机械工程概论(刘永贤第2版)第6章制造过程的生产管理模式

第6章制造过程的生产管理模式□6.1概述□6.2制造业生产模式的演变□6.3先进制造生产模式6.1概述凡有人群的地方就有管理,自从人类出现了分工就存在着管理的需求。管理是人类社会需求的产物,又是劳动分工的产物,其本质是对关系的管理。管理是一项活动,又是一个过程,有着目的和内容。所谓管理,就是主体人为了实现预定的目标而协调客体间关系的过程。管理是历史的,是人类历史长河中前辈思考出来又留给后人的思想资源。管理是科学的,从对历史上的管理活动所作的分析看,管理是有规律可循的。管理是艺术的,它有很强的实践性,将千变万化的管理现象真实地反映出来。因此,管理的属性是辩证性、历史性、科学性、艺术性和实践性的统一,并且已经形成了一门独立的科学,称为管理科学。管理包括管理活动、管理技术、管理知识。其中,管理活动是从事系统策划、整体调配以及效绩决策等的智力活6.1概述和具体行为;管理技术是指一套运作程序,具有特殊的目标性和工具性;管理知识是指一组原理原则,它是通过理性的认知与经验的验证而获得的,具有观念的概括性和系统性。企业管理是一种指导与控制企业复杂的生产过程的科学方法,是指企业经营者根据一定的理论、原则、法令、法规、程序,运用一定的方式和方法,对企业所能支配的人、财、物、信息、能量等有形资产和无形资产,进行有效地计划、组织、指挥、协调和控制,使各项要素得以合理配置,以求达到企业所预期实现的战略目标和策略目标。现代化的企业管理是由管理的思想、目标、方针、组织、制度、方法、手段、装备八个子系统组成的互联、互促、互制约以及协调的整合体系,如图6-1所示。6.1概述图6-1现代企业管理体系从管理理念的发展来看,管理已经历了三大阶段,即分工理论、集成/综合理论和量子论三个阶段。由斯密、泰勒、法约尔等总结创造的分工理论,其核心思想是分工出效率,分工可以降低对员工的技能要求,分工可以分散管理风险,是工业社会阶段的主要管理思想支柱。但是,随着企业的规模化和全球化的发展,企业管理的递阶层次越来越庞大,有的多达10~20层,惊人的管理成本早已抵消了分工带来的效益。20世纪70年代初,以哈林顿为代表的集成/综合6.1概述管理理论兴起,它强调了两个基本点,即系统的观点——企业是由各个生产环节组成的一个不可分割的整体,需要统一考虑,应当环环相扣、协调运转;信息的观点——企业的生产制造过程本质上是信息采集、传递、加工和处理的过程。于是,在信息革命的支撑下,基于信息集成、过程集成和企业间集成的新的管理理念和模式蓬勃发展,如集成的、并行的、敏捷的、虚拟的、网络化的管理新理念。随着知识经济的兴起与发展,知识管理的新理念正在形成。其基本思路是,知识是由人创造和生产的,而创造和生产知识的人具有个性和社会性双重属性,必须针对人力资源的特性创造新的管理模式。6.1概述图6-2制造系统模型所谓模式,就是榜样或模板,尤其是特别清晰和典型的榜样。模式是众多同类系统模仿的“典范”,它应该全面反映系统的各个方面。企业管理模式是一种系统化的指导与控制方法,它把企业中的人、财、物和信息等资源高质量、低成本、快速及时地变换成市场需要的各种商品和服务,如图6-2所示的制造系统模型,输入包括有关的各种资源,输出是各种产品及服务,反馈有产品及服务性能品质反馈、顾客及用户需求和意见反馈。从系统论的观点看,管理过6.1概述程就是为了某一目标而有效地控制各种活动,在保证质量及合理成本条件下,及时、高效地将产品及服务推到市场。制造系统是一种人造的开放式系统,体现了人类的意志、原则和规律。制造系统是建立在某种理性哲理即模式的基础上,是某种制造模式的物理实现。制造管理模式决定了制造系统的结构和运行方式,具有十分重要的意义。制造管理模式可以理解为客观制造系统在人头脑中的主观影像,是人们设计新的制造系统(企业)或者改造现有制造系统时所依据的基本概念、原则和理论,以及制造系统在运行过程中所遵循的规律。不同管理模式是为了适应某些管理过程,或在特定的管理理论指导下发展起来的。