家具信息化技术的应用 信息化的制造新模式

    寻找跨越式发展的接口 

    我国家具制造的工业化总体水平还很低，平均劳动生产率还不足发达国家的5%，效率既低，还卖不出价钱，原因当然是多方面的。但推动一个国家经济发展的原动力就在制造业。工业包括材料工业、能源工业、建筑工业和制造工业等。其中制造业的产值占我国整个工业的78%，从业人员占82%。而且，国内生产总值的40%、财政收入的50%、外贸出口的80%，均来自于制造业。美国社会财富的68%，也来自于制造业。没有制造业的发展，其他产业也难获得良性的发展。劳动力就难以按一、二、三的产业顺序实现良性转移，就业问题因而会日趋尖锐，全面建设小康社会的目标将难以实现，所以工业化和工业现代（现代装修效果图）化的本质是制造业的现代化。而面临信息时代，我们在加快经济发展的同时，还要讲究生活质量的提高。发展经济和提高生活质量是现代化进程中的两个阶段。发达国家已经走完了第一阶段，在向第二阶段迈进，而我们则要加快步伐，两步并一步走，这就是跨越式的发展。国家最近提出要形成以高新技术产业为先导，基础产业和制造业为支持，服务业全面发展的产业新格局，这正是家具制造业可以借此发展提高的大好时机。我们许多家具企业也正在磨拳擦掌，希望能尽快找到实现跨越式发展的接口。 

    现代企业是现代社会生产力的载体。我们谈发展，自然是谈生产力的发展。现代企业生产力的属性，有结构的、科技的、文化的、信息的和战略的多种。在本系列讲座中，将主要讨论科技生产力和信息生产力，本篇先谈科技生产力。 

    中央提出要“用高新技术和先进适用技术改造传统产业”，说明我们应在高新技术领域里寻找发展生产力的接口，以实现跨越式的发展。这就很有必要了解一下属于高新技术领域的“先进制造技术”，了解它的所指，它的发展水平，并寻找其中能与家具结合的“先进适用技术”。 

    先进制造技术（AdvancedManufacturingTechnology，AMT）是以人为主体，以计算机为重要工具，不断吸收机械、光学、电子、信息、材料、环保、生物及现代管理等最新科技成果，并涵盖产品全寿命周期的先进工程技术的总称。上世纪90年代以来，各工业发达国家和新兴工业化国家已经纷纷调整其技术政策，大力发展先进制造技术。如美国的先进制造技术、关键技术（制造）计划、敏捷制造技能技术计划（TEAM），日本的智能制造技术（IMS）国际合作计划，韩国的高级先进制造技术计划（G-7）和德国的制造2000计划等。我国“九五”提出的CAD/CIMS应用工程计划和“十五”提出的制造业信息化工程计划、火炬计划和国家自然科学基金，都对我国先进制造技术方面的研究项目给予了积极的支持。 

    现在不论是发达国家、新兴工业国家还是发展中国家，都把制造业的发展作为提高国家竞争力、振兴国家经济的战略手段来看待。而对制造业来说，竞争的核心就是新的产品和先进的制造技术，就是如何更好地提升人们的生活质量。因为发展经济只是量的改变，而提高生活质量是质的改变。在全球化导致“同质化”的今天，发达国家用什么手段提供新产品，我们也必须用同样的手段来提供新产品。否则，尽管我们还不发达，产品也会出现过剩，这已为事实所证明。当前，先进制造技术已成为各国政治对抗的资本，也是各国企业在全球化浪潮中参与国际竞争的有力武器。而先进制造技术给企业带来的高质量、高效率和快捷响应市场的能力，正是企业应对市场个性化、多样化新需求的必要保证。 

    先进制造技术在产品的设计、制造到管理的各个环节上都有杰出的表现。如采用计算机辅助设计和综合自动化技术实现的CAD/CAPP/CAM一体化技术、协同设计技术、制造仿真技术、柔性制造技术、生产物流技术以及实现产品敏捷开发的并行工程等；先进加工技术中的激光加工技术、快速成型技术、成组技术以及高速化、精密化、“零传动”和数字化加工技术等；与全球化、网络化、个性化、信息化相适应的制造新模式和企业资源管理计划（EnterpriseResourcePlanning,ERP）等，均属先进制造技术的范畴。以上所列内容，也是家具制造业可考虑涉及的领域。但我们首先应关注的是制造模式类的软技术。因为如果没有先进的制造模式，那些再先进的硬技术就难以充分发挥优势，企业也难以获得新的市场竞争力。 

