1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文a公司精益可重構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)研究姓名：王曉琰申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：物流工程指導(dǎo)教師：李樹(shù)剛;吳杰20091201a公司精益可重構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)研究摘要本文從國(guó)內(nèi)某電梯企業(yè)（下文簡(jiǎn)稱a企業(yè)）面臨的實(shí)際問(wèn)題和需求岀發(fā), 對(duì)制造企業(yè)的核心系統(tǒng)-制造系統(tǒng)的生產(chǎn)模式進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。提岀精益可重 構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)是更具柔性，更能適應(yīng)市場(chǎng)環(huán)境變化的一種生產(chǎn)模式，選擇最適 合自己企業(yè)的制造系統(tǒng)模式，這對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有重要意義，能夠使企業(yè)長(zhǎng) 期擁有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、保證持續(xù)發(fā)展。論文以公司核心部件永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)該產(chǎn)品 的工藝流程進(jìn)行分析之后，提出一般精益可重構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要遵循的七個(gè)

2、 步驟疊代過(guò)程:1,選擇一組產(chǎn)品；2,識(shí)別機(jī)器共用；3,識(shí)別主要的價(jià)值流；4, 關(guān)鍵路徑的映射；5,觀察并分析浪費(fèi)；6,為關(guān)鍵或次關(guān)鍵途徑映射未來(lái)狀態(tài) 圖；7,識(shí)別新的重要的途徑并重復(fù)此過(guò)程。最后本文通過(guò)對(duì)a企業(yè)實(shí)際案例的研究，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)有工 藝流程存在的問(wèn)題進(jìn)行深層次的剖析，運(yùn)用上述系統(tǒng)設(shè)計(jì)疊代過(guò)程，找出問(wèn) 題，解決了問(wèn)題。證明了精益可重構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程是有效的，有很強(qiáng)的 實(shí)用性和實(shí)用價(jià)值，并且也具有一定的普遍性，大部分制造業(yè)企業(yè)都可以將 本文提出的精益可重構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程應(yīng)用到實(shí)際工作中去。關(guān)鍵字：精益生產(chǎn)，可重構(gòu)系統(tǒng)，制造系統(tǒng)，產(chǎn)品分組study on the lp &a

3、mp; reconfigurablemanufacturing systems of a companyabstractthis paper focuses on the practical problems and requirements faced by a domestic elevator company(which is short for a company below ), and the study on the production model of manufacturing system is applied. the paper provides a manufact

4、uring mode which is more flexible and better adjustable to the change of market therefore the company can choose the one that was most suitable for their own company. all those have an effect on the further development for the company, and offer the company a competitive advantage so that ensure the

5、 sustainable development.a reconfigurable lean production framework for the permanent magnet synchronous gearless traction machine is proposed, which is the company's core components the framework follows an iterative procedure based on the set of seven steps listed below: 1. select a product fa

6、mily;2. identify machine sharing;3. identify the main value stream;4. map the critical path;5 identify and analyse wastes;6. map the future state for the critical/sub-critical path;7. identify the new critical path and iterate the process.finally, the paper demonstrates the efficiency of the design

7、process for the lean reconfigurable manufacturing system by the research of the practical case of a company. the results of the cased study show that it has much utilities and practical values, moreover, it has a certain universality. therefore, most manufacturing enterprises can apply the lean reco

8、nfigurable manufacturing system design process discussed in this paper to practicekey words: lean production, reconfigurable system, manufacturing system , classify products上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立 進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不 包含任何其它個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究 做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中

9、以明確方式標(biāo)明。本人完全意 識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：王曉琰日期：2010年01月25日上海交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論 文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分 內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保 存和匯編本學(xué)位論文。保密口在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。 本學(xué)位論文屬于不保密口。（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“p”）學(xué)位論文作者簽名：王曉琰指導(dǎo)教師簽名：李樹(shù)剛?cè)掌冢?010年01月25日日期：2010年01月2

10、5日第一章緒論1.1國(guó)內(nèi)外制造業(yè)目前狀況管理大師彼得杜拉克曾經(jīng)提出：“制造業(yè)是社會(huì)財(cái)富的源泉”，說(shuō)明了制造業(yè)在整個(gè) 國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)的重要地位。自20世紀(jì)90年代初起，中國(guó)經(jīng)濟(jì)逐步從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)走向市場(chǎng) 經(jīng)濟(jì)、從買方市場(chǎng)走向賣方市場(chǎng)、市場(chǎng)對(duì)外開(kāi)放程度進(jìn)一步加深，中國(guó)國(guó)內(nèi)包括制造業(yè)企 業(yè)在內(nèi)的大部分企業(yè)都開(kāi)始感受到了越來(lái)越激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和越來(lái)越大的企業(yè)發(fā)展壓力。 隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加快和中國(guó)加入世界貿(mào)易組織，國(guó)內(nèi)的制造業(yè)企業(yè)已經(jīng)面臨或者參 與了和世界范圍內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的正面交鋒。同時(shí)，中國(guó)市場(chǎng)的整個(gè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境也越來(lái)越與國(guó)外 趨同，即表現(xiàn)出不穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)，主要是現(xiàn)在的技術(shù)、產(chǎn)品和顧客的需求處在快 速

11、地變化中，而且變化的速度日益加快。在這種不斷變化的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，企業(yè)要求得生存 和發(fā)展將比過(guò)去更加困難。國(guó)內(nèi)的制造業(yè)企業(yè)采用什么手段來(lái)保持自身的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，從而 求得長(zhǎng)期的生存和發(fā)展，并在與國(guó)外對(duì)手的競(jìng)爭(zhēng)中取得勝利將是一個(gè)必須盡快解決的重要 問(wèn)題。國(guó)內(nèi)制造業(yè)企業(yè)的健康發(fā)展也已經(jīng)成為中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的一個(gè)重要影響因 素。“真正過(guò)剩的是缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的大量生產(chǎn)方式的生產(chǎn)能力，而具有競(jìng)爭(zhēng)力的精益生產(chǎn)方 式的生產(chǎn)能力是嚴(yán)重缺乏的”1。這一令人耳目一新的結(jié)論，不僅使世界工業(yè)界而且使世 界經(jīng)濟(jì)界都為之一振。它使人們?cè)诓粩嘧兓氖澜缯谓?jīng)濟(jì)形勢(shì)下，重新認(rèn)識(shí)問(wèn)題，重新 定位自己。同時(shí)，也為解決不斷困擾人們的生產(chǎn)能

12、力過(guò)剩、地區(qū)貿(mào)易不平衡等諸多問(wèn)題提 出了新的思路。在實(shí)踐應(yīng)用中，先進(jìn)的制造戰(zhàn)略已經(jīng)成為很多國(guó)外企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、贏 得優(yōu)勢(shì)地位的一項(xiàng)利器。日本豐田汽車jit的成功是最好的例證，精益生產(chǎn)(lean production)、敏捷制造(agile manufacturing)和大規(guī)模定制(mass customization) 則是制造戰(zhàn)略的先進(jìn)模式、最新發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)。以“消除一切浪費(fèi)，力爭(zhēng)盡善盡美” 為精髓的精益生產(chǎn)方式，也在我國(guó)汽車行業(yè)、機(jī)械行業(yè)，乃至其他產(chǎn)業(yè)和商業(yè)、服務(wù)業(yè)引 起了廣泛的共鳴。不少企業(yè)把推行精益生產(chǎn)方式，作為企業(yè)提高現(xiàn)代化企業(yè)管理水平的重 要契機(jī)，聯(lián)系企業(yè)實(shí)際學(xué)習(xí)、研究、實(shí)

