先进制造技术及人才培养问题探讨(by AMT 顾新建)

先进制造技术及人才培养问题探讨

 by AMT  顾新建

提  要

    本文首先对先进制造技术的背景、内容、特点和体系结构进行了研究，其次本文对先进制造技术所需人才的培养问题进行了讨论。

关键词: 先进制造技术; 人才培养

中图法分类号：N94；C936

0  引  言

    制造业是国民经济的基础。随着以计算机技术为主导的现代科学技术的迅速发展,以“时间驱动”为重要特征的市场竞争的加剧,产品更新换代的速度加快、人们对商品需求的多样化、以及人的素质的提高, 传统的制造业正在发生极其深刻和重大的转变。多品种小批量生产方式的比重越来越大，对产品的交货期、质量和成本要求越来越高(如图1所示)。一个以先进制造技术为中心的新的制造业革命时代正在到来。工业发达国家和新兴工业化国家纷纷把先进制造技术作为本国的科技优先发展领域和高技术的实施重点。

图1 先进制造技术的发展

　　80年代初一些工业发达国家积极制订并实施计算机集成制造(CIM)发展战略，如美国国防部的“计算机辅助后勤支援(CALS)计划”；美国空军及美国陆军器材局的CIM计划;美国国家标准局的自动化制造研究实验基地(AMRF)计划; 欧洲共同体欧洲信息技术研究发展战略计划(ESPRIT)中计算机集成制造工程(CIME)计划等[1]。
   1990年美国在对全世界汽车制造业的研究后提出了精益生产的概念, 认为当前世界制造业严重短缺的是具有竞争力的精益生产方式的生产能力, 而大量过剩的则是无竞争力的大量生产方式的生产能力[2]。
    1991年日本提出智能制造系统(IMS)的国际合作研究开发计划, IMS从1992年秋开始的两年时间内，对六个试验项目进行研究。1993年日、美联合在东京建立制造中心，包括来自

73个企业和67个大学的研究人员。IMS计划通过5年调查和可行性试验，1995年1月启动实施。计划十年，总投资40亿美元[3]。

    80年代末期，美国根据本国制造业面临的挑战和机遇，为增加制造业的竞争力和促进国家经济增长，首先提出了先进制造技术的概念。1991年美国为恢复其在世界制造业中的领导地位, 提出了面向21世纪的敏捷制造的战略[4]。美国还将先进制造技术作为1994年预算重点扶持的唯一领域,投入14 亿美元。

    韩国在1991年底提出“高级先进技术国家计划”，即G7先进制造技术计划。目标是到2000年把韩国的技术实力提高到世界第一流工业发达国家的水平。

    1995年德国政府出资4.5亿马克设立“制造2000”的研究计划，时间是从1995年到1999年，其目标是研究德国在下一世纪的制造业的战略和方法，以提高德国的制造业的国际竞争能力。认为德国未来的可靠的工作机会、稳定的收入、社会保障和较高的环境标准主要取决于高效率的出口型制造业。
　　我国也对制造业的这场巨大而深刻的革命十分关注，给予了极大的重视，把它既看作是一次挑战，又看作是一次机遇。国家科委设立了863/高技术项目，计算机集成制造系统是其中的一个主题项目。经过近十年的发展，计算机集成制造系统在我国取得较大的进展，获得了国际上CIMS“大学领先奖”和“工业领先奖”。现在国内正出现一个CIMS推广应用的热潮。浙江省已有五个企业被选为第一批国家CIMS推广应用企业。
　　1994年国家科委组织的国家关键技术选择研究组提出的国家四大关键技术领域之一是先进制造技术，认为制造业落后是我国产业发展落后,缺乏国际竞争力的关键症结。先进制造技术的研究开发目标是：以CIMS为代表的系统技术作为先进制造技术研究开发及推广应用的突破口，以提升制造业的先进工艺装备技术水平为基础，用系统技术带动单元技术，追求制造系统的整体优化，达到提高产品质量和生产效率的目的，走出有中国特色的制造业现代化之路。