    关注先进制造模式 

    上个世纪初期，美国汽车工业的奠基人亨利.福特在汽车制造业中将手工生产的模式改造成为一种初步工业化的大规模生产（MassProduction）模式，亦被称为“福特模式”。福特模式被世界上大多数制造企业沿用至今，成为工业经济时代一种主导型的生产模式。我国上世纪80年代中期以后，通过引进改造建立起来的现代家具制造业，采用的是福特模式。但我们始终未能将其应有的规模效益发挥出来，因为市场需求已经改变了，我们只是在半工业化的生产方式下进行运作。 

    近百年来，福特模式作为企业的组织和运行模式，已经成了一种生产哲理。它曾极大地推动了制造业的发展，并为人类社会创造了巨大的物质财富。福特模式通过精细的组织分工、刚性的生产设备和流水作业的方式来实现标准化产品的大量生产。其生产哲理，就是强调分工、分工、再分工，强调规模出效益。在当时的蓝图和工艺卡莱传递制造信息的生产力水平下，这种机械式的工业化大生产，确实为人类社会创造了辉煌的业绩。 

    但进入上世纪90年代后，福特模式已开始失去了昔日的辉煌。一个根本性的变化是，消费的需求已日趋个性化和多样化。今天DIY自助消费的浪潮已经滚滚而来；街头随处可见的电脑自助创意宝，让你即拍、即做、即得的各种饰物和纪念品；还有居室装饰后的场景，家具摆放后的效果，都可“先睹”为快，让你满意后再去订制或者购买。这一切都把消费者的个性化需求推向了极致。而且它展现了高科技时代的鲜明特征，给了消费者一种获得全新体验的愉悦和快感。渐渐地个性化已成了越来越多人们的一种新的消费追求和选择标准。在全球化浪潮的冲击下，小批量生产的消费品，甚至单位设计的时装、汽车、电脑、居室装修和家具，已被作为一种时尚，或一种新的生活方式，开始风行世界。“存在决定意识”，正是因为信息技术的广泛应用和更多新技术的不断涌现，人们才有了那么多新的想法和新的追求。但在新技术、新需求的刺激下，必然会催生出新的生产方式来。的确如此，上世纪90年代以来，以美国为首的发达国家，推出了多种新的制造模式来。其中最具典型意义的是：1990年由美国麻省理工学院提出的精益生产（LeanProduction,LP）方式；1991年由美国里海大学提出的敏捷制造（AgileManufacturing，AM）模式；1992年由美国学者约瑟夫.派恩（B.JosephPineⅡ）提出的大规模定制（MassCustomization,MC）生产方式。以下将分别作一些简单介绍。 

    精益生产 

    精益生产是美国麻省理工学院（MT）在历时5年的第二次大规模汽车产业调查中，对日本丰田生产方式的研究总结。并指出丰田生产方式是一种不做无用功的精干生产系统，因而将其命名为“精益生产方式”。[NextPage]

    丰田生产方式自上世纪70年代推行后，开创了以“多品种小批量”生产方式与欧美大批量生产方式相抗衡的局面。他的准时生产（JustinTime,JIT）、拉式（Pull）生产、看板管理、持续改进、U形生产线、零缺陷、零库存、“一个流”、“自动化”等许多新概念、新方法，曾轰动了各国的制造业。近年来美国家具制造业采用这些新概念、新方法的消息，也屡见报导。这里要强调的是精益生产中针对生产计划与库存而提出的准时生产，即只在需要的时间，根据零部件或产品的需要量进行生产。它要求生产指令只下达到最后一道工序，这样任何一个工位的生产只有在其后续工序需要并且发出指令时才进行，避免了生产线上和车间里的零部件或成品库存。如在生产中，从总装配线最后一道工序逐级向前工序领取工件，使得前工序根据被领走的工件数量逐级生产，甚至可以一直到原材料生产部门，这也就是“拉式”生产，与传统推式（Push）生产是截然相反的。在传统推式生产中是根据年度、季度和月度计划，甚至周计划组织生产的，是以一定量库存为前提的。在准时生产中是单个零部件的流动，所以基本没有库存，从物流系统角度又被称为“一个流”。准时生产可以说是精益生产最突出的特点，但二者不是同义词。精益生产是强调精简一切不产生附加值的环节，比如在生产车间不设专门的质量检测部门，检测由每个工位的工人自己完成，这样避免了传统批量生产中由于每个工序质量把关不严，从而导致成品阶段质量问题才暴露出来的现象发生。 

