现代生产管理理论与方法讲义

现代生产管理理论与方法

TOC（约束理论）

第一节 TOC的理论 一、 TOC产生背景 约束理论（Theory of Constraints，TOC）是以色列物理学家戈德拉特博士（Dr. Eliyahu M. Goldratt）在他的优化生产技术（Optimized Production Technology，OPT）的基础上发展起来的。

OPT是Goldratt博士和其他三个以色列籍合作者创立的，他们在1979年下半年在美国成立了CreativeOutput公司。接下去的七年中，OPT有关软件得到发展，同时OPT管理理念和规则开始成熟起来。CreativeOutput公司的发展几起几落，后关闭。OPT的软件所有权转让给一家名为SchedulingTechnologyGroup的英国公司。

TOC首先是作为一种制造管理理念出现。《The Goal》、《The Race》这两本最初介绍TOC的书引起了读者的广泛兴趣和实施这套理念的热情。TOC最初被人们理解为对制造业进行管理、解决瓶颈问题的方法，后来几经改进，发展出以\产销率、库存、经营成本\为基础的指标体系，逐渐形成为一种面向增加产销率而不是传统的面向减少成本的管理理论和工具，并最终覆盖到企业管理的所有职能方面。

1984年，Goldratt博士在他出版的第一本以小说体写成的TOC专著《目标》中，描述了一位厂长应用约束理论使工厂在短时间内转亏为盈的故事。Goldratt博士把一个企业比喻作一条链子。链子连结在一起象征一个完整的系统，能够产生巨大的力量，就像企业内部各个部门、科室互相配合、亲密合作，为股东带来巨额利润一般。Goldratt博士认为任何一种体制至少都会有一个约束因素，从而阻碍它充分发挥潜能。以企业为例，它经常为各种不确定的因素所阻碍，无法实现利润最大化。这个系统就如同我们的链条比喻一样，约束因素使它无法承受重荷而很容易断裂。这个简单而形象的比喻深入人心，加上书中描述的问题在很多企业普遍存在，使人读起来有亲切感。一时间，该书在全球畅销，销售200多万册。1986年后半年，Goldratt博士和RobertE.Fox共同创立Goldratt研究机构。1991年，当更多的人开始知道和了解TOC的时候，TOC又发展出用来逻辑化、系统化解决问题的\思维过程\（ThinkingProcess,即TP）。TOC理论就这样经过不断地发展而逐渐成熟。

约束理论在美国企业界得到很多应用，在20世纪90年代逐渐形成完善的管理体系。美国生产及库存管理协会(American Product and Inventory Control Society, APICS)非常关注TOC，称其为“约束管理(Constraint Management)”，并专门成立了约束管理研究小组。该小组认为：TOC是一套管理理念与管理工具的结合。“约束”即企业在实现其目标的过程中现存的或潜伏的制约因素。约束管理是通过逐个识别和消除这些约束，使得企业的改进方向和改进策略明确化，从而达到帮助企业更有效地实现其目标的目的。 总结起来，TOC就是关于进行改进和如何最好地实施这些改进的一套管理理念和管理原则，可以帮助企业识别出在实现目标的过程中存在着哪些制约因素，并进一步指出如何实施必要的改进以消除这些约束，从而更有效地实现企业目标。 二、 TOC的概念

简单来讲，TOC理论就是关于进行改进和如何最好地实施这些改进的一套管理理念和管理原则，可以帮助企业识别出在实现目标的过程中存在着哪些制约因素，TOC理论称之为\约束\，并进一步指出如何实施必要的改进来一一消除这些约束，从而更有效地实现企业目标。

人们从不同角度诠释TOC理论，总结起来，有如下三种看法：

(1)TOC理论即一套解决约束的流程，用来逻辑地、系统地回答以下三个问题： 改进什么？（What to change?）、

改成什么样子？（What to change to?）

怎样使改进得以实现？（How to cause the change?） 这个定义主要着眼于对阻碍发展的瓶颈因素的理性思考，这三个问题是任何企业改进流程时都必须思考的。

(2)TOC理论即一套日常管理工具。可用来大大提高管理效能，例如：如何有效沟通、如何双赢地解决冲突、如何团队协作、如何进行权利分配等。这个定义主要着眼于企业顺利开展日常管理，而日常管理是成功解决约束的必备条件和基础性工作。

(3)TOC理论即应用到具体领域的具有创新性的实证方案。这些领域涉及生产、分销、营销和销售、项目管理和企业方向的设定等等。这个定义主要着眼于TOC理论的应用研究。 三、 TOC的理论要点 TOC理论的五层次结构

具体地来讲，可以从五个层次结构来分析TOC理论： (1)理论核心层

理论核心层包括TOC理论关于企业的目标、衡量标准、“约束”概念、管理原则等定义。 (2)管理技术层

TOC不仅将其早期发展阶段中的生产与控制系统继承下来，应用于生产制造环境，而且发展形成了一套思维流程（Thinking Process，简称TP），可以广泛地应用于组织、企业甚至个人，以有效地识别并消除实现目标过程中的“约束”。这套流程按照逻辑顺序，系统地回答了以下三个在任何改进过程中都必然提出的问题：改进什么？改成什么样子？怎样使改进得以实现？

(3)基础工具层

TOC注重日常管理的顺利开展，视其为成功消除“约束”的前提条件和基础工作。在这方面，TOC与其他管理理论思想相互支持，融会贯通，例如经典管理理论所提到的管理方法：如何有效沟通、如何双赢地解决冲突、如何搞好团队协作、如何持续改进等。 (4)应用实践层

TOC理论自出现以来，在很多企业中得到实际应用，其中不乏福特公司等名列全球500强的企业。这些企业通过具体实践，总结出了各自应用领域的具有创新性的实证方案。这些领域涉及企业战略方向的设定、生产、分销、营销和销售、项目管理等各方面。 (5)支撑环境层

以TOC理论为管理思想内涵的管理软件已经在西方国家得到较广泛的应用。软件、硬件、业务数据与企业管理人员的经验相结合，成为TOC管理思想得以落实的支撑环境。 “约束”的特征

Goldratt博士认为，任何系统都是有约束的。我们可以用反证法来证明这一点：如果没有约束，系统的产出将是无限的。现实当中任何系统都不能无限地产出，所以，任何系统都存在着一个或者多个约束。

以赢利为目标的企业和其它非赢利组织均可视为系统。任何系统都可以想象成由一连串的环构成，环环相扣，整个系统的强度就取决于其中最弱的一环。相同的道理，我们也可以将企业视为一条链条，其中的每一个部门都是链条的一环。如果企业想要达成预期的目标，必须从最弱的环节——瓶颈或约束的环节——大力改进，才可能得到显著的成效。换句话说，哪个环节约束着企业达成目标，就应该从克服这个约束环节着手来进行改革。约束具有两方面的特征，一是“约束”因素受内部和外部的约束；二是“约束”因素具有权重关系。

(1)“约束”受内部和外部的约束

一般来说，约束可以是三种类型：资源（Resources）、市场（Markets）和法规（Policies）。由于法律法规是一个国家政府所制订的具有强制性的社会约束，因此企业只能在法律的约束下，对来自资源和市场的约束环境进行改造。我们在考虑约束资源时，主要考虑资源约束和市场约束，应该意识到它既受企业外部的约束，也受企业内部的约束。 一般地说，在企业整个的业务经营流程中，任何一个环节只要它阻碍了企业更大程度地增加有效产出或减少库存和运营费用，那么它就是一个“约束”。通常也称作“瓶颈”（Bottle Neck）。通常人们认为：所谓“约束资源”，指的是实际生产能力小于或等于生产负荷的资源，而其余的资源则为非约束资源。

有人认为，约束资源指的是无法满足外部需求，或者说是市场需求的资源，这种认识并不全面。举例来说：

某产品的市场需求为每周30个单位，甲车间负责生产产品的底座，其生产能力为每周生产35个单位；乙车间负责生产产品的动力装备，其生产能力为每周生产40个单位；丙车间负责组装产品，其生产能力为每周生产25个单位。显然，丙车间的生产能力无法满足市场需求，为约束资源。改进的办法也很明确：增加丙车间的生产能力。至于提高生产能力的解决途径很多：可以临时招聘员工；可以增加现有员工的工作时间；甚至可以将部分任务外包。

如果情况再复杂一些：对该产品的市场需求为每周28个单位；甲车间的生产能力为每周生产15个单位；乙车间的能力为每周生产25个单位，丙车间的能力为每周生产20个单位。那么，谁又是约束资源呢？如果相对市场需求来说，甲车间、乙车间、丙车间的生产能力都不满足市场需求，都应该为约束资源。但事实上，当前只有甲车间的生产能力为约束资源。

因为丙车间的生产能力虽然可以达到每周生产20个单位，但作为组装车间，它的实际生产能力要受前两个车间的生产能力的限制。丙车间每周最多只能组装15个单位的产品，因为甲车间在最大生产负荷下只能生产15个单位。而乙车间每周生产25个单位，其中10个产出的中间品在丙车间内积压，因为没有配套的甲车间的底座。可见，乙车间生产能力超过了后续环节对它的需求量，是非约束资源。这时，只有将甲车间的生产能力提高，才能更好地满足市场需求，否则如果去盲目改进乙车间或丙车间的话，对最终产出于事无补，而且会产出更多的积压在制品。

可见，生产能力小于市场需求的资源，不一定为约束资源。要综合考虑各方面的约束。 (2)约束因素的权重关系

TOC的管理思想是首先抓“重中之重”，使最严重的制约因素凸现出来，从而从技术上消除了“避重就轻”、“一刀切”等平均主义方式的发生可能。短期来看，是“抓大放小”，长期来看，由于有主次地一个一个地解决问题，大问题、小问题都没忽略，而且企业整体生产水平和管理水平日益提高。

用ABC分类法来筛选待解决的问题，把最紧迫的极少数的约束资源挑选出来，从而避免了管理者陷入大量的事务处理当中而不能自拔，企业有限的资源也得到了充分的利用。

第二节 TOC的主要技术工具 一、 思维流程分析法

TOC理论最终就是要寻求顾客需求与企业能力的最佳配合，对约束环节进行有效的控制，其余的环节相继地与这一环节同步。

一种管理思想总是需要相应的管理技术的支持。思维流程(Thinking Process，即TP)是TOC主要的工作方法之一，思维流程有以下主要的技术工具：

现实树（Reality Tree）

现实树工具用来帮助人们认清企业现实存在的状况。 现实树是因果图，分为当前现实树（Current Reality Tree, CRT）和未来现实树（Future Reality Tree, FRT）。现实树的建立要严格遵循若干条逻辑规则，从“树根”开始，向“树干”和“树枝”发展，一直到“树叶”。“树根”是根本性的原因，“树干”和“树枝”是中间结果，“树叶”是最终结果。对于当前现实树来讲，“树叶”是一些人们不满意的现象，“树根”是造成这些现象的根本原因或核心问题所在。而在未来现实树当中，它的“树根”是解决核心问题的方案，“树叶”是最终人们想看到的结果。 当前现实树（Current Reality Tree, CRT）

描绘当前现实树（Current Reality Tree, CRT）时，即要回答“改进什么”时，我们往往是从可以得到的例证开始着手，即系统中明显地存在着的那些不尽人意的地方，如发货拖延、库存超标等，总称为“不良效果”（Undesirable Effects，简称UDE）。值得注意的是，UDE并不是真正的问题所在，它们只是一些表面现象。通过绘出将这些不良效果联系在一起的逻辑关系图，可以大大有助于找到真正的问题症结所在，它们就显示在这个逻辑图的最低部。

消雾法（Evaporating Cloud，EC）

消雾法用来以双赢（Win-Win）的方式解决企业中的冲突。此法的得名是由于企业中的冲突像一团团的云雾一样，人们往往不能很清楚地说出究竟是哪些原因造成了这些冲突。消雾法就是要驱散那些弥漫在冲突周围的混淆和含糊，找到解决问题的突破点，也就是去伪存真，去粗存精，由外及内，由表及里，称之为“注入”。 未来现实树（Future Reality Tree, FRT）

用“消雾法”看清问题和冲突，找到“注入”。但这还不是一个充分完整的方案。要回答“改成什么样子”，需要利用未来现实树。在CRT图上，把一个个“注入”插入到它要进行突破的环节。然后，重绘逻辑连接，在CRT的基础上生成FRT。这时，我们就要看“不良效果”是否转变为“满意效果”(Desirable Effects, DE)。 负效应枝条（Negative Effect Branches）

当做完CRT、EC、FRT的一系列工作以后，就要找一些与改进后果相关程度最大的人来参与，以保证改进的成功实施。思维流程法是一项需要高度开放、广泛参与的活动。如果不和这些利益相关者进行全面和充分的沟通的话，就很难消除这部分员工的抵制改革的情绪。思维流程法认为，正是这些受改进影响最大的人，才对那些意料之外的负面效应（即“负效应枝条”）了解得最清楚。所以，思维流程法要求主动寻求这些人的参与，并与他们一道找出避免这些“负效应枝条”长出的办法，以避免实施的失败。此过程可以形象地描述为“剪去负效应枝条”（Trimming the Negative Branches）。 必备树（Prerequisite Tree）

要注意，问题“怎样使改进真正得以实现？”不同于问题“怎样对事物进行改变？”。前者是在改进前后的状态都已知晓的情况下，也就是当前现实树和未来现实树都已经描绘出来的情况下，重点强调如何导致这一改进的实际发生。鉴于人们对自己参与设计的改进方案一般抵触较少，所以回答问题“怎样使改进真正得以实现？”的关键就是，让那些将与这些转变直接相关的人来制定实施转变所需的行动方案。这个工作是思维流程法中最有力的一环，也是TOC与其他那些追求持续改进的思维流程方法相比最显著的一个特色。用来显示克服障碍路径的逻辑图就称为“必备树”。 转变树（Transition Tree）

TOC思想的应用成功需要集思广益，找到配合实施最初“注入”的其他“注入”。把所有这些实现成功实施所需的活动集中在一起，并给出它们之间的关系，弄清楚活动的先后顺序应该怎样，也就是“转变树”。

通过上述步骤，改革者可以找出约束因素，并对这些约束因素进行改进。 二、 物流分析法

企业内部存在着人员流、资金流、信息流、物流。物流是企业流程中的重要组成部分，它历经采购原材料、制作毛坯、加工半成品、组装部件、总装产品及该过程中的物料传输、存储等活动环节。企业的生产管理者可以根据这个活动链中各环节的高度相关的内在关系，制定出一个详尽而周密的生产作业计划，规定出每一种毛坯、零件、部件和产品的投入、出产时间和数量。但在实际中，常常会出现各种问题，如机器损坏、原料不足、半成品和产成品因质量问题而返工等等，这些大量存在的意外的随机事件常常会打乱原本计划好的活动程序。我们如何在这些纷乱的头绪中找出干扰企业的约束瓶颈呢？解决的手段之一就是从“物流”着手。

通过对企业中“物流”的分类，我们可以根据不同类型“物流”的特点，认识他们各自的薄弱点，或“瓶颈”所在，从而有针对地进行计划与控制。

一般将从原材料到成品这一“产品物流”分为：“V”、“A”和“T”三种类型。其中，“V型物流”是由一种原材料加工或转变成许多种不同的最终产品；“A型物流”是由许多种原材料加工或转变成的一种最终产品；而“T型物流”则是“A型物流”的一个变形，其最终产品有多种。其流程示意关系如下图。

实际上，一个企业的“产品物流”往往不只一种类型。我们可以根据占主要地位的“产品物流”来相应地划分企业。如果一个企业其物流形态主要是“V型物流”，那么我们就称这个企业为“V”型企业，其余的以此类推。

“V型物流”企业

典型的“V型物流”企业如炼油厂、钢铁厂等。其特点有： (1)最终产品的种类较原材料的种类多得多； (2)所有的最终产品，其基本的加工过程相同； (3)企业一般是资金密集型且高度专业化的。

V型企业的工艺流程一般来说比较清楚且设计简单，物流路径清晰，通过对物流的分析，比较容易识别、控制与协调企业的瓶颈。对这类企业的约束分析主要集中在对内部流转环节进行衔接性的匹配，要消除上道工序与下道工序之间的拖延、无效返工等状况。

“A型物流”企业

对于“A”型企业，如造船厂、大型机械装配厂。其特点是：

(1)由许多制成的零部件装配成相对较少数目的成品，原材料种类比零部件种类多； (2)一些零部件对特殊的成品来说是唯一的；

(3)对某一成品来说，其零部件的加工过程往往是不相同的； “T型物流”企业

而对于“T”型企业，如制锁厂，汽车制造厂等。其特点主要包括： (1)由一些共同的零部件装配成相对数目较多的成品； (2)许多成品的零部件是相同的，即存在标准件和通用件； (3)零部件的加工过程通常是不相同的。

