面向21世纪的先进生产模式

湖　南　大　学　学　报　(自然科学版)

JournalofHunanUniversity(NaturalSciencesEdition)

Vo1.27,No.1Feb.2000

文章编号:100022472(2000)0120057205

Ξ

面向21世纪的先进生产模式

邓朝晖1,李平凡2,孙宗禹1,盛晓敏1(1.湖南大学机械与汽车工程学院,湖南长沙　410082;2.空军工程大学电讯工程学院,陕西西安　710077)　　摘　要:具体分析了现代集成制造系统(CI精益思维(LT)、全能MS)、制造系统(HMS)、分形企业(FC)、敏捷制造(AM)、知识网络化企业(KNE)等面向21世纪的先进生产模式的本质特征,指出了先进生产模式的共性及发展趋势,并就我国发展先进生产模式提出了几点看法Λ

关键词:先进生产模式;共性;发展趋势

中图分类号:F270.7　　　　　　　文献标识码:　A

AdvancedProductionParadigmsTowards

the21stCentury

1211

DENGZhao2hui,LIPing2fan,SUNZong2yu,SHENGXiao2ming

(1.CollegeofMechanicalandAutomotiveEngineering,HunanUniv,Changsha　410082,China;2.CollegeofTelecommunicationEngineering,AirforceEngineeringUniv,Xi’an　710077,China)

　　Abstract:Thefeaturshavebeenanalyzedconcretelyforadvancedproductionparadigmstowards21stcentury,suchasContemporaryIntegratedManufacturingSystem(CIMS),LeanThinking(LT),HolonManufacturingSystem(HMS),FractalCompany(FC),AgileManufacturing(AM),KnowledgeNetworkingEnterprises(KNE)etc.Thegeneralcharacteristicsandtendencyofadvancedproductionparadigmsarepointedout.Inaddition,someviewsfordevelopingChina’sadvancedproductionparadigmarepresented.

Keywords:advancedproductionparadigm;generalcharacter;developingtendency

0　前　言[1～5]

面向21世纪的制造业及生产模式为适应21世纪人类社会发展的需求,将面临以下挑战Λ

・知识经济出现,信息化时代到来,导致社会经济领域一系列变化的挑战Λ・制造全球化和贸易自由化的挑战Λ

Ξ收稿日期:1999207209

作者简介:邓朝晖(1968-),男,湖南衡山人,湖南大学博士生,副教授.

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　　・有限资源与日益增长环保压力的挑战Λ

・消费观念变革促使制造业改变竞争策略的挑战Λ正是在这一人类社会发展需求、科学技术和经济发展的推动的大背景下,一系列的面向21世纪的先进生产模式在制造业中得以发展,其中最具代表性的有现代集成制造系统(CI精益思维(LT)、全能制造系统(HMS)、分形企业(FC)、敏捷制造(AM)、知识网MS)、

络化企业(KNE)和网络联盟企业等,这些生产模式的出现,使制造业的运行方式发生了巨大的变化,制造业柔性化、集成化、智能化及网络化发展到了前所未有的程度Λ本文通过分析这些先进生产模式的本质特征,指出面向21世纪的先进生产模式的共性及发展趋势,并就我国发展先进生产模式提出几点看法Λ1　面向21世纪的先进生产模式的分析[2,5,6,7]

1.1　现代集成制造系统(CIMS)与精益思维(LT)

1997年中国科学院和中国工程院组织了22位专家组成了评估组,对863󰃗CIMS主

题十年实施情况进行评估,认为整体上CIMS主题的实施成绩显著,但是CIMS(计算机集成制造系统)作为863高技术主题名称,已不合适了,过份夸大CIMS作用也是不恰当的Λ

基于863󰃗CIMS主题的实践,中国学者提出了现代集成制造(Contemporary

[5]

IntegratedManufacturing)及现代集成制造系统(CIMS)概念,可以说这个概念已大大

超过了人们对CIMS的早期认识,新的CIM及CIMS的内涵可概括为:

