先进制造业运行模式.docx-道客多多

资源描述

1、先进制造业运行模式陈禹六编著清华大学出版社( 京 ) 新登字 158 号内容提要当前市场竞争越演越烈 , 要赢得竞争 , 不能单靠引进一些新技术 , 更重要的是要实施先进的制造业运行模式。本书详细介绍了国际上讨论最多 , 应用最广的计算机集成制造 ( CIM ) 、精良生产 ( lean pro- duction) 和敏捷制造 ( agile manufact uring) 三种模式的基本思想

3、版社激光防伪标签 , 无标签者不得销售。图书在版编目 ( CIP) 数据先进制造业运行模式 / 陈禹六编著 . 北京 : 清华大学出版社 , 1998 .2ISBN 7-302-02825-7 . 先 . 陈 . 机械制造工艺 . TH 16中国版本图书馆 CIP 数据核字 (98) 第 01661 号出版者 : 清华大学出版社 ( 北京清华大学校内 , 邮编 100084)因特网地址 : www .tup .t singhua .edu .cn印

4、刷者 : 北京市清华园胶印厂发行者 : 新华书店总店北京科技发行所开本 : 787 1092 1/ 16 印张 : 7.5 字数 : 175 千字版次 : 1998 年 2 月第 1 版 1998 年 2 月第 1 次印刷书号 : ISB N 7-302-02825-7/ T P1482印数 : 00013000定价 : 8 .50 元前言近年来 , 我国经济建设飞速发展。中央提出 “ 863”计划 11 年来 , 高技术的应用也得到了长足的进展 , 对

5、经济建设主战场起了很大的促进作用。在制造业 , 计算机集成制造 ( CI M ) 的概念已经为越来越多的企业家所了解。国务院领导和国家科委决定在 2000 年以前将 CIM 推向 150 300 家企业 , 面对着这样一种高速发展的形势 , 正确帮助和引导企业搞好系统集成成了这一领域的一个热门课题。积十年来实施 CIM 的经验教训 , 我们深深地体会到 : 实

6、施 CI M 绝不是一个单纯的技术问题 , 更重要的是企业的一种经营战略和运行模式。因此国际上近年来纷纷提出各种各样制造业运行模式中的新名词 , 其中尤以精良生产 ( lea n production) 和敏捷制造 ( agile m anufacturing) 最为脍炙人口。虽然 , 新名词传播得很快 , 但其核心思想、具体内容却研究得不够。有些人只是读了一两篇文章 , 根

7、据某些片言只语或想当然的理解 , 开始在一些企业推行这些模式。这样一种赶时髦的做法 , 难免会导致走弯路和浪费大量投资。因此很有必要出版一本较系统地介绍这些概念的书籍。本人查阅了较多的资料 , 并进行了一定的比较 , 希望这样写出来的介绍对企业界和高等院校的同行们能够有一些参考价值。本人的基本观点在于 : 各种不同的提法 ,

8、归根结底是要寻找一种合理的企业经营模式 , 实现系统集成 , 以提高企业在市场上的竞争能力。在我国 , CI M 思想已经深入人心 , 我们应该引导人们正确地、广义地去理解 CI M , 实施 CI M , 而不必要引进很多名词去搅乱企业界人士的思想。如果勉强要去执行各种五花八门的概念 , 结果恐怕是弊多利少。这样说 , 完全没有排斥吸收各种好思

9、想的意思。因为 CIM 的实施本来就不是一件 “ 从商店货架上买来的现成东西” , 而是用 “ 具体问题具体分析 ”的方式对企业经营模式进行的改造。每个企业实施 CI M 时都需要根据国情、厂情、行业特点 , 决定自己应采取的经营战略、组织形式、运作方式等。因此 , 国际上各种新提法、新模式中 , 如有可以用来帮助本企业改造的思想、方法、工

10、具 , 以及具体的软件或设备 , 都可以吸收过来 , 作为本企业经营过程重构时的参考和补充。但立足点是本企业的战略目标和实际需求。只有以我为主地进行企业改造 , 才能做到对我有用对我有利 , 才能避免盲目地追求新名词 , 而偏离了企业改造的宗旨。本书的编写 , 主要工作是作者本人完成的。其中第 2 章大部分内容 , 是清华大学黄益庄教授

11、执笔编写的。第 4 章敏捷制造中有部分参考国外书籍的内容 , 是在我的学生张锋同学摘译的资料的基础上 , 由我修改、编写成的。由于本人在精良生产和敏捷制造方面的直接经验还不够 , 因此书中的内容一定有不少错误和不当之处。恳请读者批评指正。陈禹六1997 年 8 月目录第 1 章绪言 1第 2 章计算机集成制造 52 .1 正确认识计算机集成制造 (

