1、制造资源计划(MRP)准时制生产(JIT)并行工程(CE)约束理论(TOC)精益生产(LP)敏捷制造(AM)供应链管理(SCM)客户关系管理(CRM)业务流程重组(BPR)产品数据管理(PDM)企业资源计划(ERP)计算机集成制造系统(CIMS)先进制造技术的体系结构,序言“科学管理”，工业工程(IE)、价值工程(VE)、成组技术(GT)、计划评审技术(PERT)、物料需求计划(MRP)、管理信息系统(MIS)等。制造资源计划(MRP)、准时制生产(JIT)、最优化技术(OPT)、约束理论(TOC)、全面质量管理(TQC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)以及业务流程重组
2、(BPR)、企业资源计划(ERP)、精益生产(LP)、敏捷制造(AM)。,1.1制造资源计划(MRP),制造资源计划(Manufacturing Resource Planning，简称MRP)是美国在20世纪70年代末、80年代初提出的一种现代企业生产管理模式和组织生产的方式。MRP由美国著名管理专家、MRP的鼻祖奥列弗怀特(Oliver WWight)在物料需求计划(MRP，Material Requirement Planning)的基础上继续发展起来。,制造资源计划(MRP)是以物料需求计划(MRP)为核心的企业生产管理计划系统。MRP 是以工业工程的计划与控制为主线的、体现物流与资金
3、流信息集成的管理信息系统。MRP是计算机集成制造系统(CIMS)的重要单元技术，也是企业资源计划(ERP)重要的核心组成部分。,MRP系统分为5个计划层次：经营规划、生产规划、主生产计划、物料需求计划和生产/采购作业计划。MRP计划层次体现了由宏观到微观、由战略到战术、由粗到细的深化过程。,MRP系统的计划层次,1.2准时制生产(JIT),准时制生产(Just in Time，简称JIT)方法又称及时生产，是20世纪80年代初日本丰田汽车公司创立的，是继泰勒的科学管理(Taylors Scientific Management)和福特的大规模装配线生产系统(Fords Mass Assembl
4、y Line Production)之后的又一革命性的企业管理模式。,JIT，即在正确时间(Right Time)、正确地点(Right Place)干正确的事情(Right Thing)以期达到零库存、无缺陷、低成本的理想生产模式。为此，主张精简产品结构，不断简化与改进制造与管理过程，消除一切浪费。,1.JIT生产方式的管理理念,MRP是“推”式生产管理模式JIT 是“拉”式生产管理模式,1.3并行工程(CE),并行工程(Concurrent Engineering，简称CE)于20世纪 80年代中期由美国国防研究机构概括和提出，是一种先进的企业全局管理和集成模式。它将企业中复杂的工程设计、
5、制造和经营管理过程中的各种作业，按最终目标，在时间和空间上并行交互进行，从而缩短了传统串行作业方式所需的时间和反复修改的次数，大幅度提高了作业质量，加快进程，降低成本。,图1-3串行工程/并行工程示意图,并行工程是系统工程的理论与方法在复杂制造过程中的应用。并行工程的研究对象是相互关联、具有因果不确定性的复杂过程。并行工程在制造过程的目标是牺牲空间赢得时间，串行工程是牺牲时间赢得空间，两者的正确结合使复杂的制造过程快速、无反复地一次成功。并行工程的手段与方法是应用系统工程中的分解与协调的理论与方法，将原系统变换成具有集结层与协调层两个层次的等价系统。集结层把复杂过程变换成相对独立的子系统；协调
6、层则协调各子系统快速、独立、并行而又有序地工作。,并行工程的技术特点,集结层的并行、快速而有序的工作，是靠协调层的串行、交互式的多学科协同小组科学而有效的工作来保证的。多学科协同小组工作中存在着语言冲突、约束冲突和动态冲突等，他们利用相应的模式机制来解决。并行作业成功的关键是协调层中多学科协同小组工作的科学性与有效性。协同论是他们工作的理论基础，协同模型是他们工作的模式，支配原理是他们工作的原则，序参数是他们工作的关键点。,并行工程的技术特点,1.4约束理论(TOC),约束理论(Theory of Constraint，简称TOC)是以色列物理学家戈德拉特博士(Moshe Elizahu Go
