中。并行工程关键思想 是一种工作模式，而不是具体的工作方法； 从产品设计一开始就考虑产品全生命周期中所有因素，以保证产品设计一次成功。并行工程并行工程运行模式 并行工程并行工程特征 并行特征: 在产品设计阶段并行考虑产品整个生命周期中的所有因素整体特征: 强调全局考虑问题，追求整体最优。 集成特征人员集成：管理者、设计者、制造者以至用户集成；信息集成：信息获取、表示和操作工具的集成与管理；功能集成：企业内部及外部功能集成；技术集成：多学科知识以及各种技术、方法的集成。协同特征协同组织形式：群体小组（Teamwork）工作方式，小组成员由设计、工艺、制造不同代表组成，有自己责、权、利，有

7、自身的工作计划和目标；协同设计思想：强调一体化、并行地进行产品及其相关过程的协同设计；协同的效率：强调“1+12” ，强调“工”字钢协同强度并行工程并行工程关键技术产品开发过程的重构 从产品特征、开发活动、组织结构、资源配置、开发计划、调度策略等方面不断改进和提高集成的产品信息模型 应能够全面表达产品、工艺、制造以及产品生命周期内各环节的信息，能够使小组成员共享模型中的信息，这是并行作业的基础并行设计过程的协调与控制-并行设计是一个反复迭代优化的过程，该过程的管理、协调与控制是实现并行设计关键。并行工程并行工程的支持工具CAX工具：CAD、CAE、CAPP、CAM、CAT等DFX工具：DFM、

8、DFA、DFT等产品数据管理（PDM）：对共享数据进行统一规范管理，保证全局共享数据的一致性，提供统一的数据库操纵界面协同的网络通讯手段： 多媒体邮件：传送速率低，不适于解决期限紧迫设计问题； 电子公告板：是一种提供观察、修改公共信息的白板技术，仍不能保证在规定时间内得到同事的反应； 基于网络的视频会议系统（MONET）：基于网络的多媒体会议系统，可共商关心的问题，减少来往消耗的时间和精力。 6.3.2 敏捷制造（AM）敏捷制造提出的背景 全球市场形成 商品竞争更趋激烈，市场多变，为及时捕捉市场机遇，必须有一个灵活反应的企业生产机制美国制造业的衰退 冷战时期，美国将制造业列为“夕阳产业”，致使

9、美国经济严重衰退，如：汽 车: 55年市场份额为3/4，89年为1/4，而日本占30%；收音机: 75年占本国市场96%， 95年几乎为零；电视机: 美国发明，87年美国厂家仅剩1家，占国内市场15%；机 床: 60年代最大出口国，80年代最大进口国，85年进口50%。敏捷制造美国人对制造业再认识： 不能保持世界水平的制造能力必将危急国家在国内外市场的竞争能力； 制造业是一个国家国民经济的支柱； 美国在世界事务中的威望不仅取决于强大的国防态势，而且取决于强大的制造能力，为了保持美国的领导地位，美国应实施各种策略，再重振其制造竞争力敏捷制造策略繁荣提出 为了重新夺回美国在制造业优势，由国防部资助

10、，由里海大学牵头组织了调查，发现：面对突然出现的市场机遇，由于不能完成相应调整而痛失良机。因而提出敏捷制造策略，促使美国制造业发展，努力使美国能在2006年前重新恢复其在制造业中的领导地位。 敏捷制造敏捷制造的内涵 敏捷制造：快速调整自己，增强市场多变能力，在“竞争-合作-协同”机制下，实现对市场需求作出灵活快速反应的一种生产制造模式敏捷制造企业：快速响应市场/用户需求 不断改进老产品，迅速开发高质量新产品，在整个产品生命周期内满足用户需求；快速应变能力 采用具有高度柔性、可重组设备组织生产，使生产成本与批量无关，充分把握市场中每一个获利时机，使企业长期获取经济利益。强调“竞争与合作” 一旦发