“A型物流”企业及“T型物流”企业与“V型物流”企业的最大不同点在于，前两者的物流管理难度大。它们存在着物料清单（BOM），工艺流程较复杂，企业的在制品库存较高，生产提前期较长，约束环节不易识别，计划以及工序间的协调工作也非常困难。

要消除“A 型物流”企业和“T型物流”企业的约束环节，主要工作要集中在外部供应链的优化上面。要协调好企业与外部供应商、经销商之间的关系，保证企业在满足市场多变需求的同时，均衡地安排内部的采购、生产、储存等活动。 三、 三步诊断法

目前，全球的许多企业陷入了地区性或者行业性的生产过剩的困境。由于在供大于求的市场状况下，众多企业出于利润驱动，迅速扩张生产规模，而导致了市场上的过剩状态的出现。如何处理企业包括生产、存储、人员等各方面的过剩能力？一些企业采取了最直接的削减分支机构、裁员、减薪等措施，虽然短期内解决了问题，但是经济复苏时，企业却忙于招聘新人，往往难以招聘到合适的员工，而且要为新员工的培训支付相当大笔的费用。另外，由于部门的削减，也使企业丧失了在一些新的有潜力的领域中的领先地位。 简单的收缩策略、成本削减策略不但没有增强企业自身在市场上的竞争地位，而实际上恰恰放弃了这种优势。 那么，当企业面对剩余的生产能力时该怎么办呢？答案是要把市场看成约束因素，努力去扩展有效的市场需求。可以利用TOC理论，着眼于企业整体功能和长远战略，通过三步诊断过程来消除市场约束因素。 明确以市场为导向的观念

当我们在仓库里面对堆积如山的商品，需要解决产品产销矛盾时，仅仅想到用减少生产的方式去减少库存，是不够的。应该积极采取措施通过生产市场需要的产品，去扩大市场的需求。企业应该树立这样的观念：如果我们的企业存在生产能力过剩的现象，那么市场就是约束因素。顾客是我们利益实现系统中不可缺少的重要环节，事实上也是最重要的环节，因为它最终决定产品是否能够转化为利润。所以，企业的生产应该坚决以市场为导向。 改善内部环节

市场是影响企业效益的重要约束因素，要想充分地利用它，把企业的产品和服务带进市场，从而创造最大企业利润，就必须改善企业内部的各个环节，包括企业的文化氛围。要使员工意识到企业是一个由许多相互制约的子系统组成的有机体，必须追求企业的整体优化，而不是单个环节、或者单个部门的局部优化。因此，需要企业内部各个方面的相互合作、相互协调，才能有效地利用约束因素。 改善外部环境

第三步是改善约束因素。例如市场是约束因素，我们就能有多种途径改善它。最明显的办法莫过于更有效的广告宣传，或者简单地进行更多的广告宣传。更好的方法是细分市场，寻找合适的顾客群体，使企业的产品恰好能满足该消费群体的需要。事实上，这才是有效利用市场的核心部分。

这三步诊断法是一个循环往复的过程。通过不断改进，才能实现企业的利润和运作水平的进一步提高。

通过采用削减成本以实现利润最大化的方法往往导致失败，或者只是能够获得短期利润。事实上，削减成本的方法通常会削弱企业在市场上的竞争力，而它为企业带来的效益却是非常有限的。事实上，我们可以根据约束理论所提供的三步运作程序不断改善企业的各个环节，这样我们就能实现均衡的长远的利润最大化。 四、 TOC软件

信息技术很快被应用来支持TOC理论。由Creative Output有限公司首先开发了TOC软件。TOC软件产品能够生成详细的生产作业计划、交货期的执行情况、资源的利用情况、采购计划、库存报告、有关有效产出和库存的财务报告等等。实践表明，TOC软件的应用使许多企业都取得了巨大的经济效益，因而TOC也越来越被人们所重视。

TOC软件主要是建立制造流程的仿真模型、采用各种算法找出流程上的约束环节，制订最优的生产计划。目前，最流行的TOC软件有OPT2l和OPT5000，其中，OPT21主要是针对大中型企业的，而OPT5000则是面向小型企业的。 在应用TOC软件的实践中，人们总结出如下经验：

(1)TOC软件的应用适合于一些零件种数较少、批量大的产品，而在单件生产车间中发挥

的效果不佳。

(2)作好数据的收集工作。

TOC软件的具体运行需要大量的数据支持，例如物料清单（BOM）、加工工艺文件以及精确的加工时间、调整准备时间、最小批量、最大库存、替代设备等等数据。TOC软件对于约束资源和近似于约束资源的数据要求精确。因此，源头数据失真会影响到TOC软件的功能的发挥。

(3)员工培训。

应用TOC软件还需对员工进行培训，使他们能在不同的生产岗位上及时发现问题，跟踪问题，最终用TOC的原理和方法来解决问题。 (4)制订新的考核计划。

应用TOC软件时力求从全局的观点来进行考核，从原材料的采购一直追踪到产品销售。其考核体系对“约束资源”与“非约束资源”是分别对待的，认为对“非约束资源”的考核不应以生产量为依据，而应以它生产的有效的产品量来考核。

传统的成本会计考核体系的考核一般看重设备和操作工人的利用率及生产成本，而忽视整个系统的有效性，它着重于局部的优化，这必然助长了人们盲目生产的作法，其结果是无论对瓶颈资源还是对非瓶颈资源都力求充分地使用。各环节为了完成工时和设备利用率会盲目生产，最终必然导致高库存和浪费。

针对这些情况，应该建立新的考核机制以保证TOC软件的实施效果。

第三节 TOC理论的应用 一、 Seal公司的采购改进

Ball Seal公司主要生产Teflon铅封和弹簧，顾客遍及20多个行业。Peter Ball sells从1989年大学毕业后，就在这家公司工作，自1991年起一直负责生产管理。自1992年起，Peter发现越来越多的定单明显呈现小批量、短时间的特点，每笔定单的订购数量从350个单位降到了220个单位；顾客要求越来越短的交货时间。尽管公司增加了更多的设备，实施了业务流程重组，把每台设备的装配时间缩短到10分钟，而且雇佣人数一年内就增长了30%，但实际定单交货量只上升了5%，远远低于Peter的预期。

在1994年，Peter开始应用约束理论来改进生产。他发现定单不能及时交付的主要约束瓶颈在于外部供应的部件总不能及时送到，导致装配生产线常常因为零件供应不上，而放慢速度或者停产。于是，公司重新挑选了外部供应商，签订了更严格的供应合同。在贯彻约束理论的60天内，公司把生产周期从8周降到了2周，还去掉了流程中所有不必要的环节，使公司当年的利润翻了一番。 二、 Warren公司的供应链优化

Warren Featherbone公司是位于Gainesville的一家有着116年历史的生产童装的制造商。虽然该公司对要求在45天内交货的童装销售店Dillards的定单完成率达到了85%，但公司总裁Charles E. (Gus) Whalen还是意识到如果能够再做一些改进和提高，公司就能够获得更多的市场份额。

通过参加Goldratt博士组织的有关供应链管理的研讨会，总裁Whalen和他的高级经理们认识到约束理论最为关键的在于分析企业内部和外部的约束条件，而Warren

Featherbone公司关键的内部限制因素在于公司的生产库存政策，正在销售的产品并不是公司正在生产的；关键的外部限制因素则是供应链上的合作伙伴把注意力集中在削减成本上，而不是优先考虑缩短交货期。

于是，公司开始转向按照客户的定单生产。每个星期天，Dillards的计算机系统会自动发给Whalen总裁一封电子邮件，附上一周来Warren Featherbone产品的销售报告。在下

一周，工厂就生产和组装Dillards需要用来补充库存的商品。

同时，Warren Featherbone公司把准时交货作为衡量供应商的首要标准。结果，在1998年，该公司完成了24500张4天以内的定单，对Dillards的定单准时完成率达到了95%。到1999年2月，该公司已经连续387周保持在这一水平上。

“正如Goldratt所说，除非顾客买走了产品，否则没有任何人在供应链中卖出了任何东西。”Whalen总裁说，“他改变了我们的指导思想。” 三、 Grubb公司的生产均衡

Jeff Grubb是一家硬木家具制造公司创始人。该公司目前面临一个令人烦恼的难题：每季节从零售商取得的定单都有巨大的波动。顾客们喜欢在秋季、冬季比在夏季和春季买更多的家具。这就导致在夏季，工厂十分清闲，而在秋季和冬季就非常繁忙。

Grubb分析了上流经销商的心理：为了用现货满足顾客需求，经销商们就需要保持较高水平的库存；而为了实现库存回报的最大化和加快库存周转，经销商们又需要保持较低水平的库存。另外，顾客的要求是个性化和小批量的，因此与销售需求相匹配的定单往往是频繁的，小额的。为了使投资回报最大化，节约装运成本，经销商们往往直到积累了一大笔定单，足够装满整车后，才进行定货。因此，限制工厂均衡生产的因素，不是工厂的生产能力，而是经销商的库存管理方式。

1997年，Grubb公司开始实施计划，以帮助降低经销商们的库存水平，最终反过来保证工厂的生产任务保持在比较稳定的水平上。Grubb公司保证执行一个标准的单位产品装运价格，而且无论定单大小都执行这一标准，就使经销商们乐意及时把定货单交给工厂，而不是等到积累了一大笔定单才交。Grubb把全国划为一条从东到西的路线，按照各个经销商的地理位置为每位经销商分配了一天，每周，他派卡车沿着路线走遍每一位经销商，卸下他们所订购的货物。另外，Grubb劝告经销商们不再根据过去一段时间的销售报告的分析来订货，而是每周订购前一周所销售的产品，销出去多少件，就订购多少件。这样，销售出去的家具件数，在下一周就能得到补充。如果该品种保持销售劲头，经销商们就能在低水平的库存情况下，保证不断货；即使新货物没有销售出去，经销商们所损失的不过是少量库存成本而已。 经销商们喜欢这种方法，因为这使得库存管理能够自动进行。经销商每年的库存周转达到了25次。顾客满意度的上升给Grubb公司带来了回报。18个月后，Grubb公司的50个最大的零售商中增加了9个新客户。现在，Grubb6个月的平均销售量呈直线上升趋势。Grubb很好地运用约束理论来解决自己的生产均衡问题和经销商的库存问题，从而获得了关键的竞争优势。

JIT(准时制生产)

第一节 JIT的理论

库存为万恶之源。因为库存会掩盖许多生产中的问题，还会滋长工人的惰性，更糟糕的是要占用大量的资金，使企业承受因市场风云变化而导致的库存跌价的风险。如果企业能够实现“零库存”，只生产有市场定单的产品，而且当市场有需求时，能够及时地供给，那么对于企业的经营效益和规避风险有着不言而喻的意义。 为了追求一种使库存达到最小的生产系统，日本丰田汽车公司率先提出并完善了准时生产方式——JIT。

一、 JIT的产生背景

1950年，日本的丰田英二抱着学习美国先进经验的想法，考察了美国底特律福特公司的轿车厂。当时这个厂每天能生产7000辆轿车，比日本丰田公司一年的产量还要多。 丰田英二在思考：怎样建立日本的汽车工业？照搬美国的大批量生产方式，显然是不可能的。一是战后的日本经济萧条，缺少资金和外汇，没有能力全面引进美国成套设备来生产

汽车。二是战后日本的经济和技术基础也与美国相距甚远，日本当时的生产量仅为美国的几十分之一。三是日本的社会文化背景与美国大不相同，完全照搬美国模式肯定行不通。显然应该按照日本的国情，发挥日本人的家族观念和团队精神，探索一条不同于福特公司的流水线生产模式的道路。

丰田英二和他的伙伴大野耐一进行了一系列的实验，经过30多年的努力，终于形成了完整的丰田生产方式（TPS，即Toyota Production System）。在丰田生产方式TPS中，很重要的一种生产管理方法即是准时生产方式JIT。

准时生产方式的基本思想可用现在已广为流传的一句话来概括，即“只在需要的时候，按需要的量生产所需的产品”，这也就是Just in Time（JIT）一词所要表达的本来含义。这种生产方式的核心是追求一种无库存的生产系统，或使库存达到最小的生产系统，为此开发了包括“看板”在内的一系列具体方法，并逐渐形成了一套独具特色的生产经营体系。准时生产方式在最初引起人们的注意时曾被称为“丰田生产方式”，后来随着这种生产方式被人们越来越广泛地认识、研究和应用，特别是引起西方国家的广泛注意以后，人们开始把它称为JIT生产方式。 二、 JIT的基本概念

即时管理（JIT,Just in time），其实质是保持物质流和信息流在生产中的同步，实现以恰当数量的物料，在恰当的时候进入恰当的地方，生产出恰当质量的产品。这种方法可以减少库存、缩短工时、降低成本、提高生产效率。 三、 JIT方式的特征

JIT作为一种现代管理技术，能够为企业降低成本，改进企业的经营水平，体现了如下的两点主要特征： （一）追求零库存

企业争取利润最大化的主要手段之一便是降低成本。库存是一种隐性的成本，削减甚至消除库存，是降低成本的有效途径。随着后工业化时代的来临，主流的生产模式开始出现多品种、小批量的情况，根据市场和顾客的要求进行生产，是消除库存的最佳方法。

因此，JIT生产方式力图通过“零库存”来增加企业利润，换句话说， JIT认为只有在必要的时候，按必要的数量生产必要的产品，才能避免库存造成的资源浪费，使企业的利润最大。

（二）强调持续地强化与深化

JIT强调在现有基础上持续地强化与深化，不断地进行质量改进工作，逐步实现不良品为零、库存为零、浪费为零的目标。尽管绝对的零库存、零废品是不可能达到的，但是JIT就是要在这种持续改进中逐步趋近这一目标。这个思想蕴涵两层含义：第一，目标无止境，企业不能满足于目前的成绩，而要不断地进取；第二，JIT方式的实现不是一朝一夕能够完成的，要一步一步来，不能期望一口吃成个胖子。

第二节 JIT的实施方法

JIT有三种手段来达到其目标，如图2.1。该图说明了JIT生产方式的基本目标以及实现这些目标的三个手段和方法，也包括这些目标与各种手段方法之间的相互内在联系。 一、 适时适量生产

适时适量生产即“Just in Time”一词的主要含义：“在需要的时候，按需要的量生产所需的产品”。对于企业来说，各种产品的产量必须能够灵活地适应市场需求量的变化。否则的话，由于生产过剩会引起人员、设备、库存费用等一系列的浪费。而避免这些浪费的手段，就是实施适时适量生产，针对市场需求生产适销对路的产品。

适时适量生产的方法如下：

（一）生产同步化

为了实现适时适量生产，首先需要致力于生产的同步化。即工序间不设置仓库，前一工序的加工结束后，使半成品立即转到下一工序去，装配线与机械加工几乎并行进行。在铸造、锻造、冲压等必须成批生产的工序，则通过尽量缩短作业更换时间来尽量缩小生产批量。生产的同步化通过“后工序领取”这样的方法来实现，即“后工序只在需要的时间到前工序领取所需的加工品；前工序中按照被领取的数量和品种进行生产”。这样，制造工序的最后一道即总装配线成为生产的出发点，生产计划只下达给总装配线，以装配为起点，在需要的时候，向前工序领取必要的加工品，而前工序提供该加工品后，为了补充生产被领走的量，必向更前道工序领取物料，这样把各个工序都连接起来，实现同步化生产。这样的同步化生产还需通过采取相应的设备配置方法以及人员配置方法来实现，即不能采取通常的按照车、铣、刨等工业专业化的组织形式，而应该按照产品加工顺序来布置设备。当然，这种做法也带来人员配置上的变革，这点在下面会进行论述。 （二）生产均衡化

生产均衡化是实现适时适量生产的前提条件。所谓生产的均衡化，是指总装配线在向前工序领取零部件时应均衡地使用各种零部件，生产各种产品。为此在制定生产计划时就必须全面考虑，然后将其体现在产品生产顺序计划之中。在制造阶段，均衡化通过专用设备通用化和制定标准作业来实现。所谓专用设备通用化，是指通过在专用设备上增加一些工具夹的方法使之能够加工多种不同的产品。而所谓的标准作业是指将作业节拍内一个作业人员所应担当的一系列作业内容标准化。 二、 弹性配置作业人数

在劳动力成本越来越高的今天，降低劳动力成本是降低成本的一个重要方面。达到这一目的的方法是“少人化”。所谓少人化，是指根据生产量的变动，弹性地增减各生产线的作业人数，以及尽量用较少的人力完成较多的生产。关键在于，当生产线上的生产量减少了的时候，也要把作业人员的人数进行相应的削减。这种“少人化”技术和传统生产系统中的“定员制”不同，它是一种全新的人员配置方法。实现这种少人化的具体方法是对设备进行特别的布置，以便能够当需求减少，作业减少时，人数更少的操作人员可以完成任务。从作业人员的角度来看，就意味着标准作业中的作业内容、范围、作业组合以及作业顺序等的一系列变更。因此为了适应这种变更，作业人员必须是具有多种技能的“多面手”，才能弹性地适应不同的工作岗位。 三、 质量保证方法

