多品种小批量柔性生产模式的优化方案

柔性指的是按照成本效益原则，以“及时”的方式，对产品品种变化的适应能力。一般认为，为更好地响应市场需求的迅速变化，要求企业生产系统的管理对产品的品种与产量能做到快速而灵活的调整，就是所谓柔性化的要求。其实进一步而言，企业柔性的本质是对不可预测变化因素迅速重构的能力，以适应当代和未来的市场环境。

企业柔性同已有的制造设备柔性的狭义概念是不同的，它意味着员工、制造机器设备与仪器以及软件三方面柔性的综合。简而言之，企业柔性不仅要求设备仪器有可变性，而且要求在系统中工作的人和软件都有柔性；是从市场研究与规划、设计与开发直到制造生产、市场营销各个产品生产过程环节综合可变性的表现；企业柔性指的是整体可变性，它是企业从组织管理到技术系统和支撑环境适应市场需求变化的快速重构能力的表现。就制造设备来说，柔性企业一般采用可塑性强的可任意组合拼装的、或有兼容能力的单元及模块化结构，以进行多品种小批量的产品生产。

柔性生产模式是一个大概念，是针对整个企业而言的。它在企业中的具体运作是基于上文中提到的一系列先进制造技术和方法的集成管理。七十年代美国提出了计算机集成制造的概念后推动了企业集成管理（即将集成的思想和观念创造性地运用于管理实践的过程）的理论与实践的发展，而柔性生产模式下的一系列先进制造技术和管理方法在企业运用上的融合贯通，就是集成管理的典型代表。主要有目前在世界一流企业中广泛采用的精益生产（LP）、准时制生产（JIT）和灵捷制造（AM）管理方法。

1.精益生产（LP）与准时化生产（JIT）

1950年，日本的丰田英二考察了美国底特律的福特公司的轿车厂。当时这个厂每个月能生产9000辆轿车，比日本丰田公司一年的产量还要多。但丰田英二在他的考察报告中却写道：“那里的生产体制还有改进的可能。”

第二次世界大战后的日本经济萧条，缺少资金和外汇。那时，丰田的汽车事业正处于萌芽时期，怎样建立日本的汽车工业？照搬美国的大量生产方式，还是按照日本的国情另谋出路？丰田选择了后者。日本的社会文化背景与美国是大不相同的，日本的家族观念、服从纪律和团队精神是美国人所没有的，日本没有美国那么多的外籍工人，也没有美国的生活方式所形成的自由散漫和个人主义的泛滥。日本的经济和技术基础也与美国相距甚远。日本当时没有可能全面引进美国成套设备来生产汽车，而且日本当时所期望的生产量仅为美国的几十分之一。“规模经济”法则在这里面临着考验。

丰田英二和他的伙伴大野耐一进行了一系列的探索和实验，根据日本的国情，提出了解决问题的方法。经过30多年的努力，终于形成了完整的丰田生产方式，使日本的汽车工业超过了美国，产量达到了1300万辆，占世界汽车总量的30%以上。

制造、电子、计算机、飞机制造等工业中，丰田生产方式是日本工业竞争战略的重要组成部分，它反映了日本在重复性生产过程中的管理思想。丰田生产方式的指导思想是，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。

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，西方企业家认为，日本在生产中所采用的方式是其在世界市场上竞争的基础。20世纪80年代以来，西方一些国家很重视对丰田生产方式的研究，并将其应用于生产管理。

（1）精益生产模式的含义。精益生产（Lean Production，简称LP）模式是指运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为依据，以充分发挥人的作用为根本，有效配置和合理使用企业资源，最大限度地为企业谋求经济效益的一种新型生产方式。

精益生产的概念是美国麻省理工学院数位国际汽车计划组织（IMVP）的专家对日本丰田准时化生产（Just In Time，简称JIT）生产方式的赞誉称呼。精，即少而精，不投入多余的生产要素，只是在适当的时间生产必要数量的市场急需产品（或下道工序急需的产品）；益，即所有经营活动都要有益有效，具有经济效益。精益生产方式JIT源于丰田生产方式，是由美国麻省理工学院组织世界上14个国家的专家、学者，花费5年时间，耗资500万美元，以汽车工业这一开创大批量生产方式和精益生产方式JIT的典型工业为例，经理论化后总结出来的。精益生产的基本目标是消除生产过程中的一切浪费，提高效率，降低成本。它是当前工业界最佳的一种生产组织体系和方式。

一般认为精益生产是指丰田生产方式，其中“准时制生产（JIT）”是其典型代表。精益生产的核心思想是以整体优化的观点合理地配置和利用企业拥有的生产要素，消除生产全过程一切不产生附加价值的劳动和资源，追求“尽善尽美”，达到增强企业适应市场多元需求的应变能力，获得更高的经济效益。精益生产的核心其实是关于生产计划和控制以及库存管理的基本思想，而在计算机网络支持下的小组工作方式是实施精益生产的基础。

