［摘 要］本文明確闡述了先進(jìn)制造模式及其特性，分析了當(dāng)前世界各國(guó)在實(shí)施先進(jìn)制造戰(zhàn)略方面的進(jìn)展。針對(duì)近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)敏捷制造、綠色制造、計(jì)算機(jī)集成制造、大規(guī)模定制、精益生產(chǎn)等幾種典型的先進(jìn)制造模式的研究?jī)?nèi)容和實(shí)踐效果進(jìn)行綜述，并進(jìn)一步探討在此研究領(lǐng)域中的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

［關(guān)鍵詞］先進(jìn)制造模式；敏捷制造；綠色制造；計(jì)算機(jī)集成制造；精益生產(chǎn)

doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2009.15.028

［中圖分類號(hào)］F403.6［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］1673-0194（2009）15-0091-04

1 引 言

制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱，是綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)。世界各國(guó)在經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)主要是制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)。研究并掌握制造業(yè)的先進(jìn)制造模式及其運(yùn)作規(guī)律是一個(gè)重要的理論和實(shí)踐課題。本文將針對(duì)我國(guó)先進(jìn)制造模式的理論研究和實(shí)踐成果的現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

2 先進(jìn)制造模式及其特點(diǎn)

制造模式是指制造企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、管理體制、組織結(jié)構(gòu)和技術(shù)系統(tǒng)等方面所表現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)或運(yùn)作方式。先進(jìn)制造模式則是指企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，依據(jù)環(huán)境因素通過(guò)有效地組織各種生產(chǎn)要素來(lái)達(dá)到良好制造效果的先進(jìn)生產(chǎn)方法或樣板［1］，這種樣板所蘊(yùn)含的概念、哲理和結(jié)構(gòu)對(duì)其他企業(yè)具有可仿效性。先進(jìn)制造模式的先進(jìn)性表現(xiàn)在企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)合理、管理手段得當(dāng)、制造技術(shù)領(lǐng)先、市場(chǎng)反應(yīng)快、客戶滿意度高、單位產(chǎn)品成本低等諸多方面。

20世紀(jì)80年代后期以來(lái)，信息技術(shù)的進(jìn)步特別是互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)對(duì)制造模式的演變起到了巨大的推動(dòng)作用。各國(guó)先后提出了不同模式的制造戰(zhàn)略和研發(fā)計(jì)劃。美國(guó)學(xué)者于80年代末首次提出了“先進(jìn)制造”（advanced manufacturing）的概念。專家學(xué)者先后總結(jié)出了一系列頗有成效和價(jià)值的先進(jìn)制造模式，如精益生產(chǎn)、敏捷制造、計(jì)算機(jī)集成制造、現(xiàn)代集成制造、虛擬制造、高效快速重組（LAF）、分散化網(wǎng)絡(luò)制造、成組技術(shù)、綠色制造、智能制造、大規(guī)模定制等，為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)多品種、小批量、個(gè)性化定制生產(chǎn)奠定了相關(guān)理論基礎(chǔ)。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)代各種先進(jìn)制造模式的研究分析，可以總結(jié)出它們具有如下幾個(gè)特點(diǎn)［1-4］。（1）綜合性：是技術(shù)、管理方法和人的有效綜合和集成。（2）普適性：其概念、哲理和結(jié)構(gòu)，適用于不同企業(yè)，其核心思想和觀念具有普遍指導(dǎo)意義。（3）協(xié)同性：強(qiáng)調(diào)人-機(jī)協(xié)同、人-人協(xié)同因素的重要性［5-6］，技術(shù)和管理是兩個(gè)平行推進(jìn)的車輪［7］。（4）動(dòng)態(tài)性：與社會(huì)及其生產(chǎn)力發(fā)展水平相適應(yīng)的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程。

3 先進(jìn)制造模式研究現(xiàn)狀分析

汪應(yīng)洛［8］深入研究了先進(jìn)制造模式的內(nèi)涵、特征及其演變機(jī)制，對(duì)國(guó)際上最具代表性的63種先進(jìn)制造模式進(jìn)行了系統(tǒng)科學(xué)的分析、比較和分類研究，結(jié)合我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀提出了“精益-敏捷-柔性制造模式”，又稱為高效快速重組（LAF）模式，為我國(guó)企業(yè)推行先進(jìn)制造模式積累了經(jīng)驗(yàn)。