许多人都认为，质量与成本之间是一种负相关关系，即要提高质量，就得花人力、物力来加以保证，例如企业为了保证质量而增设质量检验人员。但在JIT生产方式中，却不是通过检验来保证质量，而是通过将质量管理贯穿于每一工序之中来实现提高质量与降低成本的一致性，具体方法是“自动化”。这里所讲的自动化是指融入生产组织中的这样两种机制：第一，使设备或生产线能够自动检测不良产品，一旦发现异常或不良产品，可以自动停止设备运行的机制。为此企业在设备上开发、安装了各种自动停止装置和加工状态检测装置；第二，生产第一线的设备操作工人发现产品或设备的问题时，有权自行停止生产的管理机制。依靠这样的机制，不良产品一出现马上就会被发现，防止了废品的重复出现或累积出现，从而避免了由此可能造成的大量浪费。而且，由于一旦发生异常，生产线或设备就立即停止运行，比较容易找到发生异常的原因，从而能够有针对性地采取措施，防止类似异常情况的再发生，杜绝类似瑕疵产品的再产生。 这里值得一提的是，通常的质量管理方法是在最后一道工序对产品进行检验，尽量不让生产加工过程中途停止。但在JIT生产方式中却认为这恰恰是使不良产品大量或重复出现的“元凶”。因为发现问题后不立即停止生产的话，问题得不到暴露，以后难免还会出现类似

的问题，同时还会出现“缺陷”的叠加现象，增加最后检验的难度。而一旦发现问题就使其停止，并立即对其进行分析、改善，久而久之，生产中存在的问题就会越来越少，企业的生产质量就会逐渐提高。 第三节 JIT的应用

一、 日本丰田公司的看板管理

日本丰田公司不仅创造性地提出了准时生产的思想，而且还创造性地摸索出一套独特的富有成效的管理工具——看板。看板管理也可以说是JIT生产方式中最独特的部分，因此也有人将JIT生产方式称为“看板方式”。但是严格地讲， JIT生产方式的本质，是一种生产管理技术，而看板只不过是一种管理工具。 （一）看板的种类

日本丰田公司所使用的看板的主要分类如下： (1)在制品看板： 包括工序内看板，信号看板 (2)领取看板： 包括工序间看板，对外订货看板 (3)临时看板

（二）看板的使用方法

在JIT生产方式中，公司的计划部门集中制定生产的月度计划，同时传达到各个工厂以及协作企业。而与此相应的日生产指令只下达到最后一道工序或总装配线，对其他工序的生产指令通过看板来实现。即后工序“在需要的时候”用看板向前工序去领取“所需的量”时，同时就等于向前工序发出了生产指令。 (1)后工序领取

看板中记载着生产量、时间、方法、顺序以及运送量、运送时间、运送目的地、放置场所、搬运工具等信息，从装配工序逐次向前工序追溯。当工人使用了装配线上的某个零部件，就将所使用的零部件上所带的看板取下，拿着该看板再去前工序领取。这样，看板成了生产以及运送的工作指令，通过“后工序领取”准则实现了“适时适量生产”的要求。 (2)适量运送

在丰田公司的看板管理中，规定看板必须按照既定的运用规则来使用。其中一条规则是：“没有看板不能生产，也不能运送。”根据这一规则，看板数量增多了，则前道工序的生产量就相应增加；看板数量减少了，则前道工序的生产量也相应减少。由于看板所表示的只是必要的量，因此通过看板的运用，就能够做到自动防止过量生产，保证了适量运送。 (3)根据看板进行现场管理 看板的另一条运用规则是：“看板必须在实物上存放”，“前工序按照看板取下的顺序进行生产”。根据这一规则，作业现场的管理人员对生产的优先顺序能够一目了然，易于管理，并且只要瞧一瞧看板，就可知道后工序的作业进展情况、库存情况等等。看板成了生产管理人员进行“目视管理”的有力工具。 （三）看板的功能 (1)产量的调节功能

由于市场需求随时会发生变化，所以生产是不可能百分之百地完全照计划进行的。总装配线就好比面向市场的最敏锐的神经末梢，它对市场的感应，对月生产量以及日生产计划的修改，都通过看板来进行微调。看板相当于传递生产信息和运送信息的指令，好比工序之间、部门之间以及物流之间的连络神经。 (2)生产的改善功能

看板除了以上的生产管理功能以外，还有一大功能，即改善功能。通过看板，可以发现生产中存在的问题，使其暴露，从而立即采取相应的改善对策。

如果采用传统的生产方式，在一般情况下，如果在制品库存较高，可以及时补充后道工

序的要求，即使前一道工序的设备出现故障、不良品数目增加，也不会影响到后道工序的生产，所以容易把生产中的质量差、人员冗余、库存高等问题掩盖起来。 而采用JIT生产方式，看板的运用规则之一是“不能把不良品送往后工序”。如果前道工序的生产质量不过关，不良品就会沉淀到该工序里；加上看板对中间产成品的数量有严格控制，通过不断减少看板数量来减少在制品的中间储存，使工人无法像以前那样用库存品来供给下道工序。于是后工序所需得不到满足，就会造成全线停工，由此可立即使问题暴露，从而必须立即采取措施来解决问题。这样通过改善功能不仅使问题得到了解决，也带来了生产率的提高。

JIT生产方式的目标是要最终实现无储存生产系统，而看板提供了一个朝着这个方向迈进的工具。

二、 WIREMOLD公司的JIT生产

WIREMOLD公司是位于康州的西赫特福特( West Hartford)的一家将近百年的公司，主要生产两种产品：配线系统产品及电源配置产品。在新总裁亚瑟·伯恩(Art Byrne)自1991年9月以来的领导下，该公司全力投入改善活动，重点放在及时生产的方式。

以公司的持续改进方面来讲WIREMOLD公司致力于不断改善活动和及时生产交货方式，在许多地方已获得很大的成功。其中的一个成功例子是在“插座”生产线上。在此生产线上，公司生产的种类，已超过200种以上。

为了解决产品生产的问题，公司把生产线上的员工都动员起来，去分析问题，结果发现许多种导致产品质量不佳的原因，例如：供应商的零件质量不佳、插座破裂、或线路错误无法正确装配等一大堆问题。公司发现在一个装配生产线上，就有超过60项的问题，生产主管每日都密切的督促员工解决问题。仅在20天之后，改善活动就初见成效。

比如，接地线有各种不同的中心线圈，中心线圈是一个长条的卷曲电线，是插座必需的组件。操作人员发现中心线圈的卷曲方式若是不合理的话，插到插座里就很费事，必须花费额外的时间重新放置。于是公司改善了中心线的卷曲设计，以使每一条线都能很便捷地插入到插座里。

再比如，WIREMOLD公司供应商所供应的电源线质量。当电源线从箱子内取出时，有脏污的问题，迫使装配人员必须注意检查及清洗脏污的电源线。WIREMOLD公司与供应商共同努力来改进质量，使电源线一开始就保持干净，装配人员不用再花时间检查，也不用要求作业员重新清洗了。

再比如，插座延长线的长度或金属片的长度都不一致。WIREMOLD公司重新检查产品的规格，开发出标准的长度，训练作业员在加工时，将这些零件依据标准样本进行生产，结果就不再发生将不一致的电源线送给装配作业员的事情了。

WIREMOLD公司运作及时生产方式已有4年了。在这4年里，公司的生产交期时间已减少了67%，从原先接到订单到出货为止，原本的72小时已降为24小时。公司的存货周转率提高为367%，从每年3次增加为每年14次，同时，营业规模则增加2倍。 三、JIT的未来研究方向

JIT发展到现在，研究体系包括了JIT定义和哲理研究；JIT的系统理论模型研究；JIT应用与开发的研究；JIT的实施研究；JIT与MRPII和OPT之间的比较与发展研究等等。例如JIT实施研究的大多数是定性地对实施JIT的益处和实施的问题进行总结。也有人对JIT实施中的厂址、作业计划、混合装配生产线、加工时间、市场需求及机器故障不确定的生产线效率等建立数学模型进行定量研究。 （一）JIT 应用与开发的研究

总结目前的研究情况，从JIT的4个基本成功原则，即消除浪费、员工参与决策、供应商参与、全面质量管理的角度，可以把目前有关JIT应用与开发的研究分为：

(1)消除浪费研究

包括看板研究、单元生产研究及会计问题研究。在看板研究中，一些定性研究描述了单看板和双看板并讨论了它们的优缺点。另外，有一些仿真研究分析了在不确定的需求、可变加工时间及随机机器故障的生产环境下如何为每个工位确定最优看板数，有一些研究还建立了数学模型研究在确定性需求下用来确定经济批量，而在随机需求下用来确定工位的最优看板数。关于会计问题研究，主要是讨论传统会计方法在JIT中的适用性问题。

需要指出的是，看板只有在工序一体化、生产均衡化、生产同步化的前提下，才有可能运用。如果错误地认为JIT生产方式就是看板方式，不对现有的生产管理方法作任何变动就单纯地引进看板方式的话，是不会起到任何作用的。所以，在引进JIT生产方式以及看板方式时，最重要的是对现存的生产系统进行全面改组。 (2)人力资源管理研究

主要是研究建立解决问题的网络、培训多面手、公司间信息沟通模式、员工利益和工作稳定性问题，在这方面有待于进一步研究的问题有员工参与决策和零件自检问题等。 (3)采购研究

有关采购的研究主要集中在供应商管理：如与供应商加强交流以实现小批量频繁交货；获取供应商的支持；与供应商交流改进产品质量问题等。还有一些仿真研究用数学模型探讨JIT采购的运输后勤问题、与供应商合作的经济利益、最优订货量和交货次数。 (4)质量研究

质量在成功实施JIT中起着非常重要的作用。有关质量的研究主要集中在：用数学模型来寻求适于JIT 的抽样方案；改进JIT中传统的质检方法以改进质量等。 （二）JIT的比较和发展研究 对于JIT的未来发展，欧美国家与日本的看法略有些差异。欧美学者通过对世界汽车工

业的调查研究，将JIT扩展为包括设计、制造、管理、营销等在内的精益生产方式（Lean Production），形成了一个完整的体系。而日本人把TPS（Toyota Production System），即丰田生产方式作为JIT的扩展体系来研究。

对于JIT的应用环境，一些学者根据不同的应用环境提出了一些基于JIT的变异系统，例如：Periodic Pull System，在这种系统中，在线计算机代替了看板；CONWIP（CONstant Work-In-Process），这种系统能应用于看板系统不能应用的生产环境，比如零部件种类很多的环境；Long-Pull-System，这种系统把几个工位看作一个拉动跨度，拉动跨度间实行拉动生产；推动与拉动的结合系统等。

而对于JIT与其它管理技术之间的联系，例如JIT与MRPⅡ之间的关系，学术界也存在不同看法。有学者认为，JIT、MRPⅡ和OPT是不相容的，三者分别适应于不同的生产环境。而另一些研究认为，JIT和MRPⅡ是互补的，二者可以结合在一起。下面选取了比较典型的一种看法，对JIT与MRPⅡ这两种形式进行了比较，以加深读者的认识。

MRPⅡ（制造资源计划）是由美国学者最早提出来的适用于制造业的大批量生产的管理模式和方法，而JIT却是由日本人发明的适用于精益生产的管理技术，这两者的区别与联系被总结在表2.1中。

从上表中可以看出，JIT与MRPⅡ在生产管理、人员管理等方面存在着许多差异。JIT追求尽善尽美，比如在废品方面，追求零废品率；在库存方面，追求零库存。可以这样说，JIT的目标是一种理想的境界。和MRPⅡ相比，JIT理论更多地考虑了制造业的普遍情况，考虑了较多的不确定因素，是一种侧重于长期的计划策略，是可以应用到其它方面的管理哲理；而MRPⅡ是一种执行策略，侧重于近期甚至当前。在看待MRPⅡ和JIT这两个不同的理论体系方面，正确的态度是将两者结合起来，依靠MRPⅡ奠定生产管理的良好基础，逐渐达到JIT的水平。

LP(精益生产)

第一节 精益生产的理论基础

企业家无不希望每项生产活动都得到最大的经济回报，在生产过程中的废品、次品、仓库中没有销售出去的库存、由于设计失误而报废的原料等等，都使企业的资源投入没有获得预想中的收益。

精益生产作为一种新的生产组织管理方式应运而生，它致力于消除生产中的浪费现象，消除一切非增值的环节，使企业精确地生产精良的产品，获得最大的经济收益。精益生产思想在丰田生产方式的基础上不断发展，从汽车行业到其它制造行业，进一步扩展到其它领域。精益生产不仅是一整套生产组织方法，它还成为一种意义深远的管理思想。 一、 精益生产的产生背景

20世纪70年代的石油危机之后，日本汽车公司凭借自己创造的精益生产方式，找到了在多品种、小批量混合生产条件下的高质量、低消耗的生产方法，日本汽车以经济、节能、实用的特点大举抢占美国汽车市场，美国汽车工业受到重创，日本汽车产量一度超过了美国，成为了世界第一汽车大国，产量达到了1300万辆，占世界汽车总量的30％以上。 日本企业在国际市场上的成功，引起西方企业界的浓厚兴趣，也深深刺痛了欧美的企业家。他们决心研究日本汽车的奥秘，管理专家和汽车业的行业专家多次奔赴日本考察，有的甚至驻厂调研，终于总结出日本企业的成功秘诀——精益生产方式（Lean Production）。有意思的是，精益生产方式产生于日本，但概念的提出则是由美英专家完成的。

精益生产方式的提出对汽车业来说具有划时代的意义。它改变了世界汽车的生产思想，由大批量生产的方式向精益化生产过渡。尤其是美国汽车公司，他们把精益生产的思想运用于生产实践，最终改善了产品质量、提高了生产效率，又夺回了世界第一汽车大国的称号。 需要指出的是，精益生产源于丰田生产方式，但是经过无数学者的研究和企业家的探索，它具备了更多的内涵。举例来说，精益生产的核心理念之一是“消除非增值环节”，如今人们在此基础上提出了“消除次要增值环节”，把企业不太擅长的某些业务外包出去，求得更专业更优质的产品和服务，而把节省下来的资源投入到更能为企业带来增值的核心竞争力中，为消费者生产更精良的产品。

如今精益生产方式的应用范围大大拓宽，不仅应用在包括汽车行业在内的制造、电子、计算机、飞机制造等各制造业中，还涉及供应链中的产品设计、生产供应、物流运输、产品销售等领域。它作为一种先进的管理理念对许多行业都有重要的指导作用。 二、 精益生产的概念

精益生产（Lean Production，LP），又称精良生产，其中“精”表示精良、精确、精美；“益”表示利益、效益等等。精益生产就是以企业利润最大化为目标，及时制造，消除原料采购、储运、生产、包装等生产环节中的一切浪费。

精益生产的概念是美国麻省理工学院在一项名为“国际汽车计划”（IMVP）的研究项目中提出来的。欧美学者在做了大量的调查和对比后，认为日本丰田汽车公司的成功是因为该公司采取了一种新的生产组织管理方式，它致力于消除生产中的浪费现象，消除一切非增值的环节，从而使企业兼顾了大批量生产的经济性和多品种生产的灵活性。与过于臃肿的生产方式相比，这种新的生产方式便被命名为精益生产。 三、 精益生产的理论要点

如果把生产系统比喻成一个房屋，那么它的地基是系统的基本要素，包括：供应链管理、一体化的产品与工艺设计、标准化作业及全员生产维护。支撑这个房屋的是两根“柱子”：及时生产与质量控制。房屋里活动着的是通过企业文化而融合在一起的一批灵活、熟练、有积极性的员工。房顶即精益生产方式要达到的目标：通过消除浪费、缩短生产时间来提高质

量、降低成本、保证交货。

这个比喻实际上说出了精益生产的内容：即一个目标、两大支柱和一大基础。 （一）一个目标

一个目标是低成本、高效率、高质量地进行生产，最大限度地使顾客满意。说明精益生产是以市场为导向、以用户为出发点。 （二）两大支柱

两大支柱是准时化与人员自觉化。 (1)准时化

准时化即我们常说的JIT (Just in time)生产。即以市场为龙头在合适的时间、生产合适的数量和高质量的产品。

JIT需要以拉动生产为基础，以平准化(Leveling System)为条件。所谓拉动生产是以看板管理为手段，采用“取料制”即后道工序根据“市场”需要进行生产，对本工序在制品短缺的量从前道工序取相同的在制品量，从而形成全过程的拉动控制系统，绝不多生产一件产品。平准化是指工件被拉动到生产系统之前要按照加工时间、数量、品种人为地进行合理搭配和排序，使拉动到生产系统中的工件流具有加工工时上的平稳性，保证均衡生产，同时起到对市场多品种、小批量需要的快速反应和满足的功能。

