運用先進制造技術構建柔性生產

運用先進制造技術，構建柔性生產發(fā)表時間：2010-1-25來源：中制在線關鍵字：先進制誥技術柔性生產準時生產精益制誥現代科技的飛速發(fā)展，知識經濟時代的到來，人們的需求日新月異，使產品更新換代的周期越來越短，多樣化、個性化的市場已經形成。企業(yè)的綜合競爭優(yōu)勢表現為快速滿足用戶多樣化、個性化的需求的能力。需求轉換成產品的過程要求快速且需滿足客戶多樣化、個性化的需求，必然使公司生產的產品向多品種、小批量、多批次、短周期方向發(fā)展，導致了產品實現過程的復雜度和多變性，也必然帶來企業(yè)整個生產模式（需求一設計一制造一銷售與服務）的變革，使之具有高效率和高柔性的功能?，F代科技的飛速發(fā)展，知識經濟時代的到來，人們的需求日新月異，使產品更新換代的周期越來越短，多樣化、個性化的市場已經形成。眾所周知，在當今全球激烈的市場競爭環(huán)境中，綜合競爭優(yōu)勢（市場、研發(fā)、制造、組織優(yōu)勢等）才是企業(yè)致勝的根本。企業(yè)的綜合競爭優(yōu)勢則表現為快速滿足用戶多樣化、個性化的需求的能力。需求轉換成產品的過程要求快速且需滿足客戶多樣化、個性化的需求，必然使公司生產的產品向多品種、小批量、多批次、短周期方向發(fā)展，導致了產品實現過程的復雜度和多變性，也必然帶來企業(yè)整個生產模式（需求一設計一制造一銷售與服務）的變革，使之具有高效率和高柔性的功能。生產模式的變遷生產模式的變革是隨著科學技術的發(fā)展及市場化程度狀況的變化而不斷發(fā)展變化的?？v觀制造工業(yè)發(fā)展史，總的來說共經歷了三次生產模式的轉變。第一次轉變是單件小批量生產替代手工作坊式生產模式：在制造業(yè)形成早期，科學技術水平低下，整個世界的市場化程度極低，一般人均是在定期設置的集市或市場中進行商品交換或貿易活動。此時的生產基本是用簡單的工具在于工作坊里進行。隨著蒸汽機、紡織機及火車的出現，市場經濟交易范圍迅速發(fā)展并開始超越國界。工廠大量出現，以紡織、鋼鐵、造船、化工等為代表的現代工業(yè)生產方式基本建立，新技術不斷涌現。但世界性的戰(zhàn)爭頻繁，普通平民生活在物質匱乏的時代，消費水平低，單一品種可以長年生產，產品更新換代慢。。至二十世紀初，在技術上開始使用電力，但電子技術仍以電子管為主，此時的制造設備廣泛使用皮帶式流水線，以解決生產過程的搬運、移載等產生的效率低的問題。第二次轉變是大規(guī)模定制生產替代單件小批量生產模式：單一或少品種大量生產是20世紀20年代美國福特公司開創(chuàng)的機械式（剛性）自動流水線生產模式，即大規(guī)模定制生產模式。隨著世界的相對和平，西方發(fā)達國家經濟的發(fā)展，許多大眾使用的產品（如電視、摩托車、汽車、復印機、照相機等）真正推向市場。這個時期人們收入提高，消費能力也迅猛提高，消費者的爭購帶動產品產量的增加，以生產為中心的賣方市場形成。為滿足市場的需求及電腦的發(fā)明，出現了大規(guī)模智能化的流水線，使高效率低成本的大量生產得以實現。時至今日，大規(guī)模定制生產仍是很多生產企業(yè)中普遍推崇的具有主導性的生產模式。在大量生產模式的發(fā)展史中，日本走在了前面。第三次轉變是多品種小批量柔性生產替代大規(guī)模定制生產模式：20世紀60年代英國的Molins公司在世界上首次建成柔性制造系統(tǒng)（當時稱為可變任務系統(tǒng)，只針對制造而未考慮產品實現全過程的柔性）應視為多品種小批量柔性生產模式的發(fā)端。隨著社會經濟的發(fā)展與大量的產品生產，使原先“饑渴”的市場逐漸趨于飽和。進入八、九十年代，要求快捷的多元化、個性化的需求開始凸顯，買方市場時代到來。此時市場對單一品種的產品需求量急劇減少，企業(yè)普遍面臨著大量生產模式與快速變化的市場多元化需求之間的矛盾。于是，過去的大量生產模式被現代多種少量、富有柔性且具有相同低成本的先進生產模式所替代就成為必然趨勢。在這個轉變過程中，對于解決大量生產模式與快速變化的市場多元化需求之間的矛盾的理論研究和具體實踐就沒有停止過，并出現了一系列基于柔性生產模式的先進制造技術與管理方法，主要有：成組技術GT、獨立制造島AMT、計算機集成制造系統(tǒng)CIMS、智能制造IMS、精益生產LP、虛擬制造VM、靈捷制造AM及制造資源計劃MRPII、公司資源計劃ERP等。