理想的管理模式应该是需求和6.1概述供给处处、时时维持平衡,库存为零。这里需求、供给和库存均是广义的,可以是最终产品,也可以指半成品或资金等。真正的广义零库存是不可能的,因为它是一种复杂的过程,而人的认知能力和企业的能力均是有限的。6.2制造业生产模式的演变6.2.1制造业生产模式的发展人类制造业及制造系统生产模式的发展已有了漫长的历史。但长期以来,人类社会处于手工技术和手工业的水平,制造业及制造生产模式的真正形成与发展还只有近两百年的历史。回顾历史,人类制造业生产方式的发展大致经历了四个主要阶段。1.手工与单件生产阶段在人类发展的历史进程中,很长一段时间人类生产力主要是人力,所采用的生产模式是家庭作坊式的手工生产模式,直到1776年瓦特制造出第一台有实用价值的蒸汽机之后,制造业发生了革命性的变化,人类进入了机器生产的时代。从手工业到机器作业,从而脱离了家庭作坊式的手工生产模式,生产率有了较大的提高,揭开了近代工业化大生6.2制造业生产模式的演变产的序幕,其基本特征为:1)手工操作通用机床,按用户要求进行单件生产,生产的产品的可靠性和零件的互换性差,可靠性和一致性不能得到保证。2)劳动生产率低,生产成本高。3)生产者是整台机器的作坊业主。4)工厂组织结构松散,管理层次简单。2.大批量生产阶段从19世纪中叶到20世纪中叶,在E.Whitney提出的“互换性”和“大批大量生产”,OliverEvons将传送带引入生产系统和F.Taylor倡导的“科学管理”的基础上,HenryFord开创了汽车装配自动流水生产线,从而导致了一种新的生产模式即大量生产方式(Mass6.2制造业生产模式的演变Production)的产生。这种模式推动了工业化进程,为社会提供了大量的经济产品,促进了市场经济的高度发展,使制造业开始了第一次生产方式的转换。其主要特征是:1)实行从产品设计、加工制造到管理的标准化和专业化生产。2)采用移动式的装配线和高效的专用设备。3)实行纵向一体化管理。把一切与最终产品相关的工作都归并到厂内自制。但这种生产模式在降低生产成本、提高劳动生产率的同时,是以损失产品的多样性为代价的。3.柔性自动化生产阶段从20世纪50年代开始,随着生产环境的变化,人们逐渐认识到刚性自动化的不足,大量生产少数产品品种的局限6.2制造业生产模式的演变性越来越大,对大批量生产方式的缺点有了进一步的认识,包括:劳动分工过细,导致了大量功能障碍;对市场和用户需求的应变能力较低;纵向一体化的组织结构形成了臃肿官僚的“大而全”的塔形多层体制。市场的多变性和顾客需求的个性化、产品品种和工艺过程的多样化以及生产计划与调度的动态性,迫使人们寻找新的生产方式,提高工业企业的柔性和生产率,并试图从技术的角度改变大批量生产模式的不足。1952年美国麻省理工学院试制成功第一台数控铣床,揭开了柔性自动化生产的序幕。1968年英国莫林公司和美国辛辛那提公司建造了第一条由计算机集中控制的自动化制造系统,定名为柔性制造系统。20世纪70年代,出现了各种微型机数控系统、柔性制造单元、柔性生产线和自动化工厂。以上这些技术进步和发展,标志着6.2制造业生产模式的演变柔性生产的开始。与大批量生产模式相比,它工序相对集中,没有固定的节拍,物料非顺序输送将高效率与高柔性融于一体,生产成本低,具有较强的灵活性和适应性。4.高效、敏捷与集成经营生产阶段自20世纪70年代以来,不同时期不同国家的经济增长、繁荣与停滞、衰退交替出现,企业所处的外部环境日趋复杂多变,使得企业面临一系列前所未有的挑战。这个阶段的特征为:1)市场需求波动,消费者行为更加具有选择性,产品需求朝多样化发展。开放—自由表达—多样化潮流的发展,是消费者价值观念结构性变化的必然结果,消费者不仅要求产品体现个性,且其需求的变化十分迅速。2)市场对产品性能、质量要求更高,产品寿命缩短。6.2制造业生产模式的演变3)国际合作成为科学发展的强大势头。科学技术、经济、生产及市场的全球化、一体化、社会化已成为必然趋势,国家间的市场界线即将消失,企业经营处于全球化竞争环境之中,科技的发展对经济和社会的影响将空前广泛,愈加深刻。