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〔中圖分類號〕F062.9 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕 1000-7326(2008)06-0074-06
在經濟全球化和信息技術革命的推動下,國際制造業的生產方式正在發生著重大變革。近十余年來,世界主要工業國紛紛制定各種發展計劃,促進傳統制造業向先進制造業(advanced manufacturing industry)轉變。加快發展先進制造業,已經成為世界制造業發展的新潮流。本文根據當代國際制造業發展的新趨勢,從超微觀、微觀和中觀三維視角進行綜合概括,建立起一個新的先進制造業理論模型。
一、關于先進制造業概念的討論
“先進制造業”是國內學術界近年中提出的新概念,目前尚沒有一個明確的、一致公認的定義。什么是先進制造業?解釋主要有以下三種。
(1)先進制造業主要指采用先進制造技術為主要生產手段的制造業。先進制造業最主要的特點是技術革新快,適應市場需求的多樣化。[1]
(2)先進制造業是指能夠不斷吸收高新技術成果,并將先進制造技術和管理方式綜合應用于研究、設計、制造、檢測和服務等全程的制造業。具有技術含量高、經濟效益好、創新能力強、資源消耗低、環境污染少、服務功能全、就業比較多等特點。[2] 它不僅包括高新技術產業,也涵蓋運用高新技術和先進適用技術改造的傳統產業。
(3)先進制造業指制造業不斷地吸收電子信息、計算機、機械、材料以及現代管理技術等方面的高新技術成果,并將這些先進制造技術綜合應用于制造業產品的研發設計、生產制造、在線檢測、營銷、服務和管理的全過程,實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產,即實現信息化、自動化、智能化、柔性化、生態化生產,取得很好的經濟、社會和市場效果的制造業的總稱。[3]
上述三種解釋都有合理之處,但又都不全面和準確。首先,先進制造業無疑離不開先進技術,但僅采用先進技術,或僅從先進技術來定義,不足以揭示先進制造業的內涵,也無法把先進制造業與以技術先進為標志界定的高新技術產業區分開來。實際上,傳統制造業也是追求技術不斷進步的。其次,先進制造業的確不僅僅局限于生產過程,還應該包括產前和產后全過程,但這也還不足以說明先進制造業是一種新的生產方式。最后,上述解釋都把先進制造視為一個封閉的系統,忽視了現代網絡化的營銷系統和企業之間的廣泛關聯。
筆者認為,應該結合國際制造業的發展趨勢和先進國家制造業的發展特征,可以從超微觀、微觀和中觀的三維視角來對先進制造業進行理論概括。
從超微觀即企業內部的角度看,先進制造業首先表現為技術的先進性,是一個能夠不斷進行技術創新的先進技術體系。既能不斷吸收當代高新技術成果來進行自主技術開發,又善于將先進技術應用于從研發、制造到營銷、維修服務的全過程。先進技術是企業生產和發展的基礎,對制造業的發展起決定性作用。正是在先進技術的基礎上,先進制造業才能夠實現信息化、自動化、智能化、柔性化和生態化生產。
從微觀即企業整體的角度看,先進制造業表現為生產模式的先進性,是一種能夠適應市場變化、不斷優化企業內部資源配置、并能兼顧生態環境和社會利益的高效生產體系。諸如柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS)、精益生產模式(LP)、清潔生產模式(CP)、高效快速重組生產系統、虛擬制造模式(VM)等,就是最為著名的先進制造模式。它決定著企業具體配置各種生產要素的方式和效率,體現著企業與市場之間密切的良性互動關系,也反映著企業與生態和社會環境的和諧相處。正是在生產模式這一點上,先進制造業與傳統制造業迥然有別。
從中觀即產業體系的角度看,先進制造業表現為營銷網絡組織的先進性,是一種以產業鏈為主干、集群化為依托的網絡化市場組織。先進制造業是以現代生產業和發達的市場網絡為支撐的。先進制造業內部各產業部門、各企業之間,在投入產出方面存在著密切的聯系,需要通過價值鏈上的整合與協同、形成供應鏈聯盟和產業集群,從而組成高效率的市場系統。
通過上述分析,概括起來,可以得出先進制造業的簡明定義:先進制造業就是廣泛應用先進制造技術、采用先進制造模式、擁有先進市場網絡組織的工業生產系統。可用圖1來清楚表示先進制造業的理論模型。
二、先進制造技術的內涵與發展
一般認為:先進制造技術是將先進的機械制造技術、電子信息技術和自動化設備以及材料技術等高新技術和先進適用性技術,綜合應用于產品的研究與開發、設計、生產、管理和市場開拓、售后服務,并取得經濟社會效益的綜合技術,它們被統稱為先進制造技術。
先進制造技術一般分為四大類。(1) 現代設計技術,包括計算機輔助設計(CAD)、反求工程技術的新產品開發、基于并行工程的產品設計、文件設計技術與質量功能配置、再生產工程、綠色產品設計等。(2) 先進的制造工藝技術,包括計算機輔助制造(CAM)、少無切削制造技術、非機械加工制造技術、生長型加工和快速原型技術制造(RPM)、虛擬制造技術(VMP)等。(3) 綜合自動化技術,包括分布式數控技術(DNC)、柔性制造技術(FMT )、集成制造技術(CIMT)、智能制造技術(IMT)等。(4) 現代系統管理技術,包括制造資源計劃(MRPII)、準時制(JIT)及精益生產(LP)、敏捷制造(AM)、全球化制造(GM)和信息管理系統(IMS)、可持續發展技術和相關技術等。[4]
1994年初,美國聯邦科學、工程和技術協調委員會(FCCSET)下屬的工業和技術委員會先進制造技術工作組,曾經對先進制造技術的內涵首次作系統的說明,認為先進制造技術主要包括三個技術群:主體技術群、支撐技術群和制造基礎設施(制造技術環境)。這三部分構成一個完整的體系,缺一不可,否則很難發揮預期的整體功能效益。
與傳統制造技術相比,先進制造技術具有四大特征。(1) 它的基礎是優質、高效、低耗、無污染或少污染工藝,并在此基礎上實現優化及與新技術的結合,形成新的工藝與技術。(2) 傳統制造技術一般單指加工制造過程的工藝辦法,而先進制造技術覆蓋了從產品設計、加工制造到產品銷售、使用、維修整個過程。(3) 傳統制造技術一般只能駕馭生產過程中的物質流和能量流,隨著信息技術的列入,使先進制造技術成為能駕馭生產過程中的物質流、能量流和信息流的系統工程。(4) 傳統制造技術的學科、專業單一,界限分明,而先進制造技術的各專業、學科、技術之間的不斷交叉、融合,形成了綜合、集成的新技術。
目前在發達國家,先進制造技術發展的基本態勢是:其一,以數控機床、加工中心和工業機器人為標志的柔性制造單元系統,以柔性制造單元和自動、半自動物料輸送組合為標志的柔性制造系統,這兩個階段的先進制造技術已相當成熟。其二,以信息、工藝、物流、計算機集成為特點的集成技術已處于完善階段。其三,以設計智能化、單元化加工過程智能化和系統整體管理智能化為特征的智能集成制造系統,仍然處在研究與開發過程中。[5] 具體來看,呈現出以下幾大發展趨勢。
(1)數字化。它是制造技術、計算機技術、網絡技術與管理技術的交叉、融和、發展與應用的結果,也是制造企業、制造系統與生產過程、生產系統發展的必然趨勢。它包含了三大部分:以設計為中心的數字制造,以控制為中心的數字制造和以管理為中心數字制造。
(2)精密化。它一方面是指對產品、零件的精度要求越來越高,一方面是指對產品、零件的加工精度要求越來越高,如精密加工技術、細微加工技術、納米加工等。
(3)集成化。先進制造技術的集成化趨勢本質就是知識的集成。其具體表現在三個方面:現代技術的集成;加工技術的集成和企業管理技術的集成。
(4)網絡化。利用網絡,在產品設計、制造與生產管理等活動乃至企業整個業務流程中充分享用有關資源,即快速調集、有機整合與高效利用有關制造資源。制造技術的網絡化由兩個因素決定:一是生產組織變革的需要,一是生產技術發展的可能。
(5)虛擬化。虛擬技術是以計算機支持的仿真技術為前提,對設計、加工、裝配等工序統一建模,形成虛擬的環境、虛擬的過程、虛擬的產品、虛擬的企業,主要包括虛擬環境技術、虛擬設計技術和虛擬制造技術。
(6)智能化。制造系統正由原先的能量驅動型轉變為信息驅動型,這就要求制造系統不但要具備柔性,而且還要表現出某種智能,以便應對大量復雜信息的處理、瞬息萬變的市場需求和激烈競爭的復雜環境。
(7)綠色化。環境保護與環境制約使先進制造技術逐漸向綠色化、可持續化發展。制造業的產品從構思開始,到設計階段、制造階段、銷售階段、使用與維修階段,直到回收階段、再制造各階段,都必須充分考慮環境保護。
三、先進制造模式的內涵與發展
由于資源、環境、市場需求變化及日趨激烈的市場競爭,對制造業市場變動能力、企業網絡組織結構、可持續發展等方面提出了更高的要求。傳統的大批量生產模式(即福特制生產模式)受到越來越多的挑戰,從而催生和創新出了一系列先進制造模式。關于先進制造模式國內外有許多不同看法。主要有兩種觀點:一是從制造科學和制造系統的角度出發,認為制造模式是一種典型的制造系統;另外一種觀點從管理的角度出發,從比較廣泛的范圍來看,認為先進制造模式是一種在生產和制造領域中應用的新生產方式和方法,或是一種制造戰略。
一般而言,制造模式具有典型的制造過程和運行機制,同時具備明確的功能、結構、通信和操作機制。它對于企業內部的信息流、物流和人流的管理具有明確的處理方法;對于企業外部的動態聯盟(包括市場銷售、供應鏈、資源、生產服務等)也具有相應的對策;最后對于上述問題的處理都具有相應的評價指標和方法。因此,制造模式是制造業為了提高產品質量、市場競爭力、生產規模和生產速度,以完成特定的生產任務而采取的一種有效的生產方式和一定的生產組織形式。現代先進制造生產模式是從傳統的制造生產模式中發展、深化和逐步創新而來。
簡單地說,所謂先進制造模式,就是圍繞企業的價值增值鏈,依據不同的環境、通過有效地組織各種要素形成的,可以在特定環境中達到良好效果的先進生產方式和運行管理機制。這種模式已經形成規范的概念、哲理和結構,可以供企業依據不同的環境條件,針對不同的制造目標來加以采用。
根據國際生產工程學會(CIRP)近10年的統計,發達國家所涌現的先進制造系統和先進制造生產模式多達33種。發達國家制造企業,特別是跨國公司和創新性中小企業已廣泛采用一些新的制造模式,如:柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS)、精益生產模式(LP)、清潔生產模式(CP)、高效快速重組生產系統、虛擬制造模式(VM)等。[6] 目前,正在開發下一代制造和生產模式,如:并行工程和協同制造(HM)、生物制造(BM)、遠程網絡制造(RM)、全球制造(GM)和下一代制造系統(NGMS)等。以下擇要簡單介紹八種主要的先進制造模式:
(1)精益生產模式(LP)。精益生產是美國麻省理工學院根據其IMVP的研究中對日本豐田生產方式的總結。精益生產的最終目標是要以具有最優質量和最低成本的產品,對市場需求做出最迅速的響應。它的基本原則是消滅一切浪費和不斷改善。準時制作業、成組技術、彈性作業人數和尊重人性是精益生產的主要支柱。
(2)準時生產制(just-in-time)。又稱無庫存生產模式,其基本思想是訂單驅動,僅當下道工序需求該零件時,才將其生產出來,任何前提生產都是浪費。追求目標是零庫存、零廢品和零設備故障。它適合于相對穩定的大批量流水線或重復生產作業。
(3)柔性制造系統(FMS)。柔性生產主要依靠有高度柔性的、以計算機數控機床生產為主的制造設備來實現多品種小批量生產。其優勢是:增強制造企業的靈活性和應變能力,縮短產品生產周期,提高設備使用率和員工的勞動生產率以及改善生產模式從而大大推動了制造業的發展。