同濟(jì)大學(xué)［9］和香港理工大學(xué)的研究學(xué)者結(jié)合珠江三角洲制造業(yè)發(fā)展實(shí)際，提出了分散化網(wǎng)絡(luò)制造模式。

863/CIMS主題的實(shí)施為我國(guó)制造業(yè)造就了一大批先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用骨干人才，并總結(jié)出了一套適合國(guó)情的先進(jìn)制造模式的實(shí)施方法，形成了具有中國(guó)特色的先進(jìn)制造理論體系，有人稱之為現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)［9-14］。

文獻(xiàn)［1］是關(guān)于先進(jìn)制造模式研究的專著。文獻(xiàn)［4］對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)體系結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)作了簡(jiǎn)要?dú)w納，指出該結(jié)構(gòu)集合了現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法、先進(jìn)制造工藝、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)與綜合自動(dòng)化、管理技術(shù)等5大要素，是由主體技術(shù)群、支撐技術(shù)群、制造基礎(chǔ)設(shè)施等3大部分組成的一個(gè)完整體系結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)［15］從總體上介紹了先進(jìn)制造技術(shù)的形成和發(fā)展過(guò)程，并就我國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)提出了包括“采用新型的生產(chǎn)模式、改進(jìn)生產(chǎn)組織管理、提高人員技術(shù)素質(zhì)”等4項(xiàng)戰(zhàn)略對(duì)策。文獻(xiàn)［16］分析了我國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)狀和國(guó)外主要發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，提出加強(qiáng)研發(fā)隊(duì)伍的建設(shè)、擁有并保持關(guān)鍵資源和核心技術(shù)等8項(xiàng)發(fā)展建議。文獻(xiàn)［17］對(duì)各種先進(jìn)制造模式以列表的形式，從產(chǎn)生背景、理論基礎(chǔ)、組織結(jié)構(gòu)等多方面進(jìn)行分析與比較，提出“應(yīng)提高我國(guó)制造技術(shù)和制造科學(xué)的研究水平，發(fā)展適合我國(guó)的制造模式”。在“先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)綜述”［18］一文中，作者重點(diǎn)論述了綠色制造、敏捷制造、虛擬制造、納米制造、并行工程、精益生產(chǎn)、機(jī)械仿生與生物制造等先進(jìn)制造模式的發(fā)展特點(diǎn)。文獻(xiàn)［19］總結(jié)了先進(jìn)制造模式的4個(gè)基本特征。

綜上所述，先進(jìn)制造模式的研究和應(yīng)用在我國(guó)已經(jīng)形成了一定的熱度。這些研究從不同的角度和不同的專業(yè)領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)制造模式從概念到應(yīng)用進(jìn)行了有益的探討。針對(duì)這些問(wèn)題的研究將有助于我國(guó)制造業(yè)從大國(guó)模式向強(qiáng)國(guó)模式的轉(zhuǎn)變。下面就幾種比較流行的典型先進(jìn)制造模式研究現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要評(píng)述。

3.1 敏捷制造

敏捷制造（Agile Manufacturing）的概念是由美國(guó)里海(Lehigh)大學(xué)的雅柯卡(Iaccoca)研究所在1991年編寫的《21世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略》報(bào)告中提出的。敏捷制造的實(shí)質(zhì)是利用高度發(fā)達(dá)的信息技術(shù)，通過(guò)快速配置各種可用資源，響應(yīng)不斷變化的商業(yè)環(huán)境，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以最大限度地滿足用戶多元化的需求。企業(yè)的敏捷性表明企業(yè)在不斷變化、不可預(yù)測(cè)的經(jīng)營(yíng)環(huán)境中的應(yīng)變能力，是企業(yè)在市場(chǎng)中生存能力和領(lǐng)先能力的綜合表現(xiàn)［20］。

3.2 綠色制造

綠色制造（Green Manufacturing）又稱為面向環(huán)境的制造或環(huán)境意識(shí)制造，它主要包括綠色設(shè)計(jì)、綠色材料選擇、綠色工藝、綠色包裝、綠色處理等涉及產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段的“五綠”內(nèi)容。綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢的整個(gè)生命周期中對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響最小、資源的使用效率最高，從而保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益獲得協(xié)調(diào)發(fā)展。

