生產與運營管理 應可福 張凌 敏捷制造2

PAGEPAGE5敏捷制造一、什么是敏捷制造敏捷制造的英文名為AgileManufacturing,，簡稱AM?！懊簟弊值募坠俏淖中蜗笥檬终眍^發(fā)的樣子，本義為動作快。敏捷的英文解釋為quick,angil,nimble,fleet,prompt等，即反應迅速快捷的含義。敏捷制造目前尚無統(tǒng)一、公認的定義，一般可以這樣認為：敏捷制造是在“競爭—合作/協(xié)同”機制作用下，企業(yè)通過與市場/用戶、合作伙伴等方面具有以下特點。1.

敏捷制造思想的出發(fā)點是基于對產品和市場的綜合分析，具體包括：市場/用戶是誰；市場/用戶需要什么；企業(yè)對市場做出快速響應是否值得；如果企業(yè)做出快速響應，能否獲取利益？因此，敏捷制造的戰(zhàn)略著眼點在于快速響應市場/用戶的需要，使產品設計、開發(fā)、生產等各項工作并行進行，不斷改進老產品，迅速設計和制造能靈活改變結構的高質量的新產品，以滿足市場/用戶不斷提高的要求。2.

企業(yè)實施敏捷制造必須不斷提高企業(yè)能力，實現(xiàn)技術、管理和人員的全面、協(xié)調集成，其敏捷性體現(xiàn)在：企業(yè)的應變能力、先進制造技術、企業(yè)信息網(wǎng)、信息技術。其中最關鍵的因素是企業(yè)的應變能力，衡量企業(yè)的應變能力需要綜合考慮市場響應速度、質量和成本，是企業(yè)在市場中生存和領先能力的綜合表現(xiàn)。敏捷企業(yè)在紛繁復雜的商務環(huán)境中具有極強的應變能力，能夠以最快的速度、最好的質量和最底的成本，迅速、靈活地響應市場/用戶需求，從而贏得競爭。3.

敏捷制造強調“競爭—合作/協(xié)同”，采用靈活多變的動態(tài)組織結構，改變了過去以固定專業(yè)部門為基礎的靜態(tài)不變的組織結構，以最快的速度從企業(yè)內部某些部門和企業(yè)外部不同公司中選出設計、制造該產品的優(yōu)勢部分，組成一個單一的經營實體。二．敏捷制造的起源20世紀80年代，原聯(lián)邦德國和日本生產的高質量的產品大量推向美國市場，迫使美國的制造策略由注重成本轉向產品質量。進入90年代，產品更新?lián)Q代加快，市場競爭加劇。僅僅依靠降低成本、提高產品質量還難以以贏得市場競爭，還必須縮短產品開發(fā)周期。當時美國汽車更新?lián)Q代的速度已經比日本慢了一倍以上，速度成為美國制造商關注的重心。同時，20世紀70年代到80年代，被列為“夕陽產業(yè)”不再予以重視的美國制造業(yè)一度成為美國經濟嚴重衰退的重要因素之一。在這種形式下，通過分析研究的得出了一個“一個國家要生活得好，必須生產得好”的基本結論。為重新奪回美國制造業(yè)的世界領先地位，美國政府把制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標瞄向21世紀。美國通用汽車公司（GM）和里海（Leigh）大學的雅柯卡（Iacocca）研究所在國防部的資助下，組織了百余家公司，耗資50萬美元，花費1000人日，分析研究400多篇優(yōu)秀報告后，提出《21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略》的報告。于1988年在這份報告中首次提出敏捷制造的新概念。1990年向社會半公開以后，立即受到世界各國的重視。1992年美國政府將敏捷制造這種全新的制造模式作為21世紀制造企業(yè)的戰(zhàn)略。2．敏捷制造的內涵敏捷制造模式的創(chuàng)立人認為，隨著生活水平的日趨提高，對產品的需求和評價標準從質量、價格、功能轉變?yōu)樽疃探回浧凇⒆畲罂蛻魸M意、資源保護和污染控制等方面。是一種繼大量生產時代后的制造產品、分配產品和提供服務的新的制造模式。強調將許多柔性的、先進的、實用的制造技術，高素質的勞動者以及企業(yè)之間和企業(yè)內部靈活的管理三者有機地結合起來，對顧客需求的產品和服務驅動的市場，迅速做出快速響應。根據(jù)我國學者的理解，對一個公司或企業(yè)來說，敏捷制造表示在連續(xù)且無法預測的用戶變換需求的競爭環(huán)境下，企業(yè)或公司贏利運做的能力。對于公司或企業(yè)中的員工來講，敏捷制造意味著根據(jù)市場需求，迅速重組員工與技術資源，快速響應市場并為公司創(chuàng)造價值的能力。