(2)人员自主化

人员自主化是人员与机械设备的有机配合行为。生产线上的机械设备发生质量、数量、品种上的问题时，会自动停机，并有指示显示；而任何人发现故障问题都有权立即停止生产线，主动排除故障，解决问题。同时将质量管理溶入生产过程，变为每一个员工的自主行为，将一切工作变为有效劳动。 （三）一大基础

一大基础是指改善(Improvement)： (1)永远存在着改进与提高的余地 精益生产思想认为，从局部到整体永远存在着改进与提高的余地。就象丰田英二当年考察美国福特公司时，尽管福特公司当时的生产效率比丰田公司的产量高几百倍，但是丰田英二并不以此为最终目标，他在考察报告中写到：“此生产体制还有可改进的余地”。因此，精益生产思想认为，在工作、操作方法、质量、生产结构和管理方式上要不断地改进与提高。 (2)消除一切浪费

精益生产思想认为不能提高附加价值的一切工作(包括生产过剩、库存、等待、搬运、加工中的某些活动，多余的动作，不良品的返工等)都是浪费。这些浪费必须经过全员努力不断消除。

(3)持续改善

持续改善(Continuous Improvement)是与全面质量管理原则相似的管理思想。它是指以消除浪费和改进提高的思想为依托，对生产与管理中的问题，采用由易到难的原则，不断地改善、巩固和提高，经过不懈的努力以求长期的积累，获得显著效果。

需要指出的是，精益生产与准时生产（JIT）、全面质量管理（TOM）等管理思想、管理工具等有部分的相似或相同的地方。比如精益生产强调的准时化支柱即准时生产JIT，精益生产强调的持续改善和全面质量管理中的不断改进有相似之处。但是，虽然不同的管理思想间会有相似的内核元素，然而它们各有侧重点，所涵盖的范围也有所不同。例如精益生产强调的持续改善，不仅包括了质量的改进，还包含了生产结构和管理方式等的改进。 第二节 精益生产的实施 一、 传统生产方式的弊病

传统生产方式存在种种弊病。例如从订货到交货需要较长的时间，所以需要进行预测，

但通常的生产需求的预测精度低；于是生产计划经常面临进度管理和计划变更的尴尬，实施很困难；即便实施也是混乱和低效率的。传统生产与精益生产相比，可以由下面的表3.1的12个关键指标看出两者的明显区别。

上述12个指标分别从不同的侧面反映了传统的批量生产和精益生产的特征差异。与传统生产方式相比，精益生产在生产上保证了灵活性：在满足顾客的需求和保持生产线流动的同时，做到了产成品库存和在制品库存最低；在质量管理上贯彻六个西格玛的质量管理原则，不是依靠事后的检查，而是从产品的设计开始就把质量问题考虑进去，确保每一个产品只能严格地按照唯一正确的方式生产和安装；在库存管理上，通过减少无效的过度生产而节约成本；在员工激励上，赋予员工极大的自主权，并且人事组织结构趋于扁平化，消除了上级与下级之间相互沟通的隔阂。所有这一切都体现了降低成本、提高产品竞争力的要求。 既然精益生产能够大幅度地提高企业运作指标，那么如何在企业中实施精益生产方式呢？下面阐述精益生产的实施步骤： 二、 精益生产的实施步骤

精益生产的研究者总结出精益生产实施成功的五个步骤： (1)从样板线（model line）开始

(2)画出价值流程图（value stream mapping） (3)开展价值流程图指导下的持续改进研讨会 (4)营造支持精益生产的企业文化 (5)推广到整个公司

下面就结合上面的五个步骤，阐述如何实施对传统生产方式的改造。 （一）选择要改进的关键流程

精益生产方式不是一蹴而就的，它强调持续的改进。首先应该先选择关键的流程，力争把它建立成一条样板线。 （二）画出价值流程图

价值流程图是一种用来描述物流和信息流的方法。在价值流程图中，方框代表各生产工艺，三角框代表各个工艺之间的在制品库存，各种图标表示不同的物流和信息流，连接信息系统和生产工艺之间的折线表示信息系统正在为该生产工艺进行排序等等。 在绘制完目前状态的价值流程图后，可以描绘出一个精益远景图(Future Lean Vision)。在这个过程中，更多的图标用来表示连续的流程，各种类型的拉动系统，均衡生产以及缩短工装更换时间，生产周期被细分为增值时间和非增值时间。

（三）开展持续改进研讨会 精益远景图必须付诸实施，否则规划得再巧妙的图表也只是废纸一张。实施计划中包括什么(What)，什么时候（When）和谁来负责（Who），并且在实施过程中设立评审节点。这样，全体员工都参与到全员生产性维护系统中。 在价值流程图、精益远景图的指导下，流程上的各个独立的改善项目被赋予了新的意义，使员工十分明确实施该项目的意义。

持续改进生产流程的方法主要有以下几种： (1)消除质量检测环节和返工现象

如果产品质量从产品的设计方案开始，一直到整个产品从流水线上制造出来，其中每一个环节的质量都能做到百分百的保证，那么质量检测和返工的现象自然而然就成了多余之举。因此，必须把“出错保护”（Poka－Yoke）的思想贯穿到整个生产过程，也就是说，从产品的设计开始，质量问题就已经考虑进去，保证每一种产品只能严格地按照正确的方式加工和安装，从而避免生产流程中可能发生的错误。

消除返工现象主要是要减少废品产生。严密注视产生废品的各种现象（比如设备、工作

人员、物料和操作方法等），找出根源，然后彻底解决。 (2)消除零件不必要的移动

生产布局不合理是造成零件往返搬动的根源。在按工艺专业化形式组织的车间里，零件往往需要在几个车间中搬来搬去，使得生产线路长，生产周期长，并且占用很多在制品库存，导致生产成本很高。通过改变这种不合理的布局，把生产产品所要求的设备按照加工顺序安排，并且做到尽可能的紧凑，这样有利于缩短运输路线，消除零件不必要的搬动及不合理的物料挪动，节约生产时间。 (3)消灭库存

在精益企业里，库存被认为是最大的浪费，因为库存会掩盖许多生产中的问题，还会滋长工人的惰性，更糟糕的是要占用大量的资金，所以把库存当作解生产和销售之急的做法犹如饮鸩止渴。

减少库存的有力措施是变“批量生产、排队供应”为“单件生产流程”（one－piece－flow）。在单件生产流程中，基本上只有一个生产件在各道工序之间流动，整个生产过程随单件生产流程的进行而永远保持流动。

理想的情况是，在相邻工序之间没有在制品库存。当然实际上是不可能的，在某些情况下，考虑到相邻两道工序的交接时间，还必须保留一定数量的在制品库存。精益生产中消灭库存的理念和方法与准时生产JIT的理念和方法类似，请参见上一章的相关内容。 (4)合理安排生产计划 从生产管理的角度上讲，平衡的生产计划最能发挥生产系统的效能，要合理安排工作计划和工作人员，避免一道工序的工作荷载一会儿过高，一会儿又过低。 在不间断的连续生产流程里，还必须平衡生产单元内每一道工序，要求完成每一项操作花费大致相同的时间，使每项操作或一组操作与生产线的单件产品生产时间（Tact time）相匹配。单件产品生产时间是满足用户需求所需的生产时间，也可以认为是满足市场的节拍或韵律。在严格的按照Tact time组织生产的情况下，产成品的库存会降低到最低限度。

(5)减少生产准备时间

减少生产准备时间一般的做法是，认真细致地做好开机前的一切准备活动，消除生产过程可能发生的各种隐患。它包括：

①列举生产准备程序的每一项要素或步骤； ②辨别哪些因素是内在的（需要停机才能处理）；哪些是外在的因素（在生产过程中就能处理）

③尽可能变内在因素为外在因素；

④利用工业工程方法来改进技术，精简所有影响生产准备的内在的、外在的因素，使效率提高。

(6)消除停机时间

消除停机时间对维持连续生产意义重大，因为连续生产流程中，两道工序之间少有库存，若机器一旦发生故障，整个生产线就会瘫痪。消除停机时间最有力的措施是全面生产维修（Total Productive Maintenance，TPM），包括例行维修、预测性维修、预防性维修和立即维修四种基本维修方式。

①例行维修：操作工和维修工每天所作的维修活动，需要定期对机器进行保养。 ②预测性维修：利用测量分析技术预测潜在的故障，保证生产设备不会因机器故障而造成时间上的损失。其意义在于未雨绸缪，防患于未然。

③预防性维修：为每一台机器编制档案，记录所有的维修计划和维修纪录。对机器的每一个零部件都做好彻底、严格的保养，适时更换零部件，保证机器不发生意外故障。全面生产维修的目标是无停机时间。要达到此目标，必须致力于消除产生故障的根源，而不是仅仅

处理好日常维修任务。

④立即维修：当有故障发生时，维修人员要召之即来，随叫随到，及时处理。 (7)提高劳动利用率

提高劳动利用率包括两个方面，一是提高直接劳动利用率，二是提高间接劳动利用率。 提高直接劳动利用率的关键在于对操作工进行交叉培训，使一人能够负责多台机器的操作，使生产线上的操作工可以适应生产线上的任何工种。交叉培训赋予了工人极大的灵活性，便于协调处理生产过程中的异常问题。

提高直接劳动利用率的另一种方法是在生产设备上安装自动检测的装置。生产过程自始至终处在自动检测装置严密监视下，一旦检测到生产过程中有任何异常情况发生，便发出警报或自动停机。这些自动检测的装置一定程度上取代了质量检测工人的活动，排除了产生质量问题的原因，返工现象也大大减少，劳动利用率自然提高。

间接劳动利用率主要是消除间接劳动。从产品价值链的观点来看，库存、检验、返工等环节所消耗的人力和物力并不能增加产品的价值，因而这些劳动通常被认为是间接劳动，若消除了产品价值链中不能增值的间接活动，那么由这些间接活动引发的间接成本便会显著降低，劳动利用率也相应得以提高。有利于提高直接劳动利用率的措施同样也能提高间接劳动率。

（四）营造企业文化

虽然在车间现场发生的显著改进，能引发随后一系列企业文化变革，但是如果想当然地认为由于车间平面布置和生产操作方式上的改进，就能自动建立和推进积极的文化改变，这显然是不现实的。

其实文化的变革要比生产现场的改进难上十倍，两者都是必须完成并且是相辅相成的。许多项目的实施经验证明，项目成功的关键是公司领导要身体力行地把生产方式的改善和企业文化的演变结合起来。公司副总裁级的管理层持之以恒地到生产现场聆听基层的声音，并对正在进行之中的改进活动加以鼓励，这无疑是很必要的。 传统企业向精益化生产方向转变，不是单纯地采用相应的“看板”工具、及先进的生产管理技术就可以完成，而必须使全体员工的理念发生改变。精益化生产之所以产生于日本，而不是诞生在美国，其原因也正因为两国的企业文化有相当大的不同。 （五）推广到整个公司

精益生产利用各种工业工程技术来消除浪费，着眼于整个生产流程，而不只是个别或几个工序。所以，样板线的成功要推广到整个公司，使操作工序缩短，推动式生产系统被以顾客为导向的拉动式生产系统所替代。 总而言之，精益生产是一个永无止境的精益求精的过程，它致力于改进生产流程和流程中的每一道工序，尽最大可能消除价值链中一切不能增加价值的活动，提高劳动利用率，消灭浪费，按照顾客订单生产的同时也最大限度的降低库存。 由传统企业向精益企业的转变不能一蹴而就，需要付出一定的代价，并且有时候还可能出现意想不到的问题，让那些热衷于传统生产方式而对精益生产持怀疑态度的人，能举出这样或那样的理由来反驳。但是，那些坚定不移走精益之路的企业，大多数在6个月内，有的甚至还不到3个月，就可以收回全部改造成本，并且享受精益生产带来的好处。 第三节 精益生产的应用 一、 丰田公司的精益生产

精益生产是由日本丰田公司最早提出来的，下面就来阐述丰田公司的精益生产。精益生产的核心思想就是要消除浪费。作为精益生产的首创者和典范，丰田公司总结出常见的七种浪费形式：

（1）过度生产

（2）生产劣质产品 （3）库存

（4）非增值的移动 （5）非增值的工艺 （6）不必要的运输 （7）不必要的等待 为了消除以上的浪费，丰田公司按照下列的方法进行精益生产。在精益生产中也包含了准时生产的一些思想，为了避免重复，凡是在准时生产中介绍过的内容，在此不做赘述。 （一）以拉动式准时化生产消除过度生产

用户需要多少，就生产多少。请参见准时生产的相关内容。 （二）以全面质量管理来消除劣质产品

丰田公司强调质量是生产出来而非检验出来的。 （三）简化生产过程中的不必要活动

重新布置设备位置，将原料、零件的非增值的移动、非增值的工艺、不必要的运输统统去掉。

（四）强调人的作用

精益生产方式强调发挥人的全部潜力，要把精益生产的思想灌输到每位员工的心里。每位员工在工作中不仅是执行上级的命令，更重要的是积极地参与，起到决策与辅助决策的作用。

任务分到小组，由小组内的工人协作承担。这样工作任务和责任就最大限度地从管理者转移到直接生产产品一线的工人身上。为此，公司还加大工人对生产的自主权。当生产线发生故障，工人有权自主决定停机，查找原因，做出决策。 为此，公司还建立了新的团队工作法。丰田公司主要是按照业务的关系来划分组织团队。团队成员强调一专多能，要求能够比较熟悉团队内其他工作人员的工作，保证工作协调的顺利进行。对于工作技能单一的对生产活动的增值很小的工人，要从工作岗位上撤下去。团队人员工作业绩的评定要由本团队的成员来评价。团队工作的基本氛围是信任，以一种长期的监督控制为主，而避免对每一步工作的稽核，提高工作效率。

同时，团队的组织是变动的，同一个人可能属于不同的团队，这样提高了团队的柔性，可能根据具体情况而临时组建，工作完成后，又可以分散。

在团队成员之间，或者是团队与团队之间，都是采取协同的并行工作方式。在需要各小组协同的情况下，各小组依托适当的信息系统工具，与其它相关的项目小组随时反馈信息，实时协调、解决出现的问题。例如，在产品的研制与开发期间，各小组将概念设计、结构设计、工艺设计、最终需求等结合起来，采取协同的并行工作方式，以最快的速度按要求的质量完成。

需要指出的是，精益生产方式不仅意味着生产设备、车间场地的合理布局、物流环节和生产计划的合理制订，更是意味着要在每个员工的心里树立起协同工作、不懈改进、精益求精的理念。

（五）不断追求“完美” （六）因地制宜的策略

丰田公司依据精益生产这种独特的生产组织方式，取得了惊人的效果。究其原因，并不是因为它的某项管理手段比大批量生产方式或其他生产方式优越，而是在于它结合自己的实际，依托所处的经济、技术和人文环境，采用了适应环境的管理体系，从而获得了巨大的成功。因此，结合自身实际情况，是成功实施精益生产的基本前提。比如，公司强调适度自动化。在选择技术时以适用性为先决条件，以避免不必要的资金和技术浪费。要知道，精益生

产方式并不追求制造设备的高度自动化和现代化，而强调对现有设备的改造和根据实际需要采用先进技术。

附图3.1是丰田公司的精益生产体系结构图。结合图形可以看出，达到企业利润的最大化有两种方法，一是增加销售；二是降低成本。单就降低成本而言，需要降低人力成本和消除物流活动中的浪费情况。怎样才能消除物流活动中的浪费呢？由于质量不合格而导致的返工，由于盲目生产造成的半成品和成品的积压等等，都造成了浪费。因此，要用全面质量管理来提高产品的生产质量；用拉动式的看板方式来消除过度生产。另外，要降低人力成本，就要减少不必要的监督，要充分相信员工，要发挥员工的协作精神。进一步分析精益生产体系结构图，可以发现，丰田公司提出的拉动式准时化生产、少人化、全面质量管理、并行工程等等观念之所以会实现，还在于充分协作的团队式工作方式和消灭浪费的无限追求理念。 换句话说，准时化生产、全面质量管理、并行工程等技术是精益生产的方法，但不是精益生产的精髓。精益生产的精髓是不断改进，不断消灭生产中的一切浪费，无限追求物流的平衡的思想；是依据自身环境、经济、技术条件寻找最适合自己的生产方式的理念。 这也正解释了为什么全面质量管理与并行工程并非精益生产所独创，但在精益生产体系中，它们却体现了更好的效益。 二、 上海通用公司的精益生产

