先进制造模式在我国制造业中的应用

作者：梁培志 李志刚

欢迎访问e展厅 展厅 3 管理咨询与服务展厅 企业文化, 战略管理, 生产管理/工业工程, 营销管理, 知识管理, ... 随着经济的发展，工业产品和生活用品的更新换代越来越快，人们的消费观念也随之改变与提升。这一方面带动了制造业的繁荣和发展，同时也加剧了企业间的竞争，经营和制造活动的全球化趋势不可避免，制造业重新成为研究的热门及经济发展的重要推动力。本文面向制造业，首先介绍了几种先进制造模式，然后结合我国制造业发展的历史及现状，针对国内企业实际提出了制造企业在发展中应该注意的问题，这些问题很值得制造业信息化从业者思考。 一、几种先进的制造模式 1．网络制造与动态联盟 CAD/CAM/CAE及PDM技术（简称C3P）的成熟与广泛应用是制造业发展的重要基础。狭义上的网络制造是基于C3P技术的企业内部网络化（Intranet），以实现制造过程与企业中工程设计、管理信息系统等子系统的集成，或者通过计算机网络（Extranet）远程操纵异地的机器设备进行制造。广义上讲，基于网络的制造是指企业利用计算机网络（Internet）搜寻产品的市场供应信息、搜寻加工任务、发现合适的产品生产合作伙伴、进行产品的合作开发设计和制造以及产品的销售等，即通过计算机网络进行生产经营业务活动各个环节的合作，以实现企业间的资源共享和优化组合利用，实现异地制造。 广义的网络制造是动态联盟的基础。企业动态联盟的实现途径是将先进的柔性制造技术、熟练掌握生产技能并具备知识的劳动力以及企业内部和企业之间的灵活管理三者集成，利用信息技术对市场机遇做出快速反应，满足市场要求。 动态联盟是由分布式的企业联合成一个松散式企业，因而动态企业联盟中最为关键的问题是如何来协调及控制各合作伙伴的相互关系以及处理工作过程中的各种问题，来确保工作任务的完成。 动态联盟可以实现企业间的优势互补，避免固定资产的重复投资，应该说是非常理想的现代企业合作团队模型。但是在具体实施过程中往往实际困难很多。 2．绿色制造 可持续生产和可持续消费既是实现可持续社会的策略，也是未来社会的主要特征。制造业是造成环境污染的一个主要根源，如何尽量减少制造业对环境产生的负面影响，已成为制造业主们必须直面的首要问题。绿色制造正是可持续发展科学在制造业中的具体应用。 绿色制造（Green Manufacturing，GM）又称面向环境的制造（Manufacturing for Environment，MFE），是一种综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使得产品在从设计、制造、包装、运输到报废处理的整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造体现了“大制造、大过程、学科交叉”的特点。 企业为了实现绿色制造目标，在产品设计阶段就应考虑到产品全生命周期中与资源、能源和环境有关的各种问题。企业需采用各种设计支撑工具，并组织多功能团队，实现并行设计、虚拟制造，使制造过程中可能出现的问题在设计阶段就得到解决。在生产方式上，企业为减少生产过程中各类资源的消耗，必须采用现代先进生产方式，如精益生产、敏捷制造等，以尽可能地提高效益。单个绿色制造企业不可能在产品全生命周期的每一个环节均做到既“绿色”又专业，因而，绿色制造企业应组建绿色网络化供应链。 绿色制造系统的正常运行一方面以系统自身要素完备、组织的合理性和正常系统发展动力为支撑，另一方面需要相应的支持系统为基础。绿色制造的实施存在许多困难，除了在系统研究方面还有大量工作要做之外，还有如下问题：(1)政府的角色。绿色制造具有一定的非市场性质，因而要求政府成为该系统的一个组成要素，而目前政府的角色仅仅是监督者；(2)公众的认识及行为。公众对绿色制造哲理的认同和对绿色产品的接受是推动绿色制造系统发展的重要动力。目前我国公众的环境意识已日渐提高，但体现在行为上却是严重滞后；(3)企业的认识不足及现实困难。面对市场竞争，利益最大化仍是企业的重要目标，绿色意识普遍不足。而且，实施绿色制造存在的种种困难，如成本、设备、技术、人才、政策支持等，也令企业望而却步。 3．生物制造 进入21世纪以来，随着生活质量的提高，人们对生命与健康的重视程度日益提高。如何让生命之花更加健康地开放以及如何提高生命质量成为医学研究的重点。生命科学的研究离不开制造科学的配合，因而也使制造科学发生一场新的革命，生物制造工程是近年来提出的新概念。它不同于传统的仿生设计学：仿生设计主要借鉴生物的某些特殊的功能，来改善我们的机器设计；制造工程主要包含利用生物的机能进行制造(基因复制、生物去除或生物生长)及制造类生物或生物体。生物制造工程将生命科学、材料科学及生物技术融入制造技术之中，为人类的健康、保护环境和可持续发展作出巨大贡献。 目前生物制造工程有如下4个研究方向：生物活性组织的工程化制造、类生物智能体的制造、生物遗传制造、利用生物机能的去除或生长成形加工。由于生物活性组织的工程化制造方法的使能技术，如快速成形技术、生长因子培养技术、三维建模技术都相对成熟，它将是生物制造工程研究领域现阶段的研究热点和突破点。