第35卷 第1期
v01．35 No．1
河 北 工 业 大 学 学 报
JOURNAL OF HEBEI UNIVERSITY 0F TECHNOLOGY
2006年2月
February 2006
文章编号：1007-2373(2006)Ol一0034—05
基于管理理论的先进制造理论与实践
高 波 ，张凤香
(1，天津大学 管理学院，天津 300072：2河北经贸大学 外语学院，河北 石家庄 050071)
摘要 指出科学技术、社会生产力以及经济形式，是促成制造业生方式变革的决定性力量．这种力量是通过对管
理科学理论的影响而发生的．分析了人类社会制造业发展模式的阶段与特点，并在此基础上详细研究了先进制造
理论与实践的几种形式：即，计算机集成制造、并行工程、精益生产、敏捷制造、企业资源规划、全球制造等．
最后，本文认为，先进制造理论与实践的发展摸式体现为，基于管理科学理论的一条连续的科技创新曲线．
关 键 词 先进制造；计算机集成制造；并行工程；精益生产；敏捷制造；企业资源规划；全球制造
中图分类号 F270．7 文献标识码 A
The Advanced M anufacturing Theory and Practice
on the Base of M anagement Theory
GAO Bo ，ZHANG Feng—xiang
(1、School ofManagement,Tianjin University，Tianjin 300072，China；2．Department ofEnglish，Hebei Economics and Bussiness
University，Hebei Sh0iazhuang 050071，China)
Abstract This paper shows the scientific technology,the social productivity and the economic performance ale the de-
cisive powers to urge the change ofthe manufacturing form．This power’S perform ance is through the influence tO the man—
agement theory．This paper analysis the development ofthe social manufacture’S development and researches the types of
advanced manufacture theories and practice：Computer Integrated Manufacturing，Concurrent Engineering，Lean Pro—
duction and Agile Manufacturing，and SO on．In conclusion，the advanced manufacture theory and practice’S development
shows a continuum scientific creative curve on the base of management theory．
Key words advanced manufacture：computer integrated manufacturing；concurrent engineering；lean production；
agile manufacturing；enterprise resource plan；global manufacturing
科学技术、社会生产力以及经济形态，
对人类社会生产方式有十分重要的影响．
生产方式的每一次变革都与其有着密切的
关系，并在制造业生产方式的发展上得到
了体现．制造业生产模式是科学技术、经
济形态和生产力发展到一定阶段的产物．
科学技术、生产力和经济形态是制造业发
展的3大因素．当3个因素各自累积到一
定程度时，受到相应的制造需求的激发，
就会产生相应的制造技术与工具，使制造
理论与实践发生变革．图1表示出了3种
因素的发展水平与制造业发展阶段的对应
收稿 日期：2005—06—12
基金项目；国家自然科学基金 (70303019)
作者简介：高波 (1973．)，男 (汉族)，讲师
经济形态 三 至 _ 二二：二二 量茎三二