7、ldratt)在他于20世纪70年代开创的最优生产技术(Optimal Production Technology，简称OPT)的基础上发展起来的管理哲理。TOC是关于进行改进和如何最好地实施这些改进的一套管理理念和管理原则，可以帮助企业识别出在实现目标的过程中存在着哪些“约束”因素，并进一步指出如何实施必要的改进来一一消除这些约束，从而更有效地实现企业目标。,约束理论植根于最优生产技术OPT。OPT认为，一个企业的计划与控制的目标就是寻求顾客需求与企业能力的最佳配合，一旦一个被控制的工序(即瓶颈)建立了一个动态的平衡，其余的工序应相继地与这一被控制的工序同步。OPT的计划与控制是通过DBR系
8、统，即“鼓(Drum)”、“缓冲器(Buffer)”和“绳子(Rope)”系统实现的。,1.5精益生产(LP),“精益生产(Lean Production，简称LP)”又称精良生产，英文含义是精干、完美与高品质，因此用中文“精益”来表达通过尽善尽美的生产方式达到的高效益。Lean的原意是“瘦肉”、“精瘦的”，意思就是要去掉一切多余无用的东西，留下最精干的。,20世纪80年代末，美国麻省理工学院(MIT)承担了国际汽车计划(IMVP，International Motor Vehicle Programme)项目，着重研究日本汽车制造业与欧美大量生产方式的差别是什么，其成功的秘诀何在。美国MIT
9、的研究小组在做了大量的调查和对比后，总结了以丰田汽车生产系统为代表的生产管理与控制模式后提出了“精益生产”概念，把以丰田公司为代表的日本生产方式称为“精益生产”。,精益生产要求：对于人、时间、空间、财力、物资等方面，凡是不能在生产中增值的就要去掉。例如维修工、现场清洁工，当操作工人进行增值的生产活动时，他们不工作，而需要维修时，操作工又不工作，故维修工作不能直接增值，应撤消，而要求操作工成为多面手，能够完成一般性的维修工作。又如库存占用资金但不增值，因此，在厂内，要求厂房布局上前后衔接的车间尽量靠在一起，生产计划上严格同步，不超前不落后，及时供应；在厂外，对协作厂或供应商，则要求按天甚至按小时
10、供应所需零配件，这样就最大限度地缩小了库存量。,1.6敏捷制造(AM),敏捷制造(Agile Manufacturing，简称 AM)这一概念是1991年美国国防部为解决国防制造能力问题，而委托美国里海(Lehigh)大学亚柯卡(Iacocca)研究所，拟定一个同时体现工业界和国防部共同利益的中长期制造技术规划框架，在其21世纪制造企业战略研究报告里提出的。,创造性；增添已有资源的能力；引入新资源的能力；系统重构的能力；遗传与移植的能力；柔性实施与执行的能力；不断改进工作的能力；排除故障恢复原状的能力。,敏捷企业的功能,供应链管理是以同步化、集成化生产计划为指导，以各种技术为支持，尤其以 In
11、ternet/Intranet为依托，围绕供应、生产作业、物流（主要指制造过程）、满足需求来实施的。供应链管理主要包括计划、合作、控制从供应商到用户的物料（零部件和成品等）和信息。供应链管理的目标在于提高用户服务水平和降低总的交易成本，并且寻求两个目标之间的平衡（这两个目标往往有冲突）。,1.7供应链管理,这里敏捷供应链有如下功能：支持迅速结盟、结盟后动态联盟的优化运行和平稳解体；支持动态联盟企业间敏捷供应链管理系统的功能；结盟企业能根据敏捷化和动态联盟的要求方便地进行组织、管理和生产计划的调整；可以集成其它的供应链系统和管理信息系统。,1.8客户关系管理(CRM),客户关系管理（Custom
