现代制造技术和现代制造模式简介(五）

4．新的制造模式

国内外的工业生产部门，为了面对当今严酷的生存和发展环境的挑战，都在思考、研究和探索新的制造模式，以适应急剧变化和动荡不定的未来市场的需要。

过去人们习惯于组织规模经济的生产，即大批量生产。因为产品的批量一大，就可以采用高生产率的专用白动化设备和专用工艺装备，组织按生产节拍进行的流水生产线。虽然这时需要强度极大的初始投资，需要产品实行标准化定型设计，但是由于大批量生产的高产、优质和低成本所带来的丰厚而诱人的利润，却仍然成为许多企业家所追求的首选制造摸式。

然而，正如前面所说的，生产和市场的国际化，用户对个性化产品的追求，产品生命周期的缩短，……，部加剧了市场的竞争，使规模经济的好景不长，因而不得不让位给范围经济。这种局面的发生，是入以人们的意志为转移的。

美国是组织规模经济的倡导者和老手，但是面对今天这祥的新形势，也只能一愁莫展，并在与日本的竞争中败下阵来。究其原因，就在于美国想以规模经济的“不变”，去应激烈竞争的市场的“万变”。其结果当然是不言而喻的。从美国的沉痛教训中，我们应该学到些什么？我们应该看到：今天我们所面对的市场环境是动荡不定而急剧变化着的，我们应该学会不断地应变，而决不是一成不变。为什么美国不变呢？这其中自有美国难言的苦衷。因为新产品从研究、开发、试制、到标准化定型，需要较长的时间和较大的费用；而产品若未经标准化定型，却又难以采用高生产率的专用自动化设备和工艺装备。实际上，这就意味着这种制造模式下的产品，是不能随市场需求的变化而及时更新的。它必须等到巨额投资回收以后，方可考虑产品改型；否则将给企业带来巨大的经济损失。当美国的竞争对手们迅速推出富有竞争力的新产品时，美国只能眼睁睁地看着自己的竞争对手们去占有自己的世袭市场。它当然也想对产品进行改型，以夺回并扩大市场份额；但是在这种制造模式下，充其量也只能是于事无补的小修小改而已。然而这也还是聊胜于无，总比不修不改要好些。由此可见，这种规模经济的制造模式使企业丧失了竞争能力，无法紧跟市场的需求变化而进行持续不断的技术革新。

针对目前多品种小批量生产占主导地位的形势，采取老的规模经济的制造模式，显然是不可取的。因为它的应变能力较差，投资强度太大。为了确保企业拥有较强的响应市场急剧变化的能力，就当前在技术上的可能性而言，应该认为：基于柔性自动化或可编程自动化的制造模式，是新的制造模式的主要发展趋势。

4．1计算机集成制造系统（CIMS：Computer-Integrated Manufacturing System）

它是新的制造模式之一，是随着计算机技术在制造领域中的广泛应用而产生的。当制造领域各个环节都采用了计算机系统，那就很自然地会联想到：能否将所有这些分系统或子系统进一步集成为一个一体化的系统？于是美国便有人在70年代初提出了计算机集成制造的思想。此后，随着信息技术、网络技术、控制技术、系统技术等的发展和进步，人们看到了计算机集成的苗头，以为实现CIMS已是指日可待。因此，CIMS在国内外风靡一时。然而由于CIM技术本身属于多门学科和多种专业的高度综合，所以技术复杂、难度极大；加之覆盖的工作面广，人员的素质要求很高，投资强度远大于上述规模经济的制造模式，因此投资的风险也很大。迄今为止，世界各国在小范围内进行各种不同有限目标的试点者有之（例如针对某类零件，或某个生产单元，或某个封闭车间等）；至于整个一个公司或整个一个工厂实施CIMS者，则尚未见有成功的报道。这充分说明CIMS是未来的一种可望而不可即的制造模式。此处不妨援引美国的一份统计报告中的数据，从中可以看出这种制造模式在美国的实施状况。

报告的撰写入调查厂165家不同生产规模的美国制造公司。首先对这些公司的可编程自动化（PA：Programmable Automation）的程度进行了调查和统计。见图11。由图中可以看出，在这165家公司中，PA程度达到80％以上的，仅有5家，占被调查统计公司总数的3.03％；而PA程度在20％以下的，却有79家，占被调查统计公司总数的47.8％。这一统计数字表明：即使像美国这样先进的工业发达国家，绝大多数制造厂家的PA程度也并不很高。将近一半的工厂，其PA程度仍然很低；PA程度很高的工厂，其实也是凤毛麟角、屈指可数的。

报告撰写入还对所调查的公司，在PA各单项技术方面的应用情况作了统计。统计数据用直方图表示在图12中。图中按照各单项技术被应用公司数目的多少，按由多到少的顺序排列。从这一图中，不难看出，用于PA中的先进制造技术，其中较多的是被用于产品开发设计与生产准备阶段。例如：计算机辅助设计（CAD）、制造资源计划（MRPII）、计算机辅助工程分析（CAE）、计算机辅助制造（CAM）、计算机数控（CNC）等。在抽样调查的公司中，采用CAD的占93％，采用MRPII的占80％，采用CAE的占67％，采用CAM的占61％，采用CNC的占59％。图中还可看出，目前美国制造公司应用较少的先进制造技术有：自动引导小车（AGV：Automatic Guided Vehicle）、自动物料搬运（AMH：Automatic Material Handling）、自动化装配（AA：Automated Assembly）、直接数控（DNC：Direct Numerical Control）、以及机器人（Robot）等。在抽样调查的公司中，采用AGV的只占16％，采用AMH的占26％，采用DNC的占27％，采用AA的则占29％，采用机器人的占37％。

通过以上图12中所列数据的分析，可以得出两点结论：

*用得最多的技术，是那些在早期生产准备阶段中与产品设计和计划活动有关的技术；

*用得较少的技术，却正是那些构成未来工厂所必需的技术。

由此说明在美国，许多工厂尚未采用为建立CIMS所必需的制造技术；此外，要实现真正的CIMS，还有许多技术问题需要认真研究解决。因而，要达到CIMS这一未来制造模式，也还有很长一段路要走。对于我国而言，由于基础差、技术落后、资金瑶缺、人员素质不高，较之国外，将有一段更为漫长而艰苦的路要走。许多CIM或PA的单项技术，如上面所述的CAD、CAE、MRPII、CNC、CAM等，在国外应用已较普遍，而在国内，则还刚刚方兴未艾。CIMS的核心技术是信息集成技术。倍息来源于经过处理后的数据，而我国企业由于管理水平不高，所以数据的完整性和可靠性部较差。在这种条件下，如果不去补课，不把基础打好，不抓基础技术，而想急于求成去实施CIMS．那就无疑是拔苗助长、异想天开。到头来苗死而禾也未开，只能从头来起。与其返工，还不如先把实施CIMS所必需的基础工作扎扎实实地做好。

本文摘自于《工业工程与管理