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我国制造业的柔性制造策略研究

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浏览38次 时间:2015年9月12日 09:43
【摘要】 当前我国制造业处于转型和升级的关键时期,提高我国制造业在全球价值链中的位置,不仅要增加我国制造业的科技含量,提高产品附加值,而且要在变革我国制造业系统方面给予足够的重视。柔性制造是适应全球竞争与变化的商业环境的重要制造技术与理念。提高我国制造业的柔性制造技术,秉承柔性制造理念,才能更好地提高我国制造业竞争力和客户变化适应能力,在全球价值链与国际贸易中占据优势地位。本文介绍了柔性制造的相关概念和要求,研究了柔性制造在现代商业环境中相对于传统制造的优势和价值,并提出建立我国制造业柔性制造系统的具体对策,以期对我国制造业的发展提高有益的借鉴。 
  【关键词】 科技革命 制造业 柔性制造 
   
  科技的迅猛发展不但改变了物理世界,而且改变了人们的思想观念,并从根本上改变了人们的生活方式,从而给制造业实体和理念上双重性的深远影响。科技革命带了变革的速度持续加快,从根本上加强了世界的互联性,增加了多样性,使得多元化成为常态,并加剧了不稳定性,从而使商业环境更加呈现出动态性的特点。由此,产品的革新速度和多样性空前加快,特别是全球竞争与国际贸易深入发展,企业想在全球供应链和国际竞争中占据有利位置而不被淘汰,就必须适应由科技突变而带来的环境快速变化的趋势。柔性制造策略是制造业面临信息时代挑战的重要策略,也是适应外部商业环境快速变化和客户需要动态要求的重要策略。因此,建立柔性制造系统对于我国制造业的生存和发展具有重要现实意义。 
  一、柔性制造概述 
  1、柔性制造的内涵。柔性制造技术是1967年英国莫林斯(MOLINS)提出来的用于机械制造行业的一种先进制造技术,此后这一理念在各行各业得到了广泛应用,并已成为现代制造的一种科学“哲理”,倍受推崇。柔性制造技术的范围是十分广泛的,是对不同品种实现柔性制造的各种技术的总和。凡是侧重于快速转换的柔性要求、适合多品种、小批量生产的加工技术都属于柔性制造技术的范畴,如柔性制造系统、柔性制造单元、柔性制造线、柔性制造工厂等。 
  2、柔性制造的影响因素。企业柔性制造的能力受到许多因素的影响,是企业综合灵活适应能力的体现。但具体而言,影响柔性制造技术水平的因素主要包括以下方面:(1)设备柔性:即设备满足工艺变化的程度,这一点主要体现在市场需求变化时,设备转换生产一系列不同品种产品的能力。(2)工艺柔性:工艺柔性包含两个方面:一是工艺流程不变化时,其自身适应产品和原材料变化的能力;二是为适应产品和原材料变化而改变原有工艺的难易程度。(3)产品柔性:一是产品更新或完全转型后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新后,对老产品有用的特性的继承能力和兼容能力。(4)生产能力柔性:当生产量、品种变化时,系统也能经济地运行的能力。(5)维护柔性:持续高效地查询、处理故障以保证生产正常进行的能力。(6)扩展柔性:当生产需要时,扩展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力。(7)服务柔性:一是在顾客产品使用寿命周期内,用新部件维修旧产品的能力;二是一些产品还需要可升级的能力。 
  3、柔性制造的指标体系。整体而言,柔性制造中“柔性”表现为两个方面:第一方面是系统适应外部变化的能力,第二方面是系统适应内部变化的能力。具体而言,衡量一个制造系统柔性高低程度主要有三个衡量指标:数量的柔性,允许各种因素(如产量)自由变化的幅度;时间的柔性,能够实现变量(如销售量)自由变化的幅度所需对应的时间;成本的柔性,在订单波动、产量波动的情况下,各项费用尤其是人工变动费用如何随之变化,其费用的变动,尤其是人工成本随产量波动而相应变动的逼近程度反映了柔性管理的水平高低。如图1所示。 
