制造過程的生產(chǎn)管理模式概論

第6章制造過程的生產(chǎn)管理模式6.1概述

6.2制造業(yè)生產(chǎn)模式的演變6.3先進制造生產(chǎn)模式管理活動：管理活動是一種協(xié)調(diào)他人活動的活動，我們把由管理活動進行協(xié)調(diào)的他人活動稱為具有組織特點的業(yè)務活動。特點：活動的主體不同活動的內(nèi)容不同活動的直接目的不同組織中不同層次管理者管理活動的區(qū)別6.1概述圖6-1現(xiàn)代企業(yè)管理體系圖圖6-2制造系統(tǒng)模型1.手工與單件生產(chǎn)階段1)手工操作通用機床，按用戶要求進行單件生產(chǎn)，生產(chǎn)的產(chǎn)品的可靠性和零件的互換性差，可靠性和一致性不能得到保證。

2)勞動生產(chǎn)率低，生產(chǎn)成本高。

3)生產(chǎn)者是整臺機器的作坊業(yè)主。

4)工廠組織結(jié)構(gòu)松散，管理層次簡單。6.2.1制造業(yè)生產(chǎn)模式的發(fā)展6.2制造業(yè)生產(chǎn)模式的演變2.大批量生產(chǎn)階段1)實行從產(chǎn)品設計、加工制造到管理的標準化和專業(yè)化生產(chǎn)。

2)采用移動式的裝配線和高效的專用設備。

3)實行縱向一體化管理。3.柔性自動化生產(chǎn)階段從20世紀50年代開始，隨著生產(chǎn)環(huán)境的變化，人們逐漸認識到剛性自動化的不足，大量生產(chǎn)少數(shù)產(chǎn)品品種的局限性越來越大，對大批量生產(chǎn)方式的缺點有了進一步的認識，包括：勞動分工過細，導致了大量功能障礙；對市場和用戶需求的應變能力較低；縱向一體化的組織結(jié)構(gòu)形成了臃腫官僚的“大而全”的塔形多層體制。市場的多變性和顧客需求的個性化、產(chǎn)品品種和工藝過程的多樣化以及生產(chǎn)計劃與調(diào)度的動態(tài)性，迫使人們尋找新的生產(chǎn)方式，提高工業(yè)企業(yè)的柔性和生產(chǎn)率，并試圖從技術(shù)的角度改變大批量生產(chǎn)模式的不足。1952年美國麻省理工學院試制成功第一臺數(shù)控銑床，揭開了柔性自動化生產(chǎn)的序幕。1968年英國莫林公司和美國辛辛那提公司建造了第一條由計算機集中控制的自動化制造系統(tǒng)，定名為柔性制造系統(tǒng)。20世紀70年代，出現(xiàn)了各種微型機數(shù)控系統(tǒng)、柔性制造單元、柔性生產(chǎn)線和自動化工廠。以上這些技術(shù)進步和發(fā)展，標志著柔性生產(chǎn)的開始。與大批量生產(chǎn)模式相比，它工序相對集中，沒有固定的節(jié)拍，物料非順序輸送將高效率與高柔性融于一體，生產(chǎn)成本低，具有較強的靈活性和適應性。4.高效、敏捷與集成經(jīng)營生產(chǎn)階段1)市場需求波動，消費者行為更加具有選擇性，產(chǎn)品需求朝多樣化發(fā)展。

2)市場對產(chǎn)品性能、質(zhì)量要求更高，產(chǎn)品壽命縮短。

3)國際合作成為科學發(fā)展的強大勢頭。

4)競爭日趨激烈。

5)技術(shù)迅猛發(fā)展。

6.2.2先進制造生產(chǎn)模式的創(chuàng)立基礎及戰(zhàn)略目標1.獲取生產(chǎn)有效性為首要目標

2.以制造資源集成為基本制造原則

3.經(jīng)濟性源于制造資源的快速有效集成

4.著眼于組織創(chuàng)新和人因發(fā)揮

5.重視發(fā)揮新技術(shù)和計算機信息的作用6.2.3先進制造生產(chǎn)模式的核心問題1.組織創(chuàng)新

2.集成經(jīng)營

3.新的質(zhì)量保證體系

4.生產(chǎn)過程重組

5.以人為本

6.人機分工、人機匹配7.用分工協(xié)作代替全能

8.用并行或交叉作業(yè)代替串行作業(yè)6.3.1并行工程串行工程:

