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【摘要】在经济全球化的今天, 众多新型的制造理念和制造模式的不断涌现, 它对我国机械制造业的影响是潜移默化、循序渐进的, 并逐渐在工程设计中显现出来。本文闡明了当前制造理念的发展，分析研究了制造理念的发展对工业工程设计的影响。
【关键词】制造理念发展工业工程设计影响
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
随着我国加入世界贸易组织进程的进一步深入, 中国的制造业必将与世界制造业全面接轨, 这就要求工程设计人员在设计理念、方法、手段等一系列方面首先转变, 适应制造组织方式的变化, 跟上时代发展的节拍, 从而使国内企业的组织结构、管理、产品产量及质量达到一个新高度, 真正使“中国制造”成为一种骄傲。
一、当前制造理念的发展
1、绿色工程概念
美国工程师协会(SME) 对绿色制造的定义为: 绿色制造(Green Manufacturing) 是一种综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式, 其目的是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品周期中对环境的负面影响为零或极小, 资源消耗尽可能小, 并使企业经济效益和社会效益协调化。绿色工程覆盖了与工程实施相关的所有环节。
2、敏捷制造概念
这是美国提出的面向21世纪的战略。它的主要内容是将制造系统空间扩展到全国, 通过全美工厂网络建立工业信息高速公路, 建立全新的企业( 虚拟企业) , 以竞争能力和信誉为依据选择合作伙伴组成动态公司, 进行企业大联合, 共同冒险共同获利, 以便使企业在生产某一产品时可以通过这一网络在全国寻找合适的伙伴, 各个专业的自制单元通过工业信息高速公路组成完成某一新产品的开发、设计、制造、装配、销售和维护全过程。从策略上讲, 虚拟企业不强调企业的全能, 也不强调一个产品从头到尾都是自己去开发、制造。
3、全球集成制造
主要表现形式为组合企业(Modular Corporation) 。其组织就像积木一样, 除了保留极有限的核心活动外, 其余功能从运输、零部件制造、财会甚至到人员培训都可以外包, 因此有很大弹性, 结构也简单。组合企业的核心活动可以是设计或行销, 关键是它们必须是组合企业中最擅长的或表现最好的领域。在这个基础上组合企业再精选、细选各种各样的外包商。组合企业拥有两个竞争优势: 其一, 单位成本及投资较低, 新产品开发时间大幅度缩短; 其二, 有限资源可以集中用于已建立的优势领域。通用汽车公司于近年出售了五家零部件生产工厂, 企业改变高成本的经营方式, 朝组合企业迈进。
4、柔性制造技术
它是在传统制造技术中的批量制造技术逐步萎缩的情况下, 依靠先进的计算机技术、传感器技术、自动控制技术及自动检测技术构成的软硬件制造环境, 实现生产系统中物流对象的自动切换, 从而使物流中的不同加工对象真的流动起来。精益生产概念( Lean Production)是二战后在日本汽车工业中发展起来的, 它的核心技术是对技术和生产进行全面管理, 它成功的秘诀是充分发挥人的积极因素和能力, 消除一切无用和不起增值作用的因素, 以尽善尽美的产品供应用户, 从而达到不断降低成本、无废次品、无缓冲库、产品多样化, 以最小的投入获得最大的产出。LP 主要技术基础是并行工程( CEU) 以及作为三大支撑技术的成组技术( GT) 、准时生产(HT) 和全面质量管理( TQC) 。
二、制造理念的发展对工业工程设计的影响
1、厂房
通常的砖混结构厂房造价较高, 工艺布置和车间面积利用率受到结构跨度的限制较多, 一般只能选在12~ 24m之间, 且随着跨度的增大厂房造价大幅提高。另外, 砖混结构厂房的施工工期长, 影响施工质量的不确定因素较多。而在企业工程项目中, 厂房是增加成本且不能直接创造效益的, 工程设计的初衷是在满足工艺和生产要求的前提下, 尽可能地降低厂房的投资, 缩短施工工期, 降低工程成本。在此前提下钢结构厂房应运而生。钢构厂房较之传统的砖混结构的厂房, 造价低, 主要构配件为工厂化制造, 可现场拼装, 大大缩短了施工工期, 构件的精度和建筑质量亦有明显提高, 还具有建筑单元拼接的弹性空间, 为企业今后的技术改造奠定了发展基础。虽然钢构厂房的经济柱距为8m左右, 但采用钢结构厂房有利于加大厂房的结构跨度( 钢结构厂房单坡长度可达到50m) , 能最大限度满足生产布局的灵活性。另外它的建筑成本比传统砖混结构厂房低10%~ 20%。适应产品结构和生产组织方式的变化及车间工艺布局越来越灵活的需要, 钢结构厂房已成为国内外工业建筑的首选, 大型钢结构联合厂房也日益成为当前工业工程设计的首选。
2、企业物流方面
长期以来物流工作没有得到国内企业应有的重视, 对物流的认识仅限于原材料从进入生产车间到产品进入仓库为止的这种物质流动的过程。西方国家统计发现, 在生产活动中, 从原材料到成品出厂, 物料真正处于加工检验的时间只占生产周期的5%~ 10%, 95%~ 90%的时间都处于停滞和搬运状态, 这充分说明了物流是现金的流失、库存是流动资金的积压的道理。