1  关于先进制造技术的认识

    人们对先进制造技术的认识是逐渐深化的。并已付出巨大的代价。以CIMS的应用为例，人们发现很少有企业能按既定的计划实施其CIMS。建成后的CIMS不是投入了比预算多得多的人力、物力和财力，就是与原定的功能要求有相当的差距。这种现象是普遍的。例如欧洲实施CIM计划的企业只有25％达到预期目标。自80年代以来，实施CIM的制造公司逐渐认识到，作为影响集成的障碍，人员和组织机构问题比技术更重要。1986年Yankee公司的报告表明，实施CIM中的问题,75%与人员、机构、计划和管理等有关，而与技术有关的仅为25%。又如美国高级制造研究公司(AMRC)在1990年对150家制造公司进行大量调查工作表明：70%的被调查的公司指出人是影响CIM的最大障碍，11% 的公司认为成本合理性和投资限制是主要障碍，只有9%的公司认为技术是影响CIM的最主要的障碍[5]。

    为了适应竞争的需要和制造企业的实际情况，人们又进一步提出了一些先进制造系统的新模式，如图1所示。这些系统都特别强调高效率和高柔性的统一，特别注意发挥人的积极性，特别强调系统的简化和集成化。我国在实施CIMS的进程中，也从最初的技术集成转向人、组织和技术的集成，积极地吸取其它先进制造系统中的新思想和新方法，从而取得较好的效果。

    人们对先进制造技术的认识可以总结为以下几点：

    (1) 先进制造技术贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售、使用维修乃至报废回收等全过程。而传统制造技术一般单指加工过程,
    (2) 先进制造技术充分应用机械技术、计算机技术、自动化技术、传感技术、新材料技术、管理技术等的最新成果, 各专业、学科间不断交叉、融合, 其界限逐渐淡化甚至消失。而传统制造技术的学科、专业单一、界限分明, 
    (3) 先进制造技术是技术、组织与管理的有机集成，特别重视制造过程组织和管理体制的简化及合理化。先进制造技术又可看作是硬件、软件、人件和支持网络（技术的与社会的）综合与统一。而传统制造技术常常热衷于在企业原有体系上进行某些环节甚至全过程的计算机化，而对组织和管理体制的简化和合理化很少考虑。。

    (4) 先进制造技术并不过分追求高度自动化或计算机化，而是通过强调以人为中心，强调人的自主性和自律性的统一，最大限度地发挥人的积极性、创造性和协调性。而传统制造技术忽视人的作用，唯技术至上。
    (5) 先进制造技术是一个高度开放、具有高度自组织能力的系统，通过大协作，充分、合理地利用全球资源，不断生产出最具竞争力的产品。而传统制造技术追求封闭性，强调“大而全”，组织臃肿，资源利用率低。

    (6) 先进制造技术的目的在于能够以最低的成本、最快的速度提供用户所希望的产品，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，并取得理想的技术经济效果。而传统制造技术对市场变化的动态响应速度慢，产品变化少，对生态环境的影响考虑少，对用户的不断增长的需求考虑少。

2  先进制造技术的体系结构

       根据对各种先进制造技术和系统的综合分析，可以得到表1和图2所示的先进制造技术的层次结构、内容和体系结构模型。

表1 先进制造技术的层次结构和内容

3  先进制造技术的人才培养

    综合前面的关于先进制造技术的讨论以及国外关于先进制造技术人才培养方面的举措，以下一些观点和方法可供我们借鉴：

    (1) 高度重视先进制造技术人才培养 先进制造技术的成败的关键是高素质的人，当今市场的竞争归根到底也就是人才的竞争。因此先进制造技术所需的人才的培养是一个十分重要而又十分迫切的任务。自90年代以来，美国在许多大学建立制造工程系，一改过去不重视制造工程的状况。他们的观点是：要想生活得好，首先必须生产得好。托夫勒(1990)认为，当代社会的经济发展不决定于原材料、资源和劳动力，它们在生产成本中只占很小的比重，廉价劳动力的优势已到了极限。因此21世纪的发展是尽可能发挥人的智力，谁赢得智力谁就是胜利者。

    (2) 先进制造技术对人才的新的需求 先进制造技术强调人的创造性、工作主动性。先进制造技术中的人的素质应该是：高度灵活、训练有素、多面手型、富有创新精神、能从全局优化考虑、善于合作、自主和自律高度统一。传统的要求如对生产的认真态度、准时和勤恳的意识已不能满足先进制造技术的需求。实现先进制造技术目标的最主要的限制，不是人的能力或技术，而是我们在组织中有效地协同工作的能力。

