敏捷制造及可重构制造案例分析报告
摘要：随着生产技术的进步和市场竞争的渐渐激烈，传统的制造方式在适应现代社会的过程中越来越吃力。

为了与所对应激烈的市场竞争相适应，一些先进的制造模式逐步被企业所接受并应用。

文章主要阐述其中敏捷制造，可重构制造两种先进制造模式在现代化企业生产中的应用案列。

关键字：敏捷制造，虚拟制造，可重构制造，模块
敏捷制造：随着工业化的发展,尤其是计算机技术的发展,制造业发生了巨大变化。

自80年代以来,美国政府和企业界就提出了先进制造技术,1991 年, 美国里海(Lehigh)大学亚可卡学院的三位学者在向美国国会提交的《21 世纪制造企业发展战略报告》中首次提出了虚拟制造的新概念——敏捷制造（AMS）。

敏捷性反映的是企业驾驭变化的能力, 企业要实现的任何战略转移都可
以从它具有的善于转变的能力中获益.敏捷制造强调通过联合来赢得竞争,
通过产品制造、信息处理和现代通信技术的集成来实现人、知识、资金和设备(包括企业内部的和分布在全球各地合作企业的)的集中管理和优化利用.
敏捷制造强调通过联合来赢得竞争，通过产品制造、信息处理和现代通信技术的集成来实现人员、知识、资金和设备（包括企业内部的和分布在全球各地合作企业的资源）的集中管理和优化利用[1]。

实现敏捷制造需要一定的技术条件，包括环境技术、同意技术、虚拟技术、协同技术等其他技术。

由此也诞生了一种新的企业组织形式--敏捷虚拟企业。

为了应对需求，相应的技术、管理和人员通过现代方便的网络技术迅速联合在一起。

这些资源可能来自不同的企业，甚至可能来自不同的地区。

敏捷制造特征：(1)速度是 AMS 的基本特征:统计表明如果产品的开发周期太长, 导致产品上市时间推迟6个月, 则利润要损失30 %, 这充分说明了“速度”的重要性.AMS 中的速度包括市场反应速度、新产品开发速度、生产速度、信息传播速度、组织结构调整速度等. (2)全生命周期顾客满意度是 AMS 的直接目标:通过并行设计、质量功能配置、价值分析、仿真等手段在产品整个生命周期内的各个环节使顾客满意. (3)灵活的动态组织机构是 AMS 的组织形式:企业内部将多级管理模式转变为扁平结构的管理方式 ;企业外部将企业之间的竞争变为协作.(4)开放的基础结构和先进制造技术是AMS 的重要保证:敏捷制造要把全世界范围内的优势力量集成在一起, 因此敏捷制造系统必须采取开放结构。

敏捷制造在企业中的应用：数字医疗设备看起来是很复杂的一个系统, 但其核心就是软件, 软件部分是构成其价值的主要部分, 也是主要利润所在。

而之前CT扫描机一直被美国，日本，德国和荷兰这四个国家垄断着。

直到1997
年，我国东软集团成功研发了我国第一台具有自主知识产权的数字医疗设备———CT扫描机, 并在1997 年底成功推向市场，打破了国外市场的垄断。

在东软成功的背后，敏捷制造中的虚拟制造技术起了很大的作用。

东软集团的虚拟制造运作模式可以概括为“两头在内, 中间在外”。

其中研发设计师“一头”，产品组装调试和营销为另“一头”；中间是指数字医疗设备产品的零部件制造方面, 东软包括20 余种部件和480 余种零件企业外部中间环节。

“中间在外”是指这些零部件一律外包给国内外知名机械制造企业生产,关键部件还到国外采购。

通过现代网络通讯技术，及时和外部企业联系，协调解决问题。

东软的虚拟制造的流程从产品设计开始, 然后形成技术文件, 委托外协厂加工制造,部件加工件由外协厂进行加工、装配, 构成部件总成,再经过生产过程的质量检验,才能验收部件或零件,送到公司进行产品总装。

在产品设计初期, 公司技术人员会跟踪产品的加工过程,及时改进产品设计。

产品加工完成后, 公司由指定的产品检验工程师直接到外协厂进行检验, 检验合格后方可入厂装配。

如发现质量问题, 及时在外协厂解决。

外协伙伴的选择主要是通过相互沟通、考察通过谈判或招标达成协议。

对个别达不到要求的外协厂家终止合作,另择新的外协伙伴。

在这样的虚拟制造模式下, 公司不建厂房, 不进设备, 不聘工人,只负责CT机的“心脏”计算机软件技术和“全身”整机组装调试和销售,而机器的主计算机、电子元件、部件等则选择最好的生产厂家完成。