12、CI M ) 概念 52 .2 CIM 系统的基本构成 62 .2 .1 管理信息系统 62 .2 .2 工程设计系统 82 .2 .3 质量保证系统 112 .2 .4 制造自动化系统 122 .2 .5 计算机通讯网络支撑技术之一 132 .2 .6 数据库系统支撑技术之二 152 .3 组织改革和人的集成 162 .4 集成的三阶段 202 .5 如何设计和实施 CI M 222 .5 .1 参考模型 ( 参考体系结构 ) 232 .5

13、 .2 建模方法 262 .5 .3 实施指南 272 .6 实施 CI M 的评价准则 342 .6 .1 现有方法的综述 352 .6 .2 计算上市时间 362 .6 .3 对质量提高进行 “基准检查” 372 .6 .4 计算生产成本和产品成本 382 .6 .5 评价服务水平 392 .6 .6 用层次分析法进行排序 402 .6 .7 评价的结构化进程 412 .6 .8 小结 42第 3 章精良生产 433 .1 历史的回顾和精良生

14、产 ( L P) 的基本思想 433 .2 精良生产的生产操作与对工人的要求 463 .3 精良的管理 493 .4 精良的设计 513 .5 协作配套 533 .6 用户是上帝 553 .7 准时生产制和看板系统 573 .7 .1 看板的功能 573 .7 .2 看板 583 .7 .3 辅助设备 583 .7 .4 看板操作的一般描述 583 .7 .5 看板控制 593 .7 .5 .1 生产线 593 .7 .5 .2 接受区 613 .7 .5 .3

15、最优的看板数 623 .7 .5 .4 看板系统的调整 633 .7 .6 小结 63第 4 章敏捷制造 644 .1 敏捷制造的基本思想 644 .2 敏捷制造企业的基本特征 674 .3 实现敏捷制造的各种具体措施 704 .4 如何评价企业的 “ 敏捷性” 以及如何用敏捷性赢得竞争 764 .4 .1 使顾客富裕 804 .4 .2 用合作去加强竞争 814 .4 .3 驾驭改变和不确定性 824 .4 .4 充分发

16、挥人和信息的作用 834 .5 虚拟企业的形成 844 .6 改造企业文化促进系统集成 87第 5 章其它提法的基本思想 945 .1 并行工程 945 .1 .1 背景和定义 945 .1 .2 目标、组织、方法和工具 955 .1 .3 并行工程与系统集成的关系 975 .2 以人为中心的生产 975 .3 全面质量管理 985 .4 经营过程重构 1005 .5 虚拟制造 1025 .6 DFX 1045 .7 智能制造

17、系统 1055 .8 广义企业 1065 .9 CIM3 107第 6 章广义 CIM 的内涵 108参考文献 110第 1 章绪言一个国家要发展经济提高人民生活 , 必须搞好生产。农业、林业、牧业、渔业是生产 , 工业中各种各样行业也都是生产 , 其中作为核心的 , 或者说起着决定性作用的则是制造业。因为它是各行各业的 “母机” , 为各行各业的技术进步提供基础条件 , 又直

18、接关系着人民的日常生活。所以制造业的先进与否是一个国家经济发展的重要标志 , 制造业的产值在多数国家的国民生产总值中占有重要比重。本世纪初 , 泰勒生产方式在美国汽车行业中率先应用 , 开创了用大规模生产方式赢得高效率和高额利润的一个时代 , 以后在很长时间里 , 美国的制造业在国际上一直处于领先地位 , 美国的经济发展也一

19、直处于世界前列。但在 60 年代后期和 70 年代 , 美国过多地强调了服务业 , 对制造业的发展一度有所放松 , 被日本、德国迎头赶上并超过。 80 年代中期 , 美国国内才发现了这个危机 , 惊呼要 “夺回制造业的优势” , 经过几年的努力 , 90 年代初 , 局势才有所扭转。这个历史教训对我国经济发展也是很有价值的。它提醒我们 , 必须将制造业的发展

20、和进步放在关键的战略位置上来考虑。那么什么是制造业 , 制造业的范围有多大 ? 很早以前 , 人们只是从 “机械制造” 的狭义角度来理解这个词 , 似乎只有金属加工以生产各种不同的机器 , 才称之为 “制造业 ”。后来 , 在欧洲和美国的学术界之间 , 曾经为 “生产” 和 “制造” 两个名词的含义大小进行过一段时间的争论。欧洲专家认为 “生产” ( producti