{ 经验管理 {科学管理l系统管理{ 现代管理 l l i {
_{——————————————卜———————l_———————卜——————————
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第1期 高波，等：基于管理理论的先进制造理论与实践
关系．表 1给出了科技发展水平及其相对应的生产方式、生产特点和市场特点．
表 1 制造业模式演化过程
Tab．1 Evolvement process of the manufacture model
从表 1可以看出，制造业的生产方式经历了：手工作坊、加工机床、自动化生产经、计算机集成制
造、敏捷制造与全球制造几个阶段 ⋯．
手工作坊阶段是制造业发展的初始阶段．产品的质量受加工手段的限制，生产周期很长，产量极
低，生产成本极高．以蒸汽机、电动机和内燃机为代表的动力机的发明，使加工效率有了较大提高，制
造业的生产方式并没有本质上的变化．
自动化生产线最早产生于 20世纪初，它不仅提高了企业的生产效率，还带来了企业管理思想和组
织模式的改变，主要体现在：1)劳动力的分工．每个工人只从事其中的一部分任务，从而提高生产线
效率；2)组织结构的变化．生产制造到交货形成了树形的自上而下统一的生产组织结构．刚性生产线
生产方式有较大局限性，即不可改变性对生产系统中的变化不适应，生产系统中任何变化都会影响到整
个企业生产制造．
1 先进制造的理论与实践
1．1先进制造技术的产生
先进制造技术是现代科学技术和生产力发展的必然结果．尤其是长期的管理理论发展形成的雄厚的
管理基础，为先进制造技术的成功应用提供了必要条件．自从 1911年科学管理理论提出后，历经科学
管理、系统管理两个发展阶段，到了80年代，制造业已经形成了相当水平的管理基础和技术基础．
先进制造技术与传统制造技术的最显著区别在于先进制造技术通过信息技术的应用，以企业管理软
件的形式体现出来．软件系统在制造系统中的广泛应用显著提高了企业的管理水平与竞争力，实现了从
传统制造业向现代制造业的转变．因此，先进制造技术在于把信息技术作用于制造过程形成的集成技
术，即：信息技术+制造技术+制造过程管理技术=先进制造技术 ．
1．2计算机集成制造 (CIM)
20世纪70年代，美国的Joseph Harringto博士首次提出计算机集成制造(Computer Integrated Manufacturing，
CIM)的理念．基于 CIM 理念的计算机集成制造系统 (cIMs)开始受到重视并在企业中大规模实施．
CIMS企业生产的各个环节，包括市场分析、产品设计、加工制造、经营管理及售后服务的全部经营活
动，是一个不可分割的整体，紧密连接．企业的整个经营过程是数据的采集、传递和加工处理的过程，
产品可以看成是数据的物质表现，这为采用信息技术提供了可能性．CIMS导致信息的集成，不断提高
产品质量，降低产品成本，缩短生产周期，改进售后服务，提高竞争能力．
CIMS的实施内容可分为以下几个方面：1)管理信息系统 (MIS)；2)产品设计自动化系统 (CAD／
CAPP／CAM)；3)制造自动化系统 (FA)；4)质量保证系统 (QAS)；5)数据库管理系统 (DBMS)．
基于CIM哲理所组成的系统——cIMs的理论研究和工程实践两方面取得了很大进展．例如，产品
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36 河 北 工 业 大 学 学 报 第35卷
设计与制造自动化系统中的大型软件 CATIA、I-DEAS、Pro／ENGINEER等．数字控制不仅应用于如数
控车床、数控磨床、数控焊机等，而且产生了工业机器人、高效激光加工机床等．各类具有高度制造柔
性和高效率的柔性制造系统 (FMS)也已得到越来越多的应用．
CIMS作为一项提高企业竞争力的现代管理与生产技术，应该面向企业实际需求，其一是超越企业
现实条件的前沿技术研究，对指导企业正确发展起着必要的指导作用，对企业来讲，这是一种目标技
术；其二则是针对企业现实，将前沿技术在企业中实际应用并产生效益的过程技术．对于企业发展来
讲，第二种技术是企业实际需要的，是实现企业生产制造的指导性技术．
1．3并行工程 (Concurrent Engineering)
并行工程的目的是改变制造业以往那种串行的低效
