敏捷化智能制造系統(tǒng)的重要性及影響

白川

（阿克陶百源豐礦業(yè)有限公司 阿克陶 845550）

1 制造自動(dòng)化系統(tǒng)的總體特征

制造自動(dòng)化的發(fā)展將以其柔性化、集成化、智慧化、全球化的特征來(lái)滿足市場(chǎng)快速變化的要求，從而體現(xiàn)出來(lái)制造業(yè)的敏捷、快速的特點(diǎn)，同時(shí)要求產(chǎn)品的高質(zhì)量、低價(jià)格。

未來(lái)制造企業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)向柔性化、智能化、集成化和全球化方面發(fā)展，其主要特征是：

（1）基于全球互聯(lián)網(wǎng)的制造系統(tǒng)—全球制造自動(dòng)化

系統(tǒng)信息時(shí)代的制造自動(dòng)化將向全球制造方向發(fā)展。

（2）分布式、協(xié)同處理的智能自動(dòng)化系統(tǒng)

采用分布式計(jì)算機(jī)控制策略，將自動(dòng)化程度不同、通信協(xié)議各異的異構(gòu)設(shè)備集成起來(lái)達(dá)到信息共享與知識(shí)的協(xié)同處理。

（3）以人為制造中心的制造自動(dòng)化系統(tǒng)

未來(lái)的制造企業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)是技術(shù)、管理和人員三種資源集成為一個(gè)協(xié)調(diào)的、相互關(guān)聯(lián)的、網(wǎng)絡(luò)化的制造自動(dòng)化系統(tǒng)。

2 現(xiàn)代制造系統(tǒng)模式及特點(diǎn)

制造的模式是指制造系統(tǒng)的體制、經(jīng)營(yíng)、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)以及運(yùn)作的方式。如今企業(yè)都在致力于采用先進(jìn)的制造模式，以加強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

根據(jù)制造系統(tǒng)的模式變遷和發(fā)展規(guī)律，并總結(jié)已提出眾多的現(xiàn)代制造系統(tǒng)模式，可以發(fā)現(xiàn)，雖然各種制造的模式的目標(biāo)與具體技術(shù)不盡相同，但存在許多共同之處：

a）從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會(huì)發(fā)展的需要。

b）從金字塔的多層次管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，減少層次間環(huán)節(jié)。

c）分布、并行、集成并存。

d）柔性更加提高，以響應(yīng)“瞬息萬(wàn)變、無(wú)法預(yù)測(cè)”的市場(chǎng)。

e）產(chǎn)品開發(fā)周期顯著縮短，上市時(shí)間更快，也是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵所在。

f）模塊式的企業(yè)，模塊式的產(chǎn)品。

3 敏捷制造

敏捷制造AM的基本含義為：以柔性生產(chǎn)技術(shù)和動(dòng)態(tài)組織結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)，以高素質(zhì)協(xié)同良好的工作人員為核心，實(shí)行企業(yè)間網(wǎng)絡(luò)集成，形成快速響應(yīng)市場(chǎng)的社會(huì)化制造體系。

敏捷制造的主要實(shí)施策略有以下幾種：

（1）企業(yè)組織——敏捷企業(yè)組織是能針對(duì)不斷變化的市場(chǎng)機(jī)遇的、迅速實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部或若干企業(yè)聯(lián)合的各種資源有效集成和開發(fā)的、具有某種動(dòng)態(tài)組織特征的企業(yè)組織。

1）企業(yè)內(nèi)部——企業(yè)重構(gòu)。

2）企業(yè)外部的組織結(jié)構(gòu)——?jiǎng)討B(tài)聯(lián)盟。

（2）企業(yè)管理——敏捷企業(yè)必須通過(guò)協(xié)調(diào)顧客、供貨商、制造商之間的關(guān)系，才能改善企業(yè)的敏捷性。

1）企業(yè)外部的管理——供應(yīng)鏈管理。

2）企業(yè)內(nèi)部的管理——分布式計(jì)劃和調(diào)度系統(tǒng)。

（3）企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)——并行工程可以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，是提高企業(yè)敏捷性和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力的一個(gè)重要的手段。

（4）財(cái)務(wù)決策系統(tǒng)——財(cái)務(wù)決策系統(tǒng)是評(píng)價(jià)企業(yè)敏捷性的一個(gè)重要方面。

（5）給員工授權(quán)——在競(jìng)爭(zhēng)、快速變化的環(huán)境中，人員對(duì)環(huán)境的響應(yīng)快慢、是否能發(fā)揮創(chuàng)新能力是企業(yè)敏捷性高低的一個(gè)重要標(biāo)志。

4 敏捷化智能制造系統(tǒng)

（1）制造系統(tǒng)

例舉國(guó)際上比較權(quán)威的幾個(gè)定義作為參考，不妨引述如下：

英國(guó)著名學(xué)者Parnaby 在1989 年給出定義：“制造系統(tǒng)是工藝、機(jī)器系統(tǒng)、人、組織結(jié)構(gòu)、信息流、控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成組合，其目的在于取得產(chǎn)品制造的經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品性能的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)性?！?/p>

