先进制造技术论文
现代制造系统的组织结构及协调
翁**
（辽东学院 机电学院，辽宁 丹东 118003）
摘要：21世纪制造业将进入到全球竞争的时代, 未来的市场要求产品有更短的生产周期、更好的质量和能够让用户满意的价格。既要加快制造业技术创新的步伐, 改进生产制造工艺、改造和更新设备, 提高现代管理水平, 最重要的是从根本上探讨、推广和应用先进制造系统的模式，注重现代制作系统的组织结构及协调。
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关键词：制造业；现代制造系统；组织结构 ；协调
质量、成本、交货期、服务与产品的环境适应性是现代制造系统追求发展与应用的5个要素。不同的历史时期, 对于上述要素要求的具体体现有所不同, 因此制造系统具有明显的时代特征。在经济全球化的知识经济时代, 制造系统的重要特征是客户化动态系统、制造过程的可变性、制造系统的自组织、自治与协调的控制结构[2]、全生命周期的高成本效率、以及可集成进化。
1 生产组织结构
组织指责任人和工作的联系。流程－人－技术三角形是制造系统运行管理中的三个基本方面：项目管理、人力资源管理和技术资源管理，三方面的密切合作支撑制造系统中各功能的正常运行。
1.1 我国生产组织存在的问题
目前，中国的生产组织结构不合理，不适应社会化大生产的要求。传统国有企业内部“大而全”“小而全”的组织生产方式，严重影响了生产分工协作关系的发展。产品批量小，生产重复，导致生产效率低下，人力物力资源严重浪费，更严重的是产品不能合理分工，生产不能合理布局，形不成专业化生产，造成机械制造行业生产集中度和专业化水平低。很多适合大批量生产的产品长期达不到经济规模标准，机械制造业的规模效益优势没有得到充分发挥。长期以来制造业未能形成一批占有较大市场份额、代表行业水平、具有国际竞争力的大型企业或企业集团，也未形成一大批产品有特色并按照经济规模组织生产的专业化协作配套厂。充分发挥市场机制的作用，以提高生产集中度和发展专业化协作为重点，大力推进生产组织结构调整，改变机械制造业的“大而全”“小而全”的落后局
面，满足社会化大生产的要求。对适合大批量生产的产品，按市场需求和经济规模组织生产，提高生产效率，发挥规模效益优势。打破行业、地区、部门限制，加速资产存量的调整，通过兼并、转移和股份制改造，使生产要素向优势企业流动，形成一批大型企业和企业集团。同时，重视对中小企业的配置，努力形成一批“小而专”的专业化企业，形成机械制造业大中小企业的合理协调发展。
1.2 解决办法
企业内部应按工艺标准化、生产专业化的原则进行结构调整，组织专业化生产，利用高效率的专用设备及专用工具，形成批量生产规模。调整生产组织结构，企业要自我积累，自我改造，自我发展，以内涵为主进行扩大再生产，依靠科技进步和提高劳动者素质，实现由粗放型经营向集约型经营转变，使机械制造业由劳动密集型转向资金、技术密集型，其经济增长方式由速度数量型转向质量效益型，“投入少，产出快，质量好，消耗低，效益高”的发展道路。
2 制造系统的协调机制
随着以全球化、动态化和用户驱动为显著特征的市场竞争的加剧，制造业面临着越来越大的挑战。现代制造系统的运行环境越来越充满了不确定性，系统的生产任务经常是动态变化的，如不可预知任务的到达、增加和减少等。这些诸多的不确定因素，要求制造系统有一个良好的协调机制来快速地响应这些不确定性，从而在满足制造环境约束(如交货期、设备负荷率等) 的前提下，使得任务与资源得到合理的匹配。
2.1 制造系统的协调机制分类
目前，应用制造系统中的协调机制主要有基于拉格朗日松弛法的协调、基于合同网[3] (Contract net protocol, CNP) 的协调以及改进的CNP 协调、基于Petri Net(PN)的协调和基于生物行为的协调等。其中，应用最为广泛的是基于合同网的协调机制。