・CI管理与运行企业的哲理Λ它将传统的制造技术与现代信息技术、M是一种组织、管理技术、自动化技术、系统工程技术等有机结合,借助计算机(硬、软件),使企业产品全生命周期市场需求分析、产品定义、研究开发、设计、制造、支持(包括质量、销售、采购、发送、服务)以及产品最后报废、环境处理等各阶段活动中有关的人󰃗组织、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化运行,实现企业制造活动中的计算机化、信息化、智能化、集成优化,以达到产品上市快、优质、低耗、服务好、环境友善,进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性,使企业赢得市场竞争Λ

・CI信息化、智能化、集成优化的制造系统ΛMS是一种基于CIM哲理的计算机化、这个概念已在广度和深度上拓展了原来的CIM󰃗CIMS内涵Λ

(Lean1996年,《改变了世界的机器》报告的两位作者合著了一本新著《精益思维》

Thinking)Λ他们提出要以精益生产过渡到精益企业,从精益企业上升到精益思维Λ精益思维是从总体优化社会资源和提高社会效益的角度,研究企业生产过程和服务的有效性和经济性;提出不论在物料还是信息和服务领域,都要精简一切不必要的过程和环节,减少浪费、节约资源;认真研究产品和服务的价值过程,用“价值流”取代造成浪费的“等待和排队”,实现满足顾客最终需要的产品和服务Λ精益思维原理简单概括起来,就是:价值—价值流—流动—拉动—完善[7]Λ

20世纪90年代初期,制造业在发展思路上产生了重要进步,世界各地都在作出努力以寻求制造业的新基础,日本人提出了全能制造系统(HMS),德国在尝试不规则公司(分

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形企业),美国人则试图探寻敏捷制造的广度,与此同时,在企业中更加明显地努力开发知识、学习、创新、创造力和智力资本,这些努力代表了一股知识网络化时代制造业的变革及发展趋势[4]Λ此外,基于人类社会可持续发展的战略,清洁化生产模式作为一种新的生产模式和企业发展战略也越来越受到制造业等领域的重视Λ1.2　全能制造系统(HolonManufacturingSystem,HMS)[4,8]

HMS由若干个全能体组成,全能体(Holon,或称子整体)意思是全能的整体可分解为局部的全能体(子整体)Λ全能体具有一定程度上的自主性,能够在没有上一层组织的协助下,在其所处的特定层次上掌握环境和处理问题,同时全能体又是上层全能体的控制对象以及全能群体的有机组成部分Λ

实现HMS前提是:精简一切不必要环节、过程和结构;将企业各种活动进行要素化和标准化;做到制造系统基本要素(指制造设备、信息和人员等)具有自律性、协作性和柔性;制造系统中各全能体都将与系统中的其它单元具备相应的物料、信息和人员等方面的基本接口Λ

HMS的根本就是加强其基本单元的独立自主性和相互协调机制,在任何可能情况下,这些单元(即组成部分)都能够重复利用现有知识和能力,具有“自治”和“协调”能力Λ1.3　分形企业(FractalCompany)[4,8]

1992年,德国夫琅和费学会会长汉斯于尔根・沃内基教授与曼费雷德・休斯尔共同

出版了《分形企业・企业文化的一场革命》一书,沃内基认为典型工厂中存在着太多的非线性的相关变量,受混沌理论发展的启发,他推想出一种动态的不规则型公司,又称分形企业Λ

分形企业是借用分形理论中的基本概念描述制造系统的一种新的生产方式Λ分形企业中每一组成部分都有其独特性质,都有自我优化、自我设计、自我创造和自我组织的自由,但都要受整个商业任务的大背景制约,每个要素都理解它在整个大背景中的地位和意义,企业中每个组成要素(制造设备及人员等)被要求不断自行调整以适合整体的需要,并与其它要素进行交流协调,按照能够使其自身运作和整体组织都实现最优化的方式来运转Λ它要求每个要素在使其自身工作与整个组织相关联时都能各负其责Λ分形企业将制造系统看作是具有自相似的过程和结构的集成系统,是非线性发展的系统,分形企业把目标确定为“尽善尽美”Λ

1.4　敏捷制造模式(AgileManufacturing,AM)[1,2,4,8,9]

1988年美国率先提出了敏捷制造战略和虚拟企业的新概念,为了推进敏捷制造的实施,1994年,由美国能源部制定了一个敏捷制造使能技术(TechnologiesEnablingAgile