13、踐精益生產(chǎn)方式的基本思想，并取得了滿意的成效。1.2論文選題背景概述a企業(yè)是國(guó)內(nèi)一家合資企業(yè)，擁有電梯產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售和服務(wù)的綜合能 力。a企業(yè)生產(chǎn)的電梯產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量處于國(guó)內(nèi)同行最優(yōu)秀之列，其市場(chǎng)占有率、 銷售額和利潤(rùn)率等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已連續(xù)多年排名中國(guó)電梯制造業(yè)前茅，其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和制造 能力也位居行業(yè)前列。近年來(lái)整個(gè)電梯行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)也已經(jīng)隨著中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的步伐體現(xiàn)岀多變的特性。 顧客、市場(chǎng)對(duì)電梯產(chǎn)品的需求開(kāi)始呈現(xiàn)出越來(lái)越多的個(gè)性化需求。同時(shí)，由于近年來(lái)國(guó)家 采取積極的財(cái)政政策，鼓勵(lì)房地產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)的投資，因此處于其下游的電梯制 造業(yè)也已經(jīng)連續(xù)3年出現(xiàn)了快速增長(zhǎng)，并且行

14、內(nèi)權(quán)威人士預(yù)計(jì)這種增長(zhǎng)勢(shì)頭還將保持多 年。中國(guó)電梯市場(chǎng)的年需求量也將超過(guò)美國(guó)和日本而成為世界第一。這些都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了當(dāng) 初對(duì)電梯行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)。進(jìn)入21世紀(jì)，電梯的核心技術(shù)又在醞釀?dòng)忠淮物w躍。作為電梯機(jī)械核心部件的釆用 永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的曳引機(jī)（以下簡(jiǎn)稱為pm曳引機(jī)）設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的成熟必將使其替 代傳統(tǒng)的齒輪副或者蝸桿副曳引機(jī)。在國(guó)外市場(chǎng)，這次的技術(shù)發(fā)展已成為事實(shí)。以a企業(yè) 的國(guó)外合資方為例，目前其傳統(tǒng)有齒輪曳引機(jī)的年產(chǎn)量已經(jīng)下降到前幾年的10%以下，而 代替它們的全部都是pm曳引機(jī)。在中國(guó)市場(chǎng)，雖然近幾年使用pm曳引機(jī)的電梯產(chǎn)品的市 場(chǎng)需求有了迅速的增長(zhǎng)，但其仍然處于市場(chǎng)導(dǎo)入期或者在成長(zhǎng)

15、的初期，其絕對(duì)需求量對(duì)于 傳統(tǒng)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)還微不足道。然而，由于pm曳引機(jī)在降低電梯使用能耗、降低噪音、避免 油污染、縮小機(jī)房面積等方面相對(duì)于傳統(tǒng)有齒輪曳引機(jī)有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此技術(shù)替 代必將在未來(lái)若干年后發(fā)生。對(duì)于a企業(yè)來(lái)說(shuō)，pm曳引機(jī)技術(shù)作為今后若干年內(nèi)，電梯核心技術(shù)發(fā)展方向已經(jīng)是 一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，那么在這個(gè)新、老技術(shù)交替的時(shí)期，a公司應(yīng)該加大對(duì)pm制造技術(shù)的 研究以及生產(chǎn)模式的探索，來(lái)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)對(duì)新技術(shù)的接受與需求。1.3論文擬解決的問(wèn)題和論文的基本結(jié)構(gòu)本文旨在通過(guò)對(duì)日本豐田生產(chǎn)理念、精益生產(chǎn)方法與可重構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)方面的研究，總 結(jié)出一些具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值并行之有效的制造系統(tǒng)模式的設(shè)計(jì)理論與方

16、法。然后將這些理 論和技術(shù)方法在a企業(yè)目前面臨的曳引機(jī)技術(shù)變化和產(chǎn)能不斷擴(kuò)大的實(shí)際案例中進(jìn)行應(yīng) 用研究，來(lái)驗(yàn)證其有效性。本文的結(jié)構(gòu)如下，文章的第二章首先研究了豐田生產(chǎn)系統(tǒng)的主要思想和精益生產(chǎn)中價(jià) 值流圖分析法，包括可重構(gòu)制造系統(tǒng)的理論闡述和分析。其次，在第三章中本文提出了制 造企業(yè)精益可重構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程與方法。論文的第四章在a企業(yè)的實(shí)際案例研究 中，應(yīng)用本文提出的精益可重構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，來(lái)驗(yàn)證其有效性。第二章與本課題相關(guān)的研究現(xiàn)狀2.1豐田生產(chǎn)的主要思想每當(dāng)說(shuō)起要學(xué)習(xí)先進(jìn)生產(chǎn)方式時(shí)，大家都會(huì)自然想到了汽車工業(yè)，而在汽車工業(yè)里又 要算豐田的生產(chǎn)管理理念是大家所最推崇的

17、。那么，豐田生產(chǎn)體系到底是怎樣一種生產(chǎn)模 式呢？豐田生產(chǎn)體系是及時(shí)生產(chǎn)具體化的看板系統(tǒng),它也是堅(jiān)持以人為本的系統(tǒng)2。豐田生產(chǎn)系統(tǒng)的思想基礎(chǔ)是認(rèn)識(shí)日本的特征：第一個(gè)特征是自然資源的匱乏，這使它必須進(jìn)口包括食物在內(nèi)的大量原料。與歐洲和 美國(guó)相比，就原材料方面而言，日本處于不利的地位。為了突破這種障礙，日本工業(yè)就必 須盡量生產(chǎn)比其他國(guó)家有更高凈利潤(rùn)和更低生產(chǎn)成本的高質(zhì)量產(chǎn)品。這是豐田認(rèn)識(shí)到的第 一個(gè)問(wèn)題，就像大野耐一先生曾說(shuō)過(guò)：“我認(rèn)為只要杜絕浪費(fèi)，生產(chǎn)效率就有可能提高10 倍”。第二個(gè)特征是日本的工作觀念，例如覺(jué)悟和態(tài)度，同歐洲和美國(guó)不同，日本工作觀念 包括：（1）集體意識(shí)，平等感，不斷進(jìn)取，勤奮

18、。（2）高等教育帶來(lái)的人力資本優(yōu)勢(shì)。（3） 日常生活圍繞工作展開(kāi)。這些日本特征已經(jīng)反映在企業(yè)的運(yùn)行中。例如，有如下傳統(tǒng)：（a） 一生雇傭系統(tǒng)，（b）存在工人協(xié)會(huì)，（c）車間工人和白領(lǐng)職員之間有很小的差別，（d）員工 有晉升為管理層的機(jī)會(huì)。這已經(jīng)成為促使職員與公司同心協(xié)力的重要方法。同時(shí)，與歐洲 國(guó)家不同，日本很少有外籍員工的問(wèn)題。對(duì)于由此而形成勞工環(huán)境來(lái)說(shuō)，日本的境況要比 美國(guó)和歐洲國(guó)家好。為了利用日本的優(yōu)勢(shì)，在制造業(yè)中，最大程度發(fā)揮工人能力是重要的， 這是豐田認(rèn)識(shí)到的第二個(gè)問(wèn)題。認(rèn)識(shí)到以上兩個(gè)問(wèn)題，豐田就按照下面兩個(gè)想法來(lái)規(guī)劃和管理它的生產(chǎn)系統(tǒng)6。首先, 對(duì)應(yīng)于認(rèn)識(shí)到的第一個(gè)問(wèn)題，要努力實(shí)現(xiàn)