比較系統(tǒng)地提出綠色制造概念的文獻(xiàn)是美國(guó)制造工程師學(xué)會(huì)(SME)于1996年發(fā)表的關(guān)于綠色制造的專門藍(lán)皮書［21］。1998年SME又在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)表了綠色制造的發(fā)展趨勢(shì)主題報(bào)告［22］，對(duì)綠色制造研究的重要性和有關(guān)問(wèn)題作了進(jìn)一步的介紹。ISO 14000環(huán)境管理體系標(biāo)準(zhǔn)引起了我國(guó)眾多企業(yè)的重視，根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)通過(guò)ISO 14000標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的企業(yè)已達(dá)到上千家。

3.3 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)

現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（Contemporary Integrated Manufacturing System）最早是由國(guó)家863/CIMS主體成員結(jié)合國(guó)際先進(jìn)制造模式發(fā)展趨勢(shì)和我國(guó)實(shí)際狀況提出的，被認(rèn)為是對(duì)早期計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）的新發(fā)展，因此有人將其稱為新一代CIMS［12］。現(xiàn)代CIMS的概念在繼承早期CIMS優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，吸收先進(jìn)制造模式中的精華，從信息集成優(yōu)化、過(guò)程集成優(yōu)化轉(zhuǎn)向企業(yè)集成優(yōu)化［9］。其核心要點(diǎn)是：把現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段，通過(guò)信息集成、過(guò)程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)物流、信息流、價(jià)值流的集成優(yōu)化運(yùn)行，達(dá)到產(chǎn)品上市快、服務(wù)好、質(zhì)量?jī)?yōu)、成本低的目的，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性和敏捷性?，F(xiàn)代CIMS的觀點(diǎn)指出未來(lái)CIMS的發(fā)展方向應(yīng)該是集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字（虛擬）化、柔性化、智能化和綠色化［10］?，F(xiàn)代CIMS中的關(guān)鍵技術(shù)包括并行工程、虛擬制造［23］、先進(jìn)制造中的使能技術(shù)［24］、基于網(wǎng)絡(luò)的敏捷制造以及綠色制造等相關(guān)內(nèi)容。有人稱現(xiàn)代集成制造是具有中國(guó)特色的先進(jìn)制造模式。

3.4 大規(guī)模定制

大規(guī)模定制（Mass Customization）是指制造企業(yè)以大規(guī)模生產(chǎn)的成本和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)每個(gè)顧客的個(gè)性化定制，提供滿足客戶特定需求的產(chǎn)品和服務(wù)。其特征是：動(dòng)態(tài)的制造需求、柔性的制造資源、產(chǎn)品多樣性的后延設(shè)計(jì)、產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)和柔性的制造過(guò)程路徑［25］。文獻(xiàn)［26］是關(guān)于大規(guī)模定制研究和應(yīng)用的系統(tǒng)總結(jié)，包括大規(guī)模定制的基本理論、相關(guān)問(wèn)題和產(chǎn)業(yè)對(duì)策，并就需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容提出了建議。

文獻(xiàn)［27］指出：“大規(guī)模定制的首要目標(biāo)是具有柔性和快速響應(yīng)能力，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)以低成本和滿足質(zhì)量要求為約束條件”。文獻(xiàn)［28］強(qiáng)調(diào)了制造企業(yè)的柔性能力在大規(guī)模定制中的重要作用，指出制造企業(yè)的柔性表現(xiàn)為機(jī)床柔性、過(guò)程柔性、路徑柔性、產(chǎn)量柔性、擴(kuò)展柔性、工序柔性和生產(chǎn)柔性，并對(duì)企業(yè)重組過(guò)程中如何進(jìn)行柔性改造和柔性度量進(jìn)行了探討。文獻(xiàn)［29］分析了大規(guī)模定制模式下需求建模的特點(diǎn)。

3.5 精益生產(chǎn)