上海通用公司在国内实施精益生产的企业中，是比较成功的一个例子。他们主要的成功经验包括：

（一）强调人的作用

上海通用精益生产系统五项原则之一，便是“员工参与”。在生产和办公区域，到处都有合理化建议单和建议箱，被最终采纳的建议都会得到奖励。从2000年5月开始，已采纳建议1.3万多条，节约成本近亿元，88％的员工参与了这项活动。 精益生产的柔性化的制造系统要求员工一人多岗、一岗多能，对员工的技术技能和团队合作精神要求高；生产现场的最基层员工既是制造者又是质量检查者，肩负的责任要大于传统制造业工人。为此，上海通用公司有个硬性规定：新员工必须接受精益生产培训。第一批班组长被送到通用公司的样板工厂学习，中高层管理人员都曾在欧宝的艾森那工厂劳动两周。新员工每年必须参加100课时培训，老员工是40课时，不同职位和发展方向的培训各不相同。

人力资本的投入带来了相应的回报。目前，上海通用已经成为通用全球五大精益生产样板企业之一。从2000年起，上海通用为通用泰国工厂、通用印度工厂、上汽五菱等企业提供了数百人次的现场培训，走过了从学生到老师的发展历程。在上海通用，大小不同、配置迥异的赛欧、别克、别克GL8三种车型，可以在同一条生产线上装配，学生的水平超过了最初的老师。

（二）精益物流

上海通用公司采用精益物流的运作方式，7000多种物料可以随叫随到，国内企业零部件都是及时供货，某些大件甚至可以门对门供货，并且和生产线上的排序完全一致。 （三）全过程质量保证

上海通用公司精益生产体系五大原则之一，叫做“质量是制造出来的”。

在这里，强调的是对过程的重视，通过保证每个环节的工作质量，来保证最终的质量，而不是最后通过检验找出缺陷。在上海通用，人人都会背诵质量“三不主义”，即“不接受、不制造、不传递”缺陷。工人有权力拒收有问题的零部件，而没权把工作中的缺陷传递到下道工序。另一条更为紧密的小“客户链”在内部流动：各个工位之间互为客户和供应商的关系，作为客户，可以不接受自己供应商即上一道工序的缺陷，同时，作为下一道工序的供应商，必须提供质量合格的工作。习惯成自觉，质量自然会提高。

上海通用的质量概念，不仅涵盖产品，还包括企业的整个运营过程，贯穿整个产业链的各个环节。这样，质量就向上下游延伸，成为各个环节无可妥协与谈判的原则和前提。

2000年5月，上海通用在通用汽车全球企业中首家全车厂通过QS—9000认证。为上海通用供货的配套商，也有90%通过了QS—9000认证。2001年，一家被誉为全球汽车业最权威的调查公司对中国汽车质量做了调研，在2000年中国市场上销售的过程车和进口车中，上海通用的GL8独占鳌头，别克GS位居第三。 （四）一体化管理 所谓一体化管理，是将企业非核心领域的运作和管理集成一个整体，作为一个以管理业务为主的外包项目，由专门的供应商提供全方位服务。上海通用除了制造汽车的核心业务外，将其他附加值不高、自己又不擅长的部分，都交给社会上的“专家”去完成，既节约了成本，又提高了质量。据初步估算，仅此创造的直接效益有2亿多元。

从上海通用的精益生产中，可以看到，既有传统的强调生产环节的零缺陷、零库存的生产方式，也有一体化管理创新等生产方式。后者将有限的资源集中在实现高附加值的核心业务的专业化运行上，也是一种精益生产方式，也达到了总体运行的高效率。 三、 我国企业的精益生产状况

我国企业对丰田生产方式的引进和研究在20世纪80年代就开始了。80年代初，长春第一汽车制造厂就派出一个40人的代表团专门访问丰田公司，进行了现场考察学习达半年之久，回来后在一汽各分厂推行丰田生产方式。特别是到了90年代初，一汽变速箱厂采用丰田生产方式，取得了降低在制品70%的佳绩。另外，湖北东风汽车公司的One-Piece-Flow生产，以及上海易初摩托车厂的精益生产都收效甚佳。

但是在国内也有众多的企业试行丰田生产方式未能成功，即便是成功者也存在一个怎样继续深入发展丰田生产方式的问题。 随着全球经济一体化的进程加快，我国加入世界贸易组织后，许多国家都逐渐把制造基地移到我国，而我国工业在激烈的国际竞争下，产业竞争力明显不足。如何提高我国制造业的水平，把我国建设成一个国际化水平的制造大国，成为亟待解决的问题。因此认真地学习精益生产方式具有了重要的现实意义。

有的企业在学习丰田生产方式时，流于形式，认为丰田生产方式就等同于“看板”，只要照样建立类似的看板拉动系统就可以了。殊不知，看板管理只是精益生产中的一个组成部分而已。丰田精益生产中的“零库存”，“零缺陷”，首先来自于均衡的生产计划：丰田公司花费了大量的精力来均衡生产计划，尽量保证在每天的生产计划中的生产数量和不同车型的混合比达到均衡，这样才能够保证所需要的零部件库存维持在一个最优和最低的数量。其次，丰田公司拥有具备高度工作积极性和自主权的员工。另外，丰田公司的零部件供应商每隔一至二个小时会对该“物料超市”中的几千种零件进行补充。因此可见，建立一套精益生产方式是一项长远而艰巨的工作。

有的企业在学习丰田生产方式时，只注重学习技术，而忽视了精益思想的内化。精益生产首先是一种理念，一种思维方式，其真谛即“根据自身情况，通过消除非增值（浪费）活动来缩短生产流程”。具体来说，就是通过生产过程整体优化，改进技术，理顺物流，杜绝超量生产，消除无效劳动与浪费，有效利用资源，降低成本，改善质量，达到用最少的投入实现最大产出的目的。

在精益生产原则指导下的实施过程、工具、技术则因地而异，精益生产并非是一套一成不变的程序，甚至连某些原则都可以根据业务内容和生产技术进行这样或那样的调整，来适应企业的具体情况。我国企业应该根据自己的具体情况有选择地汲取他人的经验，进行大胆的创新。

AM(敏捷制造)

第一节 敏捷制造的理论 一、 敏捷制造的产生背景

20世纪后半期，全球的竞争环境越来越严峻。新知识、新概念的不断涌现和新产品、新工艺的迅速更迭加速了市场的变化。企业面临着更严峻的挑战。在市场持续、高速变化的21世纪，企业不仅需要能针对市场的变化迅速进行必要的调整——包括组织上和技术上的调整，对市场的变化做出快速响应，而且要有不断通过技术创新和产品更新来开拓市场、引导市场的能力。这样才能及时抓住一瞬即逝的市场机遇而立于竞争的不败之地。 相比日本的迅速进步，曾经一度领先的美国制造业风光不再。由于片面强调第三产业的重要而忽视了制造业对国民经济健康发展的保障作用，美国的制造业严重地衰退，逐步丧失了其世界霸主的地位，出现巨额的贸易赤字。1986年，在美国国家科学基金会(NSF)和企业界支持下，美国麻省理工学院(MIT)的“工业生产率委员会”开始深入研究衰退原因和振兴对策。研究的结论是：“一个国家要生活得好，必须生产得好”，重申作为人类社会赖以生存的物质生产基础产业和制造业的社会功能，提出以技术先进、有强大竞争力的国内制造业夺回生产优势，振兴制造业的对策。为了应对日本企业的挑战，重振美国制造业的雄风，1988年，美国通用汽车公司（GM）与美国里海大学的几位教授共同首次提出了一种新的制造企业战略――敏捷制造（Agile Manufacturing）的概念。1991年，美国Iacocca研究所在美国国会和国防部的支持下，主持召开了21世纪发展战略讨论会，历时半年形成了一份著名报告——美国《21世纪制造企业战略》，并向美国国会提交。这份报告对敏捷制造的概念，方法及相关技术作了全面的描述。研究者认为，这份报告是美国开展先进制造技术研究的重要里程碑。

这份报告提出了两个最重要的结论： (1)影响企业生存、发展的共性问题是：目前竞争环境的变化太快而我们企业自我调整、适应的速度跟不上。

(2)依靠对现有大规模生产模式和系统的逐步改进和完善是不能实现重振美国制造业雄风的目标的。

该结论得到200多位来自美国工业界，政府机构和社会各界人士的认可和赞成。一种新兴的制造体系——敏捷制造概念开始在美国得到了广泛的研究和应用。美国人希望敏捷制造能够使美国的制造业于2006年以前重新恢复其在全球制造业中的领导地位。 二、 敏捷制造的概念

目前，敏捷制造（Agile Manufacturing，简称AM）还没有公认的定义。这里选用了美国学术界的定义方式。

美国Agility Forum（敏捷制造的研究组织）将敏捷制造AM定义为：能在不可预测的持续变化的竞争环境中使企业繁荣和成长，并具有面对由顾客需求的产品和服务驱动的市场做出迅速响应的能力。

敏捷制造的创立者认为，随着人民生活水平的不断提高，人们对产品的需求和评价标准将从质量、功能和价格转为最短交货周期、最大客户满意、资源保护、污染控制等。市场是由顾客需求的产品和服务驱动的，而顾客的需求是多样的和多变的，因此企业需要具备敏捷性（Agility）的特质，即必须能在无法预测，不断变化的市场环境中保持并不断提高企业的竞争能力。具备敏捷性的生产方式即敏捷制造。 敏捷制造依赖于各种现代技术和方法，而最具代表性的是敏捷虚拟企业(简称虚拟企业)的组织方式和拟实制造的开发手段。

虚拟企业，也叫动态联盟，是由一个公司内部某些部门或不同公司在市场机会来临时，按照资源、技术和人员的最优配置，快速组成临时性企业，去提供市场需要的产品和服务。

虚拟企业的存在时间可长可短，有的虚拟企业任务完成后即可宣告解散。对于复杂程度高的产品，由一个企业独立开发和制造是不经济的，也是不必要的，因此，组建虚拟企业能更有效利用诸多外部资源。这种动态联盟的虚拟企业组织方式可以降低企业风险，使生产能力前所未有地提高，从而缩短产品的上市时间，减少相关的开发工作量，降低生产成本，提高企业对市场的响应速度。组成虚拟企业，利用各方的资源优势，迅速响应用户需求是21世纪生产方式——社会级集成生产方式的具体表现。需要指出的是，敏捷虚拟企业并不限于制造，但制造却往往是虚拟企业中重要的组成部分。

敏捷制造的另一种方式是拟实制造，亦称拟实产品开发。它综合运用仿真、建模、虚拟现实等技术，提供三维可视交互环境，对从产品概念产生、设计到制造全过程进行模拟实现，以期在真实制造之前，预估产品的功能及可制造性，获取产品的实现方法，从而大大缩短产品上市时间，降低产品开发、制造成本。其组织方式是由从事产品设计、分析、仿真、制造和支持等方面的人员组成“虚拟”产品设计小组，通过网络合作并行工作；其应用过程是用数字形式“虚拟”地创造产品，即完全在计算机上建立产品数字模型，并在计算机上对这一模型产生的形式、配合和功能进行评审、修改，经过无数次对“虚拟模型”的改进和完善后，再制作最终的实物原型，不仅仅节省成本，而且使新产品模型综合了各方面的考虑，做到了最大程度上的完善，为产品的实际制造和上市销售打下了坚实的基础。拟实制造充分显示出了信息技术和计算机技术的优势功能。

敏捷制造的要素，敏捷制造有三大组成要素： (1)集成 具体来讲，就是要实现企业组织结构由金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变；从以技术为中心向以人、组织、管理为中心转变；在企业物理集成、信息集成和功能集成的基础之上，实现企业的过程的集成、部门的集成。 (2)高速

具体来讲，就是要实现企业对市场机会的迅速响应，能够缩短产品的开发时间，缩短交货期，加快产品的周转率等等。

(3)各级工作人员的自信心和责任心

任何先进的制造系统都离不开实施人员的努力。离开了人的因素，根本谈不上先进思想的贯彻。员工不光是有熟练的劳动技能、专业知识，更重要的是要有责任心和自主意识。 敏捷制造模式强调将柔性的、先进的、实用的制造技术，熟练掌握生产技能的、高素质的劳动者以及企业之间和企业内部灵活的管理,三者有机地集成起来，实现总体最佳化，对千变万化的市场做出快速反应。 三、敏捷制造的特点

敏捷制造的目标是快速响应市场的变化，抓住瞬息即逝的机遇，在尽可能短的时间内向市场提供高性能、高可靠性、价格适宜的环保产品。为了实现这一目标，实现敏捷制造的企业应具有如下特点： 技术研发能力

信息时代的技术进步速度加快，互联网大大提高了信息传播速度和知识普及范围，新技术被全球各地的人迅速地吸收、掌握、应用。企业要保持领先地位，就要拥有强大的技术研发实力，确保新产品的及时更替。人们日益意识到，高技术含量的产品带来高附加值。技术成为决定产品利润的重要因素。这也正是美国企业赖以抗衡日本企业的武器。日本人提出了精益生产模式，主要是通过降低成本的方法来提高利润。在长期的生产管理实践中，日本人发现决定产品成本和利润的主要因素是制造过程中的各种消耗，特别是人的工资消耗。于是日本汽车业就提出了精益生产，旨在优化生产组织结构，去掉一切不增值的生产过程和环节，通过降低成本的方法来提高利润。而美国人的敏捷制造模式认为，产品结构逐步向多元化、

个体化变化，在未来的新经济模式下，决定产品成本、产品利润和产品竞争能力的主要因素是开发、生产该产品所需的知识的价值而不是材料，设备或劳动力。作为高工资成本的发达国家，美国人认识到他们无法和发展中国家在人员工资和劳动力成本上竞争，于是他们希望能尽可能地通过把知识融进产品使之产业化的方法，来获取利润。美国企业在高精尖武器、高端计算机、网络设备、大型管理软件等产品中得到了相当高的利润，也印证了技术实力对企业利润的有力支持。

生产的柔性能力 要想抓住市场机遇，把实验室里新产品的研发模型转化为在成本和价格上具备经济性的商品，必须有相应的生产体系。过去的生产线是配合大规模生产，生产效率高，但是比较刚性。这种生产线是要求产品部件化、部件标准化、加工工序规范化，然后应用泰勒的管理思

想，把工人固定在以一定节奏运转的生产线旁，从事几项简单的、极易熟练的加工工序。 而现在生产潮流由大批量生产转向小批量多品种的方式，因此刚性生产模式也要改成敏捷化生产模式，即通过可重组的、模块化的加工单元，实现快速生产新产品及各种各样的变型产品，从而使生产小批量、高性能产品能达到与大批量生产同样的效益，达到同一产品的价格和生产批量无关。敏捷制造型企业在改造生产体系时，十分重视现代技术的应用。他们充分地利用各种信息和现代工程技术，能通过并行工程和仿真技术的应用，对全生产过程的仿真模拟来实现“第一个产品就是最优产品”的目标，从而彻底取消原型和样机的试生产过程。

个性化生产

敏捷制造型企业按订单组织生产，以合适的价格生产顾客的订制产品或顾客个性化产品。这种方式取代了单一品种的生产模式，满足了顾客多种多样的要求。敏捷制造生产方式在我们生活中已经随时可见。1小时照片冲印和立等可取的配眼镜服务就是敏捷制造的范例。而且由于先进制造技术和优化思想的应用，这些产品和服务的价格与原来相比，并没有大幅度的增长。

企业间的动态合作

敏捷制造要求企业对内部的生产工艺、流程、机构能迅速进行重组，以对市场机遇做出敏捷反应，生产出用户所需要的产品。当企业发现单独不能做出敏捷反应时，就要进行企业间的合作。敏捷制造型企业不强调全能，而强调企业间的动态合作；不要求企业“大而全”，而要求企业能“精而深”，拥有某个方面的核心竞争力。敏捷制造企业较并行工程阶段的制造企业更强调企业结盟，企业利用以网络为基础的集成技术，包括异地组建动态联合公司、异地设计、异地制造等有关的集成技术，在信息高速公路中建立工厂子网，乃至全球企业网，通过互联网和其他企业进行合作，组织产品的设计、生产、组装、调试等活动，实现跨企业的动态联盟，对机遇做出快速响应。

激发员工的创造精神

敏捷制造型企业建立一种能充分调动员工积极性、保持员工创造性的环境，以巩固和提升企业持续的创新能力。在步入知识经济和信息经济的今天，员工面临着技术进步带来的巨大压力，有的公司预测它们将以每年20％的速率淘汰它们的员工，因为这些员工掌握的技能过时了又没有及时更新。而且商品市场国际化的同时也创造了一个国际化的劳动力市场，教育的发展和普及使得原本相对专业的工作技能成为大众化的普通技能，发达地区的员工受到了发展中地区的同行的冲击，他们的技能相似，而后者的薪水更低。以美国为代表的发达国家制造业开始提升本国员工的创造性，而不单单是培养他们的职业技能，以便保持企业的领先地位。有远见的领导者将具有创新能力的员工看成是企业的主要财富，而把对员工的培养和再教育作为企业长期投资行为。 新型的用户关系

