制造生產(chǎn)模式的演變與敏捷制造一

1、制造生產(chǎn)模式的演變與敏捷制造（一）摘要在分析制造生產(chǎn)模式演變的基礎(chǔ)上，討論了生產(chǎn)模式演變的根據(jù)和趨勢，認(rèn)為 敏捷制造是應(yīng)關(guān)注和利用的生產(chǎn)模式，簡要介紹敏捷制造內(nèi)涵及現(xiàn)狀等，并探索了 利用敏捷制造思想提高我國制造業(yè)敏捷性和競爭力的實施方法。關(guān)鍵詞生產(chǎn)模式；敏捷制造；敏捷性；動態(tài)聯(lián)盟TheEvolutionofManufacturingProductionModeandAgileManufac turingAbstractThispaperanalyzestheevolutionofmanufacturingproductionmode, d iscussesthecausesandtrendof

2、theevolution, andarguesagilemanufacturingis adesirablemode, thenintroducesagilemanufacturingbriefly, studieshowtoen hancenationalenterprisesndacgoilmitpet i t i onbyus ingagi1emanufac tur i ngKeywordsProductionMode;AgileManufacturing;Agility;VirtualEnterprise 制 造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其發(fā)達(dá)程度體現(xiàn)了一個國家的科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)力 發(fā)

3、展水平。從十八世紀(jì)英國爆發(fā)工業(yè)革命開始，制造業(yè)走出手工作坊階段，迅速發(fā) 展壯大，逐漸成為世界各國國民經(jīng)濟(jì)中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。特別是本世紀(jì)五十年代，大批 大量生產(chǎn)模式的確立使制造業(yè)達(dá)到了一個前所未有的顛峰時期。但是近十幾年來， 隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，市場環(huán)境發(fā)生了巨大的變 化，消費者需求日趨主體化、個性化和多樣化，制造廠商面對一個變 化迅速且無法 預(yù)測的買方市場，傳統(tǒng)的大批大量的生產(chǎn)模式不再適應(yīng) 新的市場形勢的需要。在這 種情況下，對市場需求的快速反應(yīng)能力就 開始成為企業(yè)能否在激烈的市場競爭中占 得一席之地的重要標(biāo)志。在這種形勢下，探索適合我國國情的制造生產(chǎn)模式對實現(xiàn)我國偉大

4、戰(zhàn)略目標(biāo)意義重大，從人類制造生產(chǎn)模式的演變中我們可能會得到有益的 啟示。1制造模式的演變17世紀(jì)至1830年，在專業(yè)化協(xié)作分工、蒸汽動力機(jī)和工具機(jī)的 基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了制造企業(yè)的雛形棗工場式的制造廠，人類社會的生產(chǎn)率開始出現(xiàn)大 幅度的飛躍。到了大約1900年，制造業(yè)成為一個重要的產(chǎn)業(yè)，其主要生產(chǎn)模式 是“少品種單件小批生產(chǎn)”。比如汽車行業(yè)，當(dāng)時處于世界領(lǐng)先地位的轎車公司 P&L每年只制造幾百輛汽車，而且所造的汽車沒有兩輛是完全相同的，原因在于 P&L所有的承包商都不采用標(biāo)準(zhǔn)的計量器具，裝配時，依靠裝配工的熟練，修整零 件，使之配合良好。至1905年，歐洲己有幾百家這類公司采用單件生產(chǎn)方式少 量地制

5、作汽車，這些獨立承擔(dān)大部分生產(chǎn)任務(wù)的小工廠沒有能力開發(fā)新技術(shù)，產(chǎn)量 低，成本高，且成本不隨產(chǎn)量而下降。這種生產(chǎn)模式當(dāng)然無法滿足市場需求。20年代，在E. Whitney提出的 互換性”和 大批大量生產(chǎn)” OliverEvons把傳送 帶引入制造系統(tǒng)和F. Tayloi的科學(xué)管理”支撐下，與當(dāng)時的電氣化、標(biāo)準(zhǔn)化與系 列化結(jié)合，Hen ryFord開創(chuàng)了機(jī)械自動流水線生產(chǎn)，出現(xiàn)了 “少品種大批大量生 產(chǎn)”的模式，又稱為底特律式自動化，成為各國紛紛仿效的制造生產(chǎn)模式，制造 業(yè)開始了第一次生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)換。這種新的生產(chǎn)模式棗大量生產(chǎn)方式及其技術(shù)支持 棗零件的互換性帶給了制造業(yè)一場重大變革，它推動了工業(yè)化

