【摘要】概述了在工业经济时代制造业的发展历程,介绍了知识经济的特征及知识经济时代的来临对传统制造业的影响,分析了在现代高新技术的催化下,现代制造业的深刻变革及在知识经济时代制造系统的发展前景.
关键词 制造系统;知识经济;信息
中图号 TH16
文献标识码 A 文章编号 1000-5714(1999)01 0040 05
1 工业经济时代制造技术的发展历程
工业革命前,社会对产品的需求量小,产品品种数量少,且价格高.工业革命至本世纪初,制造业还以车间小批量生产为主.到50年代,市场对工业产品需求量的上升,制造业开始了以刚性流水线为特征的大量生产模式,并随数控技术与成组技术的运用,刚性生产线向具有一定柔性的方向发展.随着计算机技术的发展与全面应用,70年代制造工艺和设备的自动化成为主导方向,产品的成本结构发生了根本的变化,劳动力对产品成本的影响降为次要.当时的理论基础是系统科学和运筹学等,主要目标是提高管理水平,追求企业的整体效益,出现了准时生产系统(JIT)和精良生产系统(LP).进入80年代后,国际市场竞争加剧,用户对产品的小批量及多品种的动态需求,以及计算机技术的进一步发展,驱动了新技术的发展.主要的趋势是制造技术的迅速发展与管理水平的全面提高以及制造系统内工程设计、制造、经营管理等功能子系统的总体协调.特别是FMS和CIMS技术的推广应用,给许多企业带来了巨大的经济效益.到了90年代,随着信息技术的发展,知识间的距离越来越短,技术发展越来越快.如何利用新技术和新知识,以最短的时间开发出用户需要的新产品,成为企业竞争的焦点.围绕着缩短产品上市时间这一核心问题,出现了虚拟制造技术、并行工程的工作模式.研究和应用这些技术的企业缩短了新产品的开发周期,降低了成本,提高了产品的竞争能力.
2 知识经济悄然而至
即将过去的20世纪,是人类有史以来科技发展最辉煌的时代,飞速发展的科学技术和数不胜数的科技成果极大地改变着世界的面貌.世界即将进入以信息技术产业为重要标志的知识经济时代.
2 1 知识经济的特征1996年,联合国“经济合作与发展组织”在《以知识为基础的经济》的专题报告中把知识经济的概念定义为:知识经济是建立在知识和信息的生产、分配和使用之上的经济.知识经济是一种正在兴起和形成的崭新的经济形态.联合国经济合作与发展组织认为知识经济具有以下几个主要的特征:(1)科学和技术的研究开发日益成为知识经济的重要基础;(2)信息和通信技术在知识经济的发展过程中处于中心地位;(3)服务业在知识经济中扮演了主要角色;(4)人力的素质和技能成为知识经济实现的先决条件.知识经济最基本的特征是生产资料与劳动的一体化.由于创造“知识价值”最关键的生产资料是人的知识密集型的智力.因而“知识价值”的创造者变成既是生产资料的拥有者,又是创造价值的劳动者.在知识经济时代,科技是核心、人才是关键、教育是基础.
2 2 知识经济与工业经济的区别自产业革命以来,工业经济的一个基本特点是生产资料与劳动力的分离,而知识经济使这种特征发生了根本的转变.知识经济与工业经济的区别见下表.
工业经济与知识经济时代的区别表
因 素
工业经济
知识经济
关键生产要素
货币资本及实物资源
知识及无形资产等
智力资源制约发展因素
能源和原料
创新和知识
产业结构
以大规模工业生产为主
信息产业为主导
观念
关注现在、重现实
着眼未来、重创新
人力资本构成
一般劳动力为主
高技术人才为主
网络
能源、物料、资金
信息、能源、物料、资金
2 3 知识经济对制造业的影响
智慧资本成为一种新的资本形态 智慧资本主要是指特定人才和技术的组合所拥有的创造能力和这种能力的持久性 .在知识经济时代 ,知识不仅是力量 ,而且可变为有交易价值的资本 .经济的增长及产业的发展将来源于一种新的资本形态——智慧资本.