19、低成本生產(chǎn)，即'通過(guò)消除浪費(fèi)降低成本'，這 涉及到了建立一個(gè)完全消除浪費(fèi)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)假設(shè)，除了對(duì)生產(chǎn)至關(guān)重要的最少量的設(shè) 備、原料、零件和工人，其他的都是多余的且只會(huì)提高成本。相應(yīng)于認(rèn)識(shí)到的第二個(gè)問(wèn)題， 即日本的勤奮、高能力和有相應(yīng)權(quán)利的勞工環(huán)境，要'充分利用員工的能力簡(jiǎn)而言之， 要關(guān)心員工。要建立一個(gè)員工可以發(fā)揮全部潛能的體系。為了使這個(gè)體系具體化，豐田重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了'準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)'和'自動(dòng)化2.1.1準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)是一種通過(guò)適應(yīng)變化而使訂貨至交貨時(shí)間大大縮短的手段，其中要使'所有 的工序用必需的時(shí)間生產(chǎn)必需的零件以及所有零件結(jié)合在一起的必

20、需的存貨最少s通過(guò) 檢測(cè)庫(kù)存量指標(biāo)和訂貨至取貨時(shí)間作為參考變量，這種生產(chǎn)體系揭示了設(shè)備和員工的過(guò) 剩。1, 拉式的工序:準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)的第一個(gè)要求就是使所有過(guò)程快速了解'所需的時(shí)間和數(shù) 量在一般的生產(chǎn)體系中，有如下要求：產(chǎn)品的生產(chǎn)安排就是對(duì)不同零件的生產(chǎn)規(guī)劃以 及不同工序的說(shuō)明，這些工序按照它們的調(diào)度表來(lái)生產(chǎn)各零件，前面工序?yàn)橄旅婀ば蛱峁?零件。然而，可以看出這種方法很難使生產(chǎn)適應(yīng)變化。問(wèn)題的原因是：準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)是在必要 時(shí)機(jī)，通過(guò)必需數(shù)量的工序，生產(chǎn)的零件裝配成汽車從而成為了公司的最終產(chǎn)品。如果是 傳統(tǒng)的生產(chǎn)體系，僅可以準(zhǔn)確知道最后一條裝配線的必需時(shí)間和零件數(shù)量。因此，就可以 知道最后一條裝配

21、線前面的工序。先前的工序獨(dú)立于接下來(lái)的工序而生產(chǎn)零件。對(duì)于這些 零件的生產(chǎn)，前一個(gè)工序從再前一個(gè)工序處獲得必需的零件。通過(guò)把所有的工序按照鏈的 方式連接在一起，整個(gè)公司就能進(jìn)行準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)了。2, 模塊化的生產(chǎn)和運(yùn)輸：生產(chǎn)的第二個(gè)要求是所有工序都要達(dá)到一種狀態(tài)，即每個(gè) 工序生產(chǎn)一件、一次運(yùn)輸一件而且在設(shè)備和工序間都只有一件存貨。這意味著沒(méi)有工序生 產(chǎn)多余的數(shù)量，在工序間也沒(méi)有多余的存貨。因此，每一道工序都要達(dá)到一種只生產(chǎn)和運(yùn) 輸一件的狀態(tài)，直到最后一條裝配線。簡(jiǎn)而言之，所有的工廠都拒絕批量生產(chǎn)和批量運(yùn)輸。 豐田通過(guò)大大地縮短建立時(shí)間、改善生產(chǎn)方法從而成功地減少了批量，改善的方法包括消 滅工序中的在

22、制品存貨，改善的方法還包括改善由重復(fù)的混合裝載的運(yùn)輸方式。3, 穩(wěn)定產(chǎn)量：為了使生產(chǎn)成為可能，首先就是在最后的裝配線上穩(wěn)定產(chǎn)量。總經(jīng)理 決定生產(chǎn)量。豐田的最后裝配線是混合生產(chǎn)線。計(jì)劃書(shū)確定的月產(chǎn)汽車數(shù)量除以工作天數(shù) 取平均數(shù)就是日產(chǎn)量。針對(duì)每一天的生產(chǎn)程序，計(jì)算每一輛不同規(guī)格的汽車的生產(chǎn)節(jié)奏， 為了使所有規(guī)格的車輛都在各自生產(chǎn)節(jié)奏內(nèi)生產(chǎn)出來(lái)，要求不同規(guī)格的汽車可以互相切 換。如果最終裝配線像上面那樣確定產(chǎn)量，所有工序的拉式生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)男∨克绞枪?定的。生產(chǎn)量的第二個(gè)重點(diǎn)就是只生產(chǎn)可能賣掉數(shù)量的產(chǎn)品，一方面根據(jù)市場(chǎng)變化調(diào)整產(chǎn) 量，另一方面在某一范圍內(nèi)盡可能平穩(wěn)的生產(chǎn)。即使在當(dāng)月產(chǎn)量已經(jīng)確定的

23、情況下，豐田 仍會(huì)根據(jù)每天的情況對(duì)不同規(guī)格的車輛做調(diào)整，而且即使已經(jīng)達(dá)到了總量，如果有滿足市 場(chǎng)變動(dòng)必要，豐田也會(huì)對(duì)月計(jì)劃做出變動(dòng)以盡可能減少市場(chǎng)波動(dòng)的沖擊。以上生產(chǎn)體系與 一般流水線生產(chǎn)體系相比較，前一個(gè)體系比后一個(gè)體系產(chǎn)量變動(dòng)小,因此，就有可能需要 更少的機(jī)器負(fù)載和更穩(wěn)定的員工數(shù)量。看板體系就是根據(jù)這三種普遍規(guī)律開(kāi)發(fā)的產(chǎn)量控制 系統(tǒng)。4, 在生產(chǎn)過(guò)程中消除浪費(fèi)：準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)體系的根本想法就是否定了存貨存在的價(jià)值。 在傳統(tǒng)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)中，存貨的存在作為一種應(yīng)對(duì)故障和需求波動(dòng)從而使產(chǎn)量平穩(wěn)的手 段。與之相反，豐田把庫(kù)存量看作困境和不利因素，把實(shí)際的最大庫(kù)存量看做是多于所需 量的'過(guò)量生產(chǎn)

24、'，是生產(chǎn)成本的最大浪費(fèi)。我們認(rèn)為存貨由過(guò)量生產(chǎn)引起，這是因?yàn)樽?糟糕的浪費(fèi)是可以補(bǔ)救的隱形浪費(fèi)，例如員工與工序的不平衡，各種工序的障礙，工人的 等待吋間，多余的員工，過(guò)度的機(jī)器負(fù)載以及定期檢修的不足。這些潛在的浪費(fèi)使員工很 難施展他們的能力甚至成為公司改革的持久障礙。2.1.2自動(dòng)化豐田用“自動(dòng)化''表示當(dāng)一個(gè)異常或有缺陷的狀況發(fā)生，可以使機(jī)器或操作停下來(lái)。簡(jiǎn)而言之，它的顯著特點(diǎn)是當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或機(jī)器有缺陷吋，設(shè)備和整個(gè)生產(chǎn)線停下來(lái), 任何有工人的生產(chǎn)線都能停下來(lái)。自動(dòng)化，如此重要的原因如下：a,預(yù)防生產(chǎn)過(guò)剩。如 果當(dāng)生產(chǎn)過(guò)多的數(shù)量時(shí)，設(shè)備停下來(lái)，就不會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)剩的

25、情況。這樣，就可以使生產(chǎn) 準(zhǔn)確的進(jìn)行。b,很容易控制異常的情況。只需直接關(guān)注停下來(lái)的設(shè)備和停下來(lái)的工人就可 以掌控異常情況了。這是組成'充分利用員工才能'休系的一個(gè)重要的要求。豐田公司為實(shí)現(xiàn)洎動(dòng)化"做了無(wú)數(shù)的改進(jìn)。充分利用員工才能，這是豐田最大限度的利用日本勞工環(huán)境及卓越員工的第二個(gè)根本想法。它建立了一個(gè)以人為本的體系，重點(diǎn)如下：（1）通過(guò)員工消除浪費(fèi)；（2）關(guān)心員工安 全；（3）通過(guò)給予他們信賴和權(quán)利而使員工自我展現(xiàn)才能。通過(guò)員工整體消除浪費(fèi)：只有 勤奮員工專注于提升產(chǎn)品的凈利潤(rùn)才會(huì)讓員工意識(shí)到工作的價(jià)值。那么使增值降低的浪費(fèi)活動(dòng)有什么？哪些我們必須消滅呢？首先，工