(4)敏捷制造。又稱靈捷制造,是美國通用汽車公司于1988年提出的,1992年美國政府將其作為“21世紀制造企業的戰略”。敏捷制造是新一代生產模式,是對已有生產模式的豐富和發展,它是柔性制造和精益生產發展的結果。敏捷制造包括產品制造機械系統的柔性、員工授權、制造商供應商關系、總體質量管理及企業重構。目前較權威的定義是:敏捷制造是一種結構,在這個結構中每個公司都能開發自己的產品并實施自己的經營戰略。構成這個結構的基石是三種基本資源:有創新精神的管理機構和組織,有技術、有知識的高素質人員和先進制造技術。敏捷源于這三種資源的有效集成。
(5)計算機集成制造系統(CIMS)。是現代信息技術條件下的新一代制造系統。它以計算機來輔助制造系統的集成,以充分的、及時的信息交流或信息共享將企業的設計、工藝、生產車間以及供銷和管理部門集成為一個有機的整體,使他們相互協調的運作,以提高產品質量,縮短產品開發周期,提高生產效率,確保企業的整體效益,提高企業的競爭能力和生存能力。
(6)虛擬制造模式(VM)。是虛擬現實技術在制造中的應用。虛擬制造實際上是一種計算機科學技術,以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術為支柱,在產品設計或制造系統的物理實現之前,就能使人體感覺到未來產品的性能或者制造系統的狀態,從而可以做出前瞻性的決策與優化實施方案。從本質上講虛擬制造技術是對真實制造過程的動態模擬、仿真,是在計算機上制造數字產品,在虛擬制造環境中生產軟產品替代傳統的硬樣品進行試驗,對其性能和可制造性進行預測和評價,從而縮短產品的設計與制造周期,降低產品的開發成本,提高系統快速響應市場變化的能力。
(7)清潔生產模式(CP)。聯合國環境計劃署對清潔生產的定義為:清潔生產是一種新的創造性的思想,該思想將整體預防的環境戰略持續應用于生產過程、產品和服務中,以增加生態效率和減少人類及環境的風險。對生產過程,要求節約原材料和能源,淘汰有毒原材料,減降所有廢棄物的數量和毒性;對產品,要求減少從原材料提煉到產品最終處置的全生命周期的不利影響;對服務,要求將環境因素納入設計和所提供的服務中。總之,清潔生產是將環境保護延伸到企業內部的方方面面。清潔生產追求的目標有二:一是追求資源和能源的循環利用和綜合利用、不可再生資源和短缺資源的代用、廢棄物的資源化和再生利用;二是追求產品生產和消費過程與環境的相容,如采用低廢、無廢的清潔生產工藝。
(8)綠色制造(green manufacturing)是一個綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式,其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中,對環境的影響(負作用)最小,資源效率最高,并使企業經濟效益和社會效益協調優化。它具有以下基本特征。(1) 全球性――綠色制造的研究和應用將愈來愈體現全球化的特征和趨勢。(2) 配套性――以綠色設計和制造技術為中心的配套系統(綠色營銷、綠色標志、綠色教育、綠色法規等相關配套的社會支撐系統)是綠色制造工程的發展方向。(3)集成性――將更加注重系統技術和集成技術的研究。例如,產品和工藝設計與材料選擇系統的集成、用戶需求與產品使用的集成、綠色制造的問題領域集成、綠色制造系統中的信息集成、綠色制造的過程集成等集成技術的研究將成為綠色制造的重要研究內容。(4) 智能性――人工智能和智能制造技術將在綠色制造研究中發揮重要作用。
四、先進市場網絡組織的內涵與發展
先進制造業是以現代生產業和發達的市場網絡為支撐的。激烈的市場競爭和快速多變的市場需求使制造業企業在生產過程中面臨著提高產品質量、縮短產品的生產銷售周期、降低企業運營成本和提升核心競爭力的壓力,這使得制造商、供應商、分銷商、零售商和研究機構間的聯系趨于緊密,并使其之間的界限逐漸淡化(如制造業服務業化),形成了新的市場網絡組織結構,集群、供應鏈是其典型的表現形式。先進市場網絡組織可以降低單個企業的經營風險,妥善地解決產品的設計、生產、供應、銷售等一系列環節中的問題,并降低企業的外部效應和外部交易成本,提高了企業和整個制造業的國際競爭力。
根據波特的價值鏈理論,每一個企業都是由進行設計、生產、營銷、交貨以及對產品起輔助作用的各種活動(材料供應、技術、人力資源、 售后服務等)的集合。這些活動在公司的價值創造中相互聯系,組成公司價值增值的鏈條,即為價值鏈。價值鏈并不是一些獨立活動的集合,而是相互依存的活動構成的一個系統。并且,一個公司價值鏈與其他經濟單位的價值鏈也是相連的,任何一個企業都存在于從供應商到消費者的價值鏈體系中,體系中各價值行為之間的聯系對公司競爭優勢的大小有著至關重要的影響。因此,發展先進制造業需要對價值鏈上的活動進行整合與協同,以實現整條價值鏈的整體提升。
價值鏈上各環節的增值收益是不同的。通常可用微笑(價值鏈)曲線表示,在曲線左端(產業鏈上游)的知識產權開發企業,隨著研發和設計的投入,產品增值收益逐漸上升;在曲線右端(產業鏈下游)的品牌銷售企業,隨著品牌運作、銷售渠道的建立,產品增值收益也大幅上升;而弧底部分的成品裝配和低端產品為主的制造業則“流汗多拿錢少”,技術含量低、產品增值少,而且市場競爭激烈,容易被成本更低的同行所替代。
由于制造工藝的標準化以及“模塊化”技術的發展,產業內的各工序可以被調整與分割,通過把利潤遞減的制造環節外包轉移出去,跨國公司的經營重點從產品制造向產業鏈的兩端轉移,向上游主要是從事技術研發和產品設計;向下主要做銷售、做渠道、做品牌和服務等,從而使價值鏈上知識密集型的環節利潤遞增,先進制造產業鏈兩端的技術含量更高,附加價值也更高。
同時,先進制造業以發達的供應鏈網絡為依托。供應鏈是由供應商、制造商、分銷商( 或配送中心)、零售商及用戶等實體組成的供需網絡,是跨越企業中多個職能部門活動的集合,它包括從訂單的發送和獲取、原材料的獲得、產品的制造,到產品分銷給銷售商及最終用戶的整個過程。它是在給最終顧客提品和服務的不同的過程和活動中所涉及的上下游相互聯系的組織網絡。供應鏈是相互合作共同控制、管理和改進從供應商到用戶的物流和信息流的多個相互聯系和依賴的組織的網絡。供應鏈是伴隨先進制造業出現的一種社會生產組織方式。有兩種基本模式:一是具有單一核心企業的供應鏈;二是多核心企業的供應鏈。隨著先進制造業的發展,產生了許多先進的供應鏈管理理念,如綠色供應鏈管理、敏捷供應鏈管理、逆向供應鏈管理、閉環供應鏈管理以及供應鏈聯盟等。發達國家在制造業不斷先進化的同時,其市場支撐體系也在不斷變革與創新。
五、先進制造業的基本特征
通過上述分析,我們可以對先進制造業的基本特征作一簡要概括。首先,與傳統制造業相比,先進制造業的“先進”主要體現在以下幾點:在生產方式方面,由單一產品的大規模、標準化生產,轉變為可根據社會需求,小批量、多品種生產,具有更強的靈活性和適應性;在生產關聯方面,先進制造業更加突出了產業間的生產鏈動態關聯和企業的全球生產配置;在生產理念方面,更注重依靠科技進步,減少能源消耗和環境污染、提高經濟效益、增加產品科技含量;在經濟發展方面,著眼于未來,更注重信息化程度、無形資產的比重、技術創新的能力,更重視節約型、集約化和可持續發展。
其次,先進制造業是一個動態演變的概念,它隨著時間、空間的變化而發展。在經濟發展的不同時期,先進制造業表現在不同的制造產業上。以三次產業革命為例,在第一次產業革命中,先進制造業以紡織、煤炭、冶金等產業為代表;第二次產業革命時,先進制造業表現在電力、鋼鐵、石化等制造業上;在20世紀40年代爆發的第三次產業革命,電子通信、航空航天、光機電一體化、生物醫藥、新材料等產業作為先進制造業在各國經濟中得到較快的發展。[7] 在空間方面,先進制造業在不同經濟發展水平的區域表現在不同的產業部門上,因此不同區域在選擇先進制造業發展戰略時需結合實際情況進行產業選擇。
再次,先進制造業是一個開放的系統。其開放性一是表現為制造業已經不再局限于制造的生產環節,而是開放到了包括產前和產后的全過程;二是表現為通過網絡化組織向社會經濟領域的全面開放,尤其體現為制造業與生產業融為一體;三是表現為全球制造,即在全球范圍內整合資源,形成全球價值鏈和產業鏈體系。
最后,先進制造業本質上是一種先進的生產方式。發展先進制造業,不僅僅是一個技術進步問題,也不僅僅是一個產業結構轉型升級和產業發展問題,而是一場生產方式的深刻變革。如果說世界制造業的發展曾經歷了三個階段,即初級產品生產階段、加工裝配階段、自主知識產權階段,那么,先進制造業標志著制造業發展進入了一個新的歷史階段。
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一、新區先進制造業發展現狀
建設先進制造業基地,首先要明確先進制造業的概念。我們認為,先進制造業是國內新近提出的經濟概念,是相對于傳統制造業而言的。先進制造業主要指以先進制造技術為主要生產手段的制造業,它以信息和知識要素投入為特征。
市委、市政府作出依托新區,建設先進制造業基地的戰略決策后,開發區、淇濱區把發展先進制造業放在了重要位置,但從整體上看,新區先進制造業還處在起步階段,基礎薄弱,與先進地區相比,還有明顯差距。
1、新區先進制造企業有了一定發展,主導產業初具雛型
通過近幾年的發展,特別是市委、市政府作出建設先進制造業基地戰略決策后,新區制造業有了一定的發展,初步形成了機械、化工、醫藥、建材四個產業主體。截止到今年5月底,已建成制造業項目70多個,其中機械電子類企業20家,2003年完成產值32453萬元;化工醫藥類企業10家,2003年完成產值16336萬元;冶金建材類企業13家,完成產值8367萬元。最大的兩家企業天海集團(新區廠)和天元集團(新區廠)2003年工業產值分別為13000萬元和10000萬元。
2、園區成為發展先進制造業的重要載體
近年來,新區發揮園區在基礎設施建設、為企業提供服務等方面的優勢,利用各類工業園區來吸引和扶持先進制造業企業。開發區先后建設了民營工業園區、天華科技園區、邁世通生物制藥園區三個專業園區吸引項目。現在,又規劃了工業園區,擴大了園區規模,把這三個專業園區都囊括在內。如,民營工業園區成立了辦公室,為入駐企業提供跟蹤服務,由專人幫助企業辦理各種手續,保證了企業能夠較快建成投產,目前,區內已擺放項目30個,投產11個,2003年實現工業產值6431萬元,園區內科技企業占60%。以發展信息產業為主的天華科技園已完成投資1000萬元,計劃年內完成一期工程建設。邁世通生物制藥園區已完成投資600萬元,戒煙貼系列產品已投放市場。淇濱區高度重視工業園區建設,專門在龐村鎮劃撥了500畝地建立了工業園區,吸引企業入駐;還建立了四大班子分包企業和大項目工作組等制度,幫助企業解決問題,協調在建重大項目遇到的難題,對大項目的引進、建設,由專人提供服務,收到了良好的效果。目前,金山工業園已經入駐5戶企業,浙江工業園已經入駐4戶企業,汽車配件工業園、食品工業園正在進行基礎設施建設,預計9月份投入使用園區建設。
3、新區企業體制優勢比較明明明顯
新區大部分先進制造業企業是外來客商和個人興辦的企業,與老的企業相比,負擔輕、扯皮現象少、決策快、適應市場能力較強,能在短期內有較快發展。
4、已有技術含量較高的企業或項目落戶新區
新區已有幾家技術含量較高的先進制造企業和項目。如
二、存在問題
1、新區管理體制不順
在調研中,許多企業反映,開發區管理體制改變后,新區管理部門繁多,職能交叉,具體事務運作復雜,操作困難。如企業反映比較多的是稅收管理問題,開發區企業屬于不同的行政區劃,目前有6家稅務分局在開發區行使稅收征管職能,造成多頭管理,給企業帶來許多不便。另外還有城建、治安等方面的問題。
