几种先进的制造模式
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1.网络制造与动态联盟
CAD/CAM/CAE及
PDM技术(简称C3P)的成熟与广泛应用是制造业发展的重要基础。狭义上的网络制造是基于C3P技术的企业内部网络化(Intranet),以实现制造过程与企业中工程设计、管理信息系统等子系统的集成,或者通过计算机网络(Extranet)远程操纵异地的机器设备进行制造。广义上讲,基于网络的制造是指企业利用计算机网络(Internet)搜寻产品的市场供应信息、搜寻加工任务、发现合适的产品生产合作伙伴、进行产品的合作开发设计和制造以及产品的销售等,即通过计算机网络进行生产经营业务活动各个环节的合作,以实现企业间的资源共享和优化组合利用,实现异地制造。
广义的网络制造是动态联盟的基础。企业动态联盟的实现途径是将先进的柔性制造技术、熟练掌握生产技能并具备知识的劳动力以及企业内部和企业之间的灵活管理三者集成,利用信息技术对市场机遇做出快速反应,满足市场要求。
动态联盟是由分布式的企业联合成一个松散式企业,因而动态企业联盟中最为关键的问题是如何来协调及控制各合作伙伴的相互关系以及处理工作过程中的各种问题,来确保工作任务的完成。
动态联盟可以实现企业间的优势互补,避免固定资产的重复投资,应该说是非常理想的现代企业合作团队模型。但是在具体实施过程中往往实际困难很多。
2.绿色制造
可持续生产和可持续消费既是实现可持续社会的策略,也是未来社会的主要特征。制造业是造成环境污染的一个主要根源,如何尽量减少制造业对环境产生的负面影响,已成为制造业主们必须直面的首要问题。绿色制造正是可持续发展科学在制造业中的具体应用。
绿色制造(Green Manufacturing,GM)又称面向环境的制造(Manufacturing for Environment,MFE),是一种综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式,其目标是使得产品在从设计、制造、包装、运输到报废处理的整个生命周期中对环境的负面影响最小,资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造体现了“大制造、大过程、学科交叉”的特点。
企业为了实现绿色制造目标,在产品设计阶段就应考虑到产品全生命周期中与资源、能源和环境有关的各种问题。企业需采用各种设计支撑工具,并组织多功能团队,实现并行设计、虚拟制造,使制造过程中可能出现的问题在设计阶段就得到解决。在生产方式上,企业为减少生产过程中各类资源的消耗,必须采用现代先进生产方式,如精益生产、敏捷制造等,以尽可能地提高效益。单个绿色制造企业不可能在产品全生命周期的每一个环节均做到既“绿色”又专业,因而,绿色制造企业应组建绿色网络化供应链。
绿色制造系统的正常运行一方面以系统自身要素完备、组织的合理性和正常系统发展动力为支撑,另一方面需要相应的支持系统为基础。绿色制造的实施存在许多困难,除了在系统研究方面还有大量工作要做之外,还有如下问题:(1)政府的角色。绿色制造具有一定的非市场性质,因而要求政府成为该系统的一个组成要素,而目前政府的角色仅仅是监督者;(2)公众的认识及行为。公众对绿色制造哲理的认同和对绿色产品的接受是推动绿色制造系统发展的重要动力。目前我国公众的环境意识已日渐提高,但体现在行为上却是严重滞后;(3)企业的认识不足及现实困难。面对市场竞争,利益最大化仍是企业的重要目标,绿色意识普遍不足。而且,实施绿色制造存在的种种困难,如成本、设备、技术、人才、政策支持等,也令企业望而却步。
3.生物制造
进入21世纪以来,随着生活质量的提高,人们对生命与健康的重视程度日益提高。如何让生命之花更加健康地开放以及如何提高生命质量成为医学研究的重点。生命科学的研究离不开制造科学的配合,因而也使制造科学发生一场新的革命,生物制造工程是近年来提出的新概念。它不同于传统的仿生设计学:仿生设计主要借鉴生物的某些特殊的功能,来改善我们的机器设计;制造工程主要包含利用生物的机能进行制造(基因复制、生物去除或生物生长)及制造类生物或生物体。生物制造工程将生命科学、材料科学及生物技术融入制造技术之中,为人类的健康、保护环境和可持续发展作出巨大贡献。
目前生物制造工程有如下4个研究方向:生物活性组织的工程化制造、类生物智能体的制造、生物遗传制造、利用生物机能的去除或生长成形加工。由于生物活性组织的工程化制造方法的使能技术,如快速成形技术、生长因子培养技术、三维建模技术都相对成熟,它将是生物制造工程研究领域现阶段的研究热点和突破点。生物活性组织的工程化制造的使能技术是先进制造科学中快速成形技术、医学上的生长因子培养技术和三维建模技术。其核心技术是如何将材料按照生物活体组织形态快速成形。
4.大批量定制
大批量定制(Mass Customization,MC)生产一般都认为其核心思想是以客户可以接受的交货时间和价格,通过为客户提供定制(或个性化)产品来赢得客户,从而增强企业竞争优势。
大批量定制生产可进一步分为如下类型:根据库存生产(Make to Stock,MtS)类型,根据订单装配(Assemble to Order,AtO)类型,根据订单制造(Make to Order,MtO)类型,根据订单立项(Engineer to Order,EtO)类型,根据环境立项(Engineer to Environment,EtE)类型。
大批量定制生产模式下的范畴经济循环图依托精心组织和合理管理,以达到TQCFSE(其中T表示时间,Q表示质量,C表示成本,F表示柔性,S表示服务,E表示环境)等目标综合的、系统集成的整体优化。最终实现以大批量生产的效率为每个客户提供定制产品的一种生产模式。
综上所述,制造业的发展已经“脱出”了传统观念中的发展思路,即不是根据自身行业特点孤立地寻求出路与技术突破,而是根据全球化及知识经济时代的特点,将自身融入到大发展、大制造的战略格局中,以获得持续的发展动力。