國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）與1990 年公布的制造系統(tǒng)的定義是：制造系統(tǒng)是制造業(yè)中制造生產(chǎn)的有機(jī)整體。在機(jī)電工程產(chǎn)業(yè)中，制造系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、發(fā)運(yùn)和銷售的一體化功能。

美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）G.Chryssolouris 教授在1992 年指出制造系統(tǒng)是人、機(jī)器和裝備以及物料流和信息流的一個(gè)組合體。

綜合上述幾種定義，制造系統(tǒng)是包含從原材料供給到銷售服務(wù)的所有制造過(guò)程及其所涉及的硬件和有關(guān)軟件的所組成的具有特定功能的一個(gè)有機(jī)整體。

（2）敏捷化智能制造系統(tǒng)

敏捷化智能制造系統(tǒng)是一種以適應(yīng)不同的制造目標(biāo)而構(gòu)造的加工系統(tǒng)，其特色在于能夠隨環(huán)境的變化迅速地動(dòng)態(tài)重構(gòu)。對(duì)市場(chǎng)的變化快速做出反應(yīng)，滿足顧客的不同需求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的柔性自動(dòng)化。

敏捷化智能制造系統(tǒng)由制造單元構(gòu)成。制造單元是同一車間完成同一任務(wù)的資源的集合。因此，敏捷化智能制造系統(tǒng)模型是核心企業(yè)某車間的單元、核心企業(yè)的其它單元和其它企業(yè)的單元的集合。敏捷化智能制造系統(tǒng)資源模型之形式描述如下：

式中，Cs為車間單元的集合，車間中的單元是準(zhǔn)敏捷化智能制造單元；Ce 為核心企業(yè)其他車間單元的集合；Cr 為所選擇其他企業(yè)單元的集合；Csi 為車間的某一單元；Cej為企業(yè)其他車間的某一單元；Crk為其他企業(yè)的某一單元；Msi 為車間設(shè)備；Mej 為企業(yè)其他車間的設(shè)備；Mrk為其他企業(yè)設(shè)備。

敏捷化智能制造系統(tǒng)組成后，具有的特征如下：（1）虛擬性（2）動(dòng)態(tài)性（3）自治性，從而使產(chǎn)品更新?lián)Q代來(lái)面對(duì)各種例外事件的能力，實(shí)現(xiàn)自我調(diào)整。

5 敏捷化智能制造系統(tǒng)的重構(gòu)

重構(gòu)，也有人譯為重組、重配置。Rick Dove在書中寫到把重構(gòu)定義為一種轉(zhuǎn)變，即利用現(xiàn)有的制造資源，對(duì)這些資源進(jìn)行不同的配置以滿足不同的目的。把重構(gòu)定義為制造系統(tǒng)從一種構(gòu)形向另一種構(gòu)形的變遷。

重構(gòu)是指將分布在世界各地的的制造系統(tǒng)中的資源重新組合起來(lái)，是動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)化企業(yè)的組織快速響應(yīng)市場(chǎng)需求對(duì)自身過(guò)程及組織的再設(shè)計(jì)。它是由若干個(gè)從可選資源集合中選出的制造資源，根據(jù)一定的目標(biāo)，為完成一定的制造任務(wù)而組成的。

6 應(yīng)用敏捷制造技術(shù)及思想提高我國(guó)制造業(yè)水平

國(guó)際化的、持續(xù)多變的和不可預(yù)測(cè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)給我國(guó)帶來(lái)了新問(wèn)題，敏捷制造則給我們帶來(lái)了新思想和新技術(shù)。運(yùn)用敏捷制造思想及技術(shù)，實(shí)施適合我國(guó)實(shí)際情況的敏捷制造，無(wú)疑是提高我國(guó)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的可行方法。

企業(yè)的敏捷化建設(shè)包括簡(jiǎn)化組織機(jī)構(gòu)和重建企業(yè)文化。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境下，在信息技術(shù)的強(qiáng)有力支持下，敏捷性是現(xiàn)代制造企業(yè)必不可少的特征之一，敏捷制造模式是21世紀(jì)制造業(yè)生產(chǎn)模式，對(duì)我國(guó)制造業(yè)來(lái)說(shuō)，敏捷制造的出現(xiàn)是一個(gè)機(jī)遇，讓我們可以避免西方發(fā)達(dá)國(guó)家走過(guò)的彎路，但從另一方面看也是一個(gè)挑戰(zhàn)，畢竟我們的信息化程度同發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的距離，如何在新形勢(shì)下的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求生存與發(fā)展是我們面臨的重大課題。所以，利用敏捷制造技術(shù)及思想提高我國(guó)企業(yè)的敏捷性和競(jìng)爭(zhēng)力是一項(xiàng)刻不容緩的工作。