6、的進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)高速發(fā) 展，為社 會提供了大量的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品，促進(jìn)了市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。其主要特征是：少 品種大批大量生產(chǎn)、塔形多層次的垂直領(lǐng)導(dǎo)和嚴(yán)格的產(chǎn)品節(jié)拍控制。其市場特征 與少品種單件小批生產(chǎn)模式相同，都是賣方市場。剛性生產(chǎn)線大大提高了生產(chǎn)效 率，從而降低了產(chǎn)品成本，但這是以損失產(chǎn)品的多樣性為代價的。到50年代，大量生產(chǎn)方式達(dá)到了頂峰。從50年代開始，人們對“少品種大批大量生產(chǎn)方式”的優(yōu)缺點有了進(jìn)步的認(rèn) 識。大批量生產(chǎn)模式產(chǎn)品的競爭表現(xiàn)為效率加質(zhì)量的競爭。一方面，大批大量生產(chǎn) 方式的規(guī)模效益使企業(yè)受益匪淺，比如在日本，由于政府的干預(yù)與調(diào)控，制造企業(yè) 進(jìn)行管理改革，大量引進(jìn)和采用高新技術(shù)成果，狠抓商品

7、化生產(chǎn)，發(fā)揮人的因素作 用，發(fā)展企業(yè)間的合作，對外開拓國際市場，在汽車、家電、鋼鐵及微電子器件等 產(chǎn)量大的行業(yè)，利用批量法則，以規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品和營銷優(yōu)勢迅速擴(kuò)大在國際市 場的占有份額，發(fā)展成為能與美國抗衡的經(jīng)濟(jì)大國。另一方面，人們也認(rèn)識到剛性 自動流水線存在許多自身難以克服的缺點，市場的多變性和產(chǎn)品品種、過程的多樣 性對剛性生產(chǎn)線提出了挑戰(zhàn)，為此人們從技術(shù)角度形成成組技術(shù)和以計算機(jī)與系統(tǒng) 技術(shù)為基礎(chǔ)的制造自動化，試圖改進(jìn)這一模式的不足。但是實踐證明，單純技術(shù)上的某些改進(jìn)不是振興制造業(yè)的良策。到了80年代，人們已經(jīng)將少品種大批大量生產(chǎn)模式的優(yōu)點發(fā)揮到了極限，同時這種生 產(chǎn)模式同市場需求變化間的矛

8、盾愈來愈明朗，并且成為制約制造業(yè)發(fā)展的重要因 素。解決這對矛盾的出路只能是進(jìn)行制造生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)換。從前面所述可 知，生 產(chǎn)模式的變革，是在市場需求推動下，以相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)步為支持，生產(chǎn)管理模式和 相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)步是推動社會進(jìn)步的兩個方面。我們也看到，在近30年，信息技術(shù) 對制造業(yè)所起的作用越來越大。產(chǎn)品由“大量生產(chǎn)”過渡到“中小批量生產(chǎn)”， 我們可以設(shè)想，當(dāng)最終又過渡到 能完全滿足用戶需求且性能價格比優(yōu)良的產(chǎn)品的 單件小批生產(chǎn)時，會有一種新的生產(chǎn)模式和全方位的信息技術(shù)的支持。從80年代 后期以來，美、日、力口、澳等國及西歐各國都先后提出新模式的制造戰(zhàn)略、研究開發(fā)計劃。1988年美國GM公司和里海大

9、學(xué)共同提出敏捷制造戰(zhàn)略，于1990年 向社會半公開；1990年日、美、力口、澳等國及西歐各國聯(lián)合 進(jìn)行10年期的智能 制造系統(tǒng)(IMS)的研究與開發(fā)；1992年德、美提出精益生產(chǎn)(LeanProduction) ；1994年德國人提出改變工業(yè)組織結(jié)構(gòu)的分 形公司(FractalCompanyo上述模式中最有代表性、社會反響最大的是“敏捷制造”。 “敏捷制造”引起了廣泛關(guān)注，不僅在科技界，而且在企業(yè)界，也成為研究的熱 點之一。2敏捷制造敏捷制造提出的背景從70年代到80年代初，由于片面強(qiáng) 調(diào)第三產(chǎn)業(yè)的重要而忽視了制造業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的保障作用，美國的制造 業(yè)嚴(yán)重地衰退，逐步喪失了其世界霸主的