26、人的活動(dòng)會(huì)伴隨著制造過(guò)剩的浪費(fèi)。原材料處理的整個(gè)過(guò)程在設(shè)備和工序間進(jìn)行，造成了大量的存貨浪費(fèi)。通過(guò)構(gòu)建準(zhǔn)吋生產(chǎn)體系，豐田可以有效的降低浪費(fèi)。然而，盡管生產(chǎn)過(guò)剩的浪費(fèi)降低了, 如果因此工人開(kāi)始浪費(fèi)吋間，那么這就是無(wú)效的。在準(zhǔn)吋生產(chǎn)體系中，甚至當(dāng)設(shè)備有剩余 能力吋，也只生產(chǎn)接下來(lái)工序所需的數(shù)量。這樣，如果工人緊密結(jié)合在一起，工人就會(huì)閑 散。為了防止等待時(shí)間的浪費(fèi)，可以有如下改善：（i）通過(guò)給一個(gè)工人分配多種設(shè)備就會(huì) 使工人與機(jī)器分開(kāi)；（ii）在自動(dòng)生產(chǎn)線上設(shè)立工人的專區(qū)；（iii）裝配線不需要管理活動(dòng)。 第二個(gè)浪費(fèi)是使工人執(zhí)行不適合的操作。有危險(xiǎn)的操作、對(duì)健康不利的操作、需要巨大體 能的操作和單調(diào)

27、重復(fù)性的操作應(yīng)機(jī)械化、自動(dòng)化。第三個(gè)浪費(fèi)是由于故障造成的工人的轉(zhuǎn) 移。豐田通過(guò)c看板法，大大降低了這種浪費(fèi)。關(guān)心工人的安全：豐田的員工會(huì)竭力達(dá)到 產(chǎn)量。這樣，如果故障不是很嚴(yán)重他就不會(huì)停止操作。而且，會(huì)采取不標(biāo)準(zhǔn)的方法使生產(chǎn) 線運(yùn)行。如果有等待時(shí)間，他就會(huì)變得不耐心，最后開(kāi)始做一些額外的事情。然而，這種 異乎尋常的操作或額外的工作就會(huì)造成事故、故障或者是瑕疵。員工才能的自我展示：如今，國(guó)際普遍流行在生產(chǎn)車間尊重工人。豐田確信建立一個(gè)體系，使有能力的日本員工可以積極參與車間的運(yùn)行和改善，并能夠充分展示才能的 以人為本的基礎(chǔ)。作為此方法的第一步，豐田的所有員工都有權(quán)力停止他們控制的生產(chǎn)線。甚至是在

28、像最后裝配線這樣長(zhǎng)的生產(chǎn)線上，如果有任何不正常發(fā)生，例如工人發(fā)現(xiàn)自己跟 不上了或者發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤或是有瑕疵的零件，他可以按手邊的停止鍵使整條線停下來(lái)。不是 輸送帶控制人而是人控制輸送帶，這是尊重工人的第一步。第二步是，在豐田的所有車間, 工人都會(huì)被告知所生產(chǎn)的零件的最佳順序以及生產(chǎn)改進(jìn)的狀況。因此，工作分配及加班費(fèi) 的決定權(quán)就委托給了線長(zhǎng)，這就允許不用從管理部門(mén)得到命令就可控制生產(chǎn)。第三步是， 豐田工人可以參與改進(jìn)的體系。豐田的任何雇員都有權(quán)對(duì)他發(fā)現(xiàn)的浪費(fèi)做出改進(jìn)。在準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)體系中，所有的工序和車間都保持在沒(méi)有過(guò)剩的狀態(tài)，致使如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn) 故障整條線就會(huì)停止運(yùn)行并會(huì)影響整個(gè)工廠。所有人都很容易理解

29、改善的必要性。因此， 豐田竭力構(gòu)建一種工作環(huán)境，在此環(huán)境中不僅管理者和線長(zhǎng)可以，工人也可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。 這就叫'有形的控制'7。通過(guò)有形的控制，所有工人都積極改進(jìn)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。工人自身 有管理改善車間的權(quán)利和責(zé)任，這是豐田以人為本體系最大的特色。2.2精益生產(chǎn)的價(jià)值流圖分析法理解了豐田生產(chǎn)體系的基本思想以后，大家對(duì)該生產(chǎn)體系所要解決的問(wèn)題和目標(biāo)就有 了更清晰的認(rèn)識(shí)，那么執(zhí)行上述二種體系前的分析方法有很多種，近幾年又更深層次的總 結(jié)出豐田生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展，結(jié)合更多公司的實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)精益生產(chǎn)方法中的價(jià)值流分析 是一種比較直觀簡(jiǎn)單的方法。精益生產(chǎn)是一個(gè)最近興起的以豐田生產(chǎn)體系（toyot

30、a production system）為核心， 融合不同的工具，為消除浪費(fèi)以及更好的滿足客戶需要的全球性方法。“精益思想可以概 括為五個(gè)原則8：精確地確定特定產(chǎn)品的價(jià)值；識(shí)別出每種產(chǎn)品的價(jià)值流；使價(jià)值不間斷 地流動(dòng)；讓用戶從生產(chǎn)者方面拉動(dòng)價(jià)值；永遠(yuǎn)追求盡善盡美。”特別地，一旦定義了“價(jià) 值”，精益生產(chǎn)發(fā)展需要用“價(jià)值流”分析增值活動(dòng)和非增值活動(dòng)。此外，浪費(fèi)必須逐步 消滅。在專業(yè)的文獻(xiàn)中，不同的作者定義了一套工具構(gòu)造精益生產(chǎn)體系。價(jià)值流圖（vsm） 是一種關(guān)注生產(chǎn)過(guò)程中整體價(jià)值流的工具。價(jià)值流圖是應(yīng)用于描繪生產(chǎn)過(guò)程或整個(gè)供應(yīng)鏈 網(wǎng)絡(luò)的映射工具。它不僅描述物料流也描述控制生產(chǎn)的信息流。進(jìn)行價(jià)值流

31、分析意味著全 過(guò)程進(jìn)行研究，而不是單個(gè)過(guò)程；改進(jìn)全過(guò)程，而不是僅僅優(yōu)化布局。7運(yùn)用價(jià)值流圖分析的步驟可以表示為：第一步包括選擇一組產(chǎn)品作為改善的目標(biāo)，同時(shí)為選擇的產(chǎn)品價(jià)值流構(gòu)造企業(yè)現(xiàn)狀價(jià) 值流圖（csm）。企業(yè)現(xiàn)狀價(jià)值流圖必須根據(jù)從車間直接收集的數(shù)據(jù)，并用在圖1中列出的 固定標(biāo)準(zhǔn)圖標(biāo)畫(huà)出來(lái)。組裝 ct=l()sc0=15mut=85%制造處理框外部信號(hào)源數(shù)據(jù)箱存貨清單貨車運(yùn)送給客戶的成手動(dòng)的信息電子的信息操作員拉一式生產(chǎn)箭鹵1扌見(jiàn)程狀況用符號(hào)表不figi actual state map icons第二步包括觀察分析價(jià)值流中的浪費(fèi)。最后畫(huà)岀來(lái)一個(gè)“未來(lái)價(jià)值流圖(fsm) 59代表 消除了浪費(fèi)的