4)竞争日趋激烈。技术的迅速发展、市场的用户化、经济的全球化及基于不同基础上的企业竞争行为等组合作用的结果,使竞争形势瞬息万变,其速度远远超过了现有企业内部因素变化的速度,使得企业的生存与发展越来越取决于对市场变化的响应速度。5)技术迅猛发展。大量新技术不断涌现并向各个领域渗透,科技内部的交叉和联系,以及科学技术与社会相互作用的进一步增强,使技术、知识及产品的更新速度加快,特6.2制造业生产模式的演变别是计算机技术、信息技术的发展,引起人类生产力的飞跃和社会生产方式的巨变,成为推动企业全面变革的主导力量。先进制造生产模式主要有:以空间换取时间、多专业、多人员协同一致工作的并行工程(CE,ConcurrentEngineering);集单件生产与批量生产优点于一体的精益生产(LeanProduction),和以灵活应变为目标,基于柔性技术、知识化熟练工人及创新管理机制的敏捷技术与企业(AgileTechnology&Enterprise);从仿生学角度提出了仿生制造;从分形理论(FractalTheory)提出了分形公司;为了保护环境又提出绿色制造等管理模式。这些新的制造系统与管理模式各有特色与侧重点,但都是以并行思维(ConcurrentThinking)和交叉学科为基础,在协同攻关(TeamWork)的组织形式、虚拟公司的概念6.2制造业生产模式的演变和技术融合聚变的创新方法指导下,通过互补性合作,以适应环境的变化,并将系统空间扩大到顾客与供应商。采取简化过程,在更大的时空范围中优化资源,得到非线性的高深层次的附加效益。它们既反映了上市时间这一市场机制中最本质的需求,又抓住了信息技术给人们提供的人-机交互式处理复杂问题这一个最本质的机遇。它们的共同特点是:1)从以技术为中心向以人为中心转变,使技术的发展更加符合人类社会发展的需要。2)企业的组织结构将从金字塔式的多层次生产管理结构向分布式扁平的网络结构转变。3)从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变。4)制造系统的策略将集中在灵活组织社会资源,企业从6.2制造业生产模式的演变按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变。5)质量是企业尊严和品牌价值的起点,快速响应市场的竞争策略是制胜的法宝。6)企业从单纯竞争走向既有竞争又有结盟之路。7)技术创新将成为未来企业竞争的焦点。6.2.2先进制造生产模式的战略目标先进制造生产模式,其本质就是集成经营。集成经营是在新的市场环境下,将企业经营所涉及的各种资源、过程与组织进行一体化的并行处理。通过集成使企业获得精细、敏捷、优质与高效的特征,在更大的空间范围与更深的层次上有效地共享资源,以适应环境变化对质量、成本、服务及速度的新要求;通过增强生产或企业范围内的系统6.2制造业生产模式的演变一致性、整体性和灵活性来提高企业的应变力,以求得快速响应不可预测的市场的变化。先进制造生产模式的主要战略目标可以概括如下:1.获取生产有效性为首要目标卖方市场的特征使大批量制造生产模式的生产有效性成为既定满足的条件,致力于生产效率的提高成为了大批量制造生产模式的中心任务。当今复杂多变的市场环境,特别是消费者需求的主体化与多样化倾向使得制造生产的有效性问题突现出来。先进制造生产模式不得不将生产有效性置于首位,由此导致制造价值定向(从面向产品到面向顾客)、制造战略重点(从成本、质量到时间)、制造原则(从分工到集成)、制造指导思想(从技术主导到组织创新和人因发挥)等出现一系列的变化。6.2制造业生产模式的演变2.以制造资源集成为基本制造原则制造是一种多人协作的生产过程,这就决定了“分工”与“集成”是一对相互依存的组织制造的基本形式。制造分工与专业化可大大提高生产效率,但同时却造成了制造资源(技术、组织和人员)的严重割裂,前者曾使大批量生产模式获得过巨