～1999年),其重点研究领域是:产品设计和企Manufacturing,TEAM)的五年计划(1994

业并行工程、虚拟制造、制造计划与控制、智能闭环工艺过程控制以及企业集成等五个方

面;TEAM项目组还提出了由概念优化、设计优化及生产三部分组成的实施系统模型Λ敏捷制造简单地说就是将柔性的先进制造技术、熟练掌握生产技能、有知识的劳动力以及促进企业内部和企业之间的灵活管理的三要素集成在一起,对千变万化的市场机会作出快速响应,最大限度地满足顾客的需求,是一种打破传统经营所面临的组织、地域及时间壁垒的更高层次的技术、组织与人因三大资源的集成经营,其有望实现国家乃至跨国

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范围的集成经营Λ

除了以上我们已比较熟悉的先进生产模式以外,近些年还出现创造知识的公司、自组织和智能企业、知识网络化企业(KnowledgeNetworkingEnterprise)[4],还有“下一代制

(NextGenerationManufacturing)项目中的联盟企业(ExtendedEnterprise)及网络联造”

盟企业[2]等先进制造哲理和生产模式Λ

1.5　知识网络化企业(KNE)和网络联盟企业[2,4]

知识网络化企业的基本模型是怎样的呢?虚拟的、以任务为中心的团队不断地与财务、人力资源、原材料及技术的供应商进行交流,他们也和分销网络和顾客进行交流,在其想象力及知识指引下,他们能够对机会迅速作出反应Λ这种生产方式,把我们卷入到虚拟企业、动态团队组织和知识网络化浪潮之中,其核心就是在企业中完成知识网络化工作Λ

联盟企业(ExtendedEnterprise)是美国“下一代制造”(NextGeneration

)项目研究报告中提出的重要概念,与传统公司不同,“新一代制造”Manufacturing,又称它通常是谋求利润的法人实体,具有自主的经营管理权、明确的所有权和法律责任Λ

网络联盟企业就是一组相互联系在一起的这类法人实体或机构,在分享知识和资源的基础上合作创造产品和服务Λ这种合作将能够使竞争优势最大化,提供顾客所需要的综合解决方案,同时又实现每一个机构的策略目标Λ

这些生产模式的发展都表明:21世纪,人类将迈向一个对知识资源的占有、配置、生产和消费的知识经济时代,知识经济对制造工业的影响使产品和消费观念改变,产品设计和制造过程的数字化、网络化和智能化,以及经营和制造活动的全球化,这些必将极大地推动制造业的又一次变革,制造企业越来越多地利用新的财富源泉有效的知识网络化企业,创造新一代的企业文化、业务过程和技术Λ

知识来构建一个

2　面向21世纪的先进生产模式的共性与发展趋势[1～4]

综观以上先进的生产模式:CIMS,LT,HMS,AM,知识网络化企业及网络联盟企业等等,尽管其概念提法不一,侧重点不尽相同,但他们产生和发展大背景趋于一致,它们都是以市场需求为导向,以系统观念、集成观念、现代工业工程为指导,以电子计算机技术、信息技术、微电子、自动化技术等高新技术为依托,实现技术、组织、人因三大资源的高度有机集成和协同,实现高柔性与高生率双重目标,都是一种综合的、柔性集成的、整体优化的生产方式Λ

分析先进生产模式的共性及发展趋势具体有:

・从以技术为中心向以人为中心转变,使技术的发展更加符合人类社会发展的需要;・从金字塔式多层等级体系的生产管理组织结构向偏平的知识联网的网络化结构转变;

・从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、分布式、平行网络、模糊分工和自主管理并协同工作的小组工作组织形式转变;

・从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变;

・质量是企业品牌价值的起点,快速响应市场领先一步策略是企业成功的法宝,技术

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创新已成为企业竞争策略的重点,新生产模式越来越重视知识、智力资源、创造力和学习;

・提供和实施清洁化生产和绿色制造,推行ISO14000系列标准,保护生态环境,走可持续发展之路,追寻人和社会与技术的和谐发展;