12、er Relationship Management，简称CRM）是一个获取、保持和增加可获利客户的过程。CRM既是一种管理理念，也是一套管理软件和技术，它是一种旨在改善企业与客户之间关系的新型管理机制，它实施于企业的市场营销、销售、服务与技术支持等与客户相关的领域。,下图是i6/CRM系统的业务功能整体框架图,CRM的功能可以归纳为三个方面：对销售、营销和客户服务三部分业务流程的信息化；与客户进行沟通所需手段（如电话、传真、网络、Email等）的集成和自动化处理；对上面两部分功能产生的信息进行的加工处 理，产生客户智能，为企业的战略决策提 供支持。目前CRM应用系统主要包括3个方面的内容：营
13、销自动化（MA）、销售过程自动化（SFA）和客户服务。,1.9业务流程重组(BPR),20世纪80年代以来，世界各地特别是西方国家的企业管理学界和实业界掀起了一股Re的高潮，重用(Reuse)、再思考(Rethinking)、再设计(Redesign)、重构(Restructure)、重组(Reengineering)、革命(Revolution)等以Re为首的词频频出现，这股浪潮的核心思想是对现有的一切进行再思考，从而产生革命性的变革。美国的米歇尔哈默(Micheal Hammer)博士于1990年把Reengineering思想引入管理领域，提出企业流程重组(Business Proces
14、s Reengineering，简称BPR)的概念。哈默提出，“从根本上重新思考并大胆地改造业务流程，以求在交货期、质量、成本、服务等绩效指标上取得戏剧性的改进”。,如美国福特汽车公司通过对发票管理流程的再造，不仅提高了财务信息的准确性，而且达到员工 75%大幅精简;IBM信用片公司通过流程再造，使信用卡发放周期由7天缩减到个半小时，提高生产能力100倍;柯达公司刘新产品开发实施再造后，把35毫米焦距一次性照像机从产品概念到产品生产所需的开发时间，从原来的38周降低到19周.,以顾客需求为中心，考虑企业经营目标和发展战略，并对企业经营过程、组织管理模式和运行机制进行根本性的重新考虑。实施BPR
15、的使能器是信息技术、人与组织管理技术。打破职能分割，按企业流程改造企业管理模式，企业管理的指导思想由分工论转向集成论；减少管理层次，下放权力，组织扁平化，按项目确定流程，实现劳动力的动态组合。团队组织和并行工作是企业劳动组织的主要形式。工作业绩考核重结果而不重工作量。重视人的素质教育而不单是技能。,企业流程重组(BPR)的实质包括：,1.10产品数据管理划(PDM),PDM可以定义为以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。PDM明确定位为面向制造企业，以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。PDM进行信息管理的两条主线是静态的产
16、品结构和动态的产品设计流程，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的.,【例示】WIT-PDM 产品数据管理系统,PDM系统描述和存储的企业数据包括：产品结构和配置、零件定义及设计数据、CAD几何造型文件和绘图文件、工程分析及验证数据、制造计划及规范、NC编程文件、图像文件（照片、造型图、扫描图等）、产品说明书、软件产品、各种电子报表、成本核算、产品注释、项目规划书、多媒体音像产品、硬拷贝文件、其他电子数据等。PDM技术在九十年代得到了迅猛地发展，PDM可看作是一个企业信息的集成框架(Framework)。国际上许多大企业正逐渐将它作为支持经营过程重组、并行工程、ISO9000质量认证，
17、从而保持企业竞争力的关键技术。,1.11企业资源计划(ERP),企业资源计划(Enterprise Resource Planning，简称ERP)，是20世纪90年代初由美国著名咨询公司Garner Group Inc.总结MRP的发展趋势而提出的一种全面企业管理模式。ERP是当代制造业企业迎接市场挑战的利器。,除了MRP的主要功能外，ERP系统还包括以下主要功能：供应链管理、销售与市场、分销、客户服务、财务管理、制造管理、库存管理、工厂与设备维护、人力资源、报表、制造执行系统(MES)、工作流服务和企业信息系统等方面。此外，还包括金融投资管理、质量管理、运输管理、项目管理、法规与标准和过程