一個具備敏捷制造能力的企業(yè)應該具備多種能力，其敏捷制造能力主要包括企業(yè)間的虛擬協(xié)作能力、高度制造柔性能力、快速制造能力和快速反應能力。這種敏捷性在不同的層次上，又有其各自的內涵。敏捷制造在企業(yè)策略層次上主要體現(xiàn)為：企業(yè)或公司針對競爭規(guī)則變化、新競爭對手出現(xiàn)、國家政策法規(guī)的變動以及社會形態(tài)的變化等能做出快速反應的能力。敏捷制造在企業(yè)日常運作層次上主要體現(xiàn)為：企業(yè)能夠對影響其日常運作變化如用戶對產品規(guī)格、售后服務的需求、供貨時間的要求、產品質量出現(xiàn)的問題、設備出現(xiàn)故障等問題能快速做出反應的能力。三、敏捷制造企業(yè)的主要特征敏捷制造的目標是企業(yè)能夠快速響應市場的變化，根據(jù)市場需求，能夠在最短時間內開發(fā)制造出滿足市場需求的高質量的產品。因此，具備敏捷制造能力的企業(yè)需要滿足以下要求：一是企業(yè)從上到下都明確認識快速響應市場/用戶需求的重要性，并能通過信息網(wǎng)絡對變化的環(huán)境作出快速響應；二是企業(yè)擁有先進的制造技術，能夠迅速設計、制造新產品，縮短產品上市時間，降低成本；三是企業(yè)每個部門、每個員工都具有一定的敏捷性，都愿意并善于與別人合作；四是企業(yè)能夠最大限度地調動、發(fā)揮人的作用，并使員工的素質和創(chuàng)新能力不斷提高。敏捷制造企業(yè)具有如下特點：1.高度柔性。柔性主要指制造柔性和組織管理柔性。制造柔性主要是指企業(yè)能夠針對市場的需求迅速轉產，轉產后能夠實現(xiàn)多品種、變批量產品的快速制造。組織柔性主要是指企業(yè)淡化寶塔型的管理模式，更強調扁平式管理即權利下放，項目組具有一定的決策能力。充分發(fā)揮每個人的主觀能動性，隨時發(fā)現(xiàn)問題，隨時解決。2.先進的技術系統(tǒng)。敏捷制造企業(yè)應具有領先的技術手段和掌握這些技術的人員，還應具有可快速重組的、柔性的但并不強調完全自動化的加工設備，以及一套行之有效的質量保證體系，使設計制造出來的產品達到社會用戶都滿意的程度。3.高素質人員。敏捷制造的一個顯著特征就是以其對機會的迅速反應能力來參與激烈的市場競爭，這不僅是無思想的計算機所不能擔負的工作，而且也不是思想僵化、被動接受指令的職工或一般模式中偏重于技術的工程師們所能應付得了的，它需要具有“創(chuàng)造性思維”的全面發(fā)展的敏捷型勞動才能夠勝任。擁有高素質勞動力的企業(yè)，與擁有普通勞動力的企業(yè)相比，高素質勞動力能夠充分發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性，積極有效地掌握信息和新技術；高素質勞動力得到授權后，能自己組織和管理項目，在各個層次上作出適當?shù)臎Q策；高素質勞動力具協(xié)作精神，在動態(tài)聯(lián)盟中能與各種人員保持良好的合作關系。4.用戶的參與。傳統(tǒng)的制造過程是收集用戶的要求，有制造者進行設計，或者由制造者預測市場需求，再將“自以為是”的產品推向市場。在這種模式下，用戶是被動地接受。否則，就要定做，不僅花費高，所需時間也長。在敏捷制造模式下，用戶參入產品的設計過程，根據(jù)自己的喜好提出設計要求，而且整個設計制造過程對用戶都是透明的，甚至連銷售服務方面都有用戶的參入。四、敏捷制造的現(xiàn)狀敏捷制造模式是20世紀80年代末在美國提出的。進入90年代美國在航空航天、機床和電子制造業(yè)分別建立了敏捷制造研究中心，敏捷制造在世界范圍內引起了強烈的反響，受到各國政府及工業(yè)界的廣泛重視。1992年，由美國國防部高級研究計劃局（ARPA，AdvancedResearchProjectsAgency）和美國國家自然科學協(xié)會（NSF）投資500萬美元，組建了敏捷制造企業(yè)協(xié)會（AgileManufacturingForum）,簡稱AMEF，現(xiàn)為敏捷制造協(xié)會（AgilityForum）。敏捷制造協(xié)會主要負責組織進行有關敏捷制造理論和實踐的探討，每年召開一次有關敏捷制造的國際會議。目前大約有250個公司和組織參加了該協(xié)會的有關工作。1992年，美國還開展了敏捷制造技術項目（TechnologiesEnablingAgileManufacturing,簡稱TEAM）的研究活動。