精益生產(chǎn)（Lean Production）是在日本豐田汽車公司創(chuàng)造的準(zhǔn)時(shí)制（JIT）生產(chǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它以最大限度地減少企業(yè)生產(chǎn)所占用的資源、減少企業(yè)管理和運(yùn)營(yíng)成本為主要目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)以精簡(jiǎn)生產(chǎn)過(guò)程為手段、以產(chǎn)品零缺陷為目標(biāo)［30］。精益生產(chǎn)在其理論發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了多種名稱，如豐田制造系統(tǒng)、看板系統(tǒng)、零庫(kù)存生產(chǎn)方式、世界級(jí)制造、連續(xù)流制造（IBM公司）、準(zhǔn)時(shí)制制造等［31］。1990年美國(guó)麻省理工大學(xué)James等人將其概括為精益生產(chǎn)，1994年提出了精益企業(yè)的概念［32］，并于1996年將這一系列的方法和理論總結(jié)為精益思想［33］。德國(guó)人也曾在精益生產(chǎn)基礎(chǔ)上總結(jié)出精益管理的理論［34］。精益生產(chǎn)模式被認(rèn)為是日本制造業(yè)崛起的主要因素。以JIT命名的日本生產(chǎn)制造管理模式包含了眾多的管理方法和管理技術(shù)，如質(zhì)量環(huán)、全面質(zhì)量控制、焦點(diǎn)工廠、全面節(jié)約的維護(hù)、縮短準(zhǔn)備時(shí)間、成組技術(shù)、平衡負(fù)載、多功能員工、看板、準(zhǔn)時(shí)購(gòu)買等。

4 先進(jìn)制造模式研究展望

隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型，許多新的制造模式不斷涌現(xiàn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)外明確提出的先進(jìn)制造模式已經(jīng)多達(dá)60多種。這些制造模式的相當(dāng)一部分具有相同的或相近的核心內(nèi)容，許多模式只是名稱上有所不同。依據(jù)它們的共同特征，可以概括為4種典型的制造哲理［35］：基于網(wǎng)絡(luò)的敏捷制造、智能集成制造、社會(huì)化制造、精益生產(chǎn)。未來(lái)針對(duì)這些先進(jìn)制造模式的研究將可能主要集中在下列幾個(gè)方面：（1）理論體系、地位和作用。研究的思路是將管理學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)成熟的理論應(yīng)用于先進(jìn)制造模式。（2）分類：從中發(fā)現(xiàn)新的領(lǐng)域并為企業(yè)推廣先進(jìn)制造模式時(shí)組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供幫助。（3）比較：從概念上、哲理上、應(yīng)用效果上對(duì)不同的先進(jìn)制造模式進(jìn)行比較。（4）集成：縱向集成研究在應(yīng)用某種先進(jìn)制造模式時(shí)各項(xiàng)因素之間的作用與協(xié)同問(wèn)題；橫向集成研究不同制造模式之間的相互關(guān)系、地位和作用，在各種先進(jìn)制造模式同時(shí)應(yīng)用時(shí)的效應(yīng)問(wèn)題。（5）實(shí)證分析：通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，獲取研究數(shù)據(jù)、應(yīng)用狀況，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。探討如何通過(guò)先進(jìn)制造模式的應(yīng)用，來(lái)培育、扶持企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)能力。（6）跟蹤：跟蹤制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家最新進(jìn)展，繼續(xù)引進(jìn)成功的先進(jìn)制造模式，采用拿來(lái)主義，吸收長(zhǎng)處，消化創(chuàng)新。（7）創(chuàng)新機(jī)制：應(yīng)用創(chuàng)新理論，通過(guò)自主、模仿、合作、產(chǎn)品、工藝、組織、市場(chǎng)的研究，探討適應(yīng)中國(guó)企業(yè)的先進(jìn)制造模式和推廣應(yīng)用機(jī)制。

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A Summary of the Advanced Manufacturing Mode Research

CUI Jian-shuang， LI Tie-ke， ZHANG Wen-xin

（Beijing University of Science and Technology， Beijing 100083， P. R. China）

Abstract: The basic approach for our enterprises to win competition predominance in the world is to widely use of Advanced Manufacturing Mode (AMM). So it is very important to have a deeply research in AMM theories and practices. This paper will explain the basic AMM idea and its special features at first， then will have a simply analysis about manufacturing strategy evolving in different countries. Then will have a summarization about agile manufacturing， green manufacturing， computer integrated manufacturing， lean production and mass customization mode in recent years. It will discuss the trend for future research on AMM in the conclusion.

Key words: Advanced Manufacturing Mode; CIMS; Lean Production