・强调系统集成经营和重组工程,实现技术、组织和人因三大资源的高度有机集成,通过动态团队协作和知识联网,建立虚拟企业及网络联盟企业共同创造财富Λ总之,先进生产模式的发展趋势是:柔性化、集成化、敏捷化、智能化及网络化,这符合整个制造业网络化、虚拟化、全球化的发展趋势Λ

3　关于我国发展先进生产模式的几点思考依据我国国情建立和发展中国面向21世纪的生产模式应是:在跟踪、消化国外先进生产模式的同时,认真分析其产生和发展所依赖的社会需求、科学技术及社会经济发展背景,提取其本质特征和发展趋势,在此基础上结合国情、博采众长,发展我国的先进生产模式Λ

・在我国国情条件下,生产方式变革的现实与可行的选择,只能是在现有技术、组织与人因资源基础上,通过系统的改善与优化,逐步发展先进生产模式[8]Λ强调组织和管理革新及人因资源改善比技术革新更重要、更迫切Λ强调人因作用及其研究[10],特别重视企业员工的素质的全面培养和教育,努力开发知识、智力资本、想象力及学习创新;

・在发展先进生产模式中,特别强调系统集成观念,实行多学科知识交叉综合设计,全面系统地、并行地考虑技术、组织和人员的具体状态及相互关系,最终实现人员、技术、组织管理三方面的高度有机集成及协调Λ基于可持续发展经济模式,采用清洁生产和绿色制造模式,以达到人、机器和环境的辨证统一和协调发展[10];

・采用成组(相似)工程理论,将成组技术应用并贯穿于制造企业生产活动各个环节,并实现其要素化、标准化、合理化及现代化,这对我国机械制造业组织结构可实现有效调整和重组[11];

・集中力量组织战役,重点突破我国机械制造业中存在的产品质量、组织结构和产品开发能力等三个薄弱环节,尽快缩短我国与工业发达国家在设计技术、制造工艺技术、制造过程自动化及现代系统集成管理技术等方面的阶段性差距;

・探索实现企业组织结构优化的新途径,在当前抓大放小,组建大企业集团的浪潮中,迫切需要符合客观规律的措施和办法,不要把组建“巨型企业”、按经济规模组织、大批量生产作为唯一出路,对一些企业、一些行业的组织结构调整可采取跳跃式发展之路,跃过“巨人企业”、大批量生产的组织方式,而采取分散网络化企业结构及多品种小批量生产模式;

・为在中国企业初步实现分散网络化制造及动态联盟企业做好必要技术准备,如建立全国统一的电子商务贸易标准、企业产品数据交换标准、企业的计算机应用系统标准,加速CAD,CAPP,CAM和MRP󰂫等技术应用Λ发展适合敏捷制造模式的两类企业,一是两头大中间精(小)的可充当盟主角色骨干企业,其二是高度重视零、部件等“中场”产业的

(下转第102页)

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(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　2000年10　　　　　　　　　　　　　　湖南大学学报2

料中碳纤维或石墨粉的实际体积分数减小,因此若考虑10%～20%的孔隙率,则水泥基

导电复合材料中石墨粉的下阈值为12%～14%,碳纤维的下阈值是4.8%～5.4%ΛShanteandKirpatrick等用随机行走的方法,得出了球形颗粒在规则网格的渗滤阈值,发现三维网格的临界体积分数是14%～19%之间[2].

叶青等通过压铸成型的方法,得出水泥基导电复合材料石墨粉的上阈值(换算成体积分数)为4.6%,下阈值(换算成体积分数)为16.2%[3]Λ这些与本文的实验结果是相符的Λ

参考文献:

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1995(3):43～46.

(上接第61页)

发展,对大部分企业,按专业化厂模式进行结构重组,以充当动态盟友,这样可使我国企业逐渐从“大而全,小而全”模式向敏捷制造模式或专业化厂模式过渡,实现动态联盟,并逐渐加入全球化生产体系;

・适应知识网络化时代到来,通过建立虚拟企业、加强企业、动态团队协作、知识联网共同创造财富,特别是实施基于全国的产品设计能力和制造资源乃至全球华人资源的分散网络化生产的模式Λ

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