    (3) 加强先进制造技术方面的教育  如：进行课程改革，全面深化系统工程思想的教育；加强现代管理思想的教育；高校对人的培养要走出象牙塔，要与生产实际紧密结合；培养具有交叉学科知识的人才，提高学生通观全局、系统分析能力；提高学生的社交能力和合作能力。先进制造技术要求工程师具有企业家的素质，要把企业作为一个整体来理解，要能融合组织中的各方面才能，学会全面思考，学会通过参考现实世界的具体例子，应用先进制造技术原则分析和设计制造系统。

图2 先进制造技术体系结构模型

    (4) 先进制造技术设计原则在学校教育中的应用  先进制造系统利用以任务(过程)为中心的工作小组，采用全面质量管理的方法，从而生产出高质量产品。在此启发下，国外提出如下的新型教育模式：所有教师组队工作;所有的学生都被安排给其中一个教师组;每个教师组负责一些学生的几乎所有的课堂教育，并在他们毕业时，为他们安置专业对口的工作。

    (5) 强化在职培训  企业应把人力资源作为战略性的资产，应投入大量费用对职工不断进行在职培训。企业不仅应具备以提高职工知识和技能水平为目的的培训体系，还应努力创造能够充分发挥职工能力的组织机构和环境，以及相应的管理制度。不应把企业内的培训简单地看做学校教育的延伸和补充，而应认为企业教育是塑造“现代企业人”的再教育过程。其内容从补充知识和技能转变为培养经营意识和经营管理能力。

    (6) 建立培养人材的良好外部条件  教育和培训只是培养高素质人才的第一步，要想使人才真正发挥作用，还必须有一个相应的外部条件，通过适当的途径和有效的组织，使企业人员的才干得到充分发挥。这包括：①创造一种工作环境使职工有更多的学习机会，如单元制造系统、独立制造岛、多功能的项目组等，为多面手的培养建立有利的条件。②企业应充分注意发挥企业全体职工的积极性和创造性，把他们作为企业的主人来对待，使他们能意识到为了长远的利益而和睦相处、努力工作。③坚持按劳分酬，按功行赏，赏罚分明。④创造一种工作压力使职工积极努力地去学习，如准时制造，取消库存。⑤用分散决策代替集中控制，用协商机制代替递阶控制机制。领导的作用将演化为工作群间的协调者；而职工则被充分授予权力，如参与战略性管理、自我导向工作组、组织间交叉联系等。管理层和职工之间达成默契，即在不减员的情况下，同样达到减少成本、提高竞争力的目标。⑥与培训和实践均相联系的各种辅助系统中，最需要调整的是报酬系统。该系统应鼓励职工拓展知识的宽度和深度。

4  结论

    (1) 工业发达国家和新兴工业化国家纷纷把先进制造技术作为本国的科技优先发展领域和高技术的实施重点，一场以先进制造技术为中心的科技竞争正在国际间展开。

    (2) 先进制造技术不是一个单纯的技术，而是技术、组织和管理的集成，是一个大系统工程，是一个多学科的交叉。

    (3) 本文总结了先进制造技术的层次结构、内容和体系结构模型，以帮助全方位的理解先进制造技术的各种新思想、新模式和新方法。

    (4) 先进制造技术对人才的培养有新的需求，同时先进制造技术中的新思想和新方法对人才培养有很大的启发。

 参　考　文　献　　

1. 田雨华、吴澄，CIM的发展与新一代CIMS， 第三届中国ＣＩＭＳ学术会议论文集，武汉，1994

2. [美]D.琼斯等，改变世界的机器，万国学术出版社，1991

3. 陈君励，IMS--国际制造业科技竞争的制高点，机电一体化，1994,4

4. 韩君己, 顾新建, 祁国宁, 现代制造系统与技术, 上海科技文献出版社, 1996
5. 祁国宁, 顾新建, CIM系统方法论, 上海科技文献出版社, 1996
6. 蒋新松、李伯虎，产品开发过程的集成──并行工程，第三届中国ＣIMS学术会议论文集，武汉，  

    1994，9，5-1

7. [美]阿尔温·托夫勒，权力的转移，1990

8. 钱宇等、 "制造系统未来的主宰——敏捷型劳动力"，航空制造工程，1996,3,8-10

作者通讯方式：浙江大学生产工程研究所（310027）

Email：xjgu@cmee.zju.edu.cn