在前一工作環(huán)節(jié)完成之后才開始后一工作環(huán)節(jié)的工作，各工作環(huán)節(jié)作業(yè)時序上沒有重疊和反饋，即使有反饋，也是事后的反饋并行工程:

將時間上先后的知識處理和作業(yè)實施過程轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r考慮和盡可能同時處理的一種生產(chǎn)組織管理方式，產(chǎn)品設計一次成功。串行工程工作方式并行工程工作方式

6.3先進制造生產(chǎn)模式并行工程

并行工程CE（ConcurrentEngineering）

并行工程是集成地、并行地設計產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括制造過程和支持過程）的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度計劃和用戶要求。

現(xiàn)在的CE，多用于學術(shù)領(lǐng)域的研究，更像是一個純概念，而不像是一個解決方案。并行工程的理念早已經(jīng)融入了實踐性更強的PDM、SCM、PLM、ERP等解決方案之中。并行工程關(guān)鍵思想

①是一種工作模式，而不是具體的工作方法；②從產(chǎn)品設計一開始就考慮產(chǎn)品全生命周期中所有因素，以保證產(chǎn)品設計一次成功。并行工程并行工程運行模式并行工程并行工程特征并行特征:在產(chǎn)品設計階段并行考慮產(chǎn)品整個生命周期中的所有因素整體特征:強調(diào)全局考慮問題，追求整體最優(yōu)。集成特征人員集成：管理者、設計者、制造者以至用戶集成；信息集成：信息獲取、表示和操作工具的集成與管理；功能集成：企業(yè)內(nèi)部及外部功能集成；技術(shù)集成：多學科知識以及各種技術(shù)、方法的集成。協(xié)同特征協(xié)同組織形式：群體小組（Teamwork）工作方式，小組成員由設計、工藝、制造不同代表組成，有自己責、權(quán)、利，有自身的工作計劃和目標；協(xié)同設計思想：強調(diào)一體化、并行地進行產(chǎn)品及其相關(guān)過程的協(xié)同設計；協(xié)同的效率：強調(diào)“1+1>2”，強調(diào)“工”字鋼協(xié)同強度并行工程并行工程關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)過程的重構(gòu)

從產(chǎn)品特征、開發(fā)活動、組織結(jié)構(gòu)、資源配置、開發(fā)計劃、調(diào)度策略等方面不斷改進和提高集成的產(chǎn)品信息模型

應能夠全面表達產(chǎn)品、工藝、制造以及產(chǎn)品生命周期內(nèi)各環(huán)節(jié)的信息，能夠使小組成員共享模型中的信息，這是并行作業(yè)的基礎并行設計過程的協(xié)調(diào)與控制--并行設計是一個反復迭代優(yōu)化的過程，該過程的管理、協(xié)調(diào)與控制是實現(xiàn)并行設計關(guān)鍵。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、DFA、DFT等產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）：對共享數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一規(guī)范管理，保證全局共享數(shù)據(jù)的一致性，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫操縱界面協(xié)同的網(wǎng)絡通訊手段：多媒體郵件：傳送速率低，不適于解決期限緊迫設計問題；電子公告板：是一種提供觀察、修改公共信息的白板技術(shù)，仍不能保證在規(guī)定時間內(nèi)得到同事的反應；

基于網(wǎng)絡的視頻會議系統(tǒng)（MONET）：基于網(wǎng)絡的多媒體會議系統(tǒng)，可共商關(guān)心的問題，減少來往消耗的時間和精力。6.3.2敏捷制造（AM）敏捷制造提出的背景全球市場形成

商品競爭更趨激烈，市場多變，為及時捕捉市場機遇，必須有一個靈活反應的企業(yè)生產(chǎn)機制美國制造業(yè)的衰退

冷戰(zhàn)時期，美國將制造業(yè)列為“夕陽產(chǎn)業(yè)”，致使美國經(jīng)濟嚴重衰退，如：汽車:

55年市場份額為3/4，89年為1/4，而日本占30%；收音機:

75年占本國市場96%，95年幾乎為零；電視機:

美國發(fā)明，87年美國廠家僅剩1家，占國內(nèi)市場15%；機床:

