敏捷制造与中国制造业 - 文章

敏捷制造与中国制造业

作者：青海大学机械系俞学兰

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摘要：阐述了敏捷制造的概念及其内涵，指出中国制造业实施敏捷制造战略要解决的主要问题及关键技术。
关键词：敏捷制造；制造业；技术

制造是人类最基本的活动之一，大量的社会财富通过制造形成。中国是一个制造业大国，在社会主义市场经济体制下，制造业现状较之原来有所改观，但仍无法在国际市场占有一席之地，要提高市场竞争力必须要实施新的先进制造技术，解决好产品的T、Q、C、S、E问题[1]，即最快的上市速度T，最好的质量Q，最低的成本C，最优的服务S及最清洁的环境E。

1　敏捷制造的概念及基本思想

1991年，由美国国防制造技术计划秘书办公室资助，由里海(Lehigh)大学的亚柯卡(Iacocca)研究所主持了一项关于21世纪发展战略的研究，形成了《21世纪制造企业发展战略》的著名报告[1]，在这份报告中，总结经济发展现状，展示未来而提出了一种先进制造技术--敏捷制造(Agile Manufacturing)，提出敏捷制造的直接原因是市场的需求，同时，技术的发展又使其成为可能。敏捷制造是为了实现企业生产制造的敏捷性，采用现代通信手段，通过快速配置各种资源，以有效和协调方式响应用户需求的一种企业发展战略。强调把动态灵活的虚拟组织，先进的拟实制造技术和高素质的人员进行有机的结合，使企业在快速变化的市场环境中取得长期效益。

敏捷性作为新的市场竞争策略具有市场、管理、生产、设计、组织以及人等诸多层面的意义，敏捷制造包含了一些新的内容[2]：可重构的不断改变的生产系统；以信息为主和批量无关的制造系统；充分发挥人的作用；权力下放，机构精简；建立虚拟动态联盟和插件兼容式企业；模块化的、敏捷的、分布式的制造单元；采用并行工程等。敏捷制造要求企业必须同时具备时间、质量、价格、创新四个方面的竞争能力。敏捷制造本身还没有统一的模式，不同的国家、不同的企业实施敏捷制造应根据其国情、厂情来考虑和选择其模式。

2　中国制造业中实施敏捷制造战略的关键问题和技术

2.1　关键问题

多年来我国制造业在建设CAD、CAM、NC、CAPP、MIS和CIMS方面作出了努力，有了程度不一的制造系统信息加工与集成的基础。结合我国的国情以及企业的现状，实施敏捷制造战略还需解决以下几个关键问题[3]：①适合我国企业实际情况的敏捷化的制造单元技术；②适合我国国情的以敏捷方式集成制造单元的技术；③与相应的敏捷制造主要特征相匹配的信息单元集成技术。

2.2　关键技术

在敏捷制造系统中，人、组织和技术是三个最基本的要素。敏捷制造模式的构筑和实施需要多种技术支持，制造模式要和先进技术相匹配才能充分发挥其优势。因此要解决关键问题首先要有关键技术作为基础[1、4、5]：

2.2.1　并行工程(Concurrent Engineering，CE)技术　强调工作流程的并行进行，并非常见的串行反馈循环工作方式；强调团队工作精神，要求与工作项目有关的各方面专家共同协调，解决问题，求得各方面都满意的最佳方案。产品的设计过程、生产准备过程甚至加工过程可以同步进行，不仅可缩短新产品的开发周期，还可以及早发现并修改设计方案存在的问题，从而有效降低成本，提高产品质量。

2.2.2　拟实制造(Virtual Manufacturing，VM)技术　即虚拟制造技术，基本思想是将制造企业的一切活动，如设计过程、加工过程、装配过程、生产管理、企业管理等建立与现实系统完全相同的计算机模型(虚拟系统)，然后利用该模拟运行整个企业的一切活动并进行参数的调整，在求得最佳运行参数后再进行实际制造活动，以确保整个运行都在最佳状态。与快速原型制造技术RPM相比较，虚拟制造对提高产品质量，降低产品成本，缩短设计制造周期，改进设计运行状态都起着十分重要的作用。