    敏捷制造 

    敏捷制造模式是美国国防部根据国会指令，委托里海大学亚科卡研究所从21世纪美国制造业发展战略出发，组织百余家公司，耗资50万美元后做出的研究成果。1992年美国政府将敏捷制造模式列为21世纪制造企业的发展战略之一。英文Agile一词即有灵敏、快捷、机智的意思。敏捷制造实际上是一种结构，在这个结构中每个公司都能开发自己的产品并实施自己的经营策略，这是关键所在。企业必须拥有其他企业所需的关键资源和核心能力。敏捷制造是在全球经济一体化和信息技术高度发达背景下提出来的，可以说是全球或地区范围内企业之间不断合作与竞争的结果。敏捷制造的目标，是为建立一种能对用户要求做出迅速而灵敏反应的机制。它的基本思想是“通过把动态灵活的虚拟组织机构（VirtualOrganization）或动态联盟（DynamicAlliance）、先进的柔性生产技术和高素质的人员进行全面集成，从而使企业能够从容应对快速变化和不可预测的市场需求，企业获得长期的经济效益”。它强调企业间应建立既竞争又合作的双赢关系；要求在参与合作的企业间应建立“动态联盟”（DynamicAlliance）并按“工作小组”（WorkTeam）的模式进行运作。国内大部分企业组织结构是以生产为导向，存在“两头（设计开发和销售）小、中间（生产环节）大”的“橄榄型”特点，这种传统的组织结构是很难适应敏捷制造的。首先，企业组织结构就需要转变。其次企业实施敏捷制造还需要具备两种资源：先进的生产技术----敏捷设计技术、敏捷制造信息服务技术和可重组、可重用的制造技术的支持，如产品设计、制造和销售过程的开发并行化，在宽带网上采用通用的数据交换标准，实现分布式企业集成和分布式并行操作等。管理技术----这是目前敏捷制造的研究与应用的主要方面。因为敏捷制造是“通过两个或两个以上的有时限的互惠互利的合作组织和企业动态联盟实现的，”所以它强调企业中不能形成竞争优势的部门和业务将被去除，只保留核心能力部门。 

    2.3大规模定制 

    未来5年，动态的市场竞争将更加残酷，制造业的重点发展方向将是获得足够的柔性和快速反应能力，特别是随着产品品种的增加和批量变小，成本和时间是两个核心问题，对于传统制造技术已经无法适应，相应地出现了大规模定制生产模式。大规模定制在国内有很多种译名，如“批量客户化”、“批量个体化”、“批量定制”等。但研究这种生产方式的第一本专著在中国翻译出版时，MassCustomization一词被译作“大规模定制”。大规模定制的原意，是“以大规模生产的速度和效益，来进行产品的定制生产”，它实现了用户的个性化和大批量生产的有机结合。它的主要优势体现在：由于充分考虑了企业定单中产品种类、数量、交货期等不确定性，所以生产系统相应具有了动态响应能力。采用模块化产品和延迟设计的思想，不仅降低库存成本和风险。更重要的是，模块化设计提供了制造过程路径的非单一化，多条加工路径实现了生产过程的柔性化。企业在借鉴大规模定制技术的时候，不仅要考虑企业自身信息化和柔性生产系统建设，更主要的是抓住生产系统集成技术的三个方面：生产系统的建模技术、生产线快速可重组技术和实时的生产线柔性控制技术，这样就可以在不同时间段实施大规模定制生产。目前实施主要有以下三种切入方式： 