21、on) 比 “制造” ( manufact uring ) 范围更广 , 制造业是一个狭义的字眼。美国专家则认为 “生产” 只是一个狭义的活动 “, 制造” 则应包含很广范围内的各种工作和活动。譬如说“ , 飞机生产 ”就是指在这样一种工厂中加工各种零件 , 最后将它们装配成为一架成品飞机的过程 ; 而 “ 飞机制造业 ”则包括特种原材料制备 , 发动机、电子仪器的生产 , 座椅

22、和服务设施的制造 , 以至试飞、销售、售后维修服务等许多方面。这场争论并没有人作结论 , 现在也没有人对 “ 制造业 ”作出统一的定义。但是越来越多的人都从广义上来理解这个词 , 只要是对各种各样的原材料进行加工处理 , 生产出为用户所需要的最终产品 , 它们可以是飞机、汽车、计算机、电子仪器 , 也可以是成衣、鞋帽、食品 , 都可以归

23、属于 “制造业 ”。其涉及的活动范围则是从原材料采购、订单处理、产品设计、工艺设计 , 经过整个生产活动的计划、调度和加工、总而言之 , 装配活动本身 , 直到销售、发货和售后服务 , 还包括仓库管理、财务管理、人事管理等 , 覆盖一个企业的全部活动。这样一种广义的理解 , 主要是这些行业在生产管理、系统集成等方面有着共性 , 都可

24、以应用 “计算机集成制造” ( compu ter integrated manufact uring , CI M ) 的概念来进行改造和集成 , 都可以采用本书将介绍和论述的一些先进的生产和管理模式 , 而不必把这些先进模式只局限于狭义的机械制造行业。近几年来 , 又有人提出更广义地理解 “ 生产 ”这一概念 , 其观点是把信息和服务的产生和提供 , 都归之于 “ 生产” 。总之 ,

25、不管名词怎么样争论 , 我们主要强调 , 不要把自己的视野太局限了。 1 实际上 , 广而言之 , 集成的概念对于非制造业也是有意义的 , 不过到目前为止 , 我们还不必把它推广到包罗万象 , 而是先在现在所理解的广义制造业的范围内讨论清楚 , 逐步开发 , 取得成效为好。从历史上来说 , 制造业曾经长时期以手工作坊方式运行。工业革命以后 , 特

26、别是 19 世纪中 , 劳动分工的概念和零件 “ 互换性” 概念提出后 , 生产规模逐渐扩大。基于泰勒提出的科学管理和时间研究 ( time s tudy) , 本世纪初 , 福特在其世界闻名的福特汽车公司实现了流水生产线 , 这就开辟了大规模生产的新纪元 , 生产效率实现了大幅度的跃进。随着生产力的增长 , 物质财富越来越丰富 , 人们对商品的要求越来越高 ,

27、对商品多样性的需求越益突出 , 这就使大批量的生产方式逐渐变得不适应于市场竞争。市场的趋势可以定性地用图 1 . 1 来表示。就是说 , 要求产品种类越来越多 , 一个型号产品的生命周期则越来越短 , 还要求企业有善于处理批量大小不同的订单的能力。这就是所谓用户化大量生产 ( mass-customer-图 1.1 市场趋势ization production) , 就是

28、要求用大量生产 ( mass production) 的成本来生产出满足大批用户不同个体化要求的产品。为了适应这种新的形势 , 世界各国都在致力于对未来制造业战略和运行模式的研究。早在 20 世纪 50 年代 , 日本丰田汽车公司 , 最初由于战后经济困难 , 资金短缺 , 难于参加国际竞争而 “穷则思变” , 开始创立一套与大量生产不相同的生产经营方式。积多

29、年的工作经验 , 形成了一整套企业经营管理的丰田生产方式 , 在日本其它企业不断推广后 , 取得很大成功 , 促进了整个日本经济的快速发展。最初 , 美国的学者和企业家们 , 只认为日本经济的发展 , 主要是由于劳动力比美国便宜以及日本民族文化中 “服从性” 比较突出所造成的。 80 年代中期 , 美国人警觉到问题不那么简单 , 于是在麻省理工学

30、院 ( MI T ) 设立了一个 “国际汽车计划” ( in ternational motor vehicle program , I MVP ) , 派出了十几位教授到世界各地调查了十几个汽车公司 , 对于丰田生产方式的特点作出了详细的总结 , 出版了一本书 “ T he machine th at changed the world”( 中译本 “, 改变世界的机器” , 万国学术出版社 ) 。其中将丰田生产方式称之为 “ lean