敏捷制造型企业强调与用户建立一种崭新的“战略依存关系”，强调用户参与制造的全

过程。制造商将发现，最好的产品不是他们为客户设计的，而是他们和客户一起设计的。要想满足客户的越来越高的要求和期望，最好的方法是把客户吸收到产品设计和制造的流程中来。许多企业提供电子商务平台，根据用户在网络上提交的定单进行生产；还利用网络收集用户的意见和建议，加强产品客户化的程度。海尔公司的“左开门冰箱”即是一个很好的例子。当时，哈尔滨的一位用户因为家里的空间限制，希望冰箱能够是左开门，而不是标准冰箱的右开门。于是，他在海尔公司的电子商务网站上定制了左开门冰箱。由于海尔公司的冰箱生产部件是模块化，可以根据不同需要进行组装，7天后顾客就收到了产品。 第二节 敏捷制造的应用

一、敏捷制造在西方国家的实践

目前，欧美国家已有上百个公司在进行企业流程的重组、实施敏捷制造的实践活动。举几个实例：

工业压缩机的设计

美国Ingersoll-R公司主要生产工业压缩机，原来开发新产品时间长，费用高。仅设计就耗时8～12个月，从样机制造到试验评定花1年到1年半，耗资50万美元。1988年，采用敏捷制造方式，建立虚拟动态公司，利用其它合作伙伴的长处，开发技术水平更高的压缩机只需原来的1/3到1/2的时间，花费只是12.5万到25万美元。敏捷制造方式使Ingersoll-R公司的新产品开发时间缩短了一半，费用降低了一半以上。 计算机的虚拟生产

1996年，美国康柏公司启动虚拟生产计划，与台湾制造商形成合作关系，由台湾制造商负责生产，经过康柏公司的质量认证后，贴上康柏公司的品牌进行销售。台湾制造商在其深圳分厂附近建设新厂，进行技术规格的认证，比如产品质量、技术、研究开发、运送、存货的流程和关键点控制都要符合康柏公司全球统一标准，并对员工的技术水平和工作态度也进行培训，以保证生产品质达到其要求。由于利用了品牌下的外包制造方式，使康柏公司计算机产品每台成本平均降低57美元，极大地扩大了产品的销售量和公司的市场份额。 这种虚拟生产在一定程度上实现了双赢。一方面，品牌知名度高、市场基础成熟、分销渠道完善的大公司通过全球运营，在劳动力低廉的地区设立加工基地，以降低成本，然后利用公司的销售渠道在购买力高的地区进行产品销售，获利颇丰。另一方面，没有品牌行销能力但有生产能力的计算机制造商得到巨额订单，赚取了稳定可观的利润，积累了企业经营经验。这正是敏捷制造所提倡的优势集成组织原则的应用。目前已有越来越多的计算机提供商采用了这种虚拟生产方式，取得了很好的效果。 遥测装置的企业联盟

遥测装置生产的敏捷制造示范项目采用虚拟企业方式，联盟了联合信号公司堪萨斯城分部，加利福尼亚的圣地亚国家实验室和新墨西哥的圣地亚国家实验室以及机械主箱、印刷电路板供应商。这些联盟企业为产品的实现提供了从原料到技术设备等支持，弥补了单一企业资源的不足。生产时间减少50％，生产效益提高了好几倍。 敏捷制造的研究现状

1993年，美国国家自然科学基金会和国防部联合在New York, Illinois, Texas等州建立了3个敏捷制造国家研究中心，分别研究电子工业、机床工业和航天国防工业中的敏捷制造问题。除此之外，还配套支持了工业界进行的7项敏捷化商务实践(Agile Business Practice)，4项敏捷企业决策支持研究(Agile Enterprise Decision Support)，8项敏捷化智能设计与制造系统(Agile Intelligent Design and Manufacturing System)和10项敏捷供应链管理系统(Agile Supply Chain Management)。从1994年开始，有近百家公司和大学研究机构就敏捷制造的6个领域(集成产品与过程开发/并行过程、人的问题、虚拟企业、信息与控制、过程与设备、法律障碍)进行了研究与实践相结合的深入工作。此外，在其他

国家也开展了大量敏捷制造的研究，如：日本发起的MATIC计划，以汽车、电子和服装为典型对象产品开展敏捷制造的研究。

迄今为止，敏捷制造的研究是在两个方面上进行的，一方面侧重于“软的因素”，从企业组织、结构和管理、营销策略的角度研究敏捷制造的实现；另一方面则侧重“硬的因素”，从技术的角度研究敏捷制造的实现方法和关键技术。最初，敏捷制造的研究大多集中于前一个方面的研究，到90年代中期，获得了一批较为成熟的研究成果，提出了一系列新的制造概念与模式，如企业重组、动态联盟、虚拟组织等。90年代后期，信息技术的飞速发展(如：分布式计算技术、网络通讯技术、万维网技术)，为实施新的制造概念和模式提供了更有效的手段，一些技术突破原有技术的限制，为创造更新一代的制造思想和模式提供了空间。一个例子是美国NIIIP(National Industrial Information Infrastructure Protocols)正在从事的关于虚拟企业方面的研究工作，研究企业间合作的方案，使得合作者之间消除由于不同的数据结构、不同的过程和不同的计算环境所造成的障碍。该项研究认为，虽然虚拟企业的组成单位就如同属于一个组织一样，协同工作，资源共享，完成任务，而实质上这些组成单位是彼此独立的公司，散布各地，因此要寻找一种有效的方式去消除不同企业事实上存在的差异。

二、 我国企业的敏捷制造之路

在当前我国企业建立现代企业制度的过程中，研究先进的敏捷制造理论和各种应用技术，如ERP技术，结合我国企业实际情况加以实施，对提高我国企业的综合竞争力有重要的作用。虽然实施敏捷制造是一个漫长的过程，现在许多现实问题尚在探索中，但从众多企业根据自身情况不断提高敏捷性、向敏捷制造迈进的实践，可以概括出实施的一般步骤与方法。我国企业要想做好转型工作，不妨借鉴以下几点： 评估环境、确定策略

在实施敏捷制造模式之前，我国企业首先要评估外界的竞争环境和自身的特点，确定企业应该采用什么样的方式来实施敏捷制造策略。 随着我国企业从计划经济向市场经济的转变，企业面临着复杂的经营环境，它要考虑经营机会、风险、竞争对手以及自身条件等一系列问题。我国企业应该学会对外部竞争环境、用户需求和竞争对手进行评估，关键是要分清用户的现实需求和潜在需求。需要强调的是，分析竞争对手不是要击败对手独占市场机会，而是要通过企业间的联合，共同赢得市场机会。 对于内部环境，企业需要定义企业所具有的核心条件，分析企业存在的不足，确定适当的经营策略。具体来说，企业要考察和诊断产品设计与制造过程，充分收集信息并加以分析，以便决策企业在哪一阶段应该采用什么样的经营策略，同时考虑在实施已选定策略时，如何为环境变化和新的机遇留下发展的余地。企业可举办研讨会，吸纳全体员工参加，讨论可选方案，财务分析或者估算，以确定成本和收益，利用计算机系统对组织结构方案、工厂布局以及工作设计进行仿真设计，模拟信息系统运行状态等来完成。 流程和组织结构的重组

当今的企业尤其是规模生产的大企业，沿袭了大批量生产的组织模式：部门分块、多层结构、分工过细。这种缺乏柔性的组织方法与结构难以适应灵活多变的市场形势。因此，企业重构是提高组织敏捷性的重要途径。许多事实说明，企业内部流程的再造或者优化，对企业的制造模式的转型有巨大作用。美国福特汽车公司通过名为“福特2000”的组织重构计划，使跨组织部门的流程顺畅，创新产品开发能力大为增强。此外，在企业经营活动中，通过对一些关键过程重构，也会大大提高敏捷性。如美国西屋公司对产品实现过程进行了重构，消除了不必要的“联接任务”，使信息处理效率大为提高。

近十几年来，我国不少企业采用了高新制造技术尤其是计算机集成制造系统（CIMS）。但是，近年来，人们发现在CIMS实施过程中，很少有企业能按既定的计划实施并取得效益。

随着实践的深入，人们逐渐认识到一个非常重要的因素就是企业管理体制和组织结构的不合理性。

我国企业现有组织体制工作效率低下，无人监察全过程，无人对全过程负责，组织僵化，缺乏柔性；企业管理手段以人工为主，靠经验制定生产计划和物料需求计划，使得计划多重制定，不能保证计划的周密性和系统性，不合理的计划造成生产能力不均衡，生产时断时续；企业库存不能保证处于最佳状态，物料管理有一定的盲目性；报表不准确，不及时等等。 因此，要转变制造模式，企业首先应该抓好内部改革，比如改革生产模式，从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；改革组织结构，从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、柔性的小组工作组织形式转变。只有改革企业现有的传统管理体制，才能合理优化地使用企业资源。

利用信息技术的集成能力

随着信息时代的到来，计算机网络的全球化，国际合作在全球范围内日益加强，我国企业可以通过国际互联网络将供需链上分散的、小型化的、专业化的制造企业有效地组织起来，合理优化使用资源，走共同发展的道路。

据分析，产品开发时间每增加10%，其年收入将损失25到30%。而当前我国企业的设计系统中，产品信息生成、交换和处理常常由互不兼容的信息系统支持，不能实现完全和无异义的产品信息交换，信息处理的冗余和延迟不可避免。所以，企业要建立集成的产品和过程开发环境，应用并行工程、虚拟产品开发以及虚拟现实技术，实现制造一次成功。集成平台和集成框架提供了实现这一目标的支持工具。况且，随着世界全球一体化的进程，任何一家企业都无力完全垄断，或者单独地满足市场需求，我国企业必须改变过去追求“大而全”的思考模式，转而建立由市场机遇决定的，由任务导向组建的动态联盟的虚拟企业，可以考虑利用信息技术平台来协同工作，以期缩短产品开发时间、降低成本、风险。 改进物流管理

物流对企业生产制造系统的影响不言而喻。从内部来讲，物料运储子系统是企业系统的重要要素，改进物料运储系统是支持大批量生产向敏捷制造转变的必要环节。当今，我国许多企业的物料运储系统是按大批量、单一品种设计的，它不能适应动态变化的环境。企业物料运储的改革方向主要应集中在资源的优化配置上，它应是柔性的、自适应的，同时能通过设备和人员的共享全面降低运储成本。

除了企业内部的物流改善以外，改进外部供应链也是很重要的。当企业生产个性化强、技术指标复杂、交货期短的产品时，需要从其它企业处快速获取资源，而光靠企业的后勤部门，可能难以做到在全球范围内适时、适价地供应所需资源，于是，一个具有先进通讯工具、能集成多种运输方式的全球物流网应运而生，这样的全球物流网已初步联结了北美、欧洲和亚洲市场，其后勤供应商能为企业提供世界范围内的后勤运作支持。有关人员认为，通过这一系统可做到48小时交货。显然，我国企业加入全球竞争，完全可以充分利用全球物流网。 企业文化的改变 前面提到，敏捷制造的三大组成要素之一就是各层工作人员的自信心和责任心。人员对变化响应的快慢是企业敏捷性高低最重要的标志。只有给员工以授权，才能使他们具有敏捷的反应。给员工授权有两方面的含义：一是使员工具有对其工作范围甚至整个企业进行决策的能力；二是指在实现企业目标的途径不明确的情况下，他能根据企业目标自行确定其职责。比如，某五星级饭店会给其员工一定限额内的现金的自主支配权，员工有权用这笔钱去做他们认为必要的事，以安抚不满的顾客，或者为顾客的一些特殊需求提供服务。因此，我国企业应该大力加强对员工的教育和培训，树立“培训是最好的福利”的意识，培训内容不仅包括技术方面，还应包括思想观念方面的培训，以使企业员工成为具有敏捷特性的劳动力。 总之，每个企业应该因地制宜地开展自己的敏捷制造工程。每个企业有不同的优势和劣

势，如有的企业是组织结构不适应快速变化的市场，有的企业是产品开发能力的技术实力弱，有的企业是物料运储瓶颈阻碍生产……。企业应该根据自身情况采用上面提到的一种或几种策略的组合，以增强企业的敏捷性。

FMS(柔性制造)

第一节 柔性制造系统的理论 一、 柔性制造系统的概念

柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统，即Flexible Manufacturing System，英文缩写为FMS。

它的出现标志了机械制造行业进入了一个新的发展阶段，克服了原来机械生产线只适合于大批量生产的刚性特征，能够适应中小批量、多品种的柔性生产方式，而且将手工操作减少到最低，具有很高的自动化特征。随着社会对多品种、中小批量产品的认同，对短生产周期、低制造成本的需求增加，加上微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备技术的日益成熟，柔性制造技术得到了广泛的应用。 二、 柔性制造系统的发展历程

1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念，研制了“系统24”。其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床，目标是在无人看管条件下，实现昼夜24小时连续加工，但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。

同年，美国的怀特·森斯特兰公司建成 Omniline I系统，它由八台加工中心和两台多轴钻床组成，工件被装在托盘上的夹具中，按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。这种柔性自动化设备适于在少品种、大批量生产中使用，在形式上与传统的自动生产线相似，所以也叫柔性自动线。日本、前苏联、德国等也都在60年代末至70年代初，先后开展了FMS的研制工作。

1976年，日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC)，为发展FMS提供了重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由1～2台数控机床与物料传送装置组成，有独立的工件储存站和单元控制系统，能在机床上自动装卸工件，甚至自动检测工件，可实现有限工序的连续生产，适于多品种小批量生产应用。

70年代末期，柔性制造系统在技术上和数量上都有较大发展，80年代初期已进入实用阶段，其中以由3～5台设备组成的柔性制造系统为最多，但也有规模更庞大的系统投入使用。

1982年，日本发那科公司建成自动化电机加工车间，由60个柔性制造单元（包括50个工业机器人）和一个立体仓库组成，另有两台自动引导台车传送毛坯和工件，此外还有一个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。 这种自动化和无人化车间，是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。与此同时，还出现了若干仅具有柔性制造系统的基本特征，但自动化程度不很完善的经济型柔性制造系统FMS，使柔性制造系统FMS的设计思想和技术成果得到普及应用。 迄今为止，全世界有大量的柔性制造系统投入了应用，仅在日本就有175套完整的柔性制造系统。国际上以柔性制造系统生产的制成品已经占到全部制成品生产的75%以上，而且比率还在增加。

第二节 柔性制造系统的应用 一、 柔性制造系统的组成

典型的柔性制造系统由数字控制加工设备、物料储运系统和信息控制系统组成。加工设备主要采用加工中心和数控车床，前者用于加工箱体类和板类零件，后者则用于加工轴类和

盘类零件。中、大批量少品种生产中所用的柔性制造系统，常采用可更换主轴箱的加工中心，以获得更高的生产效率。

为了实现制造系统的柔性, FMS必须包括下列组成部分。 加工系统

柔性制造系统采用的设备由待加工工件的类别决定,主要有加工中心、车削中心或计算机数控(CNC)车、铣、磨及齿轮加工机床等,用以自动地完成多种工序的加工。磨损了的刀具可以逐个从刀库中取出更换，也可由备用的子刀库取代装满待换刀具的刀库。车床卡盘的卡爪、特种夹具和专用加工中心的主轴箱也可以自动更换。 物料系统

物料系统用以实现工件及工装夹具的自动供给和装卸,以及完成工序间的自动传送、调运和存贮工作,包括各种传送带、自动导引小车、工业机器人及专用起吊运送机等。储存和搬运系统搬运的物料有毛坯、工件、刀具、夹具、检具和切屑等；储存物料的方法有平面布置的托盘库，也有储存量较大的巷道式立体仓库。 毛坯一般先由工人装入托盘上的夹具中，并储存在自动仓库中的特定区域内，然后由自动搬运系统根据物料管理计算机的指令送到指定的工位。固定轨道式台车和传送滚道适用于按工艺顺序排列设备的柔性制造系统，自动引导台车搬送物料的顺序则与设备排列位置无关，具有较大灵活性。

工业机器人可在有限的范围内为1～4台机床输送和装卸工件，对于较大的工件常利用托盘自动交换装置(简称APC)来传送，也可采用在轨道上行走的机器人，同时完成工件的传送和装卸。

计算机控制系统

计算机控制系统用以处理柔性制造系统的各种信息,输出控制CNC机床和物料系统等自动操作所需的信息。通常采用三级(设备级、工作站级、单元级)分布式计算机控制系统,其中单元级控制系统(单元控制器)是柔性制造系统的核心。 柔性制造系统的信息控制系统的结构组成形式很多，比如群控方式的递阶系统。第一级为各个工艺设备的计算机数控装置(CNC)，实现过程的控制；第二级为群控计算机，负责把来自第三级计算机的生产计划和数控指令等信息，分配给第一级中有关设备的数控装置，同时把它们的运转状况信息上报给上级计算机；第三级是FMS的主计算机(控制计算机)，其功能是制订生产作业计划，实施FMS运行状态的管理，及各种数据的管理；第四级是全厂的管理计算机。 系统软件