2.2.3　网络技术　实现敏捷制造，企业需要有通信连通性，按照企业网--全国网--全球网的步骤实施企业的网络技术。利用企业网实现企业内部工作小组之间的交流和并行工作，利用全国网、全球网共享资源，实现异地设计和异地制造，及时地、最优地建立动态联盟。基于网络的企业资源计划管理系统和商品供应链系统也为敏捷制造的实施提供必需的信息。图1所示为一简单的敏捷制造计算机网络图[6]。

图1　敏捷制造计算机网络

2.2.4　模块化技术(Modular Technology)　主要有组织机构的模块化、工艺系统的模块化、产品的模块化。组织机构的模块化通过多功能小组来实现。根据市场的需求的不同，企业能够动态的重构其组织结构，用多功能小组动态的、快速的重新组织设计队伍、生产队伍和管理机构，从而实现组织机构的敏捷化。工艺系统的模块化是利用模块化部件构造企业的工艺装备，可以根据生产需求的变化重新使用这些模块化部件，将生产系统升级或重新配置加工机器。预先对产品进行模块化设计，用户就可以根据自己的喜好提出诸如色彩、造型和功能等方面的要求，而制造企业可以选用合适的模块迅速地组装产品并交付用户。

2.2.5　系统集成(Integrated System)技术　信息及其交换的标准化和开放式体系结构是实现系统整体集成的关键。敏捷制造的系统集成所要面对的是连续变化的动态系统，在系统集成运行的条件下，保证系统各部分功能的独立性，旨在不影响系统其它部分运行的情况下，独立进行系统的改进和升级。

2.2.6　动态联盟　它是面向产品经营过程的一种动态组织结构和企业群体集成方式。作为实现敏捷制造的重要组织手段，其实质是综合社会各方面的优势，实现企业间的动态集成。它打破了我国企业只顾埋头自己的企业、无法顾及市场的变化及技术的快速更新，使企业失去了竞争优势的机会。新产品开发能力大大提高，能充分发挥出企业不同部门的最佳水平，减少资源的浪费。

2.2.7　产品数据管理(Product Data Management，PDM)技术　各种商业信息、制造信息、研究信息等要有相应的合适的数据库系统进行管理，使企业管理更完善、更符合全球化的发展和竞争机制。PDM是一种从数据库基础上发展起来的信息集成技术，能管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程[1]，其主要功能见图2。从广义上讲，它可以覆盖整个企业从产品的市场需求、研究与开发、产品设计、工程制造、销售、服务与维护等各个领域、全生命周期中的产品信息。

图 2　企业PDM系统的主要功能
注：为系统最基本、最核心的功能

3　结语

我国企业要发展，敏捷制造将是一条重要的途径，但企业首先要具备实现敏捷制造战略的条件，以上仅从技术方面就可以看出这对我国制造业是严峻的挑战；但也绝对不能生搬硬套别国的敏捷制造战略，我国的制造业应当把解决我国制造企业的困难和创造性的吸收敏捷制造的先进思想结合起来，既要充分利用现有的制造能力和技术经验有效地改进生产过程和技术配置，又要尽快建立强大的企业信息网，促进信息、工具和人员等高度集成，走出一条既先进又符合我国国情的振兴中国制造业的切实可行的路子。

参考文献：
[1]童秉枢.代CAD技术[M].北京：清华大学出版社，2000.7 9.
[2]蒋工亮，张根保.面向21世纪的敏捷制造企业[J].机械设计与制造，2001，(8)：91 93.
[3]杨肖鸳.中国企业呼唤敏捷制造战略[J].中国管理科学，1998，(3)：59 64.
[4]朱林崎，王一然.敏捷制造及其发展(中)[J].航天工业管理，1998，(5)：41 43.
[5]张申生.敏捷制造的理论、技术与实践[Ｍ].上海：上海交通大学出版社，2000.12 15.
[6]刘晓波.机械制造技术新发展及其在我国的研发和应用[J].机械设计与制造工程，2001，(7)：1 3.(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/28/2004)


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