生物活性组织的工程化制造的使能技术是先进制造科学中快速成形技术、医学上的生长因子培养技术和三维建模技术。其核心技术是如何将材料按照生物活体组织形态快速成形。 4．大批量定制 大批量定制（Mass Customization，MC）生产一般都认为其核心思想是以客户可以接受的交货时间和价格，通过为客户提供定制(或个性化)产品来赢得客户，从而增强企业竞争优势。 大批量定制生产可进一步分为如下类型：根据库存生产(Make to Stock，MtS)类型，根据订单装配(Assemble to Order，AtO)类型，根据订单制造(Make to Order，MtO)类型，根据订单立项(Engineer to Order，EtO)类型，根据环境立项(Engineer to Environment，EtE)类型。 大批量定制生产模式下的范畴经济循环图依托精心组织和合理管理，以达到TQCFSE(其中T表示时间，Q表示质量，C表示成本，F表示柔性，S表示服务，E表示环境)等目标综合的、系统集成的整体优化。最终实现以大批量生产的效率为每个客户提供定制产品的一种生产模式。 综上所述，制造业的发展已经“脱出”了传统观念中的发展思路，即不是根据自身行业特点孤立地寻求出路与技术突破，而是根据全球化及知识经济时代的特点，将自身融入到大发展、大制造的战略格局中，以获得持续的发展动力。 二、我国制造业发展中应注意的问题 随着我国改革开放步伐的加快和市场经济改革的不断深入，近年来我国制造业发展很快，先进的技术及制造设备不断引进，国内的研究机构也针对我国国情进行了很多深入而且实际的研究。但是，由于我国经济的整体发展并不均衡，发展中还存在一定的无序性，因而在制造业的快速发展中也难免存在不少的问题。笔者认为，我国制造业在今后的发展中应该注意如下几方面的问题： 1．现有设备功能的充分发挥 20世纪80年代以来，改革开放给我国的科学技术的快速发展带来了很好的机遇。整体经济的快速发展使我国的企业及研究机构获得了更多的资金积累和政策支持，大量的国外先进设备得以引进。例如，数控加工中心、数控电加工设备等高精度、高自动化的加工机床成为制造企业的设备引进重点。这些设备的引进对于提高企业的制造水平和生产能力发挥了重要的作用。但是不可否认的是，由于配套设备的不协调或者软件、技术水平跟不上，很多设备的先进性没有得到充分体现，设备功能没有充分发挥。例如，五轴联动的数控机床只用了三轴联动、数控加工中心当作普通的三轴数控铣床使用。这使得企业资金的投资效益不高，而从全局来看，则是国家整体利益的损失。 2．CAD/CAM/CAE等成熟技术的合理应用 先进的数控加工设备的使用效率高低与配套编程软件及技术人员的技术水平密切相关。落后的编程软件有时会使机床空等加工程序，不合理的工艺规划使得加工质量与效率体现不出任何优势，技术人员对CAD/CAM软件的不熟悉使得产品造型和NC程序的编制效率低下。因此，在引进先进设备及技术的同时，也应注意如下几点： （1）选择功能强大的集成化CAD/CAM软件作为技术支撑平台，这一方面有利于提高工作效率，同时还可以利用综合性软件的其他功能模块对产品设计进行校验与分析，从而把问题消灭在计算机里。 （2）选择实用性强的CAE软件进行产品生产前的模拟及分析，这样同样可以避免很多设计的缺陷，避免更大的损失。 （3）加强技术协作与培训，提高技术人员的素质及企业的整体技术水平。企业的竞争力不光体现在硬件设施的先进性，人才与管理等软环境在知识经济时代尤为重要。 3．加强企业间合作 近些年规模经济在国内显示出强大的竞争力和整体效益，其成功之处在于企业间既通过竞争获得了发展的动力、提高了水平，又能够各具特色地发展自己，从而在无意间形成优势互补，在竞争中相互依存并共同获得利益。由此，竞争绝不是企业间合作的障碍，应该在竞争中建立合作意识，企业间的团结就是效益。 4．环境意识是行业可持续发展的重要因素 我国近些年来经济的高速增长使人民生活水平得到了很大的提高，市场经济体制的不断完善及加入WTO也使我国企业的国际竞争力和技术水平有了长足的进步。但是，近些年来也暴露了一系列发展中的问题，如环境的恶化、能源的不足及交通运输等基础设施的不完备等。大面积的耕地流失、土地的荒漠化及经常影响大半个中国的“沙尘暴”提醒我们，应该对环境问题引起高度重视了。因此，绿色制造、可持续发展等绝对不仅仅视作学者们为了学术研究而提出的一个又一个新名词，而是确确实实应该引起决策层及广大人民的高度关注，因为环境、资源不仅仅属于我们这一代，还属于中华民族的世世代代。 综上所述，我国的制造业发展已进入了高速发展阶段，沿海地区的民营企业已经具备足够的经济实力来使企业迈向现代化，先进设备的引进和大量专业人才的涌入使许多沿海地区的制造业水平迅速提高。但是整体发展很不均衡，地区之间的差距越拉越大，这是很突出的问题。随着国家决策的科学化、民主化进程不断深入，相信我国的制造业会更快速、更健康地发展。(end)

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