18、控制等补充功能。,ERP的功能扩展,1.12计算机集成制造系统(CIMS),计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System，简称CIMS)是1973年由美国哈林顿(Harrington)博士首先提出概念，在20世纪80年代得到发展与成熟的一种制造业先进管理模式。CIMS是通过计算机和自动化技术把企业的经营销售、开发设计、生产管理和过程控制等全过程组合在一起的计算机集成制造系统。,CIMS系统结构图,我国在20世纪80年代提出了在企业实施管控一体化，1987年国家正式立项将CIMS列入863高技术发展计划，由清华大学带头组建“国家CIMS实验
19、工程”，开展863/CIMS研究，取得了一系列丰硕的成果，先后有清华大学和华中理工大学获美国制造工程协会的“大学领先奖”。863/CIMS工程所取得的成果和经验已在国内的多家工厂中得到推广，取得显著的经济效益，得到国内外的肯定和赞许，目前正在全国进行应用推广。,我国863计划CIMS主题专家组在1998年提出现代集成制造系统(CIMSContemporary Integrated Manufacturing Systems)的新意义：“将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期(从市场需求分析到最终报废处理)的各个阶段。通过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息
20、流、价值流的集成和优化运行，达到人(组织、管理)、经营和技术三要素的集成，以加强企业新产品开发的T(时间)、Q(质量)、C(成本)、S(服务)、E(环境)，从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。”,1.13企业生产管理模式的发展趋势,市场竞争不仅推动着制造业的迅速发展，也促进了企业生产管理模式的变革。早期，刚性流水线生产管理。20世纪70年代，制造自动化技术，采用物料需求计划(MRP)方法与准时制生产(JIT)方法。80年代，通过计算机集成制造系统(CIMS)来改善产品上市时间、产品质量、产品成本和售后服务等方面是当时的主要竞争手段。同时，制造资源计划(MRP)、MRP/JIT和精益生产管理模
21、式成为此时企业生产管理的主流。90年代以来，市场竞争的焦点转为如何以最短时间开发出顾客化的新产品，并通过企业间合作快速生产新产品。并行工程作为新产品开发集成技术成为竞争的重要手段；面向跨企业生产经营管理的企业资源计划(ERP)管理模式也应运而生。,21世纪的世界市场竞争，集成化的敏捷制造技术将是制造业在本世纪采用的主要竞争手段。基于制造企业合作的全球化生产体系与敏捷虚拟企业的管理模式将是未来管理技术的主要问题。对于企业内部，传统的面向功能的多级递阶组织管理体系将转向未来面向过程的平面式或扁平化的组织管理系统；多功能项目组将发挥越来越重要的作用。对于企业外部，将形成企业间动态联盟或敏捷虚拟公司的
22、组织形式；建立在Internet/Intranet基础上的工厂网将对企业管理起到直接的支撑作用。通过敏捷动态联盟组织与管理，制造企业能对快速多变的世界市场做出迅速响应和赢得竞争。,实际上，企业生产管理模式的其他概念性的发展还包括分形工厂(fractal factory)、仿生制造系统(biological manufacturing system，简称 BMS)、自主分布制造系统(autonomous distributed manufacturing system，简称ADMS)等。分形工厂由具有自相似、自组织、可相对独立运转的单元“分形”(fractals)组成。其结构是动态的和开放的，具