2、規模經濟優勢沒有形成
新區先進制造業的總量還小,企業數量少、規模小,產業分散,整體實力較弱。開發區和淇濱區只有80多家制造業企業,年產100萬元以上的企業只有23家。企業輻射帶動能力弱,除天海集團(新區廠)帶動輻射了一些汽車電子電器企業外,其他企業基本上沒有關聯,難以形成在省內乃至國內具有競爭力的產業基地。
3、企業科技投入不足,產品技術含量低
先進制造業屬于技術密集型工業,新區的企業中,真正高科技含量、高附加值的先進制造企業非常少,大多數企業仍然使用落后的生產設備、生產工藝。大多數企業受資金、人才等因素制約,科技投入很少,無力采用高新技術,產品更新換代慢,科技含量較低,適應市場能力比較薄弱。除天海集團、天元公司外,大都處于起步階段,規模小,終端產品少。除天海集團、邁世通個別具有相對較強的技術創新能力外,其他企業基本上沒有自主開發能力,對引進技術的消化、吸收、再創新能力也不足。
4、發展資金緊缺,人才匱乏
在這次調研過程中,幾乎所有企業都反映缺乏資金,向銀行融資困難,特別是私營企業貸款更是難上加難。一些企業即使項目有競爭力,發展形勢良好,也很難得到銀行的資金支持。融資渠道少、資金緊張已成為制約我市先進制造業發展的桎梏。
先進制造業是技術密集型行業,人才匱乏也是制約其發展的重要因素。我市在工業企業中工作的工程技術人員只有3308人,占全市專業技術人員32000人的10.34%,所占份額太小,遠低于全國平均水平。淇濱區先進制造業企業中高級職稱人員比例只有1%,中級職稱人員也只有3%,同時,企業中的技術工人特別是高級技工比重太小,缺口很大。由于受經濟發展的限制,我市制造企業工資普遍比經濟發達地區低,導致人才流失嚴重。據了解,天海集團每年引進的大專以上學歷的學生,經過幾年鍛煉,熟練掌握技術后有近三分之二都跳槽到經濟發達地區。
三、加快發展新區先進制造業基地的建議
1、制定發展先進制造業的科學規劃
建議市政府制訂有關文件,對我市先進制造業發展進行詳細規劃。通過調查、分析、研究,我們對制定先進制造業的規劃提出以下建議:一是提出基本思路,即堅持“工業富市”指導思想,圍繞“兩個率先”奮斗目標,依靠我市資源優勢、區位優勢和環境優勢,充分利用好新區這個平臺,面向國內國外兩個市場,堅持自主發展與招商引資相結合,大力吸引各種經濟成分,培育、引進一批有競爭力優勢的產品和企業,把我市建設成為我省乃至我國有一定優勢的先進制造業基地。二是確定重點行業,即發展汽車及零配件制造、電子信息、精細化工、生物醫藥等行業。三是明確具體目標,即力爭到2006年,新區先進制造業產值比2003年翻一番,達到15億元,實現利稅1.5億元;再用4年的時間,使新區先進制造業的產值再翻兩番,達到45億元,實現利稅5億元。
2、加強領導力量,明確責任主體
一是建議成立專門領導小組,由市主要領導任組長,各縣區、各有關部門為成員單位,定期召開先進制造業發展座談會,聽取各部門的匯報,了解先進制造業發展的形勢,解決在發展過程中出現的問題和困難;建立市級領導聯系企業制度,每位市級領導都要聯系一戶有發展前景的先進制造業企業,經常了解企業的經營情況,對其出現的問題和困難幫助協調解決。二是明確工作責任主體,建議由市發改委承擔具體工作。
3、確定重點企業,全力扶持他們發展
我市先進制造業企業、特別是發展前景較好的企業數量很少,要想盡快把我市建成先進制造業基地,必須確定一些企業作為“種子企業”,全力扶持他們發展壯大。通過調研,我們建議對以下企業給予重點扶持。
一是在汽車及零配件制造業中,重點扶持年生產能力2.5億套汽車插接器、100多萬條電線束、5萬套熔斷器盒、5萬套中央配電裝置的天海集團;年生產能力1200輛改裝汽車的東風農用車廠;年生產能力300標準副汽車模具的天淇汽車模具公司(在建項目)。天海集團是我市具有“比較優勢”的企業,要幫助企業做大作強,大膽實施“走出去”的發展戰略,加大研發力度,加強與世界同類先進企業的合作,使之盡快成長為全國最大的汽車插接器生產產基地,逐步拓展市場,擴大市場占有率,積極參與國際競爭。抓好天海集團轎車插接器項目的驗收和達產工作,加快天淇模汽車模具制造公司年產500標準付汽車模具項目建設進度;做好天海集團高能干式點火線圈項目和一線多路控制系統項目、天淇汽車模具制造公司二期年產1000標準付汽車模具項目和三期年產3800標準付汽車模具項目的籌劃工作。
二是在精細化工業中,重點扶持年生產能力2.4萬噸洗化產品、8000萬罐以上氣霧劑的天元公司和年產3000多噸橡膠助劑的聯昊化工公司。天元公司是我國長江以北最大的氣霧劑生產廠家和第二大洗化用品生產廠家,在國內市場有一定的知名度。公司近年來不斷壯大生產規模,開發新品,提高產品檔次,建立健全終端銷售網絡,市場份額逐步擴大,公司目標是建成全球最大的氣霧劑生產廠家和全國知名的洗化用品企業。近期重點抓好護發素鋦油膏生產線項目,沐浴露生產線項目,爭取早日見效;與美國最大的氣霧劑生產廠家合作生產殺蟲劑項目以及與加拿大一家公司合作開發洗化用品項目要爭取合作成功。抓好聯昊化工公司的二期年廠6500噸橡膠助劑生產線,力爭早日投產見效。
三是在生物醫藥業中,重點扶持在建的邁世通生物醫藥科技園有限公司。投資5600萬元的一期工程正在建設,目前已經投資600萬元,GMP車間已經開工建設,戒煙貼系列產品已經開始生產,并對外銷售。該公司建成后,可實現1萬臺胰島素泵、1億片貼劑、15億片片劑、10億粒膠囊的生產能力。項目主要有胰島素泵項目、TTS經皮給藥貼片生產項目、TTS專用高效智能涂布機。
四是在電子信息工業中,重點扶持天海集團、天馬通訊公司和天華科技園。天海集團與美國達威公司合作生產無線電通訊設施項目,已經達成投資協議,應盡快做好各項準備工作,爭取早日開工建設;推動天華科技園一期工程要加快建設進度,確保年內完工,投入使用;無線電四廠新建的方艙生產線已經投產,市場潛力很大,應扶持其加快發展,開拓市場。通過重點扶持現有天海、天元、天馬、天淇、邁世通等企業,爭取用3-5年時間,形成銷售收入超10億元的企業2戶,超5億元的企業2戶,在做強做大上形成突破,使之形成先進制造業的支撐力量。
4、發揮比較優勢,吸引市外企業
加快新區先進制造業的建設步伐,應充分發揮好我們的優勢,在吸引承接先進地區企業轉移和利用現有載體做大做強上形成突破。一是利用新區的環境優勢。新區有著良好的環境,較完善的服務功能,是發展先進制造業一個很好平臺,要充分發揮好這個平臺的作用,理順新區管理體制,避免多頭插手、多頭管理的弊端。建議市委、市政府組織有關人員到全國比較成功的開發區進行調研,借鑒他們的經驗,結合我們的實際,理順開發區的管理體制。二是發揮成本優勢。相對東部沿海發達地區,我們的土地資源,煤、電能源、勞動力的充裕和廉價,這些成為發展先進制造業的突出優勢。我們要抓住這一機遇,有針對性地招商引資,把優勢充分利用好,在承接國外及國內東部發達地區先進制造業的轉移上,爭取吸引大企業、先進企業到新區落戶有所突破,起到示范帶動作用。
5、出臺有關措施,優化發展環境
建議市政府制定促進先進制造業發展的政策措施。一是建立先進制造業發展專項資金,對重點扶持的先進制造業企業、科技含量高的先進制造企業給予支持,主要用于解決企業的流資。二中制定獎勵措施,年底對新區的先進制造業進行考核,對產值高、效益好、納稅多的企業給予獎勵。三是容許行政事業單位工作人員離職領辦或新辦先進制造企業,三年內保留職級和工資待遇,三年后愿意回原單位的恢復其職級。
各級政府部門要進一步轉變觀念、轉變職能、轉變作風,樹立以服務為重點的觀念,增加服務項目,增強為企業服務的功能,建設服務型政府。一是繼續深化行政審批制度改革,進一步精簡審批收費項目。二是繼續整治和規范市場經濟秩序,加大市場監管力度,嚴厲查處“四亂”。三是落實各項優惠政策,制定的各項優惠政策都要認真落實,不能失信于人。四是要加強市行政服務中心建設,減少辦事環節、程序,真正實現“一個窗口對外,一站式辦公”,提高審批效率。
6、加大招商引資力度,跟蹤落實項目
把招商引資作為工作中的重中之重來抓,始終貫穿到各項工作中去。發展先進制造業要促進多種模式共同發展,歡迎和鼓勵外地企業、合資企業、外商獨資企業參與到我市的制造業建設中來。在利用外資的政策層面上,應鼓勵以全球生產布局為主的跨國公司、國內大企業集團來投資,要加強與世界五百強、中國五百強企業的溝通聯系,力爭引進幾戶世界知名企業到我市來投資。
隨著招商引資力度的不斷加大,簽訂的協議和合同很多,但真正落戶見效的不多。要完善政府對招商引資的考核評價方式,強化對結果的考核,以項目的落實情況和生產見效情況作為考核的主要依據;對在談項目,要明確專人負責,爭取較快取得實質性進展;對落地在建項目,要加強協調和服務,爭取早日建成投產;對在運作過程中出現困難的重點項目,要由主要領導牽頭,成立項目協力組,協調各方面力量,強力推進項目落實;對已投產項目,要密切關注,對其生產經營中出現的問題要及時協調解決。
7、擴大融資渠道,加快發揮新區工業園區聚集作用
企業融資難是我市企業面臨的一大難題,嚴重影響著企業的發展。如非凡食品有限公司是一家成立不久的私營企業,主要是生產瓶裝冬凌草飲料、無核棗、纏絲蛋等有鶴壁特色的產品,在市場上有著獨具特色的競爭力。該企業自2003年8月組建至今,在8個市、30多個縣建立了銷售網點,市場網絡已初步建立。為加快企業發展,非凡食品有限公司與香港恒利豐公司達協議,由恒利豐公司向非凡公司投資3000萬元人民幣,進行合作,但非凡公司也需要投入一部分資金,由于自有資金不足,非凡公司以價值50萬元的房產作抵押申請貸款,已按要求進行完房產評估,最后也沒有貸到款。建議,一是發揮銀行主渠道作用,加強與銀行的聯系溝通,經常性的召開銀企座談會,積極向銀行推薦科技含量高、市場前景好的項目,爭取資金支持。二是加強與各駐豫股份制銀行的溝通聯系,爭取他們的支持。三是加強中小企業服務擔保中心的的擔保能力,為中小企業貸款提供擔保。四是下大力氣引進投融資機構落戶鶴壁,改變目前金融機構單一、業務不活、機制不靈的現狀,大力吸引外資或民間資本,彌補企業貸款難帶來的資金短缺問題。
加快開發區民營工業園區、邁世通工業園區、天華科技園和淇濱區金山工業園、汽車配件園、食品工業園、浙江工業園等園區建設步伐,積極引導先進制造企業和項目入駐園區。對現有工業園區進行合理布局,打破行政區域界線,在全市范圍內統籌規劃,把科技含量高、附加值高、無污染的這一類企業和項目擺放在開發區的三個園區,把有輕度污染的企業和項目擺放在開發區周邊的園區或老區。各工業園區要形成自己的特色,引導相同產業的企業相對集中,提高產業集聚度,實現群體規模,發揮經濟集約效應,形成“小企業、大集群,小產品、大市場,小園區、大生產”的格局。
傳統裝備制造業仍存在著許多不足,具體介紹如下。①產量低、質量差:傳統裝備制造業在產品的產量與質量方面都比較欠缺。②生產時間長:“時間就是金錢”,在“知識經濟”時代,機遇稍縱即逝。產品設計、生產、投放市場以及產品更新換代的時間都需要加快。③生產效率低:隨著工業經濟效益的持續增長,企業致力于擴大生產規模,制造產品的數量比之前有大幅度增加。面對這種狀況,若依舊采用傳統的生產制造模式,難以滿足生產效率指標的要求。④節能降耗差:一些傳統裝備制造業企業是在大量消耗能源與材料的基礎上進行生產的,很少注意節能降耗的問題。⑤競爭能力弱:由于產品更新換代慢、生產工藝差、生產效益低,難以更好地滿足用戶的個性化需求,因此,企業競爭能力弱。促進中國裝備制造業由大變強已成為新時期我國一項重大而緊迫的戰略任務。
2.智能制造裝備的優點