32、理想生產(chǎn)過(guò)程。同吋，未來(lái)價(jià)值流圖應(yīng)該用圖2中的標(biāo)準(zhǔn)的圖標(biāo)畫(huà)岀來(lái)。超級(jí)市場(chǎng)看板先入先出線0口0口負(fù)載平衡箱看板終點(diǎn)標(biāo)志信號(hào)看板改善爆發(fā)圖2未來(lái)狀況用符號(hào)表示3fig2 future state map icons價(jià)值流作圖的目的是突出浪費(fèi)之源，并通過(guò)實(shí)行一個(gè)短期內(nèi)可實(shí)現(xiàn)的未來(lái)狀態(tài)的價(jià)值 流來(lái)消除它們。目標(biāo)是將單個(gè)過(guò)程與其顧客通過(guò)連續(xù)流動(dòng)或拉動(dòng)聯(lián)系起來(lái)，建立一個(gè)生產(chǎn) 鏈，并且每個(gè)過(guò)程盡可能接近僅在顧客需要時(shí)按顧客要求的量生產(chǎn)。顯然，價(jià)值流中的有些浪費(fèi)會(huì)是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、已購(gòu)置的生產(chǎn)設(shè)備以及有些過(guò)程活動(dòng)相 距太遠(yuǎn)帶來(lái)的結(jié)果7。當(dāng)前狀態(tài)的這些特點(diǎn)可能無(wú)法立刻改變。你的未來(lái)狀態(tài)圖的第一個(gè) 重復(fù)步驟應(yīng)當(dāng)是接受

33、給定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、過(guò)程技術(shù)和工廠位置，從而探求盡快消除所有上述 因素引起的浪費(fèi)。隨后的步驟是著重你的產(chǎn)品、設(shè)計(jì)、技術(shù)和位置等。相比與其他映射工具，價(jià)值流圖有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：它構(gòu)成了精益生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)；它把內(nèi)部的生產(chǎn)過(guò)程同整個(gè)供應(yīng)鏈的生產(chǎn)能力聯(lián)系起來(lái)；它既揭示了物料流也揭示了信息流；它把“產(chǎn)品規(guī)劃''和“需求預(yù)測(cè)嗎“生產(chǎn)規(guī)劃"及“現(xiàn)場(chǎng)流程管制f聯(lián)系起來(lái);它包括與生產(chǎn)吋間相聯(lián)系的信息，也包括與庫(kù)存水平相關(guān)的信息2.3可重構(gòu)制造系統(tǒng)價(jià)值流圖分析找出了整個(gè)生產(chǎn)流程中存在的問(wèn)題，物料堆放、在制品多、換模時(shí)間長(zhǎng) 和非增值部分動(dòng)作多等，但如何消滅這些問(wèn)題，除了管理上手段外，更重要的是采取一

34、種 更能應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化的生產(chǎn)系統(tǒng)，此類系統(tǒng)的研究有很多，最近有研究表明一種兼于批量生 產(chǎn)系統(tǒng)和柔性系統(tǒng)之間的制造系統(tǒng)可重構(gòu)制造系統(tǒng)。所謂可重構(gòu)制造系統(tǒng)（reconfigurable manufacturing system）是指在結(jié)構(gòu)、硬件和 軟件組成中快速變化的開(kāi)端定義的，以使快速適應(yīng)產(chǎn)能及對(duì)應(yīng)于市場(chǎng)的突然變化和要求調(diào) 整的一部分系列的功能性。由于產(chǎn)能過(guò)剩和經(jīng)濟(jì)全球化，制造環(huán)境變得混亂而不確定。制造業(yè)被迫重新評(píng)價(jià)它的 生產(chǎn)模式，以使制造系統(tǒng)可以在時(shí)刻變化的環(huán)境下有效的設(shè)計(jì)和運(yùn)行，許多生產(chǎn)模式被提 出來(lái)。例如2005年5月的10-12日在密歇根大學(xué)舉行的可重構(gòu)制造系統(tǒng)的第三次會(huì)議上， 與會(huì)者關(guān)于

35、rms的定義進(jìn)行了公開(kāi)論戰(zhàn)。一些人堅(jiān)持rms （可重構(gòu)制造系統(tǒng)）是介于批量 生產(chǎn)系統(tǒng)和柔性制造系統(tǒng)（fms）間的一個(gè)制造系統(tǒng)，一些人認(rèn)為rms是一種柔性比f(wàn)ms 高的高級(jí)模式。與rms相關(guān)的問(wèn)題包括體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、配置布局和控制設(shè)計(jì)：1, 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定系統(tǒng)部件及其相互作用。相互作用是部件裝配時(shí)的選擇。rms 的體系要有盡可能多的系統(tǒng)變型，以使系統(tǒng)能應(yīng)付變化和不確定性。體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的階段有關(guān)。2, 控制設(shè)計(jì)決定了適當(dāng)?shù)墓ば蜃儎?dòng)，以使一個(gè)配置可以滿意地完成任務(wù)。控制設(shè)計(jì) 與生產(chǎn)系統(tǒng)的階段有關(guān)。3, 配置布局在給定體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的情況下決定了系統(tǒng)的可重構(gòu)性。一個(gè)配置就是所 選組件的集合；

36、一個(gè)配置可以最優(yōu)的完成給定的任務(wù)。配置布局與應(yīng)用系統(tǒng)的階段有關(guān)。可重構(gòu)制造系統(tǒng)的特征包括'模塊性'，可伸縮性'，可延續(xù)性,，可改變性，和，可 監(jiān)控性模塊性指硬件和軟件元素都被模塊化。可伸縮性是指系統(tǒng)從產(chǎn)量方面而言是可 伸縮的。可延續(xù)性是指系統(tǒng)和系統(tǒng)組件既為現(xiàn)在的組合設(shè)計(jì)也為將來(lái)引進(jìn)新技術(shù)而設(shè)計(jì)。 可改變性是指允許對(duì)現(xiàn)存的產(chǎn)品完全改變及對(duì)未來(lái)產(chǎn)品的快速適應(yīng)。可監(jiān)控性是指能快速 識(shí)別發(fā)生在大系統(tǒng)中的質(zhì)量和可靠性問(wèn)題。2.3.1體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)rms應(yīng)用的方案應(yīng)包含可重組的硬件系統(tǒng)和可重組的軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括可 重組的加工系統(tǒng)、可重組的固定設(shè)施系統(tǒng)、可重組的裝配系統(tǒng)和可重

37、組的物料輸送系統(tǒng)。1, 可重組的加工系統(tǒng)。模塊化的加工工具在市場(chǎng)上出現(xiàn)已經(jīng)超過(guò)十年了。使設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 化的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)建立，在七十年代也制作了標(biāo)準(zhǔn)組件的單位。為了使模塊化的機(jī)床高標(biāo) 準(zhǔn)且定制化，提出了先進(jìn)加工工具的組合配置(mosyn)的規(guī)劃。并聯(lián)機(jī)床(pkms)是可 重置機(jī)床的另一種類型。大多數(shù)可用的并聯(lián)機(jī)床是比常規(guī)機(jī)器更沒(méi)準(zhǔn)確性的昂貴機(jī)器。根據(jù)滿足模塊化、可積分性、專用性、可改變性和可監(jiān)控性的要求而設(shè)計(jì)，以使在迅速變化 的環(huán)境下，機(jī)器可以快速重置。2, 可重組的固定設(shè)施系統(tǒng)。對(duì)可重置固定設(shè)施系統(tǒng)的研究可以追溯到二十世紀(jì)六十年 代晚期，當(dāng)時(shí)模塊化的固定設(shè)施系統(tǒng)首先出名。它由許多基本的模塊組成，包