系统软件用以确保柔性制造系统有效地适应中小批量多品种生产的管理、控制及优化工作,包括设计规划软件、生产过程分析软件、生产过程调度软件、系统管理和监控软件。 性能完善的软件是实现柔性制造系统的功能的基础，除支持计算机工作的系统软件外，更多数量的软件是根据使用要求和用户经验所发展的专门应用软件，大体上包括控制软件(控制机床、物料储运系统、检验装置和监视系统)、计划管理软件(调度管理、质量管理、库存管理、工装管理等)和数据管理软件(仿真、检索和各种数据库)等。 二、 柔性制造系统的分类

按规模大小, 柔性制造系统FMS可分为如下三类。

柔性制造单元(FMC)

FMC由单台带多托盘系统的加工中心或3台以下的CNC机床组成,具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC的柔性最高,可视为柔性制造系统FMS的基本单元,是柔性制造系统FMS向廉价、小型化方向发展的产物。FMC问世并应用于生产比FMS晚6～8年,现已进入普及应用阶段。

柔性制造线(FML)

柔性制造线FML是处于非柔性自动线和FMS之间的生产线,对物料系统的柔性要求低于FMS，但生产效率更高。FML采用的机床大多为多轴主轴箱的换箱式或转塔式组合加工中心，能同时或依次加工少量不同的零件。FML技术已日趋成熟,进入实用阶段。 柔性制造系统(FMS)

FMS通常包括3台以上的CNC机床(或加工中心),由集中的控制系统及物料系统连接起来,可在不停机情况下实现多品种、中小批量的加工管理。FMS是使用柔性制造技术最具代表性的制造自动化系统。值得一提的是由于装配自动化技术远远落后于加工自动化技术,产品最后的装配工序一直是现代化生产的一个瓶颈问题。研制开发适用于中小批量、多品种生产的高柔性装配自动化系统,特别是柔性装配单元(FAC)及相关设备已越来越广泛地引起重视。

三、 柔性制造系统的效用

柔性制造系统FMS兼有加工制造和部分生产管理两种功能，因此能综合地提高生产效益。FMS的工艺范围正在不断扩大，可以包括毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等。80年代中期投入使用的FMS，大都用于切削加工，也有用于冲压和焊接的。

采用FMS的主要技术经济效果是：能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少毛坯和在制品的库存量，及相应的流动资金占用量，缩短生产周期；提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积；减少直接劳动力，在少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续“无人化生产”；提高产品质量的一致性。 四、 柔性制造系统发展方向

随着各种相关技术日趋成熟,

FMS的柔性也得到了很大提高。早期的FMS旨在降低成本及缩短加工周期,着眼于自动化中的量方面的优化，并未考虑质方面的优化(主要指柔性)。当前,以CIMS为代表的新一代制造业自动化系统不仅考虑到量优化,而且更注重质优化。 柔性制造系统的发展方向将是：

(1)加快发展各种工艺内容的柔性制造单元和小型FMS。因为FMC的投资比FMS少得多而效果相仿，更适合于财力有限的中小型企业。多品种、大批量生产中应用FML的发展趋势是用价格低廉的专用数控机床代替通用的加工中心。

(2)完善FMS的自动化功能。FMS完成的作业内容扩大，由早期单纯的机械加工型向焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸锻等综合性领域发展，另外，FMS还要与计算机辅助设计和辅助制造技术(CAD/CAM)相结合，向全盘自动化工厂方向发展。

CE(并行工程)

第一节 并行工程的理论 一、 并行工程的产生背景

并行工程产生之前，产品功能设计、生产工艺设计、生产准备等步骤以串行生产方式进行。这样的生产方式的缺陷在于：后面的工序是在前一道工序结束后才参与到生产链中来，它对前一道工序的反馈信息具有滞后性。一旦发现前面的工作中含有较大的失误，就需要对设计进行重新修改、对半成品进行重新加工，于是会延长产品的生产周期、增加产品的生产成本、造成不必要的浪费。产品的质量也不可避免地受到影响。

1986年，美国国防工程系统首次提出了“并行工程”的概念，初衷是为了改进国防武器和军用产品的生产，缩短生产周期，降低成本。由于该方法的有效性，不久，各国的企业界和学术界都纷纷研究它，并行工程方法也从军用品生产领域扩展到民用品生产领域。 二、 并行工程的概念

关于并行工程有很多定义,但是,至今得到公认的是1986年美国国防分析研究所在其R-338研究报告中提出的定义: “并行工程是对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行的一体化设计的一种系统化的工作模式。这种工作模式力图使开发者们从一开始就考虑到产品全生命周期(从概念形成到产品报废) 中的所有因素,包括质量、成本、进度和用户需求”。

简要地来讲，并行工程即Concurrent Engineering，CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。换句话说，就是融合公司的一切资源，在设计新产品时，就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程。在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。

并行工程使企业在设计阶段就预见到产品的整个生命周期，是一种基于产品整个生命周期的具备高度预见性和预防性的设计。需要指出的是，有人把并行工程简单地等同于并行生产或者并行工作，认为并行工程就是同时或者交错地开展生产活动。这种看法是错误的。并行工程最大的一个特点是强调所有的设计工作要在生产之前完成。

第二节 并行工程的实施 一、 并行工程的实施方法

并行工程方法的实质就是要求产品开发人员与其他人员一起共同工作，在设计阶段就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户的要求。

从上述定义可以看出，要想开展并行工程，必须从如下几个方面来努力： 团队工作方式

并行工程在设计一开始，就应该把产品整个生命周期所涉及的人员都集中起来，确定产品性能，对产品的设计方案进行全面的评估，集中众人的智慧，得到一个优化的结果。这种方式使各方面的专才，甚至包括潜在的用户都汇集在一个专门小组里，协同工作，以便从一开始就能够设计出便于加工、便于装配、便于维修、便于回收、便于使用的产品。并行工程需要成员具备团队精神，这样不同专业的人员才能在一起协同工作（Team work）。

这样的工作方式从相当大程度上克服了原来串行生产模式的弊病。过去，由于单个设计人员的知识和经验的局限性，很难全面地考虑到产品生产中各个阶段的要求；加上设备、工艺、材料的复杂性和多样性，难以对多个设计方案进行充分的评价和筛选，在时间紧迫的情况下，设计人员大多选择最方便的方案，而不是最适宜的方案。于是返工现象就在所难免。 技术平台

实施并行工程，必须有相应的技术支持，才能完成基于计算机网络的并行工程。技术平台包括：

（1） 一个完整的公共数据库，它必须集成并行设计所需要的诸方面的知识、信息和数据，并且以统一的形式加以表达。

（2） 一个支持各方面人员并行工作、甚至异地工作的计算机网络系统，它可以实时、在线地在各个设计人员之间沟通信息、发现并调解冲突。

（3） 一套切合实际的计算机仿真模型和软件，它可以由一个设计方案预测、推断产品的制造及使用过程，发现所隐藏的阻碍并行工程实施的问题。

对设计过程进行并行管理

技术平台是并行工程的物质基础，各行业专家是并行工程的思想基础。并行工程是基于专家协作的并行开发。但是，并不是说有了专家和技术平台，就自然而然地产生效益，还要对这个并行过程进行有效地管理。由于每个专业的人士受其专业知识的限制，往往对产品的某一个方面的因素考虑得较多，而忽视了产品的整体指标，因此要确定一个全面的设计方案，

需要各专家多次的交流、沟通和协商。在设计过程中，团队领导要定期或者不定期地组织讨论，团队成员都畅所欲言，可以随时对设计出的产品和零件从各个方面进行审查，力求使设计出的产品不仅外观美、成本低、便于使用；而且便于加工，便于装配，便于维修，便于运送，在产品的综合指标方面达到一个满意值。 这种并行工程方式与传统方式相比，可以保证设计出的最终原型能够集中各方面专家的智慧，是一个现行情况下最完美的模型，在很大程度上可以避免设计缺陷造成产品返工，由于设计反复修改引起人、财、物的浪费。

强调设计过程的系统性

并行设计将设计、制造、管理等过程纳入一个整体的系统来考虑，设计过程不仅出图纸和其它设计资料，还要进行质量控制、成本核算，也要产生进度计划等。比如在设计阶段就可同时进行工艺（包括加工工艺、装配工艺和检验工艺）过程设计，并对工艺设计的结果进行计算机仿真，直至用快速原型法产生出产品的样件。见图6.3： 基于网络进行快速反馈

并行工程往往采用团队工作方式，包括虚拟团队。在计算机及网络通讯技术高度发达的今天，工作小组完全可以通过计算机网络向各方面专家咨询，专家成员既包括企业内部的专家，也包括企业外部的专家。工作方式见图6.4。 这样专家可以对设计结果及时进行审查，并及时反馈给设计人员。不仅大大缩短设计时间，还可以保证将错误消灭在“萌芽”状态。图中的计算机、数据库和网络是并行工程必不可少的支撑环境。

二、 并行工程的实施效益

实施并行工程，会为企业带来许多明显的效益： 缩短产品投放市场的时间

顾客正要求越来越短的交货期。在产品供不应求的时代，顾客主要考虑产品的功能，要求功能的完善程度和实用性，其它的要求则放在次要的位置。随着制造技术的发展，商品充足，顾客看重产品的价格。当制造商通过诸如精益生产等方式尽力降低成本，把价格降到一定程度后，顾客又注重产品质量。市场的发展态势表明，缩短交货期将会成为下一阶段的主要特征。并行工程技术的主要作用就是可以大大缩短产品开发和生产准备时间。 据报道，由于实施了并行工程的虚拟产品开发策略，福特公司和克莱斯勒公司将他们新型汽车的开发周期由36个月缩短至24个月。设计和试制周期仅为原来的50%。 降低成本

并行工程可在三个方面降低成本：首先，它可以将错误限制在设计阶段。据有关资料介绍，在产品生命周期中，错误发现的愈晚，造成的损失就愈大。 其次，并行工程不同于传统的“反复试制样机”、“反复做直到满意”的作法，强调“一次达到目的”。这种“一次达到目的”的要求是靠软件仿真和快速样件生成实现的，省去了昂贵的样机试制；其三，由于在设计时考虑到加工、装配、检验、维修等因素，强调了产品的整体成本优化，因此，产品的全生命周期成本就降低了，既有利于顾客，也有利于制造者。 提高质量

采用并行工程技术，尽可能将所有质量问题消灭在设计阶段，使所设计的产品便于制造，易于维护。这就为质量的“零缺陷”提供了基础，使得制造出来的产品甚至用不着检验就可上市。事实上，根据现代质量控制理论，质量首先是设计出来的，其次才是制造出来的，并不是检验出来的。检验只能去除废品，而不能提高质量。并行工程技术主要是从根本上保证了质量的提高。

例如福特（Ford）公司和克莱斯勒（Chrysler）公司与IBM合作开发的虚拟制造环境用于其新型车的研制。在样车生产之前，发现其定位系统的控制及其他许多设计缺陷，避免了

公司以后的损失。

增强功能的实用性

由于并行工程在设计过程中，同时有销售人员参加，有时甚至还包括顾客，这样的设计方法紧贴市场趋势，反映了用户的需求，从而保证去除顾客不需要的冗余功能，降低设备的复杂性，提高产品的可靠性和实用性。另外并行工程增强了企业的市场竞争能力。由于并行工程可以较快地推出适销对路的产品并投放市场，而且设计模型合理使生产制造成本降低，同时保证产品质量，因而，企业的市场竞争能力将会得到加强。 第三节 并行工程的实例

目前，并行工程广泛地应用在国防、飞机、汽车、电子、机械制造等行业，产品从简单零件的开发到诸如飞机、计算机等复杂系统的开发，从单件产品（如车载导弹装置）发展到批量产品（如汽车）。下面举几个例子来说明。 一、 并行工程在国外的应用

波音公司的飞机生产

美国波音飞机制造公司投资40多亿美元，研制波音777型喷气客机，采用庞大的计算机网络来支持并行设计和网络制造。从1990年10月开始设计到1994年6月仅花了3年零2个月就试制成功，进行试飞，一次成功，即投入运营。在实物总装后，用激光测量偏差，飞机全长63.7米，从机舱前端到后端50米，最大偏差仅为0.9毫米。波音777 的整机设计、部件测试、整机装配以及各种环境下的试飞均是在计算机上完成的，使其开发周期从过去8年时间缩短到3年多，甚至在一架样机未生产的情况下就获得了订单。

如果没有并行工程技术的应用，设计如此庞大的设备，要想在这么短的时间内，达到这样高的精度，几乎是不可能的。

波音公司在其它的飞机制造中也广泛地使用了并行工程技术。波音—西科斯基公司在设计制造RAH-66直升机时，使用了全任务仿真的方法进行设计和验证，通过使用数字样机和多种仿真技术，花费4590小时的仿真测试时间，却省却了11590小时的飞行时间，节约经费总计6.73亿美元，获得了巨大收益。同时，数字式设计使得所需的人力减到最少，在CH-53E型直升机设计中，38名绘图员花费6个月绘制飞机外形生产轮廓图，而在RAH-66中，一名工程师用一个月就完成了。 AT&T公司的产品生产

AT&T公司在生产计算机配套印刷组产品时，由于原来的设计中未考虑生产工艺性问题，致使产品质量低下，合格率仅为5%。采用并行设计以后，利用计算机虚拟检测，找出设计中的缺陷，使产品合格率达到90%。 HP公司的产品开发

HP公司采用并行工程来改进产品质量，其实施要点包括管理部门的支持、对用户的关注、统计过程控制、系统的问题解决过程以及全体人员参与五个方面。实施的结果是公司全部产品的综合故障降低了83%，制造成本减少了42%，而产品开发周期缩短了35%。 二、 并行工程在中国的应用

齐车公司是我国一家专门生产铁路货车的大型工业企业。过去，在企业的铁路货车产品开发过程中，产品开发周期长。体现在：设计过程中，数据传递速度慢，不能集成与共享，数据的一致性与完整性难以保证；

更改管理过程不规范，易产生意外错误；手工纸质管理方式管理繁杂、查询困难，使利用已有资源受到限制，而铁路货车产品的继承性较强，这就严重影响了已有资源的有效利用，难以进行快速开发。另外，齐车公司现行产品开发采用部门制，设计处完成产品设计后交给工艺处进行工艺设计，工艺设计完成后进行产品试制。这种部门制不利于在产品开发的上游阶段全面考虑下游的一些因素，从而导致修改次数多，产品开发周期长。

齐车公司于是实施并行工程，首先建立开发团队，在原来设计处、冷工艺处、热工艺处的基础上组建产品开发中心，建立包含设计、工艺、制造等部门技术人员的集成化产品开发团队，建立以产品为中心的产品开发模式；其次，建立产品数据管理系统，实现产品数据的集成化管理；另外采用了先进的产品性能分析软件，降低冲压模具和铸造模具制造的返工次数，仅澳粮车一项产品开发，在产品试验和模具制造两项费用就节约129万元，缩短了30～40%的产品开发周期。

这样的实例有很多，在此就不再一一列举。

CB(协同商务)

第一节 协同商务的理论 一、 协同商务的产生背景

新的业务模式的出现往往是由于市场和顾客的驱动而产生的。回顾一下过去30年的发展历史，可以清楚地看到这一点。

20世纪60年代，市场处于短缺经济时期，只要有产品，顾客就心满意足。企业主要使用自动化流水线等方式来提高制造品的产量，一种产品就可以满足所有顾客的市场需求。到了70年代，随着市场供不应求状况的缓解，顾客开始期望有高质量的产品，此时，企业开始使用CAD（计算机辅助设计）等技术，致力于提高产品质量。进入80年代，市场上产品种类更加丰富，为了使企业产品能从中脱颖而出，企业开始应用产品数据管理系统，将以往的计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM等方式集成起来，企业内部各个部门的成员加入到产品研制小组中，以设计出多样化的产品，内部供应链初见雏形。到了90年代，顾客不满足于产品的耐用和有限的品种多样性，希望能够根据自己的特殊要求进行个性化生产，企业为了满足顾客定制化的要求，开始采用产品生命周期管理等方式，把上游的供应商和下游的顾客都吸纳到产品设计小组中来，企业的外部供应链开始慢慢形成。如今进入21世纪，全球化程度的加深，顾客对独特性的进一步需求，使企业开始采用协同商务等方式，进行全球范围内基于Web的产品开发平台的跨企业业务运作。表7.1列出了这几个阶段顾客期望、企业核心能力、产品开发分布性、产品开发组织、产品开发流程、产品开发技术的区别：

基于世界市场的变化，美国最大IT咨询公司Gartner公司最早提出了协同商务的概念。 二、 协同商务的概念

所谓的协同商务(Collaborative Business，CB)，指在全球经济一体化的背景下，利用计算机技术和网络技术为实现手段，在企业的整个供应链内及跨供应链进行各种业务的合作，最终通过改变业务经营的模式与方式达到资源最充分利用的目的。