參加該項目的有包括國防部、勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室、國家自然科學基金會等政府機構在內的75家以上的研究所、公司和工業(yè)集團（包括先進敏捷制造技術的提供者和最終用戶），其目的在于集中工業(yè)資源、政府實驗室和國防產品生產廠的力量，研究先進敏捷制造技術。到目前為止，有25家以上企業(yè)在進行TEAM項目的技術研究活動。1993年，美國國防部高級研究計劃局和國家自然科學基金會又投資1500萬美元支持敏捷制造實驗項目，有選擇地資助了3個學校的先進制造技術研究所（AMRI-AdvancedManufacturingResearchInstitute）,即紐約州的RensselaerPolytechnicInstitute的電子AMRI、依利諾大學的AMRI和德克薩斯大學的自動化機器人AMRI，支持它們進行敏捷制造方面的活動，分別研究電子工業(yè)、機床工業(yè)、航天和國防工業(yè)的敏捷制造問題。此外，ARPA還配套支持了工業(yè)界進行的7項敏捷化商務實踐、4項敏捷企業(yè)決策支持研究、8項敏捷化智能設計與制造系統(tǒng)和10項敏捷供應鏈管理系統(tǒng)。從1994年開始，由AMEF牽頭開展了“最佳敏捷實踐參考基礎”研究，有近百家公司和大學研究機構分別就敏捷制造的六個領域，其中包括集成品與過程開發(fā)/并行工程、人員問題、動態(tài)聯(lián)盟、信息與控制、過程與設備、法律問題等進行了研究與實踐相結合的深入工作。目前，美國已有上百家公司和企業(yè)在進行敏捷制造的實踐活動。隨著對敏捷制造哲理研究的日趨深入，美國一些大公司應用敏捷制造哲理取得了顯著成績。例如，德克薩斯設備防御系統(tǒng)和電子集團（DSEG）在對捕鯨叉（Harpoon）導彈工廠的管理中，參照敏捷制造的一些哲理，采用了靈活多變的動態(tài)組織結構。它改變了傳統(tǒng)的按裝配、測試、質量控制等功能布置工廠的方式，按照多任務、自導向工作組的原則組成工作單元，使每個工作單元擁有它所需要的資源，縮短產品流動的距離，從而將裝配的線性傳遞距離減少70%，并簡化了運儲設備的復雜性。又如IBM公司也將快速響應市場，滿足市場/用戶需要作為企業(yè)的根本出發(fā)點，用戶只需通過電話或電子郵件定貨就可獲得滿意的商品。IBM公司在一條有40多名工人的生產線上，可同時生產27種產品，而且每種產品因用戶特殊要求而異。用戶的訂貨數(shù)據(jù)輸入電腦數(shù)據(jù)庫，機器人或專職工人根據(jù)電腦數(shù)據(jù)挑選部件，然后輸入傳送帶送往組裝站。組裝工人按電腦屏幕指示的步驟組裝，然后由包裝工人包裝啟運第二天產品就出現(xiàn)在用戶面前。目前，敏捷制造已具備了一定的實踐基礎和雛形，典型行業(yè)敏捷制造的應用示范正在進行中。20世紀90年代，日本提出一個名為“智能制造系統(tǒng)（IMS，IntelligentManufacturingSys-tem）”的國際性研究計劃，在完成了可行性分析并確定組織結構后，于1995年正式啟動。IMS計劃中有兩個項目與敏捷制造有關，一個是自治和分布制造系統(tǒng)，另一個是較為長期的自治和分布制造系統(tǒng)，其副標題為生物制造系統(tǒng)。自治和分布制造系統(tǒng)重點在于系統(tǒng)集成技術和自治模塊結構的研究，強調系統(tǒng)應由可重復使用模塊快速組成，當某一個模塊被修改或置換時，不影響其他模塊以及整個系統(tǒng)的正常運行，這一系統(tǒng)體現(xiàn)了敏捷的特性。德國、法國和英國也都參加了一項主題為“未來的工廠”的尤里卡項目，為實施敏捷制造進行基礎性研究工作。德國對未來制造業(yè)開展了一些工作，如21世紀制造業(yè)戰(zhàn)略等。五、敏捷制造的發(fā)展前景實施敏捷制造的過程是制造業(yè)在現(xiàn)有基礎上不斷提高的平滑轉變過程，而對敏捷制造的研究剛剛興起，完整的理論體系尚未形成，其實施方法、手段和途徑仍有待進一步探索。雖然眾多企業(yè)在努力實施敏捷制造，他們確實也從某一方面或幾個方面提高其敏捷性，但迄今為止，仍有許多問題有待解決。