38、括探測(cè)器、 定位器和連接器。一些可重置固定設(shè)施系統(tǒng)應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，因?yàn)楣I(yè)機(jī)器人對(duì)于所安排 的不同任務(wù)很靈活。其他可重組的固定設(shè)施系統(tǒng)也是必需的。3, 可重組的裝配系統(tǒng)。可重組的裝配系統(tǒng)通常是自動(dòng)化的。如果機(jī)器人系統(tǒng)本身是 模塊化的系統(tǒng)，就很大程度改善了可重置性。事實(shí)上，模塊化的機(jī)器人設(shè)計(jì)是主要的研究 線索之一。系統(tǒng)的產(chǎn)能提升和可監(jiān)控性是其他的設(shè)計(jì)問(wèn)題。4, 可重組的物料輸送系統(tǒng)。少數(shù)的可重組的物料輸送系統(tǒng)正在開(kāi)發(fā)階段。該系統(tǒng)主要 的系統(tǒng)元件是自動(dòng)化的機(jī)器人。5, 更高水平的可重置系統(tǒng)。前面提到的系統(tǒng)都是機(jī)器水平或單元水平。一些系統(tǒng)是在 車間水平或系統(tǒng)水平。2.3.2控制設(shè)計(jì)一個(gè)rms控制的設(shè)

39、計(jì)的要求如下：(i )控制系統(tǒng)應(yīng)該是自動(dòng)化的，由于一個(gè)系統(tǒng)水平目標(biāo)分成單元的水平目標(biāo)。每個(gè) 單元需要總控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)它的目標(biāo)；控制系統(tǒng)應(yīng)該有能力整合和協(xié)調(diào)各單元來(lái)執(zhí)行系統(tǒng)水 平的目標(biāo)；(ii) 控制系統(tǒng)應(yīng)該是分散式的和模塊化的，因?yàn)橄到y(tǒng)部件是分散分布的；(iii) 控制系統(tǒng)應(yīng)該是開(kāi)放式的，以便可以更新控制部件。控制部件要依靠多種多樣 的生產(chǎn)系統(tǒng)、語(yǔ)言、網(wǎng)絡(luò)和資料庫(kù)；(iv) 控制系統(tǒng)應(yīng)該是可升級(jí)的，因?yàn)楫?dāng)功能性、生產(chǎn)率和使用的技術(shù)改變時(shí)，就需 要增加、消除或升級(jí)硬件；2.3.3配置布局傳統(tǒng)上，市場(chǎng)和生產(chǎn)被當(dāng)做兩個(gè)分開(kāi)的環(huán)境。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)(mss),例如：柔性制 造系統(tǒng)(fmss)和單元制造系統(tǒng)

40、(cmss)已經(jīng)被應(yīng)用于生產(chǎn)產(chǎn)品組合。然而它們的適用性不足 以應(yīng)對(duì)漸增的市場(chǎng)改變9。相比之下，柔性制造系統(tǒng)不僅可以快速適應(yīng)給定部分系列產(chǎn)品 的數(shù)量和類型的變化，還可以在現(xiàn)有系統(tǒng)下無(wú)限制的生產(chǎn)新產(chǎn)品。產(chǎn)品種類是評(píng)估制造系統(tǒng)的重要因素。一個(gè)可以生產(chǎn)很多種類產(chǎn)品的制造系統(tǒng)，與只 生產(chǎn)一種產(chǎn)品或有很多限制的產(chǎn)品族的制造系統(tǒng)相比，更容易配置。例如，如果制造系統(tǒng)' a，和制造系統(tǒng),b，都能生產(chǎn)分成不同系列的一些產(chǎn)品，如果a涉及兩個(gè)產(chǎn)品族而b只涉 及一個(gè)產(chǎn)品族，因而a比b更容易配置。產(chǎn)品族已經(jīng)作為把產(chǎn)品分配給機(jī)器設(shè)備的重要參 數(shù)而被應(yīng)用。圖3給岀了制造系統(tǒng)可以隨產(chǎn)品類型而定的制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變形。圖3隨

41、產(chǎn)品類型而定的制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變形4fig3 manufacturing system reconfiguration according on product's' variety如圖4所示，如專用剛性生產(chǎn)線(dmls)這樣傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)不能夠適應(yīng)市場(chǎng)的波動(dòng)， 而如柔性制造系統(tǒng)和單元制造系統(tǒng)這樣的制造系統(tǒng)會(huì)相應(yīng)的適應(yīng)需求的變動(dòng)。然而，它們 的適應(yīng)性對(duì)于需求的動(dòng)態(tài)變動(dòng)是不夠的。圖4隨著時(shí)間改變制造系統(tǒng)市場(chǎng)變化的影響4fig4 effects of market changes on mss over time為了彌補(bǔ)動(dòng)態(tài)的市場(chǎng)需求與制造系統(tǒng)能力的差距，為了在制造之前把成組的產(chǎn)品分成

42、 系列，就需要一條重置鏈。重置鏈10的重要任務(wù)是把相近的產(chǎn)品需求分組并選擇適當(dāng)?shù)南?列，這在重置階段后的可重構(gòu)制造系統(tǒng)布局中會(huì)使制造更有效率。如圖5所示，重置鏈?zhǔn)?可重構(gòu)制造系統(tǒng)策略與其戰(zhàn)略布局相結(jié)合的一種手段。圖5市場(chǎng)和制造系統(tǒng)間的重置鏈4fig5 reconfiguration link between market and mss在重置鏈中，產(chǎn)品類型首先根據(jù)市場(chǎng)需求和選擇。為了根據(jù)模塊組合布局，在范圍內(nèi) 所選的產(chǎn)品就要轉(zhuǎn)到產(chǎn)品布局階段。因此，獲得的單個(gè)單元的不同組合會(huì)促進(jìn)相同資源的 不同產(chǎn)品的生產(chǎn)。產(chǎn)品布局階段通過(guò)一個(gè)可重組制造系統(tǒng)的工藝布局更便利地整合模塊。 因此，為了快速獲得模塊組合

43、，在生產(chǎn)和工藝流程設(shè)計(jì)兩方面的模塊組合都會(huì)使生產(chǎn)元素的重置更便利。通過(guò)硬件和軟件的簡(jiǎn)單濃縮，模塊組合提高了對(duì)改變的適應(yīng)能力。一般地，在技術(shù)層次設(shè)計(jì)可重置制造系統(tǒng)的第一步是分析產(chǎn)品和市場(chǎng)需求，這也是可 重構(gòu)制造系統(tǒng)重置鏈的重要任務(wù)（圖6） o當(dāng)產(chǎn)品唯一時(shí)，那么不需要重置。一旦產(chǎn)品被 分成系列，就可以得到許多產(chǎn)品族的構(gòu)造。重置鏈把產(chǎn)品分組的任務(wù)轉(zhuǎn)到了分析和評(píng)價(jià)不 同可選項(xiàng)的下一階段。當(dāng)所選的系列是可重置制造系統(tǒng)技術(shù)層次上的一項(xiàng)投入時(shí)，這可以 作為重置鏈的最后一項(xiàng)任務(wù)。在圖6中，虛線被用于代表用適當(dāng)工具為產(chǎn)品族選擇模型的任務(wù)。由于這個(gè)問(wèn)題多準(zhǔn) 則的本質(zhì)，找到層次分析（ahp）的方法構(gòu)建模型，并分析以