精益生产要求以少而精的生产要素投入管理和追求效益经济的指导思想，是对传统的“大规模生产模式”的挑战。它的基本目标是零库存、高柔性、无缺陷。

（2）精益生产的特点。

①以销售部门作为生产过程的起点，按订货合同组织多品种小批量生产。

②在产品开发上有独特的办法，采用类似“项目经理负责制”，项目经理被赋予极大的权力去组织人力物力资源并会得到各级领导的支持，以保障开发的顺利进行。开发过程中采用的是并行工程（简称CE），即在产品设计时，就将其后续的工艺、制造、装配、检测、使用、维修、服务等产品整个生命周期中的相关过程全部考虑并一同设计，以减少反复修改的次数，争取一次成功。确保产品质量、成本目标和用户需求，缩短开发周期是设计开发精益化的要求。

③在供应与营销管理上利用利益准则的同时，力求与协作厂和零部件供应商、销售商及用户保持长期而稳定的全面合作关系，形成“命运共同体”。

在企业的协作配套领域还可通过参股、控股办法，建立起资金联合的血缘关系，主厂对协作厂实行分层管理，建立金字塔形的协作体系。

在营销上建立统一的营销体系，提倡主动销售，同时做好服务，使用户满意并形成长期稳定的销售服务网络。有了比较畅通的供应链与销售网络流通体系，才能形成真正的准时制生产（JIT）。

④在生产计划与库存管理体系上，精益生产的一大特色是其生产计划与库存管理方法——准时制生产（JIT）。在“只能生产能够卖得出去的产品”的时代，JIT是一种有效利用各种资源，降低成本的生产准则，其含义是：在需要的时间和地点，生产必要的数量和完美质量的产品和零件，以杜绝超量生产，消除无效劳动和浪费，达到用最小的投入实现最大产出的目的。JIT是在消除一切浪费和无效劳动、生产系统最优化基础上缩短生产周期，加快资金周转和降低生产成本，实现零库存的主要方法。

传统管理对在制品制造实行供足供饱的“推动式”管理（如MRPⅡ就是受主生产计划的“推动”，在需要的时间、地点制造需用的零部件，设有安全库存应付市场需求的波动）。而追求零库存的JIT是一种“拉动（Pull）式”管理。准时制生产首先制定年度、季度、月度生产计划并向最后一道工序以外的各工序出示每月大致的生产品种和数量，作为其安排生产的参考基准。而每日的准时制生产指令只下达到最后一个工序。也就是说，前道工序的零部件仅在后续工序提出要求时才生产，后工序取走多少，前工序就生产多少，决不积压。这样，从最后一道工序层层向前一道工序领取零部件，直至原材料供应部门，把各个工序连接起来，中间不存在任何库存缓冲环节，形成“拉动式”管理。总的来说，JIT以“拉动式”管理、“一个流”管理和作为JIT现场控制技术核心的“看板”管理的结合运用，实现生产制造环节的精益化管理。

⑤在人力资源与组织管理方面，采用团队组织和团队工作方式（即计算机网络支持下的工作小组方式，可以是一个生产小组，也可以由整个车间、公司、甚至协作厂和用户在内组成不同层次的团队），通过建立“共荣”“忠诚”的团队精神来调动各方的积极性和创造性，这是精益生产组织管理的重要特色。另一个组织管理特色体现在信息沟通及全员参与管理上。决策是自下而上进行的，即首先由最底层团队员工提出并讨论一致后报上一级管理部门。企业鼓励员工对企业所有工作提出合理化建议并给予奖励。(www.xing528.com)

⑥在质量控制体系上，精益生产采用的是全面质量管理，由所有人员共同参与并贯穿于从设计到制造的全过程中。生产现场的“工作小组”一般运用QC小组形式进行自我质量检验与改善，取消昂贵的专用检验场所和修补加工区，既保证了质量又降低了成本，使生产成为真正的“精益”。

精益生产与传统大规模生产对比，优越性体现在：所需人力资源减至1/2；新产品开发周期减至1/2或2/3；在制品库存减至1/10；工厂面积减至1/2；成品库存减至1/4；产品质量提高3倍以上。

应该指出，精益生产从某种意义上说也有局限性。如工程师和经理在工作小组中忙于改进产品和工艺，一方面，不能从本质上提高自己的知识；另一方面，连续的微观改进掩盖了技术创新的必要性，这种现象已造成日本在知识经济时代来临之际落后于美国。但追求完美的不断改进活动是精益生产得以存在和发展的根本保障。

2.灵捷制造

（1）灵捷制造的含义。灵捷制造是美国国防部为了指定21世纪制造业发展而支持的一项研究计划。该计划始于1991年，有100多家公司参加，由通用汽车公司、波音公司、IBM、德州仪器公司、摩托罗拉等15家著名大公司和国防部代表共20人组成了核心研究队伍。此项研究历时三年，于1994年底提出了《21世纪制造企业战略》。在这份报告中，提出了既能体现国防部与工业界各自的特殊利益，又能获取他们共同利益的一种新的生产方式，即敏捷制造。