多品種小批量柔性生產模式柔性指的是按照成本效益原則，以“及時”的方式，對產品品種變化的適應能力。一般認為，為更好地響應市場需求的迅速變化，要求企業(yè)生產系統(tǒng)的管理對產品的品種與產量能做到快速而靈活的調整，就是所謂柔性化的要求。其實進一步而言，企業(yè)柔性的本質是對不可預測變化因素迅速重構的能力，以適應當代和未來的市場環(huán)境。企業(yè)柔性同已有的制造設備柔性的狹義概念是不同的，它意味著員工、制造機器設備與儀器以及軟件三方面柔性的綜合。簡而言之，企業(yè)柔性不僅要求設備儀器有可變性，而且要求在系統(tǒng)中工作的人和軟件都有柔性；是從市場研究與規(guī)劃、設計與開發(fā)直到制造生產、市場營銷各個產品生產過程環(huán)節(jié)綜合可變性的表現；企業(yè)柔性指的是整體可變性，它是企業(yè)從組織管理到技術系統(tǒng)和支撐環(huán)境適應市場需求變化的快速重構能力的表現。就制造設備來說，柔性企業(yè)一般采用可塑性強的可任意組合拼裝的、或有兼容能力的單元及模塊化結構，以進行多品種小批量的產品生產。柔性生產模式是一個大概念，是針對整個企業(yè)而言的。它在企業(yè)中的具體運作是基于上文中提到的一系列先進制造技術和方法的集成管理。七十年代美國提出了計算機集成制造的概念后推動了企業(yè)集成管理（即將集成的思想和觀念創(chuàng)造性地運用于管理實踐的過程）的理論與實踐的發(fā)展，而柔性生產模式下的一系列先進制造技術和管理方法在企業(yè)運用上的融合貫通，就是集成管理的典型代表。本文將重點介紹目前在世界一流企業(yè)中廣泛采用的精益生產（LP）、準時制生產（JIT）和靈捷制造（AM）管理方法。精益生產（LP）與準時化生產（JIT）一般認為精益生產是指豐田生產方式，其中“準時制生產（JIT）”是其典型代表。精益生產的核心思想是以整體優(yōu)化的觀點合理地配置和利用企業(yè)擁有的生產要素，消除生產全過程一切不產生附加價值的勞動和資源，追求“盡善盡美”，達到增強企業(yè)適應市場多元需求的應變能力，獲得更高的經濟效益。精益生產的核心其實是關于生產計劃和控制以及庫存管理的基本思想，而在計算機網絡支持下的小組工作方式是實施精益生產的基礎。精益生產要求以少而精的生產要素投入管理和追求效益經濟的指導思想，是對傳統(tǒng)的“大規(guī)模生產模式”的挑戰(zhàn)。它的基本目標是零庫存、高柔性、無缺陷。精益生產的特點是：第一，以銷售部門作為生產過程的起點，按訂貨合同組織多品種小批量生產；第二，在產品開發(fā)上有獨特的辦法，采用類似“項目經理負責制”，項目經理被賦予極大的權力去組織人力物力資源并會得到各級領導的支持，以保障開發(fā)的順利進行。開發(fā)過程中采用的是并行工程（簡稱CE），即在產品設計時，就將其后續(xù)的工藝、制造、裝配、檢測、使用、維修、服務等產品整個生命周期中的相關過程全部考慮并一同設計，以減少反復修改的次數，爭取一次成功。項目小組依靠一個由設計、工藝、制造、營銷甚至包括用戶和供應廠家在內的相關人員組成的團隊來協(xié)同工作。開發(fā)中運用各種計算機輔助技術，采用一種基本型外加多種變體的模塊化設計成為主流。確保產品質量、成本目標和用戶需求，縮短開發(fā)周期是設計開發(fā)精益化的要求。第三，在供應與營銷管理上利用利益準則的同時，力求與協(xié)作廠和零部件供應商、銷售商及用戶保持長期而穩(wěn)定的全面合作關系，形成“命運共同體”。在企業(yè)的協(xié)作配套領域還可通過參股、控股辦法，建立起資金聯合的血緣關系，主廠對協(xié)作廠實行分層管理，建立金字塔形的協(xié)作體系。在營銷上建立統(tǒng)一的營銷體系，提倡主動銷售，同時做好服務，使用戶滿意并形成長期穩(wěn)定的銷售服務網絡。有了比較暢通的供應鏈與銷售網絡流通體系，才能形成真正的準時制生產（JIT）。第四，在生產計劃與庫存管理體系上，精益生產的一大特色是其生產計劃與庫存管理方法---準時制生產（JIT）。