針對這一情況，美國等國對敏捷制造的開發(fā)與應用給予了高度重視，資助許多研究單位開發(fā)實現(xiàn)敏捷制造的參考模型和支持工具，并鼓勵在不同行業(yè)進行示范應用，以期在邊研究、邊應用的過程中積累經驗，完善敏捷制造工具產品，為更多的行業(yè)、企業(yè)應用打下基礎。在開發(fā)實現(xiàn)敏捷制造的參考模型和支持工具方面，首先要建立并完善敏捷化工程模型。其次，進一步加強經營決策工具和實驗性實施設計策略開發(fā)工作。在參考敏捷化工程模型的基礎上，還將進一步加強經營決策工具和實驗性實施設計策略開發(fā)，以便能包含更豐富的信息和形成更成熟的標準。第三，探索企業(yè)的敏捷因素的評價準則和分析技術將受到廣泛的重視。第四，進一步開發(fā)支持實施敏捷制造的各種技術和工具。在典型行業(yè)應用示范方面，由于現(xiàn)有的大批量生產模式與變批量、多品種生產模式之間存在很大的差距，現(xiàn)有的生產過程又不具備足夠的柔性等各種限制因素的存在，敏捷制造示范項目仍有待探索和改進。企業(yè)一方面需要充分利用現(xiàn)有的制造能力和技術經驗有效地改進生產過程配置，一方面需要建立企業(yè)信息網(wǎng)，完善各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，同時開發(fā)先進的并行基礎結構，提供協(xié)同工作中人員、工具和產品實現(xiàn)環(huán)境的三維集成。以促進企業(yè)集成的實現(xiàn)，這樣才能盡快從當前生產方式向密接生產方式的轉變。此外，應深入研究敏捷的概念、內涵以及實踐，更好地應用于中小企業(yè)。由于敏捷制造具有資源、技術等集成優(yōu)勢，美國敏捷化協(xié)會的專家認為受資源限制的中小企業(yè)，將成為應用敏捷制造的重要力量。今后敏捷的概念、內涵以及實踐都將得到更深入的研究和進一步的發(fā)展，以便更好地應用于中小企業(yè)。敏捷制造思想的出發(fā)點是基于對未來產品和市場發(fā)展的分析。隨著人民射干怒火水平的不斷提高，對未來產品的需求和評價指標將從質量、功能的角度轉為最大客戶滿意、資源保護、污染控制等；產品市場總的發(fā)展趨勢將從當今的標準化和大批量到未來的多元化和個體化。與產品發(fā)展多元化、個體化相應的是未來產品的利潤和成本結構也將發(fā)生變化。在大批量生產占據(jù)地位的今天，決定產品成本和利潤的主要是制造過程中的各種消耗；而敏捷制造的倡導者們認為，決定產品成本、利潤和競爭能力的主要因素是開發(fā)、生產該產品所需的知識的價值，換言之，同樣的材料、設備和勞動力，投入到不同的技術（知識0含量的產品中，其產品成本、利潤及競爭能力很可能受到重視的新的組織結構，它使企業(yè)能夠在不增加廠房、設備和人員投資的情況下，與動態(tài)聯(lián)盟的其他成員共享各種知識、技術、信息和資源，迅速進行擴大范圍的資源、技術和人員的最優(yōu)配置，有效地擴充了生產能力。這樣就使企業(yè)生產技術含量超出其生產能力的產品成為可能，從而形成超出自身的競爭優(yōu)勢。因此，美國在《21世紀制造企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略報告》中，列舉了將于2006年實現(xiàn)的與上述思想相適應的幾個設想方案。例如，美國汽車公司敏捷響應用戶需求——美國汽車公司USM（UnitedStatesMotorCo.）是一家以國防部為主要用戶的汽車公司。該公司向用戶承諾：1）每輛汽車都按用戶要求制造；2）每輛汽車從訂貨起三天內交貨；3）在整個壽命周期內，有責任使用戶滿意，車能夠重新改造，使用壽命長。在敏捷制造模式提出前，任何公司不論花費多大的代價，都難以做到以上三點。如果USM公司的管理機構繼續(xù)按傳統(tǒng)的、多級的和自動流水線構成，即使采用高新技術，也難以實現(xiàn)上述的承諾。在USM公司，潛在的用戶可以用任何一臺計算機，USM軟件設計自己的汽車。這種軟件、能夠生成用戶構想的逼真的汽車圖象和售價，并能估算在一定條件下的運行費用。若需要定貨，將所設計的車型傳送到銷售中心即可，在那里用戶可以進一步進行可視化虛擬模擬。模擬時，駕駛人員坐在可編程的椅子上，戴上虛擬真實鏡，在視野內就可以看到用戶自己所選擇的操縱板和坐椅的結構、顏色、控制裝置的位置，通過窗口能夠看到前后蓋板和擋泥板的形狀、外面的景物，還可以聽到各種行駛速度下發(fā)出的響聲和風聲。用戶可以調整汽車的各種功能、美