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敏捷制造系統(tǒng)

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1.敏捷制造系統(tǒng)的概念和內(nèi)涵

敏捷性反映的是企業(yè)駕馭變化的能力,企業(yè)要實(shí)現(xiàn)的任何戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移都可以從它具有的善于轉(zhuǎn)變的能力中獲益。敏捷制造強(qiáng)調(diào)通過聯(lián)合來贏得競爭,通過產(chǎn)品制造、信息處理和現(xiàn)代通信技術(shù)的集成來實(shí)現(xiàn)人、知識(shí)、資金和設(shè)備(包括企業(yè)內(nèi)部的和分布在全球各地合作企業(yè)的)的集中管理和優(yōu)化利用。制造系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)合系統(tǒng),敏捷性概念的提出為制造系統(tǒng)賦予了新的概念和特征。

系統(tǒng)工程的角度,可以把敏捷制造系統(tǒng)定義為:敏捷制造過程及其所涉及的硬件包括人員、生產(chǎn)設(shè)備、材料、能源和各種輔助裝置以及有關(guān)軟件包括敏捷制造理論、敏捷制造技術(shù)和信息技術(shù)等組成的可以有效實(shí)現(xiàn)制造業(yè)敏捷性的一個(gè)有機(jī)整體。

2.敏捷制造系統(tǒng)的特征

(1)速度是AMS的基本特征:統(tǒng)計(jì)表明如果產(chǎn)品的開發(fā)周期太長,導(dǎo)致產(chǎn)品上市時(shí)間推遲6個(gè)月,則利潤要損失30% ,這充分說明了“速度”的重要性。AMS中的速度包括市場反應(yīng)速度、新產(chǎn)品開發(fā)速度、生產(chǎn)速度、信息傳播速度、組織結(jié)構(gòu)調(diào)整速度等。

(2)全生命周期顧客滿意度是AMS的直接目標(biāo):通過并行設(shè)計(jì)、質(zhì)量功能配置、價(jià)值分析、仿真等手段在產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)使顧客滿意。

(3)靈活的動(dòng)態(tài)組織機(jī)構(gòu)是AMS的組織形式:企業(yè)內(nèi)部將多級(jí)管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)楸馄浇Y(jié)構(gòu)的管理方式;企業(yè)外部將企業(yè)之間的競爭變?yōu)閰f(xié)作。

(4)開放的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和先進(jìn)制造技術(shù)是AMS的重要保證:敏捷制造要把全世界范圍內(nèi)的優(yōu)勢力量集成在一起,因此敏捷制造系統(tǒng)必須采取開放結(jié)構(gòu)。

3.敏捷制造系統(tǒng)與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的比較

基于對(duì)敏捷制造系統(tǒng)和傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的分析。給出二者之間的主要差異。見表1

Image:敏捷制造系統(tǒng)與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的差異.jpg

4.敏捷制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及其描述

1.敏捷制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參考模型

通用的制造系統(tǒng)的五視圖模型包括功能視圖、信息視圖、資源視圖、組織視圖和過程視圖,其中過程視圖是核心,它將其他四視圖結(jié)合成一個(gè)有機(jī)整體。較完整的敏捷制造系統(tǒng)除了包括這五方面,還要考慮它的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)和保障。以AMS的實(shí)施為最終目標(biāo),技術(shù)基礎(chǔ)和社會(huì)環(huán)境為保障,組織管理、功能設(shè)計(jì)、資源配置和信息系統(tǒng)為使能子系統(tǒng)的敏捷制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參考模型可以完整地實(shí)施敏捷化工程。圖l示出敏捷制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的參考模型。設(shè)計(jì)敏捷系統(tǒng)時(shí),無論針對(duì)一個(gè)企業(yè)或只是其中核心模塊,都意味著設(shè)計(jì)一個(gè)具有變化特征的系統(tǒng)。應(yīng)有一個(gè)RRS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),即可重構(gòu)性(Reconfigurability)、可重用性(Reusability)和規(guī)??烧{(diào)性(Scalability)。

Image:敏捷制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參考模型.jpg

2.敏捷制造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)描述

(1)AM的社會(huì)環(huán)境

提高系統(tǒng)的敏捷性,除了要在內(nèi)部加強(qiáng)改革,還必須有一個(gè)良好的社會(huì)環(huán)境,包括政府的政策法律、市場環(huán)境和社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施等幾方面,政策法律的制定要有助于提高企業(yè)的積極性,有助于企業(yè)直接、平等地參與國際競爭。企業(yè)外部市場環(huán)境要保證系統(tǒng)的物流、能量流、信息流和人才流等暢通無阻。通信、交通、環(huán)保等社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)企業(yè)敏捷化的發(fā)展有很大的作用。