高新技术产业的兴起 以信息产业为核心的知识密集型的高新技术产业将成为新的经济增长点 .以大量消耗原材料和能源为特征的传统的制造业在经济中的支柱地位将被知识产业取代.
传统制造业的变异 知识经济中将加速向传统的制造业进行知识扩散 ,使其知识化 .另外制造业与服务业的界限日益模糊 ,几乎所有的制造业都将承担服务 .各种服务将成为企业的商品,不断开发的服务产品将成为企业竞争力的体现.
网络化和虚拟化 知识经济借助于“四通八达”的网络和“无所不在”的虚拟技术对人类社会产生巨大和深远的影响 .所以 ,也有人将知识经济称为网络经济.知识经济正是通过网络使“虚拟”成为现实 .未来 ,在制造业中网上购货、虚拟办公、虚拟设计、虚拟制造、虚拟公司等技术和业务将迅速发展. nextpage
3 知识经济时代的制造系统
到本世纪70年代,工业经济时代的制造业经历了200多年的发展,达到了其历史的颠峰,与此同时,知识经济初见端倪.各个工业发达国家组织了大批学者在管理体制、经营策略、生产方法到技术手段等方面总结经验,探索新思路企业组织等问题,先后提出了多种生产制造系统的概念和模式.这些现代的制造系统实质上就是传统制造业为迎接知识经济新时代所做的积极准备.
3 1 现代制造系统的几种模式
计算机集成制造系统(CIMS) CIM由美国于1973年首次提出的,是“用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造,求得企业的总体效益的一种生产模式.”CIMS是CIM哲理的具体体现,通常由六个部分组成:管理信息系统、工程设计自动化系统、制造自动化系统、质量保证系统、计算机网络系统和数据库系统.CIMS的核心在于企业中人、生产经营和技术这三者之间的集成,以便组成一个统一的整体,使整个企业范围内的工作流程、物质流特别是信息流畅通无阻.和传统自动化加工方式不同,它更强调了信息流的畅通及加工.精良生产(Lean Production) 50年代以来,日本汽车制造业创造了一种适合自身特点的生产方式.这种生产方式综合了单件生产方式和大批量生产方式的优点,使工厂的工人、设备、资金、厂房的投入以及开发新产品的时间等都大为减少,而生产出的产品品种更多,质量更好.这种生产方式使得日本的汽车工业以至日本经济达到世界领先水平.这种新的生产方式后来美国学者称为“精良生产”.精良生产有两个最显著的特点,一是强调人的作用和以“人”为中心.强调以人为中心,就是强调发挥储存于每个人头脑中的智力资源,特别是高技术含量的智力资源.二是以简化为手段,精简一切在生产中不产生价值的工作.
并行工程(Concurrent Engineering) 为了以最快的速度设计生产出高质量的产品参与市场竞争,80年代美国和一些西方工业国盛行一种叫做并行工程的生产方法,这是一种将按时间顺序处理的作业和过程转变为同时考虑和尽可能同时处理的一种生产方式.美国防务研究所将并行工程定义为:“并行工程是对产品及其相关过程(包括制造和支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式.这种工作模式可使产品开发人员一开始就能考虑到产品整个生产周期中的所有因素,包括质量、成本、进度和用户要求.”.敏捷制造(Agile Manufacturing) 80年代,美国Lehigh大学提出了一种长期的各种制造目标的新概念,这就是敏捷制造,它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要求,提高企业在不断变化、不可预测的经营环境中的应变能力.粒子制造系统(HMS:Holonic Manufacturing system) 粒子制造系统是目前最大的国际合作计划——智能制造系统(IMS)的六大课题之一.ＩＭＳ由日本发起,包括美国、欧洲、加拿大等国参加,该计划1990年开始执行.ＨＭＳ是分散自制(holon)的加工系统,由标准的、自治的、智能的并且相互协作的模块——粒子(holon)组成.HMS与传统制造系统以至于某些先进的制造系统不同,其特点是:①HMS的技术基础不是具有集中式结构的递阶信息网络(如CIMS),而是基于分散式概念的分布信息网络及控制系统.②在子系统品质方面,粒子具有高度的自治性和智能.③在系统品质方面,HMS表现为其粒子间的协作和高度的柔性,通过协作完成HMS的同一的生产目标,通过粒子间的关系和作用的随时重组实现对系统内部和外部变化的快速响应.④HMS强调人在系统中的作用,最大限度地发挥人的作用.90年代以来,HMS的国际合作已有了很大的进展,在完成了用户需求定义和主要影响因素分析后,学术界和企业界联合研究了许多实验系统,目前基础技术的研究和系统整体的研究正在进行.以上各种先进制造系统都是建立在物料、资金、能源,特别是信息的网络化优化管理之上,这不仅要求先进的技术设备的支持,更要靠先进的管理哲理来指导;先进的管理是要靠管理人才来体现的.制造系统的先进性还体现在它的可持续发展上.随社会的进步、技术的发展,特别是客户需求的变化,先进制造系统必须不断自我创新,这依靠掌握先进技术和有创新能力的人才.