自20世紀70年代以來,以計算機、信息技術為基礎的高新技術得到迅猛發展。這給傳統的制造業帶來了新的發展機遇。計算機技術、信息技術、自動化技術與傳統制造技術相結合,形成了先進制造技術。2012年,勞動力成本提升、產業升級以及政策扶持等使得先進制造裝備技術具有較強的發展潛力。自計算機技術問世以來,裝備制造大體沿著兩條線路發展:傳統制造技術的發展和借助計算機與自動化科學的先進制造技術的發展。自20世紀80年代以來,傳統制造技術雖然得到了不同程度的發展,但仍存在著很多問題。先進的計算機技術和制造技術對產品、工藝和系統等設計師和管理人員提出了新的挑戰,傳統的設計和管理方法不能有效地解決現代制造系統中存在的問題。要解決這些問題,需要采用現代的工具和方法。通過集成傳統制造技術、計算機技術與科學及人工智能(artificialintelligent,AI)等發展起來的一種新型智能制造技術(intelligentmanufacturingtechnology,IMT)和智能制造系統(intelligentmanufacturingsystem,IMS),則有可能使企業走出困境,度過危機。傳統的制造技術與人工智能、自動化等技術相結合,形成了智能化的先進制造技術(advancedmanufacturingtechnology,AMT)。先進制造技術是在市場需求及科學技術帶動下逐步發展形成的。在市場需求不斷變化的驅動下,制造業的生產規模已向多品種、變批量、柔性化的方向發展;在信息科學技術發展的推動下,制造業的資源配置已向信息(知識)密集型的方向發展。發展先進制造技術的目的,不僅是要高效制造出滿足用戶需求的優質產品,而且還要清潔、靈活地進行生產,以提高產品對動態多變的市場的適應能力和競爭能力。作為近兩年國家新確定的高端裝備制造業的重點發展方向之一,智能裝備制造始終與生產制造息息相關,幾乎可以在每一個生產環節中加以運用和體現。智能裝備制造提高了生產效率,降低了成本。
21世紀,先進制造技術的優點主要體現在以下幾個方面。
①精密化:速度、精度和效率是裝備制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率檢測元件的交流數字伺服系統,同時采取了改善機床動、靜態特性等有效措施,大大提高了機械裝備的速度、精度、效率。
②自動化:先進制造技術的發展是和自動化技術的發展緊密聯系在一起的。自動化技術,特別是智能控制技術,大多首先應用于先進制造技術的發展領域。
③信息化:信息技術,特別是計算機技術,大大改變了制造的面貌,它是先進制造技術發展與制造科學形成的主要條件。但信息技術的發展離不開制造技術的發展,制造業依然是發展信息產業乃至整個知識經濟的基礎工業。當然,制造技術的發展也離不開信息技術的發展。
④柔性化:柔性化包含數控系統本身的柔性和群控系統的柔性兩方面。數控系統本身的柔性是指數控系統采用模塊化設計,功能覆蓋面廣;系統可裁剪性強,便于滿足不同用戶的需求。群控系統的柔性是指同一群控系統能依據不同生產流程的要求,使物料流和信息流自動進行動態調整,從而最大限度地發揮群控系統的效能。
⑤圖形化:用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同,因此開發用戶界面的工作量極大。當前,Internet、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用。人們可以通過窗口和菜單進行操作,實現藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能。
⑥智能化:早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境,其作用是調度任務,以確保任務在規定期限內完成;而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。在科學技術不斷發展的今天,人工智能正朝著具有實時響應、更現實的領域發展,而實時系統也朝著具有智能行為、更加復雜的應用發展,人工智能和實時系統相互結合,由此產生了實時智能控制這一新的領域。
⑦可視化:科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據,使信息交流不再局限于用文字表達,而是可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合,進一步拓寬了應用領域。這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域,可視化技術可用于CAD/CAM,如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
⑧多媒體化:多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體,使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在先進制造技術領域,應用多媒體技術可以實現信息處理綜合化、智能化,在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
⑨集成化:采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程序集成電路FPGA、專用集成電路ASIC芯片等,可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度;應用LED平板顯示技術,可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、質量輕、體積小、功耗低、攜帶方便等優點,可實現超大尺寸顯示。應用先進封裝和互聯技術,將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度等方式,降低產品價格、改進產品性能、減小組件尺寸,并提高系統的可靠性。
⑩網絡化:制造裝備聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過制造裝備聯網,可在任何一臺制造裝備上對其他裝備進行編程、設定、操作、運行。不同裝備的畫面可同時顯示在每一臺裝備的屏幕上。智能化是人類利用技術改造自然的極致,而綠色化是人類與自然和諧相處的見證。在綠色化、智能化裝備的生產過程中,能量的消耗更低、材料更少、質量更輕,使用時所需的驅動能量更小、效率更高。
3.智能裝備制造的發展重點
當前,制造業正著朝全球化、信息化、專業化、綠色化、服務化的方向發展;而制造技術則向高精度、自動智能、綠色低碳、高附加值、增值服務、物流聯動等方向發展。在智能裝備制造的發展趨勢中,制造業的發展重點將主要圍繞“綠色化”與“智能化”展開。作為我國高端裝備制造領域重點發展的五大行業之一,智能裝備制造產業是目前唯一未被國內資本市場充分挖掘的“金礦”,智能裝備將成為推進我國裝備制造業邁向“高精尖”的最主要力量。
3.1“綠色化與智能化”
引領世界發展的潮流綠色化與智能化,一直是近年來國際工業領域的主要潮流。這兩大主題,無一不是對當前實際工業需求的高度概括和響應。國際許多知名企業,如西門子、ABB、菲尼克斯電氣、日本三菱集團等,都在各自企業的發展過程中,強調“綠色化與智能化”,而“智能化”則是許多外國企業產品與技術的發展方向。2012年,漢諾威工業博覽會就是以“綠色、智能”為主題,中國是本屆工博會伙伴國。中國展團推出了主題為“綠色、智能”的1500m2中心展區,主要展示新能源、新能源汽車和智能制造的最新產品和技術。2012年11月5日,第14屆中國國際工業博覽會在上海開幕。該展覽會以“創新轉型與戰略性新興產業”為主題,來自全球1600余家中外企業集中展示高端制造、綠色制造的各類新品。
3.2綠色化
目前,綠色經濟受到國際社會的廣泛關注。以里約全球峰會20周年為契機,2012年,里約召開的聯合國可持續發展大會(UNCSD)的主題之一就是“可持續發展和消除貧困背景下的綠色經濟”。聯合國環境規劃署(UNEP)從2008年開始實施綠色經濟倡議,2011年2月發表了綠色經濟報告書(UNEP2011)。經濟合作與發展組織(OECD)從2008年開始制定綠色增長戰略,并將綠色增長作為其成立50周年的紀念主題。隨著世界經濟的發展,一場綠色變革浪潮正在席卷全球。縱觀世界綠色文明的發展趨勢,21世紀必將成為“綠色世紀”。綠色制造是一種綜合考慮環境問題和資源效率的現代制造模式,其目標是使產品在設計、制造、包裝、運輸、使用、報廢處理的整個產品生命周期對環境影響最小、資源利用率最高。隨著人類社會的進步和發展,綠色化是提高可持續發展水平的關鍵。中國政府高度重視發展綠色產業和綠色經濟,把可持續發展作為國家戰略,把建設資源節約型、環境友好型社會作為重點任務。為了適應裝備制造業領域對“綠色化”的迫切需求,必須確立管理、設計、材料、工藝、生產、物流、報廢、回收、循環使用等全生命周期理念。綠色制造是通過改進傳統的制造技術、設計理念和生產方式,實現資源能源的高效清潔利用和環境影響的最小化。制造過程的綠色化是指從環境保護角度出發,在制造的各個階段都要充分考慮環境保護,做到可持續發展,實現人類社會和自然界的統一與和諧。這里的環境不僅指自然環境,還包括社會環境和生產環境。
3.3智能化
3.3.1智能化的概念
通常人們所指的“智能”,是指人的思維能力,從其外延來看,“智能”就是發現規律、運用規律的能力和分析問題、解決問題的能力。通常“智能”包括四個方面的能力,即感知能力、記憶與思維能力、學習能力和自適應能力。而對于智能化,目前尚無明確的、公認的、科學的定義,但通常認為其應當包括兩方面的含義:一是采用“人工智能”的理論、方法和技術來處理各種問題;二是具有“擬人智能”的特性,具備自適應、自學習、自校正、自協調、自組織、自診斷和自修復等功能。“擬人智能”特性可以作為衡量是否為智能化裝置、設備、系統的基本標準。
3.3.2智能化的需求
世界技術進步與經濟發展表明,發展智能制造是提升制造業效能、促進經濟發展的大趨勢。因此,裝備制造業對于智能化的需求十分迫切。產業轉型升級智能制造或將成為新的突破口。智能化是自動化的高級階段,是柔性化和集成化的延伸和發展。專家指出:今后,傳統的制造業仍將朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩定、高可靠、高環保和長壽命的“六高一長”方向發展。新型的先進制造技術將朝著小型化(微型化)、集成化、成套化、電子化、數字化、多功能化、智能化、網絡化、計算機化、綜合自動化、光機電一體化方向發展;在服務上,將朝著專業化、簡捷化、無維護化以及組裝生產自動化、無塵(或超凈)化等方向發展。在這些“化”中,占主導地位、起關鍵作用的是智能化和網絡化。智能控制是當今多學科交叉的前沿領域之一,其研究重心是解決傳統控制理論與方法所難以解決的不確定性問題。智能控制是自動控制的最新發展階段,它的本質是在宏觀結構和行為能力上對機器人控制器進行模擬。
3.3.3智能制造