23、有很强的适应环境和自我发展能力。自主分布制造系统模式由多个智能模块组成，各模块独立运行并通过信息网相互合作，形成虚拟的制造系统。各种生产模式从不同侧面与层次反映现代生产制造系统的特点。,1.14先进制造技术的体系结构,从20世纪50年代开始，以计算机为核心的信息技术成为制造业先进管理模式不可分割的组成部分。实际上，上述制造业的先进管理模式，都可以归结到先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology，简称AMT)的体系结构中。先进制造技术是传统制造业不断地吸收机械、信息、电子、材料、能源及现代管理等方面的最新技术成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、
24、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。,系统总体技术群：包括与制造系统集成相关的总体技术，如柔性制造、计算机集成制造、敏捷制造、智能制造、绿色制造等。管理技术群：包括与制造企业的生产经营和组织管理相关的各种技术，如计算机辅助生产管理、制造资源计划、企业资源计划、客户关系管理、供应链管理、全面质量管理、准时制生产、精益生产、约束理论、企业过程重组、动态联盟企业管理等。设计制造一体化技术群：包括与产品设计、制造、检测等制造过程相关的各种技术，如并行工程、CAD/CAPP/CAM/CAE、拟实制造、可靠性设计、智能优化设计、绿色
25、设计、快速原型技术、质量功能配置、数控技术、物料储运控制、检测监控、质量控制等。,先进制造技术其技术体系可以分为5大技术群,制造工艺与装备技术群：包括与制造工艺及装备相关的各种技术，如精密超精密加工工艺及装备、高速/超高速加工工艺及装备、特种加工工艺及装备、特殊材料加工工艺、精密切削加工工艺、热加工与成型工艺及装备、表面工程、微机械系统等。支撑技术群：包括上述制造技术的各种支撑技术，如计算机技术、数据库技术、网络通信技术、软件工程、人工智能、虚拟现实、标准化技术、材料科学、人机工程学、环境科学等。,先进制造技术其技术体系可以分为5大技术群,先进制造技术是支持先进制造模式的综合技术。CIMS作为
26、先进制造技术的一种总体技术发挥着重要作用。由于其各种先进技术原先是为了各种需求而各自形成的，当综合应用这些技术支持先进制造模式时必然会出现各种冲突。为了使这些技术能有机地融合在一起，就必须进行技术集成、管理集成和系统集成，这正是CIMS的作用之所在。CIMS通过其系统集成方法和使能技术为先进制造技术的集成提供设计的方法和手段、管理的理论和指南、实施的工具、平台和环境。因此，CIMS是先进制造技术的集中代表，而MRP则是CIMS的关键组成部分。,本章概要描述了几种现代先进生产管理模式，包 括MRP，JIT，TOC，LP，AM，BPR，ERP，CE，CIMS等，归纳了企业生产管理模式的发展趋势，并
27、把上述制造业的先进管理模式，都归结到先进制造技术(AMT)的体系结构中。CIMS作为先进制造技术的总体技术，是先进制造技术的集中代表，而MRP则是CIMS的关键组成部分。,1.15本章小结,序言工业企业生产系统生产过程生产类型制造环境生产管理本章小结思考练习题,“科学管理”，工业工程(IE)、价值工程(VE)、成组技术(GT)、计划评审技术(PERT)、物料需求计划(MRP)、管理信息系统(MIS)等。制造资源计划(MRP)、准时制生产(JIT)、最优化技术(OPT)、约束理论(TOC)、全面质量管理(TQC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)以及业务流程重组(BPR)、
28、企业资源计划(ERP)、精益生产(LP)、敏捷制造(AM)。,序言,2.1工业企业,采掘业采掘是指从自然资源得到物料进行生产加工的过程，如采矿、采煤、石油工业等。冶炼业冶炼是直接对采掘工业的产品进行加工，它是改变物料化学特性的生产过程。制造业制造是对经过加工的采掘业产品进行再加工，这种加工通常是改变物料的物理形式。典型的制造是指机械零件的加工或装配。,生产经营活动，包含以下几方面。制定经营方针和目标：技术活动：供应活动：生产活动：销售活动：财务活动：,2.2.1生产系统功能目标用户对产品的要求用户对产品有各种各样的要求，归纳起来可以分为6个方面，即：品种款式、质量、数量、价格、服务和交货期。产