20世纪90年代，信息技术突飞猛进，信息化的浪潮汹涌而来，许多国家制订了旨在提高自己国家在未来世界中的竞争地位、培养竞争优势的先进和制造计划。在这一浪潮中，美国走在了世界的前列，给美国制造业改变生产方式提供了强有力的支持，美国想凭借这一优势重造在制造领域的领先地位。在这种情况下，一种面向21世纪的新型生产方式——灵捷制造的设想诞生了。

灵捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术、有技术有智识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度做出快速的响应。灵捷制造比起其他制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。灵捷制造主要包括三个要素，生产技术、组织方式、管理手段。

（2）灵捷制造的生产技术因素。具有高度柔性的生产设备是创建灵捷制造企业的必要条件，以具有集成化、智能化、柔性化特征的先进的制造技术的支撑，建立完全以市场为导向，按调需求任意批量且快速灵活制造产品，支持顾客参与生产的生产系统。该系统能实行多品种小批量生产和绿色无污染制造。

在产品设计和开发过程中，利用计算机的过程模拟技术，可靠地模拟产品的特性和状态，精确地模拟产品生产过程，既可实现产品、服务和信息的任意组合，又能丰富品种、缩短产品设计生产准备、加工制造和进入市场的时间，从而保证对消费者需求的快速灵敏的反应。

（3）灵捷制造的组织方式。灵捷制造认为，新产品投放市场的速度是当今最重要的竞争优势。推出新产品最快的办法是利用不同公司的资源和公司内部的各种资源。这就需要企业内部组织的柔性化和企业间组织的动态联盟。虚拟公司是最为理想的一种形式。虚拟公司就像专门完成特定计划的一家公司一样，只要市场机会存在，虚拟公司就存在；市场机会消失了，虚拟公司也随之解体。能够经常形成虚拟公司的能力将成为企业一种强有力的竞争武器。

只要能把分布在不同地方的企业淘汰集中起来，灵捷制造企业就能随时构成虚拟公司。在美国，虚拟公司将运用国家的工业网络——全美工业网络，把综合性工业数据库与服务结合起来，以便能够使公司集团创建并运作虚拟公司。

灵捷制造企业必须具有高度柔性的动态组织结构。根据产品不同，采取内部团队、外部团队与其他企业合作或虚拟公司等不同形式，来保证企业内部信息达到瞬时沟通，又有保证迅速抓住企业外部的市场，而进一步做出灵敏反映。

（4）灵捷制造的管理手段。以灵活的管理度边到组织，人员与技术的有效集成，尤其是强调人的作用。灵捷制造在人力资源上的基本思想是，在动态竞争环境中，最关键的因素是人员、柔性生产技术和柔性管理要使灵捷制造企业的人员能够实现他们自己提出的发明和合理化建议，这就需要提供必要的物质资源和组织资源，支持人们的行动，充分发挥各级人员的积极性和创造性。有知识的人是灵捷制造企业最宝贵的财富。不断对人员进行培训、进行素质提高，是企业管理层的一项长期任务。

在管理理念上要求具有创新和合作的突出意识，不断追求创新。除了内部资源的充分利用，还要利用外部资源和管理理念。

在管理方法上要求重视全过程的管理，运用先进的科学的管理方法和计算机管理技术以及BRP等管理。

（5）灵捷制造的特征。灵捷制造追求实现理论上生产管理的目标，是适应未来社会发展的21世纪生产模式。灵捷制造的企业具有以下特征。

①产品系列具有相当长的寿命。灵捷制造企业容易消化吸收外单位的经验和技术成果，随着用户需求和市场的变化，灵捷制造企业会随之改变生产方式。企业生产出来的产品是根据顾客需求重新纵使的产品或更新替代的产品，而不是全新产品来替代旧产品，因此，产品系列的寿命会大大延长。

②信息交接迅速准确。灵捷制造企业随时根据市场变化来改进生产，这要求企业不但要从用户、供应商、竞争对手那里获得足够信息，不要保证信息的传递快捷，以便企业能够快速抓住瞬息万变的市场。

③以订单定生产。灵捷制造企业可以通过将一些重新编程、可重新组合、可连续更换的生产系统结合成为一个新的、住处密集的制造系统，可以做到使生产成本与批量无关，生产一万件同一型号的产品和生产一万件不同型号的产品所花费成本相同。因此，灵捷制造企业可以按照订单进行生产。

（6）灵捷制造的发展方向。1991年，美国在进行灵捷制造研究时，投入了500万美元资金得到了100多家公司的支持。在1994年，灵捷制造理论出台时，美国政府又投入了500万美元，而支持这一计划的公司也扩展到了200多家。灵捷制造作为一种21世纪生产管理的创新模式，能系统全面地满足高效、低成本、高质量、多品种、迅速及时、动态适应、极高柔性等要求。目前这些要求尚难于由一个统一的生产系统来实现，但无疑是未来企业生产管理技术发展和模式创新的方向。