在高端制造業發展過程中,智能化是其中一個方向。現在倡導的高端制造業是全方位的發展,智能化只是技術上的要求。隨著原材料價格和人工成本的持續上漲,更多企業寄望于通過制造業與高新技術“聯姻”,孕育出新的產業擴張模式。業內人士表示,我國智能制造產業應通過融合集成先進制造、信息和智能等技術,實現制造業的綠色化、自動化和智能化。智能制造這個概念是面向產品全生命周期的,用來實現泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術是在現代傳感技術、網絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上,通過智能化的感知、人機交互、決策和執行技術,實現設計過程、制造過程和制造裝備智能化。它是信息技術、智能技術與裝備制造過程技術的深度融合與集成。分析人士普遍認為,制造企業引入機器人折射出三層信息:企業成本再造加速、制造業產業轉型時代到來、議價能力提高。這些趨勢表明,“注入人類知識”的智能制造正不斷地從根本上改變著傳統生產方式。我國高端智能裝備尚處于初級階段,汽車行業萬人工業機器人保有量仍不及發達國家的1/10。雖然2011年,中國汽車工業的增速大幅下降,但是1800萬輛的龐大市場規模仍然預示著以自動化裝備代替高漲的人工成本所帶來的巨大市場空間。“十二五”高端裝備制造發展將選擇五大方向重點突破,它們分別是航空裝備、衛星及應用、軌道交通裝備、海洋工程裝備和智能制造裝備。在智能制造裝備方面,將重點發展智能儀器儀表與控制系統、關鍵基礎零部件、高檔數控機床與基礎制造裝備、重大智能制造成套裝備等四大類產品。
4.智能制造技術走向
2010年10月,《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》明確提出要加大培育和發展高端裝備制造產業等七大戰略性新興產業,并將智能制造裝備列為高端裝備制造產業的重點方向之一。太原科技大學機電工程學院院長孟文俊表示,《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》的出臺給整個制造業的轉型升級帶來了前所未有的機遇,這將會進一步加快我國智能制造裝備產業的發展。相關專家認為,近20年來,我國微電子、通信、計算機、人工智能控制和圖像處理等多學科飛速發展,這為智能制造的發展奠定了堅實的基礎。未來10年,我國智能制造裝備(包括儀器儀表行業)產業,應牢牢抓住發展的戰略機遇期,本著“創新優先、重點突破、技術融合、夯實基礎、多元投入”的原則,面向傳統產業改造提升和戰略性新興產業發展的需求,針對制造過程中的感知、分析、決策、控制和執行等環節,融合集成先進制造、信息和智能等技術,實現制造業的自動化、智能化、精益化和綠色化。
5.加快綠色化、智能化步伐的原因
加快綠色化、智能化步伐的原因分析如下。第一,我國有限的資源和嚴重的環境污染決定了必須走裝備工業綠色制造的發展道路。裝備工業可持續發展的概念可歸納為研發極少產生廢料和污染物的工藝或技術系統,在環境資源不減少的前提下,加強環境系統的生產和更新能力,實現經濟的持續發展,提高人們的生活質量。目前,我國正大力提倡科學發展觀和綠色GDP概念,推進可持續發展戰略。加快發展裝備制造業,尤其是開展綠色先進制造技術的開發和應用,對環境保護和資源的合理利用提出了更高的要求。第二,提高我國裝備制造業國際競爭力的需要。我國加入WTO后,國內企業的環保、技術、法制、經濟理念需要及時更新。WTO體制及其規則允許各成員采取保護人體健康、動植物健康、環境和自然資源等措施,提倡消耗適度、無污染、有利于環保的產品和服務。第三,先進工業國家的智能化水平正在加速提升,這給我國裝備制造業帶來更大挑戰。現在世界先進國家正在展開對工業智能化制高點的爭奪,特別是日本,對于工業機器人和家庭機器人的研究已經開展了十多年,而且開發得非常成功。“十二五”期間,國家將在制造領域成立綠色化、智能化制造聯盟,積極推進業界的發展,加快中國裝備制造業的綠色化、智能化步伐。第四,先進制造技術以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產,提高產品對動態多變市場的適應能力和競爭力為目標。它不局限于制造工藝,而是覆蓋了市場分析、產品設計、加工和裝配、銷售、維修、服務以及回收再生的全過程。技術、人員、管理和信息的四維集成不僅涉及到物質流和能量流,而且還涉及到信息流和知識流,即四維集成和四流交匯是先進制造技術的重要特點。第五,積極承擔國家科技項目,加強與國內外大型裝備制造商之間的合作。如與石油、化工公司開展從石油煉制到合成加工的各個方面的橫向合作研究;開發系列化綠色機械工藝用油,包括綠色極壓切削油、高速合成型電火花加工油、環保型多功能合成切削液、環保長效防銹油等產品。在“十二五”期間,國家裝備制造業將投入大量精力開發工業機器人和智能控制系統。作為裝備制造業企業,應當抓住這種發展機遇,在“產學研”的合作項目中,吸取豐富的營養。
6.結束語
“十二五”期間裝備制造業的發展思路可總體概括為一個戰略、一個目標。一個戰略指的是調整轉型、創新升級;一個目標指的是推進裝備制造業由大變強。“十二五”期間,我國裝備制造業的戰略思想是:深入貫徹落實科學發展觀,堅持走新型工業化道路;以科學發展為主題,以加快發展方式轉變和推進經濟結構為主線,實施“調整轉型、創新升級”戰略,圍繞建設裝備制造業強國目標,著力調整產業技術結構和企業的組織結構,帶動產業轉型和技術升級;著力加強自主創新,加快形成自主技術、產品和品牌;著力培育戰略性新興產業,大力發展高端制造業,促進形成新的競爭優勢和經濟增長點;著力推進信息化和工業化融合,提升裝備制造業整體素質。不斷發展的自動化技術,也正在這個方興未艾的“智能時代”中尋找著自己的廣闊天地。事實上,智能化在各領域的迅速普及,也許正是自動化技術在未來的一片廣闊藍海,而自動化也將助推智能應用的發展。總之,我國要由“傳統”向“先進”、“制造”向“創造”跨越,實現裝備制造業高端突破,必須要實現“六大轉變”,即由粗放加工向精密制造和工藝創新轉變、由簡單模仿制造向掌握核心技術轉變、由低附加值產品向高附加值產品轉變、由重生產規模向重質量控制和標準化轉變、由設備制造向系統集成轉變、由單純制造向制造服務化轉變。在2012年“第八屆中國國際工業博覽會.新自動化論壇”上[5],一些企業的領導和專家認識到轉型的重要性。這充分體現了這些企業對市場環境的敏銳性。
關鍵詞:服務業;制造業;競爭力;協同發展
國內外許多的學術研究表明,服務業與工業之間并非簡單的因果關系,而是一種唇齒相依的雙向互動關系。在當今所有形式的商務活動(服務和制造)中,服務已成為一個至關重要的競爭手段,而且它提供了形成巨大競爭優勢的潛力,許多傳統意義上屬于制造業的公司都以各種形式投入到服務業中,服務業已經成為制約或促進工業發展的重要因素。
一、服務業與制造業的雙向互動關系
服務業的發展在很大程度上是以制造業為服務對象的;而制造業整體水平和產品品質的提升,依賴于服務的附加和服務業的整合。服務業與制造業之間的雙向互動關系主要體現在以下兩個方面:
(一)服務業構成工業生產中間投入的重要部分
所謂生產,是指那些為進一步生產或者最終消費而提供服務的中間投入,這一投入不斷出現在生產的各個階段。20世紀80年代以來,一些西方經濟學家提出了“產業服務化理論”,認為工業生產將變成“服務密集”,這實際上就是通常所說的生產的“軟化”。服務作為一種軟性生產資料正越來越多地進入生產領域,對提高經濟效率和競爭力產生重要影響。中間投入中服務投入的增加,使服務業和某些制造業的界線越來越不明顯,服務業和制造業的關系正在變得越來越密切。
現代的工業生產已經不再依靠體力勞動為主要投入方式,而是以人力資本為主要投入方式,勞動分工向遠離體力勞動的方向發展,企業中的管理人員、技術人員和營銷人員可能多于一線的勞動工人。服務活動同樣是生產過程的一部分,而不是獨立的、與物質產品無關的經濟活動。據統計,中國工業對服務業的直接消耗大體占中間消耗的10%-23%,完全消耗占中間消耗的比重約為這一比值的3倍。這說明,經濟發展對服務的需求不是在商品生產體系外部展開,而是由技術進步、分工深化和管理方式變革所引起的對服務的中間需求的擴展所帶動,即在商品生產體系內部展開。這種對服務的中間需求大部分與商品的生產、流通和消費信息的搜集、處理、加工和生產有關。因此,這種需求所帶動的服務業的發展必將導致工業生產組織結構變革和分工的深化,一些服務環節將隨著服務業效率的提高在專業化基礎上從工業生產體系中分離出來。
(二)制造業企業活動外置帶動新興服務業的發展
企業活動外置指的是企業從專業化的角度出發將一些原來屬于企業內部的職能部門轉移出去成為獨立經營單位的行為,或者是取消使用原來由企業內部所提供的資源或服務,轉向使用由企業外部更加專業化的企業單位所提供的資源或服務的行為。在服務業的發展過程中,存在著一個規律性的趨勢。即由“非市場化”向“市場化”演進。以前,生產業是由生產部門在生產過程中通過“非市場化”方式來進行,20世紀70年代以后,提供諸如財會、營銷、咨詢等服務的專業公司日益增多,服務消費者可以通過市場來購買所需的各類服務,包括消費和生產。一個公司或企業現在可以不設置咨詢機構,它可以拿這部分開支或成本在市場上購買咨詢公司的咨詢服務,效果或許更理想,這一市場化過程被稱為“企業活動外置”。它在很大程度上推動了服務業的獨立化,擴大了服務業的規模和容量,促進了服務業的國際化進程。這些又反過來推動整個經濟向市場化方向發展。
企業活動外置由于可以將一些自身本不擅長的事交給專業機構完成,而專業機構因為經驗豐富和存在外在競爭,收費較低,企業也因此節省了費用,降低了成本;企業活動外置還可以使企業集中力量培養和提高自身的核心競爭力,從而進一步提高自身的專業化水平,生產效率也就越來越高,企業自身的盈利性和發展潛力也就越來越好。
二、青島加快先進制造業發展的策略――服務業與制造業的協同發展
青島市憑借地處環渤海灣的區位優勢,依靠自身雄厚的制造業產業基礎,提出了“建設青島市先進制造業基地”的重大戰略舉措。近年來社會各界對青島建設先進制造業基地的討論中,有很多是基于制造業而論制造業競爭力,忽略了服務業對建設先進制造業基地的重要作用。事實上,未來制造業的“制造”指的是為用戶創造和提品的全過程,包括產品的開發、設計、生產、流通和售后服務等各方面,隨著制造業結構形式的不斷革新以及制造業與服務業界限變得更加模糊,未來制造業將擁有更加廣泛的內涵。青島市先進制造業基地的建設必須和相關服務業協同共生發展,形成整體合力,進而保持其在經濟發展過程中的競爭優勢。
(一)先進制造業基地是一個區域性制造系統,各主體之間的相互依存性要求制造業企業必須加強與系統內其他主體的合作互動
先進制造業基地應該是一個青島市范圍內的區域性制造系統,該系統不僅是制造業企業在青島市地域內的集聚,而且是青島市內制造企業與各服務企業之間緊密聯系的一種特殊組織形式。邁克爾?波特根據新經濟時期信息和其他傳統資源發展變化的特點,提出了集群(cluster)的概念:集群是特定領域相互聯系的公司和機構在地理上的集中,包括材料和零部件供應商、基礎設施提供者、渠道和客戶、相關科技行業、政府和其他機構。隨著服務業與制造業關系的日益密切,企業、政府機構、金融機構、技術與信息機構、其他中介機構之間的相互關系對提高制造業企業的勞動生產率、創新能力和對環境的控制能力具有重要的積極效應。“孤立地就制造業而規劃先進制造業基地的建設,必定會因為只看到事物的一半而忽視另一半,進而難以達到預期效果”。發達國家的經驗表明,隨著工業化進入到縱深階段,生產業的發展是推動產業向高加工度化、高技術化、高附加值化發展的重要基礎。服務業對建設與推進先進制造業基地具有舉足輕重的作用。
“資源匱乏、經濟發達”的特色,決定了青島市建設先進制造業基地必將要依靠生產要素的大量外部供給;市內外良好的需求環境,將推動基地制成品的大量輸出。目前青島制造業競爭力最弱的部分不在制造過程本身,而是缺乏具有國際水平的生產體系。同時,青島市是國有經濟市,而先進制造業基地的建設,需要依托雄厚的民營經濟基礎與富有活力的眾多民營企業。然而,資金一直是困擾青島市民營中小企業的一個大問題。
(二)要長期保持先進制造業基地的成本優勢,除了現有的制造成本低的優勢外,還需擁有交易成本低的優勢