在公司宽敞洁净的组装调试车间里, 没有任何生产加工设备, 只有摆放有序、等待组装的散件和整机产品;没有机器运转的轰鸣声, 只见技术人员的身影。

就是在这种新的生产方式的新的工厂, 东软生产出中国
的数字医疗设备。

东软在机械制造方面没有优势, 其制胜之道就在于尝试“两头在内、中间在外”的“虚拟制造”模式。

东软利用这种模式的特点是
基于对市场机遇、公司内外部条件的分析, 对价值链进行重构, 提升产品市场竞争力, 使企业获得持续成功。

其重构的路径首先是“分解”, 即将价值链中的零部件制造业务拆分出去,第二是“整合, 整合利用公司外部的专业化制造资源,从而降低成本、提高效率、充分发挥自身核心竞争力和增强企业对环境的迅速应变能力[2]。

可重构制造：在上个世纪90年代，最早开始对可重构制造系统提出研究。

受到了学术界，政府和工业界的重视和大力支持。

1996年美国Michigan大
学工程研究中心在美国国家自然基金的资助下从事可重构制造系统的系统级
设计、可重构机床及其控制器设计和降低斜升（ramp-up time）时间等方面
的研究[3]。

可重构制造系统一种能按市场需求变化和系统规划与设计的规定 , 以重排(重新组态) 、重复利用和更新系统组态或子系统的方式,实现低的重
组成本 ,短的设计建造时间和短的过渡斜升时间 ,高的质量和投资效益, 快
速调整制造过程、制造功能和生产能力的可变系统[5].在最初就设计成为可快速改变结构、由硬件与软件的构件组成的制造系统。

可以按市场需求变化和
系统规划与设计的规定，以重排（重新组态）、重复利用和更新系统或子系
统组态的方式，实现低的重组成本、短的系统研制周期和斜升时间、高的质
量和投资效益、快速调整制造过程、制造功能和制造生产能力的可变制造系统。

可重构制造系统的成本要比柔性制造系统的低, 它甚至低于刚性生产
线 . 这是由于可重构制造系统具有定制的生产率和功能, 并且具有扩展和
升级的能力 . 也就是说在相同的系统中, 通过增加轴运动、辅助装置、刀具容量, 提高加工能力等方法, 系统便可照所需批能力生出各种类型定制、复杂程度不一的产品, 达到按需分配的最佳状态[5]
可重构制造系统的特点，主要体现在以下几个方面[4]:（1）模块化：系统的组件（硬件和软件）采取模块化设计；（2）可集成性: 系统及其组件易于集成和更新；（3）可转换性: 现有产品类型间制造的快速切换以及系统快速调整生产新的产品类型；（4）可诊断性: 迅速发现系统质量、可靠性问题的根源；（5）定制：调整系统的产量和功能适应市场需求的变化；
可重构制造系统的应用：从几何学的角度讲 ,曲面的形成是一条母线沿着一条导线做一定规律运动形成的轨迹。

即零件表面形成三要素为 : 母线、导线和一定规律运动。

以三要素功能模块为可重构粒度对可重构机床进行模块化创建和划分○1,这种模块分原理具有显著的优点。

在慢走丝电火花线切割机床模块划分设计上得到了应用 ,探讨了在可重构理念指导下慢走丝电火花线切割机床系统通用化、模块化、系列化和标准化模块设计要点 ,为可重构机床的研究、设计和制造打下了比较好的基础。

结语：随着现代制造企业生产理念不断变化。

各种不同的现代制造模式也应运而生。

除了以上详细介绍的两种制造系统外，还有很多已经成熟并得到应用先进制造系统。

当然或许还有一些先进的制造模式正在被使用，但还未得到具体的研究分析。

制造企业也要紧随时代的步伐，积极接受先进的制造系统，加以运用，创新，是的企业在竞争中得以生存。

注：
○1基于三要素模块为可重构粒度的可重构电火花线切割机床模块化创建与划分的纤细过程见《电火花线切割机床可重构模块划分的理论和应用研究》赵庆志。

[1]华北电力大学[z]。

机械工程系。

[2] 王帆 ,徐琦. 虚拟制造领域的国内外典型案例分析及启示[c].经营与管理2009 .06 .017
[3] KOREN Y, HEISEL U, JOVANE F, et al. Reconfigurable manufacturing systems[J]. CIRP Annals,1999,48(2):527-540.
[4]MEHRABI M G, ULSOY A G, KOREN Y. Reconfigurable manufacturing systems and their enabling technologies[J]. International Journal of Manufacturing Technology and Management, 2000, 1(1): 113-130. [5]罗振璧,盛伯浩 ,赵晓波等 . 快速重组制造系统 .中国机械工
程,2000 .12(s):500 ~505。