  二、柔性制造系统的优势 
  1、灵活的适应能力。柔性制造技术的“柔性”是相对于传统生产方式的“刚性”而言的,它是相对的,动态的,也是不断改进的技术,而不是一成不变的。由于工业化带来需求的规模化,传统生产线主要实现的是单品种的持续性的大批量生产,优点是生产效率高,次品率低,单位产品生产成本低,能同时满足大量客户的需求,适合标准化占领市场。但随着科技革命的进一步发展,它改变了商业环境和现代市场的需求方式,客户需求快速变化,并表现为多元化和个性化特征。传统的制造方式难以满足现代市场要求的多品种、小批量和快速化的生产需求,更缺乏现代市场所要求的灵活适应性能力。基于现代市场环境的变化,制造系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它能否在很短的开发周期内生产出低成本、高质量、不同品种产品的能力,能否适应客户需求的不断变化。因而,柔性生产对于制造业变得越来越重要。 
  2、较高的客户价值。由于柔性制造的思想和方法非常适合小批量、多品种、及时交货的现代市场需求趋势,在适合市场变化和客户要求方面具有极大的快速灵活适应能力。企业通过创造柔性优势,一方面,可以满足了客户的小批量、多品种的订单需求,适应了制造业市场快速多变的需求;另一方面,柔性制造系统能够充分发挥企业的柔性优势采取DESIGN IN 的销售模式,主动为客户提升产品个性化价值,提高产品的附加值和客户的满足度,为品牌赢得声誉,树立良好的品牌形象。DESIGN IN即“设计介入”,是指销售人员要在客户进行产品设计的前端介入。企业在实施DESIGN IN 的销售模式中,要推广“顾问式销售,专家式服务”的销售文化:要求每位销售人员要成为客户产品问题的解决方案的专家,不仅仅推销自己的产品,更重要的是要从客户需求的角度帮助客户实现产品的优化设计,提升产品的个性化,为客户带来较高的附加价值。同时,将客户的个性化方案与企业的技术优势、柔性优势相结合,实现利润模式上的双赢。在客户价值得到提升的同时,企业也将获得大量订单及个性化的溢价。 
  三、构建完善的柔性制造系统 
  1、提高设备柔性。(1)增加灵活性设备。为适应柔性制造的要求,企业在设备设计方面,必须针对柔性的要求进行全面和重大的调整。如在设备的调整方面,可以逐渐放弃单一用途的设备,增加多功能用途的设备;可以放弃难以转换的设备,增加转换能力较强的设备;可以减少设备整机的配备,增加多用途零部件组装型设备等。这样不仅能够提高企业设备的转换能力,而且能够减少设备成本,在最佳经济条件下提高企业的柔性制造能力。(2)统一设备类型。不同型号转换时,由于要求不同,每次转换都会要求进行设备参数的重新调整等许多环节的重复无效率的工作,既影响工效又影响质量。为此,企业应该在生产许可和技术条件可行的情况下,统一零部件生产要求,或产品生产要求,并通过优化设计,将多种型号材料和零部件减少类型,或统一化,同时增加它们的灵活适应性。这样不仅能够提高工作效率,而且能减少浪费,缩减成本,提高柔性制造能力。

 2、柔性生产系统的设计。企业在构建适合自身的柔性制造系统时,必须进行生产系统的柔性设计,这里所提高的柔性生产系统主要是“以单元化作业+人工辅助的生产模式”的生产模式。这种方式和完全的人工和自动化相比,具有巨大的优势:通过单元中自动化设备保证了质量水平;通过人工连接,降低了投资与运行成本,而又不影响质量;在一些简单操作工序,采取人工操作,但通过工装夹具来预防和控制人工生产的质量波动。此外,这种模式还具有较好的柔性,对批量的要求大大降低。这一点在中国的许多制造业企业中具有典型的体现,中国之所在在全球供应链中成为重要的零配件生产、加工,以及产品的组装基地,和中国半自动化和人工化的灵活性有一定联系。不过,我国企业未来构建柔性制造系统的重点应该加强科学合理的管理系统建设,加强单元自动化作业和人工辅助的双重建设,并在设备转换,工艺变化,生产能力的维护、扩展和服务方面更加柔性化,提高适应市场变化和客户个性化需求的要求。 