31、production”。本书作者将之译为 “ 精良生产” , 其详细内容将在第 3 章中介绍。另外 , 从技术发展的进程中 , 也对企业运行提出了新的问题。特别是在计算机技术的快速发展及其在工业上越来越普遍的应用以后 , 人们逐渐感到 , 整个生产过程、以至整个企业运行的各个方面 , 应用着各种各样的单项技术 , 每种单项工作都可以引入很先进的新技

32、术 , 但是面对着急速变化的市场需求 , 如果不将各单项技术关联起来形成一个整体 , 提高企业的应变能力 , 那么单项技术的先进性就不可能发挥其应有的效果 , 这就导致了所谓 “集成” 概念的产生。 1973 年美国约瑟夫哈林顿博士 ( Dr . Joseph Harring ton ) 提出了计算机集成制造 ( computer integrated manufact uring , CI M ) 的概念

33、, 当时他提出了 2 个基本观点 : ( 1 ) 企业生产的各个环节 , 包括市场分析、产品设计、加工制造、经营管理及售后服 2 务的全部经营活动 , 是一个不可分割的整体 , 要紧密连接 , 统一考虑。 ( 2 ) 整个经营过程实质上是一个数据的采集、传递和加工处理的过程 , 其最终形成的产品可以看作是数据的物质表现。这一概念直到 80 年代才被人们广

34、泛接受并付诸实施。但是在实施过程中 , 对 CI M 的认识又有各种各样的提法 , 导致各种不同的结果。这里我们不一一列举各种不同的 CI M 定义 , 只是提供国际标准化组织 ( ISO ) 的一个工作小组 ( ISO/ TC184/ SC5/ W GI )在 1992 年提出的 CI M 定义 “: CIM 是把人和经营知识及能力 , 与信息技术、制造技术综合应用 , 以提高制造企业的生产

35、率和灵活性 ; 由此将企业所有的人员、功能、信息和组织诸方面集成为一个整体” 。这个定义的概括性很强 , 但正因为企图给出一个 “ 概括的定义” , 对指导工业界人士正确理解 CI M的概念反而显得过于抽象了。本书作者在 1991 年为我国 CIMS 重点应用工厂统一名词术语时 , 提出过一个定义 , 后来作过个别字词修改 , 提供给读者 , 希望能有助于

36、读者正确理解 CIM 概念。我们把 CI M 和 CI MS 分别定义如下 :CI M 是一种概念、一种哲理。它指出了制造业应用计算技术的更高阶段。即在制造企业中将从市场分析、经营决策、产品设计 , 经过制造过程各环节 , 最后到销售和售后服务 , 包括原材料、生产和库存管理、财务资源管理等全部运营活动 , 在一种全局集成规划指导下 , 在更充分发

37、挥人的集体智慧和合作精神的氛围中 , 关联起来集合成一个整体 , 逐步实现全企业的计算机化。目的是实现企业内更短的设计生产周期 , 改善企业经营管理 , 适应市场的迅速变化 , 获得更大经济效益。CI MS 就是在 CI M 思想指导下 , 逐步实现企业全过程计算机化的综合人机系统。不论其计算技术应用的广度和深度处于什么阶段 , 只要全局规划

38、是明确的 , 确实按照 CI M 思想指导着企业的体制改革和技术改革 , 就可称为 CI M 系统。全面应用于各个环节的 CI M 系统可以说是未来工厂的模式 , 但在发展过程中 , 则可以把它本身看作是一种进程 , 而不必局限于某种固定格局的层次模式。还要强调的是 , 这个人机系统的集成 , 不仅是技术上信息和物流的集成 , 或者说硬件、软件的集成

39、, 更重要的是人的集成 , 是人、技术和经营三大方面的集成 , 而且系统成效的大小 , 更多地要取决于人的集成的情况。这里 , 有几个词还需特别强调一下 :“全局集成规划指导” , 因为实施 CI M , 往往是对现有企业的经营模式的改造 , 把已有的应用计算技术、自动控制、信息技术、管理科学等单项技术综合成为一个内部关联运行的整体 , 以满足

40、经营战略目标的需要。而各种信息技术的硬件与软件 , 制造业的各种生产设备 , 来自于各种各样厂商 , 其异构性 ( heteroge neity) 是一个必然存在的突出问题 ; 即使是完全新建的企业 , 也不可能是一蹴而就 , 建成后又一成不变的 , 必然会存在逐步扩展而有异构性问题的。因此 , 如何最好地使用已有设施 , 如何扩展最有利于整体系统内部信息