“從交易費用經濟學的角度看,社會勞動分工的深化和泛化,必然導致生產者之間所交換的商品數目和規模的擴大,為此也會帶來各種交易費用的直線上升”,將分工提高效率的利益抵消了。因此,社會分工越細,交易成本就越高,就越需要中介組織提供生產來幫助降低交易成本。生產最重要的功能是降低生產成本,特別是降低信息成本。
青島市制造業的交易成本并不低,企業的總成本并不具有明顯的優勢。其原因是:商業信用差導致的交易費用高;很多企業存在“自力更生”的小農意識,許多生產活動選擇在企業內部自我完成;第三方物流的不發達、金融保險業的落后、法律服務水平不夠高等生產體系不完善,在很大程度上影響企業的效率,導致交易成本居高不下。
由于生產部門大部分以人力資本和知識資本作為主要的投入品,在其他情況不變的前提下,那些擁有豐富的知識資本和人力資本的企業,將趨向于出口內含高度熟練勞動的知識產品,它們體現了更高的附加價值和比較利益,而那些知識資本和人力資本匾乏的企業,就只能出口低技術的勞動密集型產品或者物質密集型產品。與此同時,制造業企業的競爭焦點正逐漸由降低經營運作的變動成本,轉向挖潛固定成本優勢和爭取制造與銷售的時間優勢。因此,成本競爭正整合于時間競爭,實現的有效途徑就是通過發達的物流服務業,柔性順暢地將整個區域制造系統與產業價值鏈上的外部環節,高效地整合起來。
(三)先進制造業基地建設要充分體現其先進性之所在,而知識服務業在先進制造業基地的形成和發展中占據主導要素地位
“隨著產業高級化的演進,經濟發展的決定因素越來越向軟性要素如科技、信息、人才等轉移。這些要素的瓶頸不像交通、能源等會形成感覺強烈的硬約束,但它們對處于工業化中、后期產業升級關鍵階段的青島制造業所造成的阻滯作用完全不亞于交通、能源等硬約束”。知識經濟時代無數工商企業成功的案例說明,那些在競爭中能夠獲得超額價值的杰出企業,其競爭優勢大多來自于專業化的服務。制造業的科技水平、人才層次、管理水平、信息化水平等的相對落后,與服務業,尤其是科技研發服務、信息產業等的落后直接相關。
高層次的制造業需要更充分的服務業供給,而高層次服務業的供給保障了制造業的高層次和競爭力。先進制造業基地本身具有知識經濟的特征,相關服務體系不僅配置傳統資源要素,更重要的是提供和配置知識要素。
1、先進制造業基地的建設根本上需要知識與技能都具備先進性的人員來支撐。青島要充分利用人力資源豐富的優勢,建立能夠發揮千百萬知識分子創造性和積極性的體制。不僅要營造良好的環境來吸引國內外優秀制造業人才,而且要根據基地建設與發展需要,著重大力推進教育、培訓業的配套發展,注重培養掌握先進制造技能的工科專業性人才。
2、制造業基地的先進性需要有先進的技術作為支撐。目前青島的大多數工業產品仍屬于附加值低、替代性高的階段,主要依靠低成本優勢占據市場,沒有明顯的競爭優勢,更談不上自主知識產權。故應建立產學研聯合體,探索多種形式的產學研合作模式,形成以企業為主體、高等院校和科研機構廣泛參與、利益共享、風險共擔的產學研一體化運行機制。要大力發展技術創新的各類中介機構和服務體系,建設面向行業和中小企業的技術服務中心。充分利用現有科技、教育、人才、產業基礎和信息等優勢,建立技術開發與推廣服務、信息服務、融資服務、技術創新咨詢服務、法律服務等服務功能強、輻射作用大的技術創新服務體系。
3、制造業基地的先進性需要有高效的信息作為支撐。黨的十六大提出走“新型工業化”道路,所謂新型工業化,具有科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源得以充分發揮等特點。青島市在建設先進制造業基地過程中,要積極順應世界信息技術發展的潮流,緊緊把握現代信息技術發展所帶來的歷史機遇,加快信息化進程。尤其要突出軟件產業和信息服務業,努力實現信息技術和軟件產業的跨越式發展,初步形成以信息服務業為基礎、通信產品和信息家電產品為龍頭、電子信息材料和新型元器件為特色、軟件與集成電路產業為核心的現代信息產業體系。
參考文獻:
1、邁克爾?波特著;陳小悅譯.競爭優勢[M].華夏出版社,2002.
2、鄭吉昌.基于服務經濟的服務業與制造業的關系[J].數量經濟技術經濟研究,2003(12).
關鍵詞:先進制造技術 機械制造業 發展方向
機械制造業作為一個傳統的領域已經發展了很多年,積累了許多理論和實踐經驗,但隨著當今社會的發展,人們的生活水平不斷提高,各個方面的個性化需求越來越強烈。作為已經深入到各行各業并已成為基礎工業的機械制造業面臨著嚴峻的挑戰。先進制造技術這個概念的提出為機械制造業的發展指明了方向。但目前被公認的認識是:先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果,并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產,并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。它具有如下一些特點:
1.從以技術為中心向以人為中心轉變,使技術的發展更加符合人類社會的需要。
2.從強調專業化分工向模糊分工、一專多能轉變,使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮。
3.從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變,減少層次和中間環節。
4.從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變,縮短工作周期,提高工作質量。
5.機械制造技術的發展趨勢可以概括為:(1)機械制造自動化。(2)精密工程。(3)傳統加工方法的改進與非傳統加工方法的發展。
下面對自動化技術給予論述和展望。機械制造自動化技術自本世紀20年代出現以來,經歷了三個階段,即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造、計算集成制造等概念相聯系,它是制造技術、控制技術、現代管理技術和信息技術的綜合,旨在全面提高制造企業的勞動生產率和對市場的響應速度。
一、集成化
計算機集成制造(CIMS)被認為是21世紀制造企業的主要生產方式。CIMS作為一個由若干個相互聯系的部分(分系統)組成,通常可劃分為5部分: 1.工程技術信息分系統包括計算機輔助設計(CAD),計算機輔助工程分析(CAE),計算機輔助工藝過程設計(CAPP),計算機輔助工裝設計(CATD)數控程序編制(NCP)等。
2.管理信息分系統(MIS)包括經營管理(BM),生產管理(PM),物料管理(MM),人事管理(LM),財務管理(FM)等。 3.制造自動化分系統(MAS)包括各種自動化設備和系統,如計算機數控(CNC),加工中心(MC),柔性制造單元(FMS),工業機器人(Robot),自動裝配(AA)等。 4.質量信息分系統包括計算機輔助檢測(CAI),計算機輔助測試(CAT),計算機輔助質量控制(CAQC),三坐標測量機(CMM)等。
二、智能化
智能制造系統可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,該系統在制造過程中能進行智能活動,如分析、推理、判斷、構思、決策等。在智能系統中,“智能”主要體現在系統具有極好的“軟”特性(適應性和友好性)。在設計和制造過程中,采用模塊化方法,使之具有較大的柔性;對于人,智能制造強調安全性和友好性;對于環境,要求作到無污染,省能源和資源充分回收;對于社會,提倡合理協作與競爭。
三、敏捷化
敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎,選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標共同努力來增強整體競爭能力,對用戶需求做出快速反應,以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力,虛擬企業的建立是關鍵技術,其核心是虛擬制造技術,即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現代集成制造系統從信息集成發展到企業集成的必由之路,它的發展水平代表了現代集成制造系統的發展水平,是現代集成制造系統的發展方向。
四、虛擬化
“虛擬制造”的概念于20世紀90年代初期提出。虛擬制造以系統建模和計算機仿真技術為基礎,集現代制造工藝、計算機圖形學、信息技術、并行工程、人工智能、多媒體技術等高新技術為一體,是一項由多學科知識形成的綜合系統技術。虛擬制造利用信息技術、仿真計算機技術對現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真,以發現制造中可能出現的問題,在產品實際生產前就采取預防的措施,從而達到產品一次性制造成功,來達到降低成本、縮短產品開發周期,增強產品競爭力的目的。
五、綠色制造技術的應用及綠色設計
若從節能、降耗、縮短產品開發周期的角度出發,諸如快速成形技術、并行工程及敏捷制造、虛擬制造、智能制造和網絡制造等先進制造技術都可納入綠色制造技術的應用范疇。不過目前能將綠色制造技術真正應用于企業生產的,也是較為成功的應用,只要集中在汽車、家電等支柱產業上。如綠色制造技術在汽車行業上的應用。 (1)節約資源方面:將“綠色燃料”天然氣作為汽車的能源,它的燃料同汽油相比,CO降低70%,非甲烷類降低80%等,同時也消除了鉛、苯等有害物質的產生。
(2)采用新設計的加工工藝方面:2000年3月,博世、康明斯、卡特彼勒等國外著名的汽車發動機公司,發動了“綠色柴油機行動”,在技術上作了較大的改進,大大降低了汽車尾氣的排放。
(3)適用于環境友好的材料方面:世界上著名的汽車生產企業,使用新材料來替代以前使用的石棉、汞、鉛等有害物質,采用輕型材料――鋁材制造車身,使汽車重量減少40%,能耗也降低了。
(4)部件回收在制造方面:從1990年中期,美國僅汽車零件回收、拆卸、翻新、出售一項,每年就可獲利數十億美元。
六、清潔化
【摘要】為了加快先進制造業的發展,筆者通過對傳統成本管理系統的目標、特征、功能、層次結構等方面進行梳理和改革,為選擇和實施先進制造模式的企業提供一個具有指導意義的成本管理系統設計框架。
一、先進制造模式實施的成本問題
先進制造模式是指在生產制造過程中,依據不同的制造環境,通過有效地組織各種制造要素形成的,可以在特定環境中達到良好制造效果的先進生產方法。該方法已經形成規范的概念結構體系。先進制造模式實施在質量管理成本、客戶管理成本、選擇和執行成本、設備維護成本等方面對現行成本管理系統提出了挑戰。
(一)客戶管理的成本
采用先進制造模式的企業最需要的是讓它的潛在客戶尤其是跨國公司相信,他們有著提供高質量產品和服務的能力。為了達成這些目標,企業必須采取必要的手段讓客戶知曉其策略和執行能力,特別是與顧客密切相關的質量、技術和雇員三個方面:質量管理的第一步是讓所有與企業有關的人員都能參與其中;在技術方面,一種“概念生產”的理念被貫徹和采納,通過與顧客的協作發現產品改進的可行性;雇員方面最關鍵的就是建立良好的勞資關系。
(二)先進的制造技術選擇和執行成本