     3、建立完全信息化的管理系统。在快速变化面前,企业面临的最大风险就是库存的风险。这种风险体现在:客户的个性化要求,带来产品的通用性差,多余的成品就变成了废品,导致企业的成本急剧增加;技术的快速进步引起新生产的产品性能的阶段性提升,导致原来库存的产品自然降级,失去市场流通的利润价值,给企业带来巨大经济损失;有些产品随着库存时间的延长,产品会性能变差,产品有可能损坏而不能出售,给企业造成经济损失。基于快速变化带来的库存性风险,我国制造也企业应该开发或先进的ERP系统,提升了信息化管理水平,更重要的是优化了企业的流程,强化了企业精细化管理的观念,对库存产品实行“专用型号订单化管理,通用型号流量化管理”,并按生产批号对库存产品的质量实行全寿命周期的追踪管理,使库存得到有效管理,及时预防和控制因库存而产生的质量问题,使因库存质量而造成的经济损失最小化。 
  4、建设多能工队伍。由于现代制造业都是按订单生产,而订单的波动性又相当大,由此便导致了产量的剧烈波动。在订单多时,繁忙的季节,员工都能够全员工作,取得可观的收入;但当订单下降时,原来数量的员工就会变得多余,如要保持员工数量的不减少,就会使员工的工作时间大幅缩减,从而使一线工人收入大幅下降,最终将导致员工队伍的稳定。为此,企业应该采用了柔性化的绩效管理机制。将核心骨干和关键岗位的员工发展为多能工,用高工资保证这部分员工队伍的稳定,在较低的订单下,能够一人多能,保持80%的工作饱和度;当订单突然增大时,能够在关键岗位保证产品质量,并带动新人快速适应简单岗位的工作。这样,实现了短期内从较低的产能过渡到较高的产能的快速变换能力。从而使变动成本与实际产量实现基本的同步波动,提高成本的柔性水平。 
  四、结束语 
  现代商业的竞争已经从产品和质量的竞争变成快速适应能力的竞争。在现代全球竞争和科技突飞猛进的今天,只要跟不上市场和客户的需求变化的速度,质量再好的产品也会被淘汰。柔性制造是现代制造业企业适应现代商业竞争环境的重要策略,对于提高企业的灵活适应性能力、满足市场需求和客户需求快速变化的能力至关重要。我国制造业企业具有开阔的视野,在借鉴国外先进柔性制造技术的基础上,结合自身的优势,扬长避短,创建适合自身发展的具有中国特色的制造业企业的柔性制造系统。特别是,我国制造业企业要利用我国丰富的人力资源,并把我国制造业自动化程度不高的缺点转变为转换能力强的优势,因势利导地构建适合现代国际制造业竞争需求和客户需求快速变化的要求,实现我国制造业柔性制造的跨越式发展。 
   
  【参考文献】 
  [1] 孙新、刘铁军、王毅:企业质量管理中精确检测手段的应用[J].郑州航空工业理学院学报,2005(3). 
  [2] 肖智军、党新民、刘胜军:精益生产方式[M].海天出版社,2005. 
  [3] 张晓玲、史金飞、洪著财等:敏捷制造企业的分布式质量控制系统[J].东南大学学报(自然科学版),2007(6). 
  [4] 李鸿斌、何志海:柔性制造技术的现状及发展趋势[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2005(2). 
  [5] 俞新陆:柔性制造系统[M].机械工业出版社,2007.

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