41、交换 , 并且联成整体 , 如何保证各个阶段的投资都能取得最大效益 , 都需要强调先有 “ 全局规划” 。“逐步实现” 与 “一种进程” , 正因为实施 CI M 是一个全企业范围不断改造的过程 , 是一个极其复杂的系统工程问题 , 不可能也不应该急于求成 ; 更不要把它看成非要如何如何复杂的自动化 , 非要包含多少种层次的某某模式 , 否则就不是 CIMS。相反

42、 , 应把它看成一种对经营过程重新设计和改进的过程 ( 即 “一种进程” ) , 这过程中必然在扩大计算技术 3 的应用 , 必然有自动化 , 但只是一种手段 , 一种可以模块式地逐步演进地改造企业的工具。一块一块地扩展 , 一块一块地连接 , 始终服务于企业的经营目标 , 从有利提高企业竞争能力出发 , 选定何时何地需要采用何种先进技术 , 还是更好地

43、发挥人的作用 , 还是改变管理方式。其中 , 如果条件成熟 , 建立一个能掩盖各种异构性的集成基础结构 ( integrating infrast ruct ure ) , 或称系统运行开发平台 , 或称集成使能器 , 在贯彻一定的标准的前提下 , 使新开发的异构模块更顺利地连接入总系统 , 则 CI M 实施的步伐就能加快。“人的集成” , 从实践中人们越来越认识到 , 实施 CIM

44、的障碍 70 % 以上来自于人 , 企业集成除了要求方法和技术的解答外 , 还要克服心理、社会、教育等障碍 , 以达到一种新的经营模式。这一点将是本书讨论的重点。一个发展中的新概念 , 往往不容易说清楚它 “ 是什么” , 但是为了防止人们走向歧途 , 必须说明它 “不是什么” 。对于 CIM 概念 , 我们必须强调 : 它不是全盘自动化 , 它不是单纯的技术

45、的互连。正因为实践中不少人把实施 CIM 只看成是一个单纯的技术问题 , 有的人盲目追求所谓全盘自动化 , 还有的人只为了追求一个好名声而搞 CI M , 没有明确的需求 , 没有明确的目标 ; 当然也有的企业是没有正确的指导 , 工作不得法。最后 , 十多年的 CI M 实践 , 不成功的企业数目比成功的企业数目多得多。归根结蒂 , 这是一个能否正确

46、地从全企业各个方面的整体角度 , 来认识和正确实施 “ 系统集成” 的问题。1990 到 1991 年 , 基于推行精良生产和实施 CI M 的经验教训 , 美国国防部组织了一批专家 , 结合美国的情况 , 预测了制造业未来发展的方方面面 , 提出了 21 世纪制造业战略发展的设想 , 称之为 “ 敏捷制造” ( agile manufact uring , AM ) 。和 CI M 一样 , AM 也是一种

47、概念 , 一种哲理 , 已经提出的 AM 在生产上、管理上、组织上、经营上有各种设想 , 但是任何一种具体做法都只是 AM 的一个组成部分 , 不等于 AM 本身。 AM 概念又是处于发展的前期 , 刚刚开始有一点实践 , 远远没有成熟。因此这个概念本身也是在发展中的。目前美国有很多企业在进行的经营过程重构 ( business process re-engineering ) 、

48、组织层次压缩 ( flat tening hierarchies) 、广泛授权于人 ( empowering people ) 、实施 LP ( implementing lean production ) 等 , 都是实现 AM 的必要步骤 , 但又只是实施 AM 的一些局部做法。在这样一种制造业运行模式根本改造的大潮流中 , 其它国家当然也会有各种想法和做法。欧共体继几年前在 ESPRI T 计划中提出的 “ 人为中心的 C

49、I M”( Human-cen tred CI M ) 研究课题 , 发展成 “ 以人为中心的生产方式” ( Ant hropocent ric Production ) 。总的趋势是强调人的作用 , 和人、组织、技术三者的总体集成。本书作者的看法则是 : 改革潮流的实质 , 是为了适应未来世界市场竞争的需要 , 而进行全企业范围 ( 甚至包括供应商和用户在内的 “ 广义企业” 范围 ) 内整体系统的集成。这个集成绝不是一个单纯的技术上的信息集成、物理集成等 , 而是包括人、组织 ( 经营 ) 和技术三方面的集成。目前 , 我们国内 CIM 思想已经比较深入人心。我们不必另创什么新名词 , 但要端正和扩展对

展开阅读全文