率的产品开发过程．并行工程是对产品设计及其相关过
程进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式．这
种工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产品整个生
命周期中的所有因素，包括质量、成本、进度与用户需
求．并行工程以产品开发为中心，面向产品的整个生命
周期．在产品开发设计阶段就对产品制造的工艺、装
配、检验、售后服务等进行协调设计，并应用仿真技术
和快速原形制造对设计进行评估和完善，如图2所示 ．
并行工程与串行工程之间的本质区别在于它把产品
开发过程中的各个活动视为统一的整体，从全局优化的
角度出发，对该过程整体进行管理和控制，大大缩短了
开发周期．
一 ．． _] 评
一 ⋯ ⋯ ⋯母 ⋯⋯⋯⋯- 价
一 ]．⋯⋯．
图2 并行工程
Fig．2 Concurrent Engineering
并行工程的目标在于提高全过程中的质量；降低产品全生命周期中的成本；缩短产品研制开发周
期；并行工程的实施改变．企业管理方法，包括企业组织结构、文化和各技术领域支持的有机结合，注
重企业组织结构的改变以实现协同工作组或团队 (Team Work)，加强开发产品的各个环节之间的联系，
从而实现产品整体性能最优 ．同时，并行的实施需要把计算机、网络、分布式数据库、操作系统和一
些专用工具集成起来，构建一个适应并行_T作方式的计算机集成技术支撑环境．
1．4精益生产 (Lean Production)
精益生产是美国麻省理工学院 “国际汽车计划”(IMVP)根据日本制造业成功的经验提出的．精
益生产简化生产过程中一切不产生价值的过程，对生产过程中的关键技术问题采取实用、有效、经济的
解决方案．提高劳动生产率，保证产品质量，强调以人为中心 ．
精益生产认为制造过程中一切不能增加产品附加值的因素都属浪费．强调简化排除生产中一切不产
生价值的工作，简化企业组织机构，减少非生产费用强调节约成本 (Cost Reduction)．精益生产的核心
是通过管理，精简企业生产活动中一切不产生附加值的环节来追求持续不断地改进生产，不断地降低成
本，力争无废品，零库存和产品品种的多样化．准时制生产 (JIT)，全面质量控制 (TQC)是精益生产
的技术支撑．
1．5敏捷制造 (Agile Manufacturing)
Lehigh大学 Iacocca研究所最早提出了 “敏捷制造”的思想，强调通过组织动态联盟 (又称虚拟企
业)这样一个新的合作、竞争生产模式来适应持续多变、无法预料的市场变化．敏捷制造是一种组织结
构，其中每一个企业都能独立开发各自的产品并实旌自己的经营战略．敏捷制造并不意味着改变所有过
去的生产过程和结构，而是强调如何利用已有的生产要素来构成动态企业联盟或虚拟企业．注重通过组
建动态联盟的形式提高企业的敏捷性，增强其在不可预见的多变环境中的生存能力．它借助在竞争中求
合作这个观念，达到提高竞争力的目标．敏捷制造追求局部优势，当市场上出现新机遇时，几个企业合
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第1期 高波，等：基于管理理论的先进制造理论与实践
作以最快的速度赢得这一机遇，完成项目后又独自经营，是一种双赢的观念 ．
敏捷制造把柔性生产技术，掌握生产技术的人以及先进管理模式集成起来，建立起由若干企业所组
成的，优势互补的企业联合体，对迅速变化的或无法预测的需求和市场作出快速响应，即动态联盟或虚
拟公司 (Virtual Organization)彼此互相协作、紧密配合，以最快的速度、最低的成本提供产品和服务+
当动态联盟的产品或项目完成时，该联盟解体，组成联盟的各企业寻找新的市场并组成新的动态联盟．
实施敏捷制造的企业必须拥有自己的核心技术和竞争力，即企业所特有的在技术、生产、管理等方面的
优势，以及开放合作能力 口]．
以汽车工业为例，通用汽车公司将它的零部件生产厂分离出去，成立德尔福公司，福特公司也将其
多个零部件生产厂与公司脱钩，目的是要集中精力发展自己的核心竞争力～ ～汽车的设计与装配，而对
其非核心业务～ 汽车零部件的设计与生产进行精简．
1．6企业资源规划 (ERP)
ERP是世界知名的IT权威咨询机构GartnerGroup 90年代初提出的概念，它是MRPII的基础上更新
了管理思想，扩展了管理范围，给出了全新的企业利用信息技术的思维方式和企业管理模式，推动了以