协同商务强调从产品的设计研发、生产制造、产品交货、财务控制、甚至到最终的成效评估等，都通过电子技术平台使交易各方能够同步作业，它被认为是电子商务发展的第三阶段，超越了第一阶段由中立第三者主导的电子商务、以及第二阶段由产业中既有领导厂商相互结盟的电子商务的功能特质。

协同商务并不推翻现有的许多管理理论和技术，它要对现行的像SCM、ERP、CRM等应用软件进行集成，这个集成过程通常要经过三个阶段：第一个阶段是企业内部集成，包括整合电子商务应用软件与企业内部现有的套装软件或旧有的自开发的软件。第二个阶段是企业外部交易层次的集成，包括整合与上游供应链体系各结点企业之间的交易信息，如定单信息流等，甚至是下游顾客的定单管理。第三阶段是企业外部关系层次的集成，包括整合策略联盟伙伴间的高附加值的信息，如客户基本资料、市场信息、产品设计信息等。 其实协同商务的应用非常广泛，它包括企业内部门与部门之间，或是企业与外部企业间，包括供应商、合作伙伴、分销商、服务提供商、客户等的业务往来。不管任何形式的协同，如产品设计、供应链规划、预测、物流、促销等，都可以视为协同商务的一部分。

第二节 协同商务的三种典型类型

按照协同商务涉及的领域的不同，大致分为协同设计、协同商务运作与协同制造。 一、 协同设计

分布在全球不同研发部门的工程师一起协同设计某件产品，这已经不是什么新闻了。协同设计成为企业获取各方面技术能力，避免重复投资、加快产品研发进度、提高企业产品研发质量的重要手段。参与到协同工作中的人员可以是本企业的技术人员，也可以是多个企业的专家。前者如柯达上海公司引用CAD/CAM与并行工程，利用公司在全球的研发机构的技术人员资源，基于互联网进行协同设计，把原来需要70周的产品开发期缩短至38周，保持了市场的领先地位。后者如2000年3月，3个距离遥远的工程小组曾在7天内合作开发出一辆新型赛车。他们分别从美国波士顿（侧重于动力系统设计）、德国汉诺威（侧重于底盘设计）和日本东京（侧重于车身设计）通过国际互联网，共享和访问到彼此的信息资源。当时全球数万人通过互联网观看了这场汽车设计实例。 协同设计需要作好两方面的工作：

(1)产品生命周期管理（PLM: Product Lifecycle Management） 协同设计的产品生命周期管理以技术平台为依托，集成了许多新的管理技术和思想，如以web为基础架构，进行客制化产品设计（Design to Order），利用电子型目录（e-Catalog）、以及产品服务（Product Lifetime Support）汇集顾客的反馈意见，把供应链上的各部分都组织起来进行设计链协同合作（Design Chain Collaboration）。

以一家手机厂商的设计为例。在网络上会放置手机的设计方案图，供各位团队成员随时查看。如果一个人员需要了解机身的某个部件设计，可以点击图的特定位置，直接调出部件图并对它进行修改。然后保存修改结果，数据库会自动保存结果，并更新方案。不光是设计团队的工作人员，包括制造、采购、仓储各部门甚至供应商都可以同步了解最新方案，反馈意见，实现了整个供应链的协同合作。这样的合同方式赋予了企业电子商务B2B模式以新的含义。

(2)产品数据管理（PDM: Product Data Management）

由于产品的技术复杂度越来越高，涉及的技术指标、技术资料越来越多；而且多人共同参与开发工作，要作好工作之间的分配、衔接，及整个项目的管理工作。因此，产品数据管理对于协同设计具有重要意义。现在已经有许多软件公司开发出产品数据管理软件，该软件的常见模块包括数据存储和管理，工作流程管理，变更控制管理，产品结构与配置管理，标准件管理，图像管理和项目管理等。

协同设计不仅仅简单地指设计的电子化，即用CAX(CAD/CAE/CAM/CAPP)等工具来减轻人的劳动；也包括虚拟化（Virtual CAX/VCAX），即组建打破组织边界的聚散灵活的设计团队。 二、 协同制造

产品制造流程包括确定计划、采购物料、生产零件、总装、运输和存储等等。协同制造并没有完全否定过去的制造模式，它吸收了以往制造技术的许多精华。比如MRPⅡ和ERP所提出的主生产计划、粗能力计划、产能平衡、细生产计划与车间作业计划等，以及这些系统所使用的生产计划的制定与修正的方法。

人们很容易把协同制造与MRPⅡ、ERP等技术结合起来比较，应该说它们彼此之间有共同点，也有彼此重叠的地方。目前比较典型的观点都认为，ERP与协同制造具有内在的统一性，ERP是协同制造的基础；而协同制造基于供应链管理，依托电子商务平台，是比ERP更高层次的管理思想。虚拟制造（Virtual Manufacturing）便是协同制造的一种新形式。 三、 协同商务运作

从狭义上讲，协同商务可以看成是协同商务运作。它是专指企业与外部供应商、合作伙伴、分销商、服务提供商、客户等的基于Web平台的商务活动往来，主要指物流、促销等形

式。

对协同商务运作的认识，必须把视野从事务性与技术性的角度提升到经营模式的高度。虽然协同商务还仅仅是一种趋势，但是其先进性与光明前景是不容置疑的。

协同商务运作模式为供应链上的各企业都带来双赢的结果。例如，Nabisco是一家全球性的食品生产商，Wegmans是一家美国的食品零售商，两家公司在计划、预测和供货方案等方面进行合作，使得Nabisco的果仁种植者的销售收入上升了32%，同时Wegmans公司的销售额增加了29%，相应的供货周期缩短了17%。 总结上面的论述可以看出，虽然协同商务从涉及的领域上可以大致分为协同设计、协同商务运作与协同制造这三种形式，但是这三者之间具有紧密的联系。其关系体现在连贯与互补两个特征。连贯性指的是三者是一个完整的业务流程，体现的是顺序性的逻辑关系。互补性指的是三者彼此互补互动，体现的是结构性的逻辑关系。

从连贯性上讲，协同设计、协同制造、协同商务运作通过内在的业务联系(工作流)，有机地结合在一起，彼此互动。

从互补性上讲，协同设计、协同制造、协同商务运作各有各的优势。协同设计适宜于产品技术含量高的企业，有利于发挥不同企业之间的技术优势协作；协同制造适宜于产品组成部件品种多，加工工艺不一的产品，比如大型机械等等；而协同商务运作适宜于跨地区的长型供应链管理，可以有效地把生产制造出的产品，通过物流管理的优化，而达到合理配置资源的作用。

第三节 协同商务的实施方法 一、 协同商务的实施目标

(1)价值链的整体优化

协同产品商务从产品创新、上市时间、总成本的角度追求整体经营效果，而不是片面地追求诸如采购、生产和分销等功能的局部优化。 (2)以协同扩大市场规模

协同产品商务的每个经济实体发挥自己最擅长的方面，实现强强联合，以获得更低的成本、更快的上市时间和更好的满足顾客需求。在Peter Mark的著作 《Aligning Technology for Competitive Advantage》一书中提出了如下的竞争力方程（如图7.1）。可见，CAD/CAM/CAE只是在降低成本、增加利润上做文章，

PDM只是在增加市场份额上做文章，而协同商务CB则以协同的方式扩大市场规模。 (3)更为持久的竞争优势

根据Gartner Group在2000年发布的调查报告显示，CAD/CAM/CAE提高设计效率

10%-20%，取得的竞争优势只能持续1年多；VPDM/PDM缩短产品开发周期30%，取得的竞争优势只能持续2年半；而协同商务带来的战略性产品创新，取得的竞争优势能持续近5年。 二、 协同商务的实施影响因素

著名咨询公司Delloitte Research针对全球356家企业进行调查时，发现影响协同商务实施的因素有： 解决方案过于复杂

有超过一半以上的企业普遍认为目前市场上所提供的解决方案过于复杂，因此无法以明晰的方式使企业顺利导入协同商务，这是目前企业在导入协同商务时所面临的最主要问题。另外提供解决方案的厂商太多，也使企业有无所适从之感。 成本太高

有三成多的企业认为协同商务的成本太高，使企业在导入协同商务犹豫不决。 风险太大

协同商务能给企业带来的效益是惊人的，但要引入协同商务系统也是耗资巨大。在引入

协同商务系统之前，应该好好考虑它可能带来的风险。

(1)人员风险。由于实施人员的流动，影响整个系统的运作； (2)流程风险。流程的设计不当带来的损失； (3)控制风险。系统的运用或者控制不当的后果；

(4)产品风险。是自己开发还是买软件，是使用国内的还是国外的软件；

(5)安全风险。协同商务是基于Internet的实施方案，因此网络的安全问题尤为突出； (6)投资回报风险。许多实施者都深有体会地认识到：一定要面向市场引入系统，不然过多的投入带给企业的只有灾难。 三、 协同商务的实施步骤

鉴于前述风险，在实施时，要按照相应的步骤，有计划地实施。 (1)建立清楚、切实可行的市场目标； (2)对企业管理层进行培训和“换脑”； (3)进行流程再造； (4)组织实施团队；

(5)投入自动化硬件设备； (6)进行一体化设计

实施协同商务时，要注意两点：

第一，要注意协同商务的e-Business 平台和既有的MRPⅡ、ERP系统的集成性。只有将e-Business 平台和ERP系统加以整合，才能使交易能够流畅的完成，充分发挥由协同商务系统所带来的效益。

第二，不要全面铺开，先从内部开展协同工作，从研发部门开始协同设计，再在生产制造部门开展协同制造，然后在采购仓储部门开展协同采购作业；在内部协同合作完成后，再扩展到外部的合作开发者和供应商。协同商务在运作上会遇到许多以前没有遇到过的困难，如维持内部与外部合作者之间的协同与关系平衡、彼此间的技术平台相容问题等，都可能会使企业投入比原先更多的精力和时间。

虽然导入协同商务还有相当难度，但其潜力巨大，根据Gartner Group的研究调查，到2005年拥有协同商务能力的供应商和客户，与没有协同商务能力的企业竞争时将能够赢得超过8成的商机。所以协同商务对于企业未来生存和发展具有相当程度的重要性。而且电子商务交易集市(e-Marketplace)的未来发展方向也将是协同商务，它通过集成采购商、供应商、后勤作业以及金融服务商等，整合信息，可以提高整个商业价值链的整体运作效率。 第四节 协同商务的应用 一、 协同商务在国外的应用

戴尔的直线订购模式（Build－to－order Model） 戴尔公司是全世界有名的计算机销售商，它以迅速满足顾客的个性化需求而出名；同时，它也以品牌运作下的虚拟生产而闻名。

戴尔公司没有自己的生产基地、运输车队，它的核心竞争力在于销售渠道的管理。戴尔公司与其它生产、物流等企业结成战略联盟，充分发挥了双方的长处。戴尔公司收到顾客个人化需求的定单后，立即向不同的供应商采购材料，迅速转入生产，再交给快递公司分发送货。具体来讲，客户通过互联网发送个性化的定单。戴尔公司内部有专门处理客户信息的系统，它能对不同的客户信息进行分类，对客户的定单进行处理，公司的配置中心会把整张定单分解成一张张的零件采购定单，通过网络发给配件供应商，各个供应商在收到定单以后，马上会组织生产，在指定的期限内发货给戴尔，收到零件以后，戴尔公司只需在生产车间进行组装，就可以利用其它物流公司的运输工具，把成品包装发送了。 戴尔公司的直线模式显然优于传统的企业销售模式。过去，许多公司的生产过程都是优

先于销售，在接到定单前早已经生产好了产品，等着顾客来购买，这样很容易造成产品的库存积压；相反，戴尔公司不是根据市场的预测制定生产计划，而是根据客户的具体需求进行生产。但是，这并非一个简单的业务模式的改进，而是基于先进的技术平台——互联网，依托外部供应链，把上游的生产制造商、下游的物流配送商都融入了协同模式进行运作。正因为如此，戴尔公司才能保证公司的实际材料库存量始终保持在最低水平，从而使产品的价格更具有竞争力。

SUN公司的虚拟化部件配送

太阳微系统公司（以下简称SUN公司 ）是一家位于硅谷的计算机制造商，利用先进的网络技术，改变了零部件配送方式。过去，公司零部件的生产完成后，放到配送中心，公司接到客户定单后，委托第三方物流服务提供商进行运输；现在，SUN公司将配送伙伴由第三方物流服务提供商（3PL）转换为第三方信息提供商（3PI），由此节约了数百万美元的开销。

为了提高服务质量和降低成本，SUN决定将物流商的角色从仓库和配送管理转向信息管理。目前，SUN 的客户需要部件时可以通过免费电话同制造商联系。一旦确认，信息系统会产生定单，并通过信息网络传递到最恰当的部件仓库。

根据定单的类型和仓库同客户接近的程度，物流中心会安排运输。创建这个虚拟的物流网络不仅提高了客户服务水准，还为SUN节约了大笔资金。 因为现在部件是直接从供应商那里运出的，而不用先堆到配送中心里面，这就节约了运输和库存的费用。

SUN公司虽然将配送任务外包给第三方，但是并不意味着公司对配送质量放手不管。为了保证消费者满意度，SUN公司建立起了一套考核的标准，不断促使物流服务提供商提高绩效。整套指标包括客户质量指数（Customer QualityIndex，简称CQI，是用来评定每次交易的时间预期标准）；还有客户调查，以及客户忠诚指数（Customer Loyalty Index，简称CLI，是用来跟踪客户服务水平）。SUN公司2000年关闭了两个由第三方物流服务提供商管理的配送中心，并由原来的第三方物流服务提供商接管一个信息网络来代替被关闭的配送中心的功能。这个信息网络同供应商及100 个以上的库存中心紧密联系，以完成SUN公司的虚拟配送。

二、 协同商务在中国的应用

中国成为新的全球制造中心已经日益明显。然而局限也同样是明显的：一方面是我国制造业自身专业水准的问题，另一方面则是本土创造的匮乏，使中国无法摆脱“大加工厂”的处境——有人这样说，“我们一直是CTC（Copy To China）。”。为了解决这些问题，企业，尤其是大型制造企业，需要改善自己的产品设计能力。对策之一就是协同开发。

在国内，一汽集团、华为、联想、中兴、沈阳飞机工业集团、洛阳光电技术发展中心都已经在他们的某些项目中部分采用了协同技术。

武汉船舶设计研究院使用了协同研发的技术之后，发现两大进步：避免了原先研发设计阶段一些重复工作。原来研发阶段每个设计人员不交流，数据不共享，一个零部件作了更改，相关系统却没有更改，生产过程中才发现设计的问题，必须要返工。企业在这里面浪费了大量的时间和成本。第二个就是改变了研发方法。现在他们通过协同商务的软件系统，进行设计模式的改变：变成模块化的设计———建立几个标准模块的部件，再进行整合。这样产品可以满足不同客户的需要，而且生产设备和设计工作的修改也压缩到了最低，成本也相应降低。

尝到甜头的洛阳光电技术发展中心这样总结协同技术为他们带来的效益：一是降低了成本。他们一年的采购资金在2亿人民币左右，虽然他们在建立协同商务系统上投资有几千万，但使用协同商务系统后一年之内，由于库存降低节约下来的费用已经大大超过了投资；二是提高效率，缩短产品研发周期。有些竞争项目本来需要一年才能研发成功，使用协同商务系

统之后把时间缩短到3个月；三是提高了企业管理能力；四是提高了产品质量。 综上所述，协同商务在大型企业中的应用前景非常广阔。除去基于网络平台的协同商务运作方式以外，协同设计和协同制造的应用前景十分看好。以协同制造为例。比如一架飞机会有十几万项零件，每个部件、模具，都需要验证之后才能投入使用。这需要研发设计、生产制造、采购、仓管等各部门的协调。就算部件通过了研发设计部门的验证，但是也可能由于生产部门技术条件的限制而无法制造，只好重新设计或者修改。有时候，即使是一个小零件的改变，也会牵涉到其他不同零件的连锁改动，而且在不同时间段推出的不同品种也都要更改。更复杂的是，如果这些信息不能及时反馈到采购、仓储部门，很可能造成原材料的大量积压和库存。因此，我国的一架新飞机需要经过10年左右研制的时间才能上市。相比起国外飞机业应用协同技术使飞机的研制周期的在4到5年内完成，我国的制造业的提高余地很大。

总结前面提到的各种现代管理技术，我们可以发现：任何技术的发展都是伴随着相应的时代发展而产生的，新思想对传统思想是既有继承也有扬弃，所以，我们对这些技术之间的交叉和重叠不用感到奇怪，要本着企业的具体实际，辨证地看待管理思想和技术的内涵，寻找最适合本企业的管理方法和技术。