    （1）在产品配送阶段，由零售商或物流机构对产品进行组装，实施定制交付。 

    （2）在产品制造阶段，主要是采用标准化的部件进行不同的产品组合，以及利用延迟制造的方式实现的，即在最接近客户需求的时间和地点进行某一环节的生产。 

    （3）在产品设计阶段，主要是采用参数化设计、模块化设计和客户参与设计三种方式进行高度个性化的产品设计、生产和销售。 

    3精益生产、敏捷制造、大规模定制模式的比较与选择 

    对于不同的生产方式，我们必须认识到它们各自概念的产生于不同的年代。最初的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem，FMS）是针对生产流水线的刚性化而提出的，生产柔性是根据企业的生产运作情况而定，零部件谱、工装、刀具都需要提前很长时间计划，是在规定计划内的柔性。现在看当时的柔性是有限的。随着计算机应用于制造领域，基于计算机程序化、控制和决策的基础上，并对零部件的柔性化进行考查，制造业向计算机集成制造（ComputerIntegratedManufacturingSystem,CIM）方向发展，也相应带来投资大、回报小的问题，发达国家开始进行反思。进入80年代，在信息技术的发展下，制造业实施了精益生产方式，它从设备、组织结构、人工管理等模式进行生产方式改造，这时的生产模式注入了现代（现代装修效果图）管理思想。90年代开始，由于市场的驱动，客户对产品提出个性化的要求，出现了小批量、多品种等概念。要求生产方式从大批量转向小批量，成本如何控制到接近大批量？原材料的小批量如何投入问题等等，从制造资源计划（ManufacturingResourcesPlanning，MRPⅡ）到ERP等管理软件开始提供解决用大批量生产的时间和成本进行个性化产品的生产问题，努力实现市场需求的定制化，企业需求的大批量化，大规模定制成为了21世纪离散型制造业发展方向之一。在国外研究先进制造模式的论述中，有“大规模定制是精益生产的最高形式”；“敏捷制造是大规模定制的最高形式”之说法。笔者认为，从采用先进制造技术和资源优化配置的程度来看，是大规模定制高于精益生产，而敏捷制造则更高于大规模定制。 

    3.1“客户化”程度比较与选择 

    从“客户化”的视角看，精益生产是着眼于从大批大量（即大规模）生产转向多品种小批量生产；大规模定制着眼于转向个性化定制；而敏捷制造则强调了对任意批量和多种批量混排都能适应的变批量生产和个性化定制生产。[NextPage]

    我们知道，大量生产（单一品种或几个品种的大规模生产）、批量生产（包括大、中、小批量）和单件生产，是品种、数量和专业化程度各不相同的三种基本生产类型。随着品种的增多和批量的减少，市场的多样化程度就变得越高。市场的多样化，虽然增加了顾客的选择程度，但与个性化定制相比，仍是有很大差别的。前者是生产者通过市场调查后，以“订单”货自由选购的方式向客户或消费者提供一种选择；而后者是生产者与消费者通过“一对一”的形式充分沟通后，以“定单”方式实现的供求双方都认可的一种选择。所以前者可以根据“订单”，也可以根据预测组织生产，而后者必须依据“定单”的具体要求来组织生产。前者会因预测不准而出现“库存”，后者则一定是“有主的”。再看以上三种制造模式：精益生产按“订单”组织生产，大规模定制按“定单”组织生产，敏捷制造则按“订单”或“定单”组织生产（当然都不是绝对的）。它们都不再按预测组织生产。现在，我们的家具企业，为适应市场已发生的变化，不得不既按订单，又按定单组织生产；为确保凑足“经济批量”（因生产模式未变），还得按预测组织生产，而生产效率和成本控制则大不如前。我们通过这样的比较，希望能向企业提供某种有益的思考。 