供应链管理为对象，以电子商务为主要运作模式的新型企业经营理念．ERP是结合现代经济竞争环境、
经营管理思想、IT技术而产生的．它一方面强调供应链管理，从社会甚至全球的角度进行企业资源优
化，另一方面重视提高企业的柔性、敏捷性、集成性、全球性和对JIT、BPR等技术的支持．
ERP适应于多品种和小批量的定制化生产，是面向供应链管理的 “横向一体化”的企业经营和管理
模式．对市场需求作出快速反应，并通过企业间战略性供应链联盟关系来确定企业的经营策略．ERP以
供应链为对象，不仅涵盖了 MRPII所管理的范围，而且更加注重战略性企业合作关系。范围扩大到整
个供应链，企业资源在以订单驱动式的模式下进行资源的优化配置，实现整个供应链生产和物料需求在
计划下协调．
1．7全球制造模式 (Global Manufacturing)
信息技术的飞速发展造就了一个统一的全球市场，结果导致了世界范围的激烈市场竞争．全球竞争
与全球制造驱使企业以信息技术和现代管理技术来提高企业的竞争和生存能力，支持企业在成本、质量
与可靠性、交货速度、交货可靠性、需求应变力、柔性和新产品引入速度等方面全方位满足顾客需求．
以面向全球的市场、设计、制造、销售、服务为重要特征、以优势互补的多家企业所构成的全球制造方
式越来越受到重视．全球制造来源于：1)客户需求向多样化、个性化和定制化方向发展．制造业必须
拥有能满足他独特需求的，体现其鲜明个性特点的定制商品；
2)市场全球化随着世界贸易组织 (WTO)影响的增强，市场全球化的趋势越来越明显．～个企业
所面对的市场已不再是某一个国家或某一个地区的局部市场，而是全球化的市场．一个企业产品销售的
成功与否，不是看它在某一国家或地区的市场占有率，而它在全球市场占有率．为了满足市场全球化趋
势的发展要求，企业必须在全球范围内建立自己的产品制造网络，实现从研究开发、制造、销售到售后
服务的合作．
全球制造对市场变化、生产设备、生产技术和人力资源的影响表现为：1)由规模经济向范围经济
变化；2)由价格竞争向创新竞争变化：3)由自动化生产向柔性生产变化；4)由串生工作方式向并行
工作方式变化；5)由企业垂直集成向供应链集成变化．
全球制造的典型的项目是面向大型跨国公司的成员和客户．例如，美国能源的“敏捷制造的使能技
术”(Technologies Enabling Agile Manufacturing，TEAM)项目，目的是建立一个产品实现的过程模型，
以帮助在不同地域的多家企业之间进行合作，实现产品设计和制造的集成；通用电器公司在全球制造方
面开展了 “计算机辅助制造网络”(Computer Aided Manufacturing Ne ork，CAMnet)的研究，帮助企业
联盟内的各成员共享备企业在产品设计与制造过程中的各类资源与信息．
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河 北 工 业 大 学 学 报 第35卷
2 结论——先进制造理论与实践的累积曲线
先进制造技术和理论的发展是随着管理技术的创新而不断发展的，管理累积和先进制造技术累积的
过程是连续发生的，因此，各种先进制造的理论实践与累积曲线可以看作一条连续曲线．制造技术的累
积过程可以解释为管理理论累积过程和生产管理累积过程．图3显示了基于管理理论和生产理论的先进
制造理论与实践的累积情况 雎 ．
现代管理发展阶段与发展水平
企业集成
过程集成
信息集成
图3 先进制造技术的累积过程
Fig．3 Cumulating process of advanced manufacture technology
在基础管理理论的基础上，现代管理理论发展经历了信息集成、过程集成和企业集成3个阶段，随
着现代管理理论的发展，制造理论也经历了不同的发展阶段．
在信息集成阶段，形成了由计算机集成制造技术为代表的CIMS理论．到了过程集成阶段，并行工
程技术理论开始形成：企业集成阶段，制造技术升级到了供应链管理、敏捷制造理论，最终形成全球制
造等．随着现代管理理论的发展，先进的制造理论与实践不断累积，新的制造技术不断涌现．可以预
测，随着全球化的进一步加深，以及管理理论和生产管理的发展，先进制造技术的理论和实践也将得到
进一步的发展．
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