在“只能生產能夠賣得出去的產品”的時代，JIT是一種有效利用各種資源，降低成本的生產準則，其含義是：在需要的時間和地點，生產必要的數量和完美質量的產品和零件，以杜絕超量生產，消除無效勞動和浪費，達到用最小的投入實現最大產出的目的。JIT是在消除一切浪費和無效勞動、生產系統(tǒng)最優(yōu)化基礎上縮短生產周期，加快資金周轉和降低生產成本，實現零庫存的主要方法。傳統(tǒng)管理對在制品制造實行供足供飽的“推動式”管理（如MRPII就是受主生產計劃的“推動”，在需要的時間、地點制造需用的零部件，設有安全庫存應付市場需求的波動）。而追求零庫存的JIT是一種“拉動（Pull）式”管理。準時制生產首先制定年度、季度、月度生產計劃并向最后一道工序以外的各工序出示每月大致的生產品種和數量，作為其安排生產的參考基準。而每日的準時制生產指令只下達到最后一個工序。也就是說，前道工序的零部件僅在后續(xù)工序提出要求時才生產，后工序取走多少，前工序就生產多少，決不積壓。這樣，從最后一道工序層層向前工序領取零部件，直至原材料供應部門，把各個工序連接起來，中間不存在任何庫存緩沖環(huán)節(jié)，形成“拉動式“管理。各工序間以“看板”作為信息傳遞的載體，按照有限能力計劃，逐道工序地倒序傳遞制程中的取貨指令和生產指令，現場操作人員依據“看板”進行作業(yè)。JIT在制造工序間實行“一個流”（產品在各個工序生產時每個工序只有一個半成品或成品在生產）管理，使在制品庫存為零。總的來說，JIT以“拉動式”管理、“一個流”管理和作為JIT現場控制技術核心的“看板”管理的結合運用，實現生產制造環(huán)節(jié)的精益化管理。第五，在人力資源與組織管理方面，采用團隊組織和團隊工作方式（即計算機網絡支持下的工作小組方式，可以是一個生產小組，也可以由整個車間、公司、甚至協(xié)作廠和用戶在內組成不同層次的團隊），通過建立“共榮”、“忠誠”的團隊精神來調動各方的積極性和創(chuàng)造性，這是精益生產組織管理的重要特色。另一個組織管理特色體現在信息溝通及全員參與管理上。決策是自下而上進行的，即首先由最底層團隊員工提出并討論一致后報上一級管理部門。企業(yè)鼓勵員工對企業(yè)所有工作提出合理化建議并給予獎勵。領導者與員工之間建立的雙向信息溝通渠道和全員參與民主管理是精益生產取得成功的重要因素。因此，培養(yǎng)高素質的員工隊伍，構建信息溝通與共享的學習型組織是精益生產的動力。第六，在質量控制體系上，精益生產采用的是全面質量管理，由所有人員共同參與并貫穿于從設計到制造的全過程中。生產現場的“工作小組”一般運用QC小組形式進行自我質量檢驗與改善，取消昂貴的專用檢驗場所和修補加工區(qū)，既保證了質量又降低成本，使生產成為真正的“精益”。從精益生產的管理體系可以看出，它的基本目的是要在企業(yè)中完美實現零庫存、高柔性、無缺陷?！案呷嵝浴斌w現在組織柔性、人員柔性、設備柔性。組織上決策權力是下放的而不是集中在指揮鏈上，它不采用以職能部門為基礎的靜態(tài)結構，而是采用以項目小組為基礎的動態(tài)組織結構。人員必須是一專多能的多面手，在需求變化時可適當調整人員的作業(yè)來適應短期的變化。設備上采用適度的自動化與柔性成組技術（GT），以工序相對集中，沒有固定節(jié)拍以及物料的非順序輸送的組織形式，追求接近大量生產模式下剛性自動化達到的高效率、低成本及其沒有的靈活性?！傲銕齑妗币笤牧蠠o庫存、生產無廢品、無在制品與成品的積壓，把超量生產視為萬惡之源，與傳統(tǒng)的將庫存視為資產截然不同。它認為，運用各種庫存平衡生產不僅增加成本，而且會掩蓋企業(yè)生產中的各種問題（如橫向業(yè)務摩擦、設備故障、工作質量低導致的廢品與返工、計劃不周等引起的生產脫節(jié)）。另外如何實現在供應鏈應用JIT方法降低庫存也是關鍵?！盁o缺陷”是精益生產追求盡善盡美的最好體現，是其最終目標。它強調全員樹立“第一次就做對”的思想。它認為，傳統(tǒng)的企業(yè)都規(guī)定了可接受的廢品百分比，并用庫存彌補以均衡生產，這是治標不治本的方法。只有消除不合格產品的根源，才能真正實現零庫存和均衡生產。精益生產