60年代最大出口國，80年代最大進口國，85年進口50%。敏捷制造美國人對制造業(yè)再認識：不能保持世界水平的制造能力必將危急國家在國內(nèi)外市場的競爭能力；制造業(yè)是一個國家國民經(jīng)濟的支柱；美國在世界事務中的威望不僅取決于強大的國防態(tài)勢，而且取決于強大的制造能力，為了保持美國的領(lǐng)導地位，美國應實施各種策略，再重振其制造競爭力敏捷制造策略繁榮提出為了重新奪回美國在制造業(yè)優(yōu)勢，由國防部資助，由里海大學牽頭組織了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)：面對突然出現(xiàn)的市場機遇，由于不能完成相應調(diào)整而痛失良機。因而提出敏捷制造策略，促使美國制造業(yè)發(fā)展，努力使美國能在2006年前重新恢復其在制造業(yè)中的領(lǐng)導地位。

敏捷制造敏捷制造的內(nèi)涵敏捷制造：快速調(diào)整自己，增強市場多變能力，在“競爭-合作-協(xié)同”機制下，實現(xiàn)對市場需求作出靈活快速反應的一種生產(chǎn)制造模式敏捷制造企業(yè)：快速響應市場/用戶需求

不斷改進老產(chǎn)品，迅速開發(fā)高質(zhì)量新產(chǎn)品，在整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)滿足用戶需求；快速應變能力

采用具有高度柔性、可重組設備組織生產(chǎn)，使生產(chǎn)成本與批量無關(guān)，充分把握市場中每一個獲利時機，使企業(yè)長期獲取經(jīng)濟利益。強調(diào)“競爭與合作”

一旦發(fā)現(xiàn)機遇，以最快速度從企業(yè)內(nèi)部、外部選出優(yōu)勢群體，組成功能單一的動態(tài)組織結(jié)構(gòu)經(jīng)營實體。敏捷制造敏捷制造企業(yè)結(jié)構(gòu)特點將核心工作放在本企業(yè)

兩頭在內(nèi)，中間在外，動態(tài)協(xié)作，知識聯(lián)網(wǎng)開發(fā)設計制造市場銷售敏捷制造敏捷制造的關(guān)鍵因素及關(guān)鍵技術(shù)1、企業(yè)的信息網(wǎng)企業(yè)信息網(wǎng)是實施敏捷制造的最基礎結(jié)構(gòu)；能夠迅速明確自己的競爭環(huán)境，快速響應市場/用戶需求；進行異地設計，并行進行產(chǎn)品開發(fā)；持續(xù)不斷地為用戶提供產(chǎn)品信息服務，使用戶在整個產(chǎn)品壽命周期內(nèi)對產(chǎn)品滿意；將企業(yè)有關(guān)經(jīng)營特點、資源、設備能力等信息上網(wǎng)，在不同企業(yè)間進行信息的交換和共享，便于選擇合作伙伴，贏得競爭優(yōu)勢。敏捷制造2、虛擬公司虛擬公司定義

一種動態(tài)組織結(jié)構(gòu)，為了贏得某個市場機遇，快速組成一個功能單一的臨時性經(jīng)營實體虛擬公司目的

是使企業(yè)長期獲取經(jīng)濟利益虛擬公司成員關(guān)系

在競爭基礎上相互信任、獲取共同利益的合作關(guān)系，知識產(chǎn)權(quán)、技能、信息、資源有償共享虛擬公司優(yōu)點：1）中小企業(yè)可分享合作者資源，大企業(yè)無需大量投資迅速擴大生產(chǎn)和市場占有率，降低失敗風險；2）可以在經(jīng)濟和技術(shù)實力上容易超過它所有競爭對手；3）每個合作者有機會進入更廣泛的市場，各自資源可以得到充分的利用，取得局部最優(yōu)基礎上的全局最優(yōu)；4）可兼容競爭和合作，保存競爭活力，避免過度競爭。

敏捷制造3、敏捷制造的基礎結(jié)構(gòu)物理基礎結(jié)構(gòu)

包括廠房、設備、實施、運輸?shù)任锢碓O施；當機遇出現(xiàn)時，只需要添置少量必要設備，多數(shù)的物理設施可以通過選擇合適的合作伙伴得到。法律基礎結(jié)構(gòu)

國家法律和政策條文，在法律上承認虛擬公司，規(guī)定如何交易、利益分享、資本流動、納稅等，若虛擬公司破產(chǎn)如何還債、如何善后、人員如何流動等。社會基礎結(jié)構(gòu)