44、可重組制造系統(tǒng)技術(shù)布局為 目標(biāo)的產(chǎn)品族選擇的任務(wù)。層次分析模型用來(lái)考慮市場(chǎng)的各個(gè)方面，以及在每一個(gè)配置階 段選擇最適當(dāng)?shù)南盗械闹圃鞓?biāo)準(zhǔn)。一定要檢測(cè)重置鏈中可重組制造系統(tǒng)布局，并分析每一 個(gè)配置階段。這要估計(jì)所選的產(chǎn)品族的rms布局及與需求間的差距。這種重新估計(jì)過(guò)程可 能導(dǎo)致rmss布局戰(zhàn)略政策的改變。rm站的設(shè)計(jì)策略重新設(shè)計(jì)或重新配置r ms h殳計(jì)的重置鏈制造要求分析和檢測(cè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)或開(kāi)發(fā)rmss的策略 應(yīng)計(jì)工序 求同產(chǎn)葩類型的成對(duì) 比較產(chǎn)品分組的定義評(píng)族的選圖6 rmss的回路設(shè)計(jì)和重置鏈4fig6 design loop and reconfiguration link of rmss在傳

45、統(tǒng)的制造系統(tǒng)中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程被認(rèn)為是分開(kāi)的。然而，在一種需求動(dòng) 態(tài)變動(dòng)的環(huán)境下，必須整合產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)。由于產(chǎn)品組合與產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)相 聯(lián)系，重置鏈內(nèi)也應(yīng)當(dāng)考慮產(chǎn)品和工藝流程設(shè)計(jì)的整合。2.3.4產(chǎn)品分組為制造不同的產(chǎn)品類型，在制造之前必須將產(chǎn)品分配成組。這才可能允許制造系統(tǒng)處 理更大范圍的客戶，同時(shí)也能提高一般制造系統(tǒng)的使用率。產(chǎn)品分組11可以看做可重構(gòu)制 造系統(tǒng)的一種需要，這是為了使變型產(chǎn)品的生產(chǎn)、材料購(gòu)買和生產(chǎn)管理更便利。產(chǎn)品分組的目的是開(kāi)發(fā)產(chǎn)品族和制造系統(tǒng)同時(shí)發(fā)展的系統(tǒng)。特別地，目標(biāo)是連接可重 構(gòu)制造系統(tǒng)的布局策略和它的技術(shù)策略。這一目標(biāo)通過(guò)根據(jù)過(guò)程需求將產(chǎn)品分類而實(shí)現(xiàn)。

46、術(shù)語(yǔ)'產(chǎn)品族'被定義為'有一個(gè)或更多共同特征的產(chǎn)品，這可以更方便地把產(chǎn)品聯(lián) 合起來(lái)規(guī)劃和控制，例如相似的資源或相似的市場(chǎng)需求因此，根據(jù)功能體系組合所需 要的操作相似性，產(chǎn)品可以分成系列。產(chǎn)品族的主要屬性12是系列內(nèi)的所有項(xiàng)目都有相似 的生產(chǎn)設(shè)備。這樣，任何可以生產(chǎn)系列中一個(gè)項(xiàng)目的生產(chǎn)線一定能生產(chǎn)此系列中的其他項(xiàng) 目。各種不同的部件分組方法應(yīng)用構(gòu)成經(jīng)典單元制造系統(tǒng)中機(jī)器單元，其中已經(jīng)識(shí)別了機(jī) 器和零件。這樣，相似的手段就用于預(yù)先確定機(jī)器的分組以及對(duì)應(yīng)使用機(jī)器單位的零件一 零件模型。單元制造系統(tǒng)本質(zhì)的概念最近被用到單元機(jī)器的迅速重組而不是實(shí)際單元的 自然遷移。盡管一個(gè)產(chǎn)品族

47、中提供的產(chǎn)品是市場(chǎng)壓力的一種接受性回應(yīng)，但是在其他的交易目標(biāo) 間也會(huì)有矛盾，例如低成本和高質(zhì)量。目前，有一種減少和限制產(chǎn)品種類數(shù)量的趨勢(shì)。為 了平衡市場(chǎng)需求和生產(chǎn)效率，可重構(gòu)制造系統(tǒng)中的重置鏈必須控制在生產(chǎn)計(jì)劃階段產(chǎn)品族 的變型。聚類分析方法通常對(duì)機(jī)器或零件應(yīng)用相似或相近的方法。傳統(tǒng)的分組方法通常需要提 前說(shuō)明機(jī)器、部件和制造單元的總量。當(dāng)沒(méi)有識(shí)別機(jī)器時(shí)，就要在制造前引進(jìn)一種方法來(lái) 把產(chǎn)品分成系列。然后綜合考慮制造和市場(chǎng)需求，為產(chǎn)品族的選擇開(kāi)發(fā)層次分析模型。產(chǎn)品配置就是在制造前將產(chǎn)品安排進(jìn)不同的系列。這是以從市場(chǎng)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中得到的 產(chǎn)品說(shuō)明為根據(jù)的。這允許制造系統(tǒng)涉及更廣范圍內(nèi)的客戶并提高了制

48、造資源的使用率。產(chǎn)品分組的方法(l) n種產(chǎn)品類型的可能分類n種產(chǎn)品類型的多種分類的最大值是gn/g!，其中n是產(chǎn)品類型的數(shù)量，g是取值在 1和n之間的系列的數(shù)量。這個(gè)公式根據(jù)是每個(gè)產(chǎn)品pi(l<i<n)可以被分配到g種可選 擇的系列fi(l<i<g)中(圖7)。考慮到對(duì)現(xiàn)有的系列沒(méi)有偏好設(shè)定，把產(chǎn)品類型分成系 列可能方式的最大值可以表示如下：nfcn=g!(2.1)其中nfc是把種n產(chǎn)品分至ug種系列中的系列構(gòu)造的數(shù)量，例如,如果n=20,g=5,那么 nfc=7.95e11.圖7把產(chǎn)品分成n個(gè)系列一可能構(gòu)造的總利4fig7 divide products to n/

49、series一the sum of configuration(2) 根據(jù)操作的相似性將產(chǎn)品分組單元制造系統(tǒng)中的大多數(shù)分組方法都根據(jù)通過(guò)零件機(jī)器矩陣將零件安排進(jìn)機(jī)器 單元的過(guò)程相似性。傳統(tǒng)的零件-機(jī)器矩陣aij代表了入口為t (o)的制造系統(tǒng)，t (o)表示機(jī)器i被用于生產(chǎn)加工零件j。成組技術(shù)(gt)的根本想法是在機(jī)器確定情 況下找出零件和制造過(guò)程的相似點(diǎn)。相比之下，這項(xiàng)研究根據(jù)制品技術(shù)規(guī)格和產(chǎn)品設(shè)計(jì)原 型階段定義的功能性，把成組技術(shù)中一般的零件機(jī)器矩陣轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品-操作矩陣13。 在機(jī)器決定了的情況下，這種產(chǎn)品-產(chǎn)量矩陣使產(chǎn)品分組更便利。在這部分，開(kāi)發(fā)一種根據(jù)jacard的相似系數(shù)把產(chǎn)品分成系

50、列的方法。所提出的方法 研究了用最新的相似度(ls)的最大值和產(chǎn)品族數(shù)量(nf)最小值從而使產(chǎn)品類型集中。因 此，提出了估量產(chǎn)品類型相似度的方法以使它們分成系列，方法如下：+&jcbaas(22)式中：sij 產(chǎn)品類型i和j的相似度，aij 生產(chǎn)類型i和j所需的相似操作的數(shù)量，bij 生產(chǎn)類型i需要而生產(chǎn)類型j不需要的操作的數(shù)量，cij 生產(chǎn)類型i不需要而生產(chǎn)類型j需要的操作的數(shù)量。生產(chǎn)范圍內(nèi)的所有產(chǎn)品都可以建立產(chǎn)品操作矩陣。為了說(shuō)明這種方法，表格1給出了一個(gè) 簡(jiǎn)單的例子。pi是i類型的產(chǎn)品，oj是j的操作。相似度在0到1的范圍內(nèi)波動(dòng)。上面的相似度的例 子可以如下計(jì)算：22+0+0tt