11、现机遇，以最快速度从企业内部、外部选出优势群体，组成功能单一的动态组织结构经营实体。敏捷制造敏捷制造企业结构特点 将核心工作放在本企业 两头在内，中间在外， 动态协作，知识联网开发设计制造市场销售敏捷制造敏捷制造的关键因素及关键技术 1、企业的信息网企业信息网是实施敏捷制造的最基础结构；能够迅速明确自己的竞争环境，快速响应市场/用户需求；进行异地设计，并行进行产品开发；持续不断地为用户提供产品信息服务，使用户在整个产品寿命周期内对产品满意；将企业有关经营特点、资源、设备能力等信息上网，在不同企业间进行信息的交换和共享，便于选择合作伙伴，赢得竞争优势。敏捷制造2、虚拟公司虚拟公司定义 一种动态组

12、织结构，为了赢得某个市场机遇，快速组成一个功能单一的临时性经营实体虚拟公司目的 是使企业长期获取经济利益虚拟公司成员关系 在竞争基础上相互信任、获取共同利益的合作关系，知识产权、技能、信息、资源有偿共享虚拟公司优点：1）中小企业可分享合作者资源，大企业无需大量投资迅速扩大生产和市场占有率，降低失败风险；2）可以在经济和技术实力上容易超过它所有竞争对手；3）每个合作者有机会进入更广泛的市场，各自资源可以得到充分的利用，取得局部最优基础上的全局最优；4）可兼容竞争和合作，保存竞争活力，避免过度竞争。敏捷制造3、敏捷制造的基础结构 物理基础结构 包括厂房、设备、实施、运输等物理设施；当机遇出现时，只

13、需要添置少量必要设备，多数的物理设施可以通过选择合适的合作伙伴得到。 法律基础结构 国家法律和政策条文，在法律上承认虚拟公司，规定如何交易、利益分享、资本流动、纳税等，若虚拟公司破产如何还债、如何善后、人员如何流动等。 社会基础结构 需要社会为虚拟公司提供培训、中介等服务环境。 信息基础结构 包括企业信息网络、服务网点、中介机构等信息服务手段。敏捷制造4、虚拟制造虚拟制造含义 将现实制造系统映射为虚拟制造系统，借助三维可视交互环境，对产品从设计、制造到装配的全过程进行全面仿真的技术虚拟制造系统特征： 不消耗资源和能量，不生产现实世界产品，模拟产品制造过程，对系统效益及风险进行评估； 功能一致性

14、，忠实反映现实制造系统功能和特性； 结构相似性，与现实制造系统在结构上是相似的； 组织灵活性，虚拟制造系统是面向未来、面向市场、面向用户需求的系统，其组织与实现具有非常高的灵活性。 集成化，包括信息集成、智能集成、串并行工作机制集成和人机集成等多种形式的集成。敏捷制造敏捷制造对制造业影响联合竞争: 不同优势企业联合起来构成的敏捷制造集团具有强大的竞争力技术和能力交叉: 敏捷制造将促进制造技术和管理模式的交流和发展，促进技术的转换和利用环境意识加强: 采用绿色设计和绿色制造技术，自觉地保护生态环境信息成为商品: 将出现各种信息中介服务机构，向企业和顾客提供各种咨询服务。6.3.3 精益生产精益生

15、产 LP( Lean Production) 的历史背景 二战后日本汽车业开始起步，丰田公司总产量不及福特公司一天的产量 以福特为代表的大量生产方式，以规模带动低成本，有较强的竞争力 日本面临需求不足、技术落后和资金困难精益生产方式： 丰田公司根据自身的特点，创立了一种独特的多品种、小批量、高质量和低消耗的生产方式，强调集体与协作，杜绝一切浪费，从50年代到70年代取得了显著的成就。精益生产精益生产方式的命名丰田生产方式当时并未受到重视，仅在丰田公司及其配套商中实施1973年石油危机，大批量生产弱点显现，精益生产方式开始真正为世人瞩目1980年日本以其1100万辆产量全面超过美国，成为汽车制造