顧客對產品多樣化的需求促使制造企業尋求革命性的制造技術小批量、多品種的產品生產方法取代了過去大規模產品的生產方法。制造企業發現了靈活性在滿足數個細分市場需求過程中的重要性,它能夠使制造企業在更短的時間內推出滿足市場需求產品的同時兼顧生產效率和質量。靈活性是傳統的制造方法向自動化和綜合制造轉變過程中的實質。與此同時,他們強調制造企業在推行自動化變革的時候應當依據企業長期的發展戰略來區分對不同程度靈活性的需求。Mohanty,R.P.(1993)認為,企業在選擇和實行先進制造技術時將面臨各種各樣的問題,要成功地實行先進制造技術就必須對這些問題有透徹的認識。他將這些問題總結歸納為:直接成本因素、試生產成本因素、人力因素、社會因素、戰略因素和技術因素。
先進制造技術的采用常常伴隨著巨額的投資和高風險。因此,需要制造企業在戰略層次上給予相當的關注,而通過合理的程序進行選擇和采用就顯得非常重要了。眾所周知,制造企業通過先進制造技術采用可以獲得巨大的競爭優勢,如采用靈活制造體系、半自動化電腦輔助設計以及使用機械化設備等。同時,他發現許多企業不愿意采用這些先進制造技術的原因有:1.這些企業通常無法獲取先進制造技術帶來的好處;2.在實現這些昂貴、復雜的先進制造技術的過程中有許多困難;3.企業缺乏內在的技能;4.企業在使用計算機化系統時存在許多困難;5.先進制造技術的實現存在有多種途徑;6.先進制造技術的采用通常要求技能不斷的再學習和升級;7.先進制造技術的采用需要基層組織提供不同的支持。
(三)質量管理的成本
在先進制造模式下,企業必須致力于在整個企業的每個環節中提高控制成本、質量、運輸的水平,以保持自身較強的競爭力。成本、質量和運輸這三個方面相互支撐,最終以最高質量、最低成本、最可靠穩定的運輸系統實現顧客滿意的目標。一個完整的質量體系應該以對顧客需求的理解為起點,而以顧客的態度和服務質量的總結為終點。整個體系的焦點是顧客的需求。對于制造業,就是要消滅浪費,預防質量問題而不是改正已經存在的錯誤。對于原材料的控制關鍵是保證供應,而不是過量采購。
(四)設備維護成本
關于設備診斷和維護管理,有較多的論文和報告。比較典型的是1992年2月由丹麥、挪威、瑞典和芬蘭等國發起的一項EUREKA維護基準制定計劃,這個計劃制定了在各類制造公司設備維護的模式,主要的維護模式包括:1.考察設備維護工作的新領域;2.相互比較采取的措施和效果;3.確立新的設備維護目標。但是,美國的一項調查表明,從1979年開始,美國的工業企業設備維護成本以每年10%-15%的速度增長,但是效果并不理想,僅在1990年因過度維護造成的浪費就已經和1979年的全部正常維護支出持平。隨后又有一些學者提出諸如開發計算機決策支持系統、神經網絡模型、模糊控制和貝葉斯判別理論來進行制造業維護成本的決策。
一些學者(P.Y.L.Tu等,2001)在對香港一家先進的電子制造公司的設備維護成本進行研究之后發現,1.維護成本主要來自兩個方面:(1)由于公司的許多制造設備是由復雜的計算機進行自動控制的,這些設備的保養和維修成本非常高昂,其中的一些保養和修理工作不得不交由設備供應商完成,直接導致了高額的維護成本。(2)設備的意外停機對公司造成的高額生產延誤損失。2.從管理的角度來看,該公司沒有明確的設備維護目標,許多故障和緊急維修是可以通過預定的檢修工作來進行預測和避免的。由于該公司缺乏設備維護方面的指導,有的設備維護過度,浪費了公司的資源,而有的設備由于維護投入不足,仍然經常造成意外故障。因此,必須制定一套可靠的維護成本控制綜合系統并加以實施,幫助先進制造公司記錄和跟蹤公司的設備維護支出和因故障而產生的產量意外減少,并在此基礎上制定更為實際、高效、動態的設備維護計劃預算,這種維護計劃能幫助公司有效避免設備過度維護和維護不足之缺陷。
二、先進制造模式下成本管理系統的目標、特征、功能及層次
(一)先進制造模式下成本管理系統的目標
1.先進制造模式下成本管理系統的總體目標:提升企業的競爭優勢。
2.先進制造模式下成本管理系統的具體目標:改善企業的成本結構。
(二)先進制造模式下成本管理系統的特征
先進制造模式下成本管理系統必須具有以下特征:1.信息與決策的相關性;2.成本結構的可視性;3.與戰略成本規劃、戰術成本策劃、作業成本控制、成本信息與核算的適應性;4.對先進方法的支持性;5.與財務賬戶的融合性。而現行的成本管理系統不能滿足以上的特性,這樣必然不利于先進制造模式的應用和發展,從而也阻礙了先進制造業的發展。
(三)先進制造模式下成本管理系統的功能
1.列示過去、現在和將來的支出;2.反映組織的成本結構和性態以支持成本管理系統的改進;3.支持切實可行的戰略計劃并明確管理目標;4.引導個人和團隊行為,努力實現組織目標;5.為完成組織近期目標和戰略規劃監控資源耗費;6.預警財務狀況惡化;7.反映資源消耗的適用性;8.明確個人和團隊對完成經營目標應負的責任;9.有助于分析客戶、生產過程、產品和地區對營利性的不同影響;10.為不同的決策者、管理者提供全景式的組織成本結構信息。
(四)先進制造模式下成本管理系統的層次結構
筆者把先進制造模式下成本管理系統分為戰略成本規劃、戰術成本策劃、作業成本控制、成本信息與核算四個層次。1.戰略成本規劃是指企業在選擇和確定競爭戰略的過程中,運用一定的技術和方法對企業成本戰略進行構筑、設計、實施、控制和評價;是從行業維、市場維和生產維等方面對企業未來成本結構的一種預先設計;也是對企業未來戰術成本策劃的方向和標準進行定位。2.戰術成本策劃是指對日常作業成本控制中技術、方法和策略進行設計、實施、控制和評價,為解決人們所面臨的各種戰術性成本管理問題提供具有可行性的方案。它是在戰略成本規劃制定的方向和標準的前提下,從生產作業系統運行和優化層面,對產品或勞務的成本結構進行策劃。3.作業成本控制是指在日常成本管理過程中,運用各種技術、方法和策略對生產運營過程中的產品或勞務的成本進行設計、實施、控制和評價,解決生產過程中產品或勞務成本實際“筑入”的有關問題。它是在戰術成本策劃方案的指導下,對產品或勞務的成本進行實際“筑入”和控制。4.成本信息與核算是指企業應用成本核算技術以及相互關聯的正規化、自動化的成套技術對成本信息系統進行規劃、分析、設計和評價,以較低的成本,準確、及時地為企業的戰略成本規劃、戰術成本策劃、作業成本控制提供決策有用的成本信息。先進制造模式下成本管理系統的層次結構如圖1所示:
三、先進制造模式下成本管理系統的設計
為了解決先進制造模式實施的選擇和執行成本、客戶管理成本、質量管理成本、設備維護成本等問題,使設計的成本管理系統能夠接近羅伯特?S?卡普蘭和羅賓?庫珀所說的第四階段成本管理系統的特征,即全面互聯的數據庫和系統、財務報告系統、整合的ABCM系統、運營和戰略業績衡量系統。筆者根據對先進制造模式下成本管理系統的目標、特性、功能和層次結構界定,對其戰略成本規劃、戰術成本策劃、作業成本控制、成本信息與核算四個子系統擬進行如下設計。
(一)戰略成本規劃子系統的設計
戰略成本規劃子系統設計的指導思想是:為解決先進制造模式實施的選擇和執行成本、客戶管理成本問題,使設計的成本管理系統具有全面互聯的數據庫和系統、整合的ABCM系統、運營和戰略業績衡量系統的特征,必須把企業戰略成本規劃作為企業戰略資源規劃的并行工程,運用企業戰略分析技術和方法與戰略成本管理技術和zz方法的集成以及戰略成本規劃模型的構建等手段,對企業的戰略成本從行業、市場和生產層面進行“筑入”,以實現“技術性和經濟性的統一”的目標。
(二)戰術成本策劃子系統的設計
戰術成本策劃子系統設計的指導思想是:為解決先進制造模式實施的質量管理成本、設備維護成本問題,使設計的成本管理系統具有全面互聯的數據庫和系統、整合的ABCM系統、運營和戰略業績衡量系統的特征,必須把企業戰術成本策劃作為企業資源總體分布的并行工程,運用企業生產管理技術和方法與戰術成本管理技術和方法的集成以及戰術成本策劃模型的構建等手段對企業將要生產的產品成本從生產工藝、生產作業和工廠布置層面進行“筑入”,以實現“技術性和經濟性的統一”的目標。
(三)作業成本控制子系統的設計
作業成本控制子系統設計的指導思想是:為解決先進制造模式實施的選擇和執行成本、客戶管理成本、質量管理成本、設備維護成本等問題,使設計的成本管理系統具有全面互聯的數據庫和系統、整合的ABCM系統、運營和戰略業績衡量系統的特征,必須把企業作業成本控制作為企業資源的具體分布的并行工程,運用企業生產管理技術和方法與成本控制技術和方法的集成以及作業成本控制模型的構建等手段,對企業生產產品的成本從產品目標成本分解、作業中心責任成本形成和作業中心責任成本控制層面進行實際性的“筑入”和控制,以實現“技術性和經濟性的統一”的目標。
[摘要]隨著現代科學技術的快速發展,機械制造業面臨著不同方面的發展要求:最大程度地和計算機技術、信息技術相結合以實現智能化、自動化、高產、高效、低能耗、無污染的目標,本文從幾個方面介紹先進制造技術,指明機械制造業的發展方向。
[關鍵詞]先進制造技術機械制造業發展方向
機械制造業作為一個傳統的領域已經發展了很多年,積累了許多理論和實踐經驗,但隨著當今社會的發展,人們的生活水平不斷提高,各個方面的個性化需求越來越強烈。作為已經深入到各行各業并已成為基礎工業的機械制造業面臨著嚴峻的挑戰。先進制造技術這個概念的提出為機械制造業的發展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義,但目前被公認的認識是:先進制造技術是傳統制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理等方面的成果,并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產,并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。它具有如下一些特點:
1.從以技術為中心向以人為中心轉變,使技術的發展更加符合人類社會的需要。
2.從強調專業化分工向模糊分工、一專多能轉變,使勞動者的聰明才智能夠得到充分發揮。
3.從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變,減少層次和中間環節。
4.從傳統的順序工作方式向并行工作方式轉變,縮短工作周期,提高工作質量。
5.機械制造技術的發展趨勢可以概括為:(1)機械制造自動化。(2)精密工程。(3)傳統加工方法的改進與非傳統加工方法的發展。
下面對自動化技術給予論述和展望。機械制造自動化技術自本世紀20年代出現以來,經歷了三個階段,即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造、計算集成制造等概念相聯系,它是制造技術、控制技術、現代管理技術和信息技術的綜合,旨在全面提高制造企業的勞動生產率和對市場的響應速度。
一、集成化
計算機集成制造(CIMS)被認為是21世紀制造企業的主要生產方式。CIMS作為一個由若干個相互聯系的部分(分系統)組成,通常可劃分為5部分:
1.工程技術信息分系統包括計算機輔助設計(CAD),計算機輔助工程分析(CAE),計算機輔助工藝過程設計(CAPP),計算機輔助工裝設計(CATD)數控程序編制(NCP)等。
2.管理信息分系統(MIS)包括經營管理(BM),生產管理(PM),物料管理(MM),人事管理(LM),財務管理(FM)等。
3.制造自動化分系統(MAS)包括各種自動化設備和系統,如計算機數控(CNC),加工中心(MC),柔性制造單元(FMS),工業機器人(Robot),自動裝配(AA)等。
4.質量信息分系統包括計算機輔助檢測(CAI),計算機輔助測試(CAT),計算機輔助質量控制(CAQC),三坐標測量機(CMM)等。
二、智能化