10、地位，出現(xiàn)巨額的貿(mào)易赤字。1986年，在 國家科學(xué)基金會(NSF和企業(yè)界支持下，美國麻省理工學(xué)院(MIT)的工業(yè)生產(chǎn)率 委員會”開始深入研究衰退原因和振興對策。研究的結(jié)論是：“一個國家要生活 得好，必須生產(chǎn)得好”，重申作為人類社會賴以生存的物質(zhì)生產(chǎn)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)棗制造 業(yè)的社會功能，提出以技術(shù)先進(jìn)、有強(qiáng)大競爭力的國內(nèi)制造業(yè)奪回生產(chǎn)優(yōu)勢，振興 制造業(yè)的對策。在所提出的一系列制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中，1988年由美國通用汽車 公司和美國里海大學(xué)工業(yè)工程系共同提出的一種新的制造企業(yè)戰(zhàn)略棗- “敏捷制 造”最受重視，為此成立了國家制造科學(xué)中心和制造資源中心，得到國家科學(xué)基 金會、國防部、商業(yè)部和許多公司的支持，經(jīng)國

11、會聽證后向聯(lián)邦政府提岀建議，現(xiàn) 已成為政府部門主持，企業(yè)和大學(xué) 共同參予，有重要影響的研究、開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng) 域，被稱為“21世紀(jì)制造 企業(yè)戰(zhàn)略”。實質(zhì)敏捷制造是美國針對當(dāng)前各項技術(shù)迅速發(fā)展、滲透，國際市場競 爭日益激烈的 形勢，為維護(hù)其世界第一大國地位，維持美國人們的高生活水準(zhǔn)而提出的一種制造生產(chǎn)組織模式和戰(zhàn)略計劃。敏捷制造思想的出發(fā)點是基于對市場發(fā)展和未來產(chǎn)品以 及自身狀況的分析。一方面，隨著生活水準(zhǔn)的不斷提高，人們對產(chǎn)品的需求和評 價標(biāo)準(zhǔn)將從質(zhì)量、功能的角度轉(zhuǎn)為最大客戶滿意、資源保護(hù)、污染控制等，產(chǎn)品市 場總的發(fā)展趨勢將從當(dāng)今的標(biāo)準(zhǔn)化和大批量到未來的多元化和個人化；另一方 面，在工業(yè)界存在一

12、個普遍而重要的問題，那就是商務(wù)環(huán)境變化的速度超過了企業(yè) 跟蹤、調(diào)整的能力；再有，美國的信息技術(shù)系統(tǒng)比較發(fā)達(dá)。因此，提出敏捷制造這 一思想應(yīng)用于制造業(yè)，旨在以變應(yīng)變。3內(nèi)涵敏捷性意指企業(yè)在不斷變化、不可預(yù)測的經(jīng)營環(huán)境中善于應(yīng)變的能力，它 是企業(yè)在市場中生存和領(lǐng)先能力的綜合表現(xiàn)。敏捷制造是指制造企業(yè)采用現(xiàn)代通信 手段，通過快速配置各種資源（包括技術(shù)、管理和人），以有效和協(xié)調(diào)的方式響 應(yīng)用戶需求，實現(xiàn)制造的敏捷性。敏捷制造依賴于各種現(xiàn)代技術(shù)和方法，而最具代 表性的是敏捷虛擬企業(yè)（簡稱虛擬企業(yè)）的組織方式和擬實制造的開發(fā)手段。虛擬企業(yè)（也叫動態(tài)聯(lián)盟）：競爭環(huán)境快速變化，要求作出快速反應(yīng)。而現(xiàn)在產(chǎn) 品越

13、來越復(fù)雜，對某些產(chǎn)品一個企業(yè)已不可能快速、經(jīng)濟(jì)地獨立開發(fā)和制造其全 部。因此，根據(jù)任務(wù)，由一個公司內(nèi)部某些部門或不同公司按照資源、技術(shù)和人員 的最優(yōu)配置，快速組成臨時性企業(yè)即虛擬企業(yè)，才有可能迅速完成既定目標(biāo)。這種 動態(tài)聯(lián)盟的虛擬企業(yè)組織方式可以降低企業(yè)風(fēng)險，使生產(chǎn)能力前所未有地提高，從 而縮短產(chǎn)品的上市時間，減少相關(guān)的開發(fā)工作量，降低生產(chǎn)成本。組成虛擬企 業(yè)，利用各方的資源優(yōu)勢，迅速響應(yīng)用戶需求是21世紀(jì)生產(chǎn)方式一社會級集成的 具體表現(xiàn)。實際上，敏捷虛擬企業(yè)并不限于制造，但制造卻是最令人感興趣又是最困難的領(lǐng)域，它更清晰地體現(xiàn)了過程的集成，且控制概念在運行結(jié)構(gòu)中占有重要 地位，使虛擬企業(yè)的形成