企业物流指从购进原材料、零部件、燃料及相关辅助材料开始, 中间经过各道工序的加工直至制成成品进入仓库为止,这一流动过程即为一个生产周期。物流活动所占的时间少则可缩短生产周期降低成本, 因此企业必须重视生产物流。工业工程设计中物料搬运是一项重要活动, 产品必须有人接收、分拣、组装, 以满足顾客的定货要求。用拙劣的方式进行作业时, 物料搬运也会产生实质性的破坏。有理由认为产品搬运的时间越少, 产品损坏的可能性也越小, 仓储的整体效率也会增加。因此, 为了有助于提高搬运效率, 典型的做法是把各种罐状、瓶状或盒装的产品结合进更大的单元, 最初的单元称作“马斯特箱”(MASTER CARTON) 。制造阶段, 物流最基本的责任是参与和制定生产计划, 并保证材料、零部件和在制品、存货的及时可得性。在工程设计过程中首先要做到物流合理化, 即各种生产设施配置合理, 减少物料的迂回、交叉、往返等无效搬运; 减少库存和在制品存量, 缩短物料的停滞时间; 采用适当的装卸搬运方式和机具, 厂内外运输近便、协调、有机衔接。
3、生产线布置
在工程设计中, 由于安全和物流的需要, 以往的做法是先确定好车间的横向和纵向的主通道, 机器设备、人员按加工、装配的工艺过程顺序布置, 生产线的形式大多是直线式, 占地面积大, 物流路线长, 且要求车间通道都是一通到头, 造成浪费。这种做法对于机群式布置方式, 它的缺点还不是太明显, 而随着用户对产品要求的多样化, 产品的生产已经不同于以往的大批量、品种单一的生产方式。因此, 要求生产线具有更强的适应性。新的趋势是一切根据产品工艺流程决定, 生产线可设计成U型、 型, 尽可能使某种产品的生产线集中在厂房或车间的小区域内。这样可以缩短物流路线, 节省能源, 提高车间生产面利用率, 有利操作者互相沟通协作, 及时反馈质量信息。总之,当前的生产线是以产品为设计单元, 以工艺流程为主导来布置的。
4、设备选用
以往的大批量生产过程中, 普遍采用钢性流水线或自动线设备, 生产品种单一, 很难适应用户多层次的要求。现代制造业不仅需要高度的自动化, 而且需要具有更高的柔性。在设备的选用上已趋向大功率、适应性强、柔性化的加工中心或加工单元。这样在设备的有效使用寿命期内, 可降低单位产品的物耗和劳动消耗, 提高设备和生产场地利用率, 实行更合理的劳动分工和专业化协作。如资金不足宁可适当选用普通高效机床以适应多品种小批量的生产需求, 也不选大批量生产时应用较多的适应性较差、针对性强的专用机床。
参考文献：
[1] 从中国制造到中国设计[J]. 21世纪商业评论. 2009(05)
[2] 柴文静.迈向“中国设计”[J]. 21世纪商业评论. 2009(05)
【关键词】制造理念发展工业工程设计影响
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
随着我国加入世界贸易组织进程的进一步深入, 中国的制造业必将与世界制造业全面接轨, 这就要求工程设计人员在设计理念、方法、手段等一系列方面首先转变, 适应制造组织方式的变化, 跟上时代发展的节拍, 从而使国内企业的组织结构、管理、产品产量及质量达到一个新高度, 真正使“中国制造”成为一种骄傲。
一、当前制造理念的发展
1、绿色工程概念
美国工程师协会(SME) 对绿色制造的定义为: 绿色制造(Green Manufacturing) 是一种综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式, 其目的是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品周期中对环境的负面影响为零或极小, 资源消耗尽可能小, 并使企业经济效益和社会效益协调化。绿色工程覆盖了与工程实施相关的所有环节。
2、敏捷制造概念
这是美国提出的面向21世纪的战略。它的主要内容是将制造系统空间扩展到全国, 通过全美工厂网络建立工业信息高速公路, 建立全新的企业( 虚拟企业) , 以竞争能力和信誉为依据选择合作伙伴组成动态公司, 进行企业大联合, 共同冒险共同获利, 以便使企业在生产某一产品时可以通过这一网络在全国寻找合适的伙伴, 各个专业的自制单元通过工业信息高速公路组成完成某一新产品的开发、设计、制造、装配、销售和维护全过程。从策略上讲, 虚拟企业不强调企业的全能, 也不强调一个产品从头到尾都是自己去开发、制造。
3、全球集成制造
主要表现形式为组合企业(Modular Corporation) 。其组织就像积木一样, 除了保留极有限的核心活动外, 其余功能从运输、零部件制造、财会甚至到人员培训都可以外包, 因此有很大弹性, 结构也简单。组合企业的核心活动可以是设计或行销, 关键是它们必须是组合企业中最擅长的或表现最好的领域。在这个基础上组合企业再精选、细选各种各样的外包商。组合企业拥有两个竞争优势: 其一, 单位成本及投资较低, 新产品开发时间大幅度缩短; 其二, 有限资源可以集中用于已建立的优势领域。通用汽车公司于近年出售了五家零部件生产工厂, 企业改变高成本的经营方式, 朝组合企业迈进。
4、柔性制造技术
它是在传统制造技术