需要社會為虛擬公司提供培訓、中介等服務環(huán)境。信息基礎結(jié)構(gòu)

包括企業(yè)信息網(wǎng)絡、服務網(wǎng)點、中介機構(gòu)等信息服務手段。敏捷制造4、虛擬制造虛擬制造含義

將現(xiàn)實制造系統(tǒng)映射為虛擬制造系統(tǒng)，借助三維可視交互環(huán)境，對產(chǎn)品從設計、制造到裝配的全過程進行全面仿真的技術(shù)虛擬制造系統(tǒng)特征：不消耗資源和能量，不生產(chǎn)現(xiàn)實世界產(chǎn)品，模擬產(chǎn)品制造過程，對系統(tǒng)效益及風險進行評估；功能一致性，忠實反映現(xiàn)實制造系統(tǒng)功能和特性；結(jié)構(gòu)相似性，與現(xiàn)實制造系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是相似的；組織靈活性，虛擬制造系統(tǒng)是面向未來、面向市場、面向用戶需求的系統(tǒng)，其組織與實現(xiàn)具有非常高的靈活性。集成化，包括信息集成、智能集成、串并行工作機制集成和人機集成等多種形式的集成。敏捷制造敏捷制造對制造業(yè)影響聯(lián)合競爭:

不同優(yōu)勢企業(yè)聯(lián)合起來構(gòu)成的敏捷制造集團具有強大的競爭力技術(shù)和能力交叉:

敏捷制造將促進制造技術(shù)和管理模式的交流和發(fā)展，促進技術(shù)的轉(zhuǎn)換和利用環(huán)境意識加強:

采用綠色設計和綠色制造技術(shù)，自覺地保護生態(tài)環(huán)境信息成為商品:

將出現(xiàn)各種信息中介服務機構(gòu)，向企業(yè)和顧客提供各種咨詢服務。6.3.3精益生產(chǎn)精益生產(chǎn)LP(LeanProduction)的歷史背景

①二戰(zhàn)后日本汽車業(yè)開始起步，豐田公司總產(chǎn)量不及福特公司一天的產(chǎn)量②以福特為代表的大量生產(chǎn)方式，以規(guī)模帶動低成本，有較強的競爭力③日本面臨需求不足、技術(shù)落后和資金困難精益生產(chǎn)方式：豐田公司根據(jù)自身的特點，創(chuàng)立了一種獨特的多品種、小批量、高質(zhì)量和低消耗的生產(chǎn)方式，強調(diào)集體與協(xié)作，杜絕一切浪費，從50年代到70年代取得了顯著的成就。精益生產(chǎn)精益生產(chǎn)方式的命名豐田生產(chǎn)方式當時并未受到重視，僅在豐田公司及其配套商中實施1973年石油危機，大批量生產(chǎn)弱點顯現(xiàn)，精益生產(chǎn)方式開始真正為世人矚目1980年日本以其1100萬輛產(chǎn)量全面超過美國，成為汽車制造第一大國1985年美國MIT成立“國際汽車計劃(IMVP)”機構(gòu)，耗資500萬$，歷時5年調(diào)查日本、美國、西歐90多家汽車制造商調(diào)查結(jié)果：造成差距原因不在于企業(yè)自動化程度、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品類型，而在于生產(chǎn)方式的不同IMVP于1990年命名豐田生產(chǎn)方式為“精益生產(chǎn)”。精益生產(chǎn)精益生產(chǎn)的內(nèi)涵精益生產(chǎn):

消除一切無效勞動和浪費，少投入，多產(chǎn)出，合理配置資源，走內(nèi)涵發(fā)展、集約式經(jīng)營的“瘦型”生產(chǎn)方式其基本宗旨是：消除一切浪費，不斷改善支柱：準時化生產(chǎn)，全面質(zhì)量管理成組技術(shù)，彈性作業(yè)人數(shù)和尊重人性目標：以最優(yōu)質(zhì)量和最低成本的產(chǎn)品，對市場需求作出迅速響應精益生產(chǎn)