51、ttt-33si"o+2+3=02 + 1+1= 0.51+1+2表1產(chǎn)品操作矩陣的例子401 02 03 04 05pl 11p2 11 1p3 11p4 1 11表2例子屮問(wèn)題的相似度矩陣4pl p2 p3 p4p1 * 0 1 0.33p2 0 * 0 0.5p3 1 0* 0.25p4 0.33 0.5 0.25 *這種分組方法是挑出有最少操作相異點(diǎn)的產(chǎn)品類型，來(lái)把它們分到單個(gè)的系列中。首 先假定所有的產(chǎn)品是完全不同的，每種類型分配到各自的系列中。因此，產(chǎn)品族的最初數(shù) 量等于產(chǎn)品類型的數(shù)量。為了說(shuō)明這些方法是怎樣將產(chǎn)品分組的，表2所舉例子中成對(duì)的 比較了產(chǎn)品的相似度。矩陣是對(duì)

52、稱且值在1和0之間。產(chǎn)品1和3完全相似(值為1), 產(chǎn)品1和2,以及產(chǎn)品2和3沒(méi)有相似點(diǎn)(值為0)。矩陣中的值都在極限值0和1之間。相似度矩陣適用于創(chuàng)造產(chǎn)品族。假設(shè)所有產(chǎn)品最初都沒(méi)有分組，然后每一個(gè)都分到單 獨(dú)的系列fij中;i=l,2,3,4.初始解為 (1) ,(2) ,(3) ,(4) ,其中產(chǎn)品類型被分配到相對(duì)應(yīng)的系列，所以，1類型的產(chǎn)品被分到了 1系列，等等。接下來(lái)一步，在相似度矩陣中 有最高值的產(chǎn)品對(duì)被分進(jìn)一個(gè)單獨(dú)的系列。在我們的例子中，相似度為1的1類型產(chǎn)品和 3類型的產(chǎn)品被分組，導(dǎo)致產(chǎn)品組合為 (1, 3) , (2) ,(4),接著找最高的相似度來(lái)創(chuàng) 建新的產(chǎn)品族。在我們的例

53、子中，產(chǎn)品2和產(chǎn)品4的相似度為0.5就可以放進(jìn)另一個(gè)系列 中，其中給了給了可選擇的答案(1, 3) ,(2, 4) 。接下來(lái)產(chǎn)品1和產(chǎn)品4的相似度為0.33,這導(dǎo)致重新分組為 (1, 4) ,(2) ,(3) o然而，所有的產(chǎn)品已經(jīng)按更高的相似度分成了兩個(gè)系列。如表3所示，這個(gè)辦法包括了很多可選擇的方案，這些方案隨最新的相 似度(ls)和臨界值(th)而定。因此，最適宜的方案可以通過(guò)最新的相似度等于0.5, 產(chǎn)品族的數(shù)量為2的方法而得到。表3產(chǎn)品分組的例子solution ls value pl p2 p3 p4 nfinitial 1 fl f2 f3 f4 41 1 fl f2 f3 f4

54、 32 0.5 fl f2 f3 f4 2*3 0.33 fl f2 f3 f4 3這種分組的運(yùn)算方法可以通過(guò)如圖8所示得到。當(dāng)可重組制造系統(tǒng)引進(jìn)一個(gè)新的產(chǎn)品可能發(fā)生下面的情況：(1)新的產(chǎn)品被分配到現(xiàn)有的系列中，(2)新產(chǎn)品形成新的系列。開(kāi)始ls=1把所有的產(chǎn)品分到各自的組中計(jì)算sij的最大值否max sij>ls把ls相同的 產(chǎn)品分成一組是把這二個(gè)產(chǎn)品分到一個(gè)新組把產(chǎn)品從相似矩陣中除去，ls=max sij所有產(chǎn)品 都被分組結(jié)束圖8產(chǎn)品分組的運(yùn)算法則4fig8 classify products algorithms如圖8所示，在最初的步驟(ls=1)時(shí)，每個(gè)類型被分到不同系列中，換

55、句話說(shuō)，產(chǎn)品族 構(gòu)造的數(shù)量最少吋ls最大。隨著相似的的降低，產(chǎn)品族組合的數(shù)量在上升。如圖9所示， 由于產(chǎn)量隨著產(chǎn)品類型(ni)的數(shù)量i(i=l,2)變動(dòng)，其中n2>nl,可以得出更多系列的組合。圖9 ls與產(chǎn)品族組合數(shù)量(nf)的關(guān)系4fig9 the relation between ls and nf為了使前面形成的新產(chǎn)品的分組更方便，圖8的運(yùn)算法則可以改進(jìn)成圖10。這樣，通過(guò)把系列中產(chǎn)品相似的量連接起來(lái)，一個(gè)產(chǎn)品族就被看做相似度矩陣中的單個(gè)產(chǎn)品。這些連接起來(lái)的相似量就會(huì)和矩陣中的其他相似量進(jìn)行比較。換句話說(shuō)，當(dāng)一個(gè)新產(chǎn)品被分配到一個(gè)系列中相似度矩陣就會(huì)被更新。控制變量最新相似度(l

56、s)被臨界值取代，這由作為形成一個(gè)產(chǎn)品組合所需的最小相似度的重置鏈所決定。可重組制造系統(tǒng)利用把新產(chǎn)品連接到現(xiàn)有的系列考慮重置制造資源的最小量。開(kāi)始所有產(chǎn)品 都被分組找到sij的最大值結(jié)束max sij>th把產(chǎn)品加到一個(gè)新組或已存在的組通過(guò)把相似的產(chǎn)品放到一個(gè)系列中更新相似矩陣圖1()改善后的產(chǎn)品分組法則4fig 10 the improved classify products algorithms在上面的運(yùn)算法則中，一個(gè)產(chǎn)品族和不包括在此系列內(nèi)其他產(chǎn)品的相似量可以通過(guò)求它們各自相似量的平均值得到。例如，圖表2中的例子，產(chǎn)品1和3與產(chǎn)品4的聯(lián)結(jié)相似 度是p1與p4和p3與p4相似度的平

57、均值，即(0.33+0.25) /2,與表4中所給的值相同。表4例子屮問(wèn)題的聯(lián)結(jié)相似度矩陣4(p1,p3)p2 p4(p1,p3)* 0(0.33+0.025)/2p2 0 1 0.5p4 (0.33+0.025)/2 0.5 *(3) 產(chǎn)品族效率將產(chǎn)品分成系列后，在k分組階段產(chǎn)品族效率(pfek)如下定義：kkkglspef(23)其中，gk是k分組階段產(chǎn)品族的數(shù)量。configuration為組合，ls是前面提到的最新 相似度14。以(2)部分給定的例子為例，每種可能解決方案的pefk都可以如表5那樣計(jì)算。表5可選擇組合的產(chǎn)品族效率(pfek) 4solution ls configura

58、tion pef1 1 (1,3),(2),(4) 1/4=0.252 0.5 (1,3),(2,4) 1/3=0.333 0.33 (1,4),(2),(3) 0.5/2=0.254 0.25 (1,3,4),(2) 0.25/2=0.125(4) 產(chǎn)品的可配置性產(chǎn)品的可配置性(pc)被定義為把所有插入重置鏈的產(chǎn)品類型安排進(jìn)系列的能力。pc 可以根據(jù)被在供應(yīng)鏈中制造各種產(chǎn)品類型所需要的操作的相似量來(lái)確定，這在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階 段就確定了。為了量度出pc,我們定義一個(gè)產(chǎn)品-類型相似度公式：/洌 vsijji(2 4 )其中力sij是i類型和其他所有產(chǎn)品類型的總相似度，n是產(chǎn)品類型的總數(shù)量，avsi是類型i產(chǎn)品 和其他類型的相似度的平均值。這表明pc取值在0