(2)AM的技術(shù)基礎(chǔ)

成功地實(shí)施敏捷化,技術(shù)基礎(chǔ)是關(guān)鍵,也是有力的保障。AM的關(guān)鍵技術(shù)可以歸納為信息服務(wù)技術(shù)、敏捷管理技術(shù)、敏捷設(shè)計(jì)技術(shù)、敏捷制造技術(shù)四類。信息服務(wù)技術(shù)主要包括信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。敏捷管理技術(shù)主要包括集成的產(chǎn)品與過程管理、決策支持系統(tǒng)、經(jīng)營業(yè)務(wù)過程重組等。敏捷設(shè)計(jì)技術(shù)主要是指集成化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與過程開發(fā)技術(shù),它是一系列技術(shù)的綜合。敏捷制造技術(shù)是指可重組和可重用的制造技術(shù),主要包括擬實(shí)制造技術(shù)、快速原型技術(shù)、數(shù)控技術(shù)與柔性制造技術(shù)等。

(3)AM功能設(shè)計(jì)

AM功能設(shè)計(jì)旨在設(shè)計(jì)和開發(fā)敏捷制造系統(tǒng)的各部分功能,推行敏捷管理思想、敏捷設(shè)計(jì)方法和敏捷制造技術(shù)。①敏捷管理思想:制定符合全球競爭機(jī)制的企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略,組建敏捷捕捉市場機(jī)遇的快速響應(yīng)體系,構(gòu)建企業(yè)間優(yōu)勢互補(bǔ)的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟體系,建立敏捷供應(yīng)鏈等。②敏捷化設(shè)計(jì):使用集成化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與過程開發(fā)方法開發(fā)產(chǎn)品,采用動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能仿真分析,引入智能知識(shí)推理機(jī)制提高設(shè)計(jì)過程的敏捷性等。③ 敏捷制造技術(shù):按車間作業(yè)分布自治要求進(jìn)行企業(yè)資源重組,按可選工藝方案的協(xié)同決策要求進(jìn)行工藝過程重組,采用相似工程原理和即插即用總線接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的成組插件互連等。

(4)AM組織管理

敏捷制造系統(tǒng)以動(dòng)態(tài)聯(lián)盟作為主要組織形式,采用以團(tuán)隊(duì)為核心的扁平化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為管理方式。

(5)AM信息系統(tǒng)

敏捷制造信息系統(tǒng)是面向敏捷制造模式、由分布于若干個(gè)成員結(jié)點(diǎn)且具有獨(dú)立自治和相互協(xié)同能力的信息子系統(tǒng)優(yōu)化組合而成的信息系統(tǒng)。它應(yīng)具備四方面的能力:快速構(gòu)建能力、快速運(yùn)作能力、快速重組能力和快速適應(yīng)能力。

(6)AM資源配置

在敏捷制造環(huán)境下,制造資源不再是由單一企業(yè)的資源組成,而是由不同地域、不同企業(yè)的資源組成,針對(duì)敏捷制造系統(tǒng)資源所呈現(xiàn)的分布、異構(gòu),不確定等特征,進(jìn)行資源的配置,將制造系統(tǒng)中的資源重新組織。

(7)AM實(shí)施

敏捷制造是一個(gè)系統(tǒng)工程,在找到了它所存在的環(huán)境和所需的基礎(chǔ)技術(shù),并構(gòu)造好了實(shí)施AM 的各部分框架后,就可以采用一定的步驟、運(yùn)用系統(tǒng)化的方法逐步進(jìn)行。

  • 步驟1 AM總體規(guī)劃:AM目標(biāo)選擇、制定AM戰(zhàn)略計(jì)劃、選擇AM實(shí)施方案。
  • 步驟2 AM系統(tǒng)構(gòu)建:針對(duì)具體目標(biāo),準(zhǔn)備敏捷化所需的相關(guān)技術(shù),轉(zhuǎn)變企業(yè)經(jīng)營策略,利用構(gòu)建好的AM功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)、AM信息系統(tǒng)和AM資源配置系統(tǒng)等構(gòu)建AMS。
  • 步驟3 AMS運(yùn)行與管理:在系統(tǒng)內(nèi)部建立面向任務(wù)的多功能團(tuán)隊(duì),在企業(yè)之間進(jìn)行跨企業(yè)的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟,從而實(shí)現(xiàn)組織協(xié)調(diào)、過程協(xié)調(diào)、資源協(xié)調(diào)和能力協(xié)調(diào)。
  • 步驟4 建立敏捷評(píng)價(jià)體系:對(duì)敏捷制造系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行評(píng)價(jià),必要時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
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