14、更具挑戰(zhàn)性。擬實制造：亦稱擬實產(chǎn)品開發(fā)。它綜合運用仿真、建模、虛擬現(xiàn)實等 技術(shù)，提供三 維可視交互環(huán)境，對從產(chǎn)品概念產(chǎn)生、設(shè)計到制造全過程進(jìn)行模擬實現(xiàn)，以期在 真實制造之前，預(yù)估產(chǎn)品的功能及可制造性，獲取產(chǎn)品的實現(xiàn)方法，從而大大縮 短產(chǎn)品上市時間，降低產(chǎn)品開發(fā)、制造成本。其組織方式是由從事產(chǎn)品設(shè)計、分 析、仿真、制造和支持等方面的人員組成“虛擬”產(chǎn)品設(shè)計小組，通過網(wǎng)絡(luò)合作 并行工作；其應(yīng)用過程是用數(shù)字形式“虛擬”地創(chuàng)造產(chǎn)品，即完全在計算機(jī)上 建立產(chǎn)品數(shù)字模型，并在計算機(jī)上對這一模型產(chǎn)生的形式、配合和功能進(jìn)行評 審、修改，這樣常常只需作一次最終的實物原形，并可使新產(chǎn)品開發(fā)一次獲得成 功?？梢哉f，

15、以上兩項方法和技術(shù)是敏捷制造區(qū)別于其它生產(chǎn)方式的顯著 特征。但敏捷 制造的精髓在于提高企業(yè)的應(yīng)變能力，所以對于一個具體的應(yīng)用，并不是說必需具 備這兩方面內(nèi)容才算在實施敏捷制造，而應(yīng)理解為通過各種途徑提高企業(yè)響應(yīng)能力 都是在向敏捷制造前進(jìn)。4研究狀況從1991年開始，以美國為首的各發(fā)達(dá)國家 對敏捷制造進(jìn)行了大量廣泛的研究。1992年，由美國國會和工業(yè)界在里海大學(xué)建 立了美國敏捷制造企業(yè)協(xié)會(AMEFo該協(xié)會每年召開一次有關(guān)敏捷制造的國際會 議。1993年，美國國家自然科學(xué)基金會和國防部聯(lián)合在NewYork, Illinois, Texas等州建立了 3個敏捷制造國家研究中心，分別研 究電子 工業(yè)

16、、機(jī)床工業(yè)和航天國防工業(yè)中的敏捷制造問題。除此之外，還配套支持了工業(yè)界進(jìn)行的7項敏捷化商務(wù)實踐(AgileBusinessPractice, ) 4項敏捷企業(yè)決策支持研究(AgileEnterpriseDecisionSupport),8 項敏捷化智能設(shè)計與制造系統(tǒng)(Ag訂elntelligentDesignandManufacturingSystem)和 10項敏捷供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(AgileSupplyChainManagemento )從1994年開始， 由AMEF牽頭，有近百家公司和大學(xué)研究機(jī)構(gòu)就敏捷制造的6個領(lǐng)域(集成產(chǎn)品與過程開發(fā)/并行過程、人的問題、虛擬企業(yè)、信息與控制、過 程與設(shè)

17、備、法律障礙)進(jìn)行了研究與實踐相結(jié)合的深入工作。此外，在其他國家也 開展了大量敏捷制造的研究，如：日本發(fā)起的MATIC計劃，以汽車、電子和服裝 為典型對象產(chǎn)品開展敏捷制造的研究。迄今為止，敏捷制造的研究是在兩個層次上 進(jìn)行的，第一層側(cè)重從企業(yè)組織、結(jié)構(gòu)和管理、營銷策略的角度研究敏捷制造的實 現(xiàn)；第二層則側(cè)重從技術(shù)的角度研究敏捷制造的實現(xiàn)方法和關(guān)鍵使能技術(shù)。最 初，敏捷制造的研究大多集中于第一層的研究，到90年代中，獲得了一批較為 成熟的研究成果，提出了一系列新的制造概念與模式，如企業(yè)重組、動態(tài)聯(lián)盟、虛 擬組織等；另一方面，90年代信息技術(shù)的飛速發(fā)展(如：分布式計算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò) 通訊技術(shù)、萬維網(wǎng)技術(shù))，為實施新的制造概念和模式提供了更有效的手段，一些 技術(shù)有可能突破原有第一層研究的限制，為創(chuàng)造更新一代的制造思想和模式提供了 空間。近幾年來，第二層次的研究在美國已經(jīng)展開，一個例子 是美國 NilIP(Natio nail ndustriall nformatio nln frastr