关于制造模式变革的新认识.pdfVIP

关于制造模式变革的新认识+ 肖人彬 (华中理工大学CAD中心，武汉，430074) 摘要本文运用系统工程的思想和方法，审视制造业的发展进程．借助现代非线性科学的 研究成果，基于问题求解的观点，分析制造模式的变革．其结果表明：制造模式的变革实际 上是对市场需求变化的响应；当前兴起的基于动态联盟的敏捷制造乃是面向病态制造生产问 题的分形求解途径． 关键词制造模式市场需求问题求确敏捷制造 1 引言 近年来， 随着科学技术的进步和人们生活水平的提高，世界范围内的市场竞争愈演愈 烈。而工业化国家的发展实践表明．其真实财富中的600／一80％是由制造业刨造的f】】。这意昧 着现代制造业正处于市场竞争的前沿，面临严峻的挑战。正当此时，以提高制造业市场竞争 力为根本日标的先进制造技术在90年代应运而生，成为面向2l世纪的新的技术体系。国内 外众多的经验证明，先进制造技术只有在与之相匹配的制造模式下，才能充分发挥作用12]。 本文运用系统工程的思想和方法，审视制造业的发展进程，分析制造模式的变革，力图给出 科学严密的论证和系统深刻的阐释。 2制造模式的变革 所谓制造模式是指企业经营管理，生产组织及技术构成的形态和运作方式。制造业兴起 之初，采用的是作坊工场生产。到了本世纪20年代，在Taylor“科学管理”的指导下，结合 当时的电气化、标准化和系列化，Ford开创了机械(刚性)自动流水线生产，这种制造模式 具有严格的生产节拍控制和卖方市场特征pI。 进入70年代以后，自动流水线制造模式与多品种的市场需求之间的矛盾越来越明显． 为使制造业摆脱困境，以柔性制造系统(FMS)为核心的制造模式应运而生，并在70年代末 迅速发展起来。柔性制造主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多 品种小批量的生产，它增强了制造企业的灵活性和应变能力，提高了设备使用效率和员工劳 动生产率，大大推动了制造业发展。但到了80年代后期，其局限性日益显露，究其原因，除 了高额投资制约之外，主要在于柔性制造只有在对市场需求比较准确预测的情况下才能充分 ’田家863计划项目(863．511 关于制造模式变革的新认识 发挥作用。近年来兴起的以敏捷制造(agile 制造的局限性，适应了市场变化莫测的需要。敏捷制造的概念是美国Lehigh大学和通用汽 车公司LGM)等在1988年首次提出的。敏捷性是指企业动态灵活地、可重构地、集成地、 快速地响应市场变化的能力『4J。正如有的学者指出的那样．敏捷和柔性的含义是不同的。柔 性指的是在设计一个新设备或一个新的生产过程日寸，充分考虑到它们未来可能适应的不同环 境或任务。柔性设备或柔性生产线指的就是这种性质，它们可以适应不同的环境和任务。但 是，这种柔性是根据设计时对末来使用的预测来实现的。敏捷不同．敏捷的设备或生产线的 特征是它们从设计开始，就是要面向无法预测的应用环境的pj。敏捷制造是获得敏捷的制造 模式，其核心是组织、人员和技术三大资源的有效集成，强调并设法实现瓷源的有效集成是 动态联盟是一种由多家独立公司为了抓住和利用迅速变化的市场机遇，通过信息技术联 系起来的临时性网络。网络中的备成员企业充分信任与台作．发挥各自的核，C魄势．共享技 术，分担费用，以求获得更大的收益。一旦市场机遇逝去，该动态联盟即告解体*洒过动态 联盟的运作．可迅速有效地集成为满足某个特定市场机遇所需的全部资源，从而对市场变化 作出积极响应。可见，它是一种多变的企业动态组织结构和企业群体集成方式。 以上对本世纪以来制造模式的变革作了一个粗线条描绘，勾画出由自动流水线生产到柔 性制造再到敏捷制造的发展进程。人类征服自然改造自然的活动(制造活动是其中之一)可 以一般地归结为问题求解(problemsolving)。根据这一认识，下面基于问题求解的观点，对 制造模式的变革进行分析。 3问题类型与求解途径 虽然不同问题的具体求解方法多种多样，可能干差万别。但根据现代非线性科学的研究 成果，我们认为从抽象意义上讲，问题求解的途径可归纳为三种，即整体求解、分解求解和 分形求解，并且某种途径适于求解相应类型的问题。下面先对问题类型加以说明，再讨论求 解途径。 3l问题类型 (1)简单问题。这类问题具有线性特征，从几