21世纪新一代制造工厂预测

1997年10月，欧盟在德国图卢兹举行了第七届工业技术讨论会。会上，专家们对21世纪欧盟的新一代制造工厂进行预测：

21世纪新一代制造工厂预测

1 新一代制造工厂的结构

尽管现有的制造业工厂在近期内不会消失，但新一代的制造业工厂已经在欧洲初显端倪。新一代制造工厂是一种以最终产品总装厂为中心，由若干规模小、只生产一种专门部件的独立工厂、以功能强大的信息网络和快捷的运输系统连接组成的开放式的“虚拟工厂”。

独立工厂是一些独立自主的小规模专业厂，这些工厂精于某项技术，擅长制造加工某一产品，并且专业水准高超，因而能使产品设计、生产工艺、质量保证、生产效率均达到最佳状态。这些独立工厂一般为同行竞争中的佼佼者，生产的部件组装成的整机，其质量、性能、价格具有很强的竞争力。总装厂与各部件厂的关系不再是传统的子母公司或总厂与分厂的关系，而是以最终产品为纽带的合同和信誉关系，类似于目前欧洲的工业集团或工业网，是一座“虚拟”的生产厂。

部件生产工厂是分散的（可以分散在多个地区甚至多个国家），总装厂与部件厂、部件厂与部件厂之间由精心规划的协调机制构成功能齐全的信息网。这些信息网连成一个开放式系统，快捷的运输使生产系统达到“零库存”。因此，企业无需占用很大的面积。

2 新一代制造工厂的生产技术

新一代制造业工厂的生产过程是智能化、柔性化生产，高新技术集成于产品的设计、生产、质量控制、装配的全过程中。同时，最大限度地降低能源和原材料的消耗，并最大限度地减小对环境的污染，实现企业的可持续发展。为此，未来工厂将注意如下一些技术的应用。

⑴ 需求研究技术

“需求研究”是介于社会科学、行为科学之间的一个新学科。“需求研究技术”是一种结合多门学科方法的分析技术，它不仅分析技术的发展动态和市场需求的趋势，而且研究消费者的消费心态和行为，以及如何使产品设计者、生产者、消费者紧密配合的方法。“需求研究技术”将是未来制造工厂的先导技术。

⑵ 计算机辅助制造

计算机辅助设计制造（CAD/CAM）在现代制造业中开始被广泛地使用并不断地发展。随着技术与产品、生产工艺的界限日益模糊，未来制造业要求企业采用先进的软件和设计方法，将新材料、新生产工艺、新装配技术集成于产品设计中。这是企业保证产品质量、适应消费者需求、产品快速进入市场的关键，其重要性远胜于产品价格。专家们非常强调先进技术和材料采用的适度性，设计方法的先进性和集成。计算机辅助设计制造将是未来工厂中的一种普遍采用的手段。

⑶ 并行工程

鉴于未来的制造业工厂是一个开放式的“虚拟工厂”，所有的合作伙伴必须同步作业。这就要求功能齐全的信息系统在协调机制上做到准确、快速、条理清晰和资料充分，方能有效地赢得时间和金钱。据实践过并行工程的专家反映，在民用建筑项目中实施并行工程可节约50％的费用。目前正在应用并行工程的吸尘器制造和机床制造都取得了满意的结果。

⑷ 快速成型技术

快速成型技术也称快速样机技术，仅用几个小时即可造出实物模型。快速成型技术对愈是复杂的研究开发工作收效越大，它为制造商对设计进行快速测试验证提供了条件，有效地节约了时间和成本。如比利时一家小企业与德国西门子医用扫描器制造厂、树脂厂以及比利时鲁汶大学从事图像研究的30多位研究人员合作，合作者们分头同时工作，成功地制成了医用外科手术用快速医学图像实物模型。目前，包括12家工业企业及20多家医院、大学及研究机构的40多个单位正联合开发、拓宽这一技术在其它领域内的应用，并已在美国开设了销售点。

⑸ 智能化技术

生产过程的智能化是未来制造业工厂的一个特征。智能技术将渗入到生产过程的每一阶段，各类传感器、智能机械、生产工艺总体控制软件的使用，将使生产过程更加灵活，使维护费用大大降低。

3 产品及后勤系统

由于21世纪将是一个知识经济时代，所以，未来工厂的产品必须是以微电子技术及先进材料为基础的智能化、小型化、多功能化产品，是省能、省原材料的智力型产品，是将服务集成于一体的产品。因此，企业销售的不只是单纯产品本身，而是同时包括销售服务，以使产品增值。一个典型的例子是Brie－Euram计划中研制成的“电子鼻”，电子鼻是一种以一系列高性能气体传感器、化学成分测定装置和神经网络合成的仪器，最初用于环境监测，随后经企业进一步开发，帮助食品厂用于食品工业生产的在线实时监测，扩大了产品服务范围，提高了产品的附加值。

后勤系统集成于产品的产供销链中，机制也更加灵活。先进的信息系统和互联网通信技术使产品的制造商、供应商、用户和售后服务联成一体，将企业的职能延伸至社会，使生产更加快捷。

4 可持续性的生产

未来制造业的进步依赖可持续发展，产品的设计和生产工艺除必须高度重视空气质量、水资源保护和利用、原材料和能源的节约外，另一个重要问题是产品报废后的回收和再利用。这里最困难的是废旧产品的回收和用户观念的转变。如施乐公司是一个办公自动化设备制造公司，该公司将大量的废弃“墨盒”回收，经拆卸、清洗、检测和重新处理后在原生产线上组装，其性能与原产品完全一致，公司以优惠价格销售给交回废墨盒的用户，1995年施乐公司仅此一项创利润1000多万美元。

5 员工培训

未来工厂竞争力的一个重要因素是员工的素质。虽然机器人的工作效率高，但人的思维和创造、人的灵活性是不可替代的。不断的人员培训将为企业注入新的血液，增加企业的创新能力。生产管理模式将不再是车间主任下达计划给班组长，班组长下达任务给工人，而是工人根据网络上提供的信息自主地进行工作。因此，高新技术的工作岗位要求有高素质的工人，这样企业的竞争力才能得到保证。