精益生產(chǎn)思維特點逆向思維：把銷售作為起點，把用戶作為生產(chǎn)過程組成部分；由后道工序拉動前道工序；認為超前生產(chǎn)是無效勞動，是一種浪費逆境拼搏：精益生產(chǎn)來自逆境拼搏精神，當時豐田公司產(chǎn)量不及福特公司一天產(chǎn)量條件下，敢于提出趕超美國盡善盡美追求：精益生產(chǎn)目標追求盡善盡美，追求低成本、無廢品、零庫存，不允許出錯。精益生產(chǎn)精益生產(chǎn)方式的特征以銷售為生產(chǎn)起點，按訂貨合同組織生產(chǎn)采用并行工程方法從事產(chǎn)品開發(fā)，確保開發(fā)一次成功實行“拉動式”生產(chǎn)，杜絕超前、超量生產(chǎn)以“人”為中心，充分調(diào)動人的潛能和積極性追求無廢品、零庫存、零故障目標消除“松弛點”，以最佳環(huán)境、最佳條件和最佳態(tài)度從事最佳工作，全面追求盡善盡美主機廠與協(xié)作廠是“共存共榮”的“血緣關(guān)系”精益生產(chǎn)精益生產(chǎn)的體系結(jié)構(gòu)精益生產(chǎn)體系

精益生產(chǎn)的基礎：群體小組和并行工程；精益生產(chǎn)的三大支柱：及時生產(chǎn)-零庫存；成組技術(shù)-擴大批量；全面質(zhì)量管理-零缺陷。精益生產(chǎn)精益生產(chǎn)方式的主要內(nèi)容主查制開發(fā)組織、并行式開發(fā)程序

主查對產(chǎn)品開發(fā)所需一切資源擁有支配權(quán)；對開發(fā)方向和計劃有決定權(quán)和指揮權(quán)；對小組成員有評價權(quán)、推薦權(quán)拉動式的生產(chǎn)管理

以滿足下道工序需要為前提，寧可中斷生產(chǎn)決不超前生產(chǎn)，以看板為指令作為拉動式生產(chǎn)的手段。①以市場需求拉動企業(yè)生產(chǎn)；②企業(yè)內(nèi)部，以后道工序拉動前道工序；③以前方生產(chǎn)拉動后方，準時服務于生產(chǎn)現(xiàn)場；④以主機廠拉動協(xié)作配套廠生產(chǎn)以人為本管理的勞動組織體制①雇員是比機器更為重要的固定資產(chǎn)；②在生產(chǎn)中享有充分的自主權(quán)；③將任務責任托付工人，通過培訓擴大知識面，提高技能。精益生產(chǎn)簡化產(chǎn)品檢驗環(huán)節(jié)

質(zhì)量是制造出來的，把保證產(chǎn)品質(zhì)量責任交給直接生產(chǎn)人員，取消檢驗場所和修補加工區(qū)相互依存的總裝廠和協(xié)作廠的關(guān)系①組織協(xié)作廠協(xié)會，派高級經(jīng)理人員去協(xié)作廠任職，采取參股、控股辦法，建立起資金聯(lián)合紐帶的血緣關(guān)系；②協(xié)作廠參與產(chǎn)品開發(fā)，共同分析成本、合理分享利潤；③直達供應和直送工位體制，協(xié)作廠就近就地選擇，在50km半徑范圍內(nèi)，定時、定量直接將配套件送到工位，取消了緩沖環(huán)節(jié)以顧客為中心的銷售策略

經(jīng)銷人員登門拜訪，主動銷售，了解基本情況，滿足用戶特定要求，用真誠感動用戶。6.3.4智能制造系統(tǒng)智能制造系統(tǒng)的含義與發(fā)展智能制造系統(tǒng)IMS（IntelligentManufacturingSystem）含義：

由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化系統(tǒng)模擬人類專家的智能活動，進行分析、推理和決策取代/延伸人部分腦力勞動，發(fā)展人類專家的制造智能智能制造模式的發(fā)展：

智能制造是影響未來經(jīng)濟發(fā)展的重要生產(chǎn)模式制造系統(tǒng)將由能量驅(qū)動型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動型智能制造被各國政府列為國家發(fā)展計劃智能制造特別是信息技術(shù)發(fā)展的必然，是自動化和集成技術(shù)縱向發(fā)展的結(jié)果智能制造系統(tǒng)智能制造系統(tǒng)的特征自律（Holonic)能力:

搜集理解環(huán)境和自身信息，規(guī)劃自身行為的能力，基于知識的模型是系統(tǒng)自律能力的基礎人機一體化:

智能機