16、第一大国1985年美国 MIT 成立“国际汽车计划 (IMVP)” 机构，耗资 500万$，历时5年调查日本、美国、西欧90多家汽车制造商调查结果：造成差距原因不在于企业自动化程度、生产批量、产品类型，而在于生产方式的不同IMVP 于1990年命名丰田生产方式为“精益生产”。精益生产精益生产的内涵精益生产: 消除一切无效劳动和浪费，少投入，多产出，合理配置资源，走内涵发展、集约式经营的“瘦型”生产方式其基本宗旨是：消除一切浪费，不断改善支柱：准时化生产，全面质量管理 成组技术， 弹性作业人数和尊重人性目标：以最优质量和最低成本的产品，对市场需求作出迅速响应精益生产精益生产思维特点逆向思维：把销

17、售作为起点，把用户作为生产过程组成部分；由后道工序拉动前道工序；认为超前生产是无效劳动，是一种浪费逆境拼搏：精益生产来自逆境拼搏精神，当时丰田公司产量不及福特公司一天产量条件下，敢于提出赶超美国尽善尽美追求：精益生产目标追求尽善尽美，追求低成本、无废品、零库存，不允许出错。精益生产精益生产方式的特征以销售为生产起点，按订货合同组织生产采用并行工程方法从事产品开发，确保开发一次成功实行“拉动式”生产，杜绝超前、超量生产以“人”为中心，充分调动人的潜能和积极性追求无废品、零库存、零故障目标消除“松弛点”，以最佳环境、最佳条件和最佳态度从事最佳工作，全面追求尽善尽美主机厂与协作厂是“共存共荣”的“血

18、缘关系”精益生产精益生产的体系结构精益生产体系 精益生产的基础： 群体小组和并行工程；精益生产的三大支柱： 及时生产-零库存； 成组技术-扩大批量； 全面质量管理-零缺陷。精益生产精益生产方式的主要内容主查制开发组织、并行式开发程序 主查对产品开发所需一切资源拥有支配权；对开发方向和计划有决定权和指挥权；对小组成员有评价权、推荐权拉动式的生产管理 以满足下道工序需要为前提，宁可中断生产决不超前生产，以看板为指令作为拉动式生产的手段。 以市场需求拉动企业生产； 企业内部，以后道工序拉动前道工序； 以前方生产拉动后方，准时服务于生产现场； 以主机厂拉动协作配套厂生产以人为本管理的劳动组织体制 雇员

19、是比机器更为重要的固定资产； 在生产中享有充分的自主权； 将任务责任托付工人，通过培训扩大知识面，提高技能。精益生产简化产品检验环节 质量是制造出来的，把保证产品质量责任交给直接生产人员，取消检验场所和修补加工区相互依存的总装厂和协作厂的关系 组织协作厂协会，派高级经理人员去协作厂任职，采取参股、控股办法，建立起资金联合纽带的血缘关系； 协作厂参与产品开发，共同分析成本、合理分享利润； 直达供应和直送工位体制，协作厂就近就地选择，在50km半径范围内，定时、定量直接将配套件送到工位，取消了缓冲环节以顾客为中心的销售策略 经销人员登门拜访，主动销售，了解基本情况，满足用户特定要求，用真诚感动用户

20、。6.3.4 智能制造系统智能制造系统的含义与发展 智能制造系统IMS （Intelligent Manufacturing System）含义： 由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统 模拟人类专家的智能活动，进行分析、推理和决策 取代/延伸人部分脑力劳动，发展人类专家的制造智能智能制造模式的发展： 智能制造是影响未来经济发展的重要生产模式 制造系统将由能量驱动型转变为信息驱动型 智能制造被各国政府列为国家发展计划 智能制造特别是信息技术发展的必然，是自动化和集成技术纵向发展的结果智能制造系统智能制造系统的特征 自律（Holonic)能力: 搜集理解环境和自身信息，规划自身行为的能力，基于知识的模型是系统自律能力的基础 人机一体化: 智能机器只具有逻辑思维（专家系统和部分形象思维（神经网络），