    “柔性化”程度比较与选择 

    “从“柔性化”的视角看，柔性包含批量柔性、生产柔性、混合率柔性和配送柔性四个方面，精益生产、大规模定制和敏捷制造三种模式都强调要实现生产的“柔性化”。精益生产强调多能工的培养，用小型单台设备，创造灵活的工作场所；还十分重视改进操作方法和革新设备，以缩短作业转换时间。这是一种以最小投入并充分挖掘人的智能来达到“柔性化”的做法。它也是大规模定制所提倡的。但它难以应付定单的灵活插入和对定单即时修改的要求，这是精益生产中看板管理所实行拉式生产的必然结果。随着信息技术的普及，更先进的“柔性生产单元”和“柔性生产系统”也在不断被采用。而敏捷制造的柔性，则是一种“超柔性”，因为一般的“柔性”是指设备、工艺或是一条生产线的可灵活、快速调整，而敏捷制造的“柔性”，是着眼于全球制造资源的快速重组，并借助计算机网络来实现的，被称为“光速重组”。大规模定制的柔性制造不是传统的以数控机床和加工中心为基础，适应多品种、中小批量生产的制造系统。它考虑了定单随机到达、品种多样和不同交货期的市场状况，柔性化被赋予了“灵捷”的、计算机控制和管理的内容，相对于敏捷制造又强调了成本的要求。对柔性度的度量，还可以作两点补充。第一，生产线的柔性不在于最大化的采用自动化技术。第二，从一个制造单元（亦称生产单元或工作中心）的柔性度来看，是由其适应变化的批量数和变化所需时间的调整数来确定的。如能达到“批量为1，调整为0”的程度（即所加工的对象每次都不同，但都能按同一生产节拍通过，不需要增加调整时间），此时该制造单元的柔性度可确定为100%。 

    时间的比较 

    从“敏捷制造”的视角看，精益生产采用“拉式生产”、“一个流”等方式以及千方百计缩短作业准备时间和生产过程时间的方法来实现“不浪费时间”的生产。精益生产的推行者称，其产品的开发时间和生产周期都要比大规模生产少一半。它强化的还是批量生产的方法。大规模定制十分重视“基于时间的竞争”，强调灵活性和快捷反应能力。大规模定制还十分重视采用标准化、模块化的设计来提高产品制造的敏捷性。敏捷制造则更强调采用领先的技术手段来实现敏捷制造。例如美国汽车公司（USM）提供采用AM到2006年实现后，可承诺每辆按用户要求定制的汽车，从定单生效起三天内交货。 

    3.4“信息化”程度比较与选择 

    从“信息化”的视角看，信息化是一种新手段，也是一种非物质型的新资源。三种模式都十分重视采用这种新手段、新资源。但从对个性化（客户化）产品的追求来看，从精益生产、大规模定制到敏捷制造是一个比一个高。个性化的程度越高，产品变化就越大，信息量也就越大。所以，三者在信息化的规模和级别上，也是一个比一个大，一个比一个高。 

    “标准化”程度比较与选择 

    从“标准化”的视角看，广义的标准化包括标准化、系列化、通用化和在标准化基础上的模块化。标准化也是一种手段，而且是一种“古老”的手段，所以三者均十分重视它的应用。但从某种意义上讲，精益生产强调的是“以最小的浪费、最低的成本和最可靠的质量去实现多品种小批量的生产”；大规模定制强调的是“以大规模生产的速度和效益，大规模地定制产品”；而敏捷制造则强调“能为每一个用户快速定制产品”。所以，三者在标准化的实施中各有侧重。 
    
    组织结构的比较与选择 

    从组织结构的视角看，精益生产中组织结构是静态的，只在企业内部，特别是生产层面进行，是从下向上的战术驱动。敏捷制造是考察资源优化配置，具有快速动态反应的生产能力，并且是通过企业动态联盟实现的，打破了只在企业内部组织生产的约束，形成了自上而下的战略驱动。大规模定制的组织结构是动态的，它既可以在企业内部一条生产线上组织生产，也可以即时动态地在企业内部或外部重组生产系统，它的目的是减少时间和降低成本，实现产品个性定制的大规模化生产。以上的比较，并不全面，只是为了开拓思路。还应指出，这三种模式是可以相互借鉴，共同发展的。 

    从时间坐标看，精益生产是从过去走来；大规模定制则是从当前出发；而敏捷制造则更着眼于未来。所以说，有比较才有借鉴，才有选择，我们更倾向于建议国内家具制造业从大规模定制进入。“因为即使在日本实行准时生产的企业中，绝对拉式生产的方式也是不存在的，总会引入一些传统推式生产的内容，”而且国内不少企业已经涉足含有推式生产成分的MRPⅡ软件。大规模定制不仅是面向当前的市场，它还有个特点是具有很大的宽容度。因为大规模定制采用推拉结合生产方式，其推拉“分离点”可以根据产品和市场的不同，从未端向前任意设置，从而可以随时调整定制的程度和范围。