2.2基于 CNP 协调的机制
基于 CNP 协调的机制可以成功地解决一个任务Agent 在多个资源Agent 之间的分配问题。基于CNP 的协作是一种显式的协调机制，即参与合作的一方明确地向另一方提出合作要求。但随着任务的复杂，系统环境的动态变化，传统的CNP 模型越来越显示其突出的问题，影响了协商过程中任务完成的效率，因此，出现了改进的CNP 协调机制，但是对基于CNP 协调机制的改进主要是引进
他信度和阈值等概念，以达到提高合CNP 合作效率的目的。
3 现代制造系统发展趋势
随着信息技术的发展和制造业市场竞争的日趋激烈，现代制造系统将有向以下八个方面发展的趋势[4]。
1）集成化 CIMS[5]的“集成”已经从原先的企业内部的信息集成和功能集成，发展到当前的以并行工程为代表的过程集成，并正在向以敏捷制造为代表的企业间集成发展。
2）数字化 从产品的数字化设计开始，发展到产品生命周期中各类活动、设备及实体的数字化。
3）虚拟化 在数字化基础上，虚拟化技术正在迅速发展，它主要包括虚拟显示（VR ）、虚拟产品开发（VPD ）、虚拟制造[6]（VM ）和虚拟企业等。
4）全球化 随着“市场全球化”“网络全球化”、“竞争全球化”和“经营全球化”的出现，许多企业都积极采用“全球制造”、“敏捷制造”、和“网络制造”的策略，现代制造也将实现“全球化”。
5）柔性化 正积极研究发展企业间动态联盟技术、敏捷设计生产技术、柔性可重组机器技术等，以实现敏捷制造。
6）智能化 是制造系统在柔性化和集成化基础上，引入各类人工智能和智能控制技术，实现具有自律、智能、分布、仿生、敏捷、分形等特点的下一代制造系统。
7）标准化 在制造业向全球化、网络化、集成化和智能化发展的过程中，标准化技术（PTEP 、EDI 和P-LIB 等）已显得越来越重要。它是信息集成、功能集成、过程集成和企业集成的基础。
8）绿色化 包括绿色制造、环境意识的设计与制造、生态工厂、清洁化生产等。它是全球可持续发展战略在制造业中的体现，是摆在现代制造业面前的一个崭新课题。
4 结束语
我国在振兴制造业的过程中，要积极组织力量学习国外的先进经验，并根据我国国情建立和发展现代制造系统模式。第一、改革大而全的企业组织结构。追求大而全, 整个企业为单一或为数不多的产品配置了所有必要的制造系统要素的
模式, 难以应付市场变化。因此, 必须运用现代制造系统模式，将大而全的企业化的“整”化为具有核心竞争力的“零”。只有这样, 才能提高我国制造业对于日益变化的市场的适应能力。第二、合理地发挥人在制造系统中的作用。人在制造系统中的潜能是巨大的, 人的柔性与适应能力是机器无法比拟的, 在劳动力成本低廉并保持较高的工作效率情况下, 人工操作系统可能比全自动系统成本低。第三、重视信息技术的应用。信息也是工业工程所研究的集成系统的一个要素。实施信息的集成, 实现信息共享, 提高制造系统信息处理与利用的程度, 是发展我国现代制造模式需要重点考虑的一个重要方面。
参考文献:
[1] 李蓓智. 先进制造技术[M].高等教育出版社,2007.5.
[2] 翁怡方, 赵长德. 现代控制技术基础[J].机械工业出版社,2003.4.
[3] 王玉蓉, 叶东海. 多Agent 系统中合同网协议的一种改进方案. 上海师范大学学
报,2005.34.
[4] 王先逵. 现代制造技术及其发展趋向[J].现代制造工程,2008.1.
[5] 李伯虎等, 现代集成制造系统的发展与863/CIMS主题的实施策略[J],CIMS,1998.10.
[6] 王宏典, 张友良. 虚拟制造技术及其应用, 机械科学与技术[J],1998.17.