29、品对生产系统的要求产品把用户对它的要求和企业竞争战略的要求转化为对生产系统的要求。产品对生产系统提出了创新、质量、弹性(应变能力)、成本、继承性(刚性)和按期交货6项功能要求。,2.2生产系统,3.生产系统功能目标从系统的目标来分析，生产系统的6项功能可分为2组:一组功能指创新、弹性和继承性(刚性)，是由外部环境提出的，是使系统适应环境要求的功能；另一组功能是质量、成本和按期交货，是按照生产过程运行规律合理组织生产过程所体现的功能。,2.2.2生产系统结构生产系统的功能决定于生产系统的结构形式。生产系统的结构是系统的构成要素及其组合关系的表现形式。生产系统的构成要素很多，为了研究方便常把它们分
30、为两类：结构化要素和非结构化要素。,1.生产系统的结构化要素生产系统的结构化要素是指生产系统中的硬件及其组合关系。结构化要素是构成生产系统主体框架的要素，主要包含生产技术、生产设施、生产能力和生产系统的集成等，这也就是“技术”的要素。这些结构化要素的内涵如下。生产技术(technology)：即生产工艺特征、生产设备构成、生产技术水平等。生产设施(facility)：即生产设施的规模、设施的布局、工作地的装备和布置等。生产能力(capacity)：即生产能力的特性、生产能力大小、生产能力的弹性等。生产系统的集成(integration)：即系统的集成范围、系统集成的方向、系统与外部的协作关系等
31、。,2.生产系统的非结构化要素,生产系统的非结构化要素是指在生产系统中支持和控制系统运行的软件性要素，主要包含人员组织、生产计划、库存和质量管理等，这也就是“管理”的要素。非结构化要素的内涵如下。人员组织：即人员的素质特点、人员的管理政策、组织机构等。生产计划：即计划类型、计划编制方法和关键技术。生产库存：即库存类型、库存量、库存控制方式。质量管理：即质量检验、质量控制、质量保证体系。,生产系统中的结构化与非结构化要素有其各自的作用。结构化要素的内容及其组合形式决定生产系统的结构形式。非结构化要素的内容及其组合形式决定生产系统的运行机制。具有某种结构形式的生产系统要求一定的运行机制与之相匹配，
32、系统才能顺利运转，充分发挥其功能。生产系统的结构形式对系统的功能起决定性作用。所以设计生产系统时首先应根据所需的功能选择结构化要素及其组合形式，形成一定的系统结构，进而根据系统对运行机制的要求选择非结构化要素及其组合形式，即管理模式。,工业企业作为一个系统，它的基本活动是供、产、销；系统的主要功能是生产合格的工业产品，创造产品的使用价值和增加价值，并作为商品出售满足社会需求。生产活动是工业企业的根本活动。企业必须以销售为目标，以生产为中心，协同企业内部其他活动来保证整个企业系统有效地运转。生产管理的对象是生产过程。生产过程是指围绕完成产品生产的一系列有组织的生产活动的运行过程。所以生产管理就是
33、对生产过程进行计划、组织、指挥、协调、控制和考核等一系列管理活动的总称。,2.3生 产 过 程,2.3.1 生产过程的基本组成对生产过程有狭义和广义的理解。狭义的生产过程指产品生产过程，是对原材料进行加工，使之转化为成品的一系列生产活动运行过程。广义生产过程是指企业生产过程或社会生产过程。企业生产过程包含基本生产、辅助生产、生产技术准备和生产服务等企业范围内全部生产活动协调配合的运行过程。产品生产过程由一系列生产环节所组成，一般包含加工制造过程、检验过程、运输过程和停歇过程等。有一些产品生产过程中还包含自然过程。,2.3生 产 过 程,2.3.1生产过程的基本组成基本生产过程、辅助生产过程、生产技术准备过程和生产服务过程是企业生产过程的基本组成部分。,2.3生 产 过 程,2.3.2生产过程的运行原则,生产过程的连续性生产过程的平行性生产过程的比例性生产过程的均衡性(节奏性)生产过程的适应