智能制造系統可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,該系統在制造過程中能進行智能活動,如分析、推理、判斷、構思、決策等。在智能系統中,“智能”主要體現在系統具有極好的“軟”特性(適應性和友好性)。在設計和制造過程中,采用模塊化方法,使之具有較大的柔性;對于人,智能制造強調安全性和友好性;對于環境,要求作到無污染,省能源和資源充分回收;對于社會,提倡合理協作與競爭。
三、敏捷化
敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎,選擇合作者組成虛擬公司,分工合作,為同一目標共同努力來增強整體競爭能力,對用戶需求做出快速反應,以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力,虛擬企業的建立是關鍵技術,其核心是虛擬制造技術,即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現代集成制造系統從信息集成發展到企業集成的必由之路,它的發展水平代表了現代集成制造系統的發展水平,是現代集成制造系統的發展方向。
四、虛擬化
“虛擬制造”的概念于20世紀90年代初期提出。虛擬制造以系統建模和計算機仿真技術為基礎,集現代制造工藝、計算機圖形學、信息技術、并行工程、人工智能、多媒體技術等高新技術為一體,是一項由多學科知識形成的綜合系統技術。虛擬制造利用信息技術、仿真計算機技術對現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真,以發現制造中可能出現的問題,在產品實際生產前就采取預防的措施,從而達到產品一次性制造成功,來達到降低成本、縮短產品開發周期,增強產品競爭力的目的。
五、綠色制造技術的應用及綠色設計
若從節能、降耗、縮短產品開發周期的角度出發,諸如快速成形技術、并行工程及敏捷制造、虛擬制造、智能制造和網絡制造等先進制造技術都可納入綠色制造技術的應用范疇。不過目前能將綠色制造技術真正應用于企業生產的,也是較為成功的應用,只要集中在汽車、家電等支柱產業上。如綠色制造技術在汽車行業上的應用。
(1)節約資源方面:將“綠色燃料”天然氣作為汽車的能源,它的燃料同汽油相比,CO降低70%,非甲烷類降低80%等,同時也消除了鉛、苯等有害物質的產生。
(2)采用新設計的加工工藝方面:2000年3月,博世、康明斯、卡特彼勒等國外著名的汽車發動機公司,發動了“綠色柴油機行動”,在技術上作了較大的改進,大大降低了汽車尾氣的排放。
(3)適用于環境友好的材料方面:世界上著名的汽車生產企業,使用新材料來替代以前使用的石棉、汞、鉛等有害物質,采用輕型材料——鋁材制造車身,使汽車重量減少40%,能耗也降低了。
(4)部件回收在制造方面:從1990年中期,美國僅汽車零件回收、拆卸、翻新、出售一項,每年就可獲利數十億美元。
六、清潔化
摘要:本文介紹了先進制造技術具有先進性、廣泛性、實用性、集成性、系統性和動態性的特點,并探討了先進制造技術的發展趨勢。
關鍵詞:制造技術 柔性 集成 智能
制造技術的水準在某種意義上決定了整個國民經濟發展的水平和國力。先進制造技術是傳統制造技術與機械、電子、信息、材料、能源、管理等多領域的先進成果融合而成的高新技術,它代表著當今制造技術中的最高水平,已成為世界經濟發展和滿足人類日益增長需要的重要支撐。
1、先進制造技術、內涵及特點
1.1 先進制造技術及內涵
先進制造技術AMT是制造業不斷吸收信息技術及現代管理技術等方面的成果,將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程,以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產,提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱,也是取得理想技術經濟效益的制造技術的總稱。
AMT內涵是使原材料成為產品而采用的一系列先進技術,外延是一個不斷發展更新的技術體系,不是固定模式,它具有動態性和相對性,不能簡單地理解就是CAD、CAM、FMS、CIMS等具體技術。
1.2 先進制造技術的特點
(1)先進性:AMT的核心和基礎是經過優化的先進工藝(優質、高效、低耗、清潔工藝),它從傳統制造工藝發展起來,并與新技術實現了局部或系統集成。特別強調計算機技術、信息技術和現代管理技術在制造中的應用。
(2)廣泛性:AMT不是單獨分割在制造過程的某一環節,而是將其綜合運用于制造的全過程,它覆蓋了產品設計、生產設備、加工制造、銷售使用、維修服務,甚至回收再生的整個過程。
(3)實用性:AMT有明確的需求導向特征,不是以追求技術的高新度為目的,而是注重產生最好的實踐效果,以提高企業競爭力和促進國家經濟增長和綜合實力為目標。
(4)集成性:AMT由于專業、學科間的不斷滲透、交叉、融合,界限逐漸淡化甚至消失,技術趨于系統化、集成化,已發展成為集機械、電子、信息、材料和管理技術為一體的新興交叉學科,可稱為“制造工程”。
(5)系統性:隨著微電子、信息技術的引入,AMT能駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調整的信息流動過程。AMT是可以駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
(6)動態性:它不斷地吸收各種高新技術成果,將其滲透到制造系統各個環節和制造活動的整個過程,實現優質、高效、低耗、清潔、靈活的生產。
2、先進制造技術的發展趨勢
2.1 傳統制造技術向高效化、敏捷化、清潔化方向發展
2.1.1 向高效化方向發展
機械加工、鑄造、鍛壓、焊接、熱處理與表面改性等傳統工藝技術在相當長的時間內仍將是量大面廣、經濟實用的制造技術,對其優化和革新具有重大技術經濟效益。隨著精度補償、應用軟件、自動控制、新材料和機電一體化等技術的發展,工藝裝備在數控化的基礎上進一步向生產自動化,作業柔性化、控制智能化方向發展。例如:多軸聯動加工中心,裝配作業集成機床、虛擬軸機床、快速成型等新型加工設備不斷涌現。
2.1.2 向敏捷化方向發展
目前,世界經濟表現為競爭全球化,需求多樣化,產品生產朝多品種、小批量方向發展,對制造企業快速響應市場和產品一次制造成功的要求日益提高。現代的產品設計正由手工繪圖方式向計算機繪圖方式方向發展,由滿足單個構件要求的設計向對整個制造系統功能的綜合設計、將設計與制造及相關因素進行系統綜合的并行設計、基于網絡的遠程設計方向發展。面向制造、裝配、檢測的設計將利用并行工程的原理和方法,從設計一開始就考慮到從產品概念設計到報廢處理的全生命周期的有關問題;在計算機建模仿真基礎上擴展的虛擬制造技術,在產品設計階段就適時地、并行地、協同地“虛擬”出產品未來的制造全過程及其產品性能、可制造性等相關因素,從而更經濟、更快捷、更柔性地組織生產和優化布局,以達到縮短產品開發周期,降低生產成本、提高生產效率、完善產品設計質量的目的。因此,面向并行工程、虛擬制造、全壽命周期的設計及CAD/CAM/CAPP一體化技術等敏捷設計制造技術與系統將在今后若干年內得到長足發展。
2.1.3 向清潔化方向發展
保護環境、節約能源已成為全球密切關注的焦點,發達國家積極倡導“綠色制造”及“清潔生產”。我國制定的《綠色制造科技發展“十二五”專項規劃》也明確了大力發展清潔綠色的精密成型與加工制造技術,實現少或無切削的塑性成型技術、“干凈”成型技術等將成為21世紀優先發展的制造技術。
2.2 先進制造技術向精密化、多樣化、復合化方向發展
2.2.1 向精密化方向發展
加工技術向高精度發展是制造技術的一個重要發展方向。精密加工和超精密加工、特種加工、微型機械的微細和超微細加工等精密工程是當今也是未來制造技術的基礎,其中納米級的超精密加工技術和微型機械技術被認為是21世紀的核心技術和關鍵技術。主要包括超精密切削加工、超精密磨削加工和研磨加工、超精密特種加工技術和超精密加工裝備制造技術四個領域。
2.2.2 向多樣化方向發展
為適應制造業對新型或特種材料以及精密、細小、大型、復雜零件的需要,發達國家正大力研究與開發各種原理不同、方法各異的加工與成型方法,如超塑性材料的等溫鍛造、復雜精密零件的電鑄加工以及特殊環境和極限條件下的真空焊接、水下切割等。據統計,目前在機械制造中采用的成型工藝已達500種以上,特種成型工藝也是有百余種。
2.2.3 向復合化方向發展
由于材料的加工難度越來越大,工件形狀越來越復雜,加工質量要求越來越高,國外正在研究多種能量的復合加工方法以及常規加工與特種加工的組合加工工藝。如在切削區引入聲、光、電、磁等能量后,可形成超聲振動切削、激光輔助切削、導電加熱切削、磁性切削等復合加工工藝。
利用特種加工易于實現自動化、自適應控制的特點,特種加工技術和信息技術相結合,不斷發展高精度、高效率的超大型、超微型、超精密特種加工機床和加工中心。如激光加工中心能將切割、打孔、焊接、表面處理等不同加工工序集成在一起,能加工多種材料和多種規格、形狀的零件,并能實現多維度的智能化控制。
2.3 制造系統向柔性化、集成化、智能化、全球化方向發展
一、現代機械工業制造技術
1、面向未來的機械制造。先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向未來的機械制造技術。
2、注重實際應用。先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
3、物質流、能量流和信息流的統一。先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
4、技術面向全球競爭。市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
5、生產效率生產成本與產品質量相統一。在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
二、現代機械制造技術的發展現狀
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
1、管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產、敏捷制造、精益生產、并行工程等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
2、設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術,大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用這類的技術比例較低。
3、制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。
4、自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛
性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
三、現代機械制造技術的發展趨勢
1、全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。
2、網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
3、虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
4、自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。