3 2 知识经济时代制造系统的发展趋势
制造业在工业经济时代,作为支柱产业有着辉煌的历史,在知识经济时代,制造业虽不再占据主导的地位,但像工业经济时代不可能没有农业一样,信息社会同样必须有制造业和农业.在知识经济时代既要大力发展以知识为基础的支柱产业,又要加速向工业经济和农业经济进行扩张,通过提高知识含量,使工业经济和农业经济知识化.知识经济的发展并不是排除物质经济的发展,而是要使物质经济的发展更好的遵循自然发展的客观规律.传统的制造业要顺利“长入”知识经济时代,必须全力吸取知识所创造的一切科技成果,进行一场以现代科技革命为核心的自我变革.作为制造物质产品的生产组织——制造系统,其传统的特性,如少品种、大批量刚性流水生产及泰勒制的管理方式等都将被新的制造概念、制造技术、制造哲理所取代.
可持续发展观 制造系统由资源型发展模式逐渐转变为技术型发展模式,依靠科技进步,节约资源和能源,提高效益减少废物排放,实施清洁生产和文明消费,建立经济、社会、资源与环境相协调的新的发展模式.
全球制造企业 世界经济的全球化,使得传统的小而全,大而全的企业越来越没有竞争力.各种开放式的合作开发、生产销售系统日益增加.从产品的创意设计、零部件生产与销售,直至售后服务等各个环节都可以分别由处在不同地域的虚拟企业,通过某种契约进行互利合作,这就是全球制造;正是信息技术的发展,推动了跨国公司向全球制造发展.正是全球制造的出现,使制造的效率、效益、市场的快速响应,资源的有效利用都有了极大的提高,从而大大提高了企业的市场竞争力.
不断创新的产品和制造过程由于市场的国际化、世界各地的用户将会有许多特殊的需求,另外,因为技术的高速发展,产品的生命周期越来越短,这些都要求企业不断创新自己的产品和制造过程.现代技术提供的虚拟设计、建模和装配技术,可以在提高产品性能及可靠性的同时,减少开发风险、上市时间和费用,也不必进行原型试造.
合理的生产组织机构 知识经济下的制造系统必须建立强有力的生产组织机构和合理的运行机制,在通信网络技术的支持下,适当下放权力,甚至某些决策过程也可以下放,公司通过上层协调,将各项任务分散给伙伴企业协同去做.公司要根据伙伴的具体生产能力和制造过程,解决好生产过程的划分、成本计算和利益分享等问题.
知识管理随着知识经济的兴起,企业管理将逐渐步入知识管理阶段,这种革命性的变革,必然引起企业经营管理观念的一系列创新.产品中蕴含的知识量成为竞争的基础和决定胜负的关键.对所拥有的知识进行有效的保护,就成为知识经济下的一项新的重要的组成部分.知识是一种无形资产,对它的界定、使用、分配和处分等均不同于农业经济下对于土地、劳力,以及工业经济下对于矿山、资源、厂房、设备的管理.对于企业来说,对所拥有的知识的科学管理将和创新同等重要,因为它影响到智慧资本的持久性及企业的持续发展问题.在知识经济的制造系统中对知识的管理属于信息产业范畴.
