敏捷制造的内涵与应用状况
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2.1敏捷制造提出的背景
从70年代开始到80年代初，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——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。在所提出的一系列制造业发展战略中，1988年由美国通用汽车公司和美国里海大学工业工程系共同提出的一种新的制造企业战略——“敏捷制造”最受重视，为此成立了国家制造科学中心和制造资源中心，得到国家科学基金会、国防部、商业部和许多公司的支持，经国会听证后向联邦政府提出建议，现已成为政府部门主持，企业和大学共同参予，有重要影响的研究、开发和应用领域，被称为“21世纪制造企业战略”。
2.2实质
敏捷制造是美国针对当前各项技术迅速发展、渗透，国际市场竞争日益激烈的形势，为维护其世界第一大国地位，维持美国人民的高生活水准而提出的一种制造生产组织模式和战略计划。敏捷制造思想的出发点是基于对市场发展和未来产品以及自身状况的分析。一方面，随着生活水准的不断提高，人们对产品的需求和评价标准将从质量、功能的角度转为最
大客户满意、资源保护、污染控制等，产品市场总的发展趋势将从当今的标准化和大批量到未来的多元化和个人化；另一方面，在工业界存在一个普遍而重要的问题，那就是商务环境变化的速度超过了企业跟踪、调整的能力；再有，美国的信息技术系统比较发达。因此，提出敏捷制造这一思想应用于制造业，旨在以变应变［3］。
2.3内涵
敏捷性意指企业在不断变化、不可预测的经营环境中善于应变的能力，它是企业在市场中生存和领先能力的综合表现。敏捷制造是指制造企业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源(包括技术、管理和人)，以有效和协调的方式响应用户需求，实现制造的敏捷性。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) 竞争环境快速变化，要求作出快速反应。而现在产品越来越复杂，对某些产品一个企业已不可能快速、经济地独立开发和制造其全部。因此，根据任务，由一个公司内部某些部门或不同公司按照资源、技术和人员的最优配置，快速组成临时性企业即虚拟企业，才有可能迅速完成既定目标。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。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——社会级集成的具体表现。实际上，敏捷虚拟企业并不限于制造，但制造却是最令人感兴趣又是最困难的领域，它更清晰地体现了过程的集成，且控制概念在运行结构中占有重要地位，使虚拟企业的形成更具挑战性。
拟实制造(也称拟实
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，这样常常只需作一次最终的实物原形，并可使新产品开发一次获得成功。
可以说，以上两项方法和技术是敏捷制造区别于其它生产方式的显著特征。但敏捷制造的精髓在于提高企业的应变能力，所以对于一个具体的应用，并不是说必需具备这两方面内容才算实施敏捷制造，而应理解为通过各种途径提高企业响应能力都是在向敏捷制造前进［4］。
2.4研究状况
从1991年开始，以美国为首的各发达国家对敏捷制造进行了大量广泛的研究。1992年，由美国国会和工业界在里海大学建立了美国敏捷制造企业协会(AMEF)。该协会每年召开一次有关敏捷制造的国际会议。1993年，美国国家自然科学基金会和国防部联合在NewYork,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，由AMEF牵头，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层次上进行的，第一层侧重从企业组织、结构和管理、营销策略的角度研究敏捷制造的实现；第二层则侧重从技术的角度研究敏捷制造的实现方法和关键使能技术。最初，敏捷制造的研究大多集中于第一层的研究，到90年代中，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；另一方面，90年代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，一些技术有可能突破原有第一层研究的限制，为创造更新一代的制造思想和模式提供了空间。近几年来，第二层次的研究在美国已经展开，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，遍布美国各地。该项研究的一个演示系统就是基于INTERNET，CORBA，STEP，WORKFLOW的一个应用范例。
国内学术界有关敏捷制造的研究起步于90年代初，主要在企业组织和结构层次上，研究取得了一定的成果，但在技术层次上的研究还未见报导。
2.5应用情况
目前，美国已有上百个公司、企业在进行敏捷制造的实践活动。欧洲也有不少公司进行企业改造和重组。举实例如下：
美国Ingersoll-R公司主要生产工业压缩机，原来开发新产品仅设计就耗时8～12个月，从样机制造到试验评定耗时1年到1年半，耗资50万美元。1988年建立动态公司采用敏捷制造过程后，开发技术水平更高的压缩机只需原来的1/3～1/2时间，花费只是12.5万到25万美元。
美国康柏公司1996年启动虚拟
生产计划，与台湾制造商形成合作关系，由台湾制造商在其深圳分厂附近建设新厂，其产品质量、技术、研究开发、运送、存货都要符合康柏公司全球统一标准，连员工的技术水平和工作态度也要达到其要求。这种虚拟生产方式使其计算机产品每台成本平均降低57美元。这种虚拟生产、全球运筹的策略使这些财力大、品牌知名度高、市场基础成熟、分销渠道完善的大公司更成功地经营，而没有品牌行销能力但能有效生产的计算机制造商得到巨额订单，赚取稳定可观的利润。这正是敏捷制造所提倡的优势集成组织原则的应用。
遥测装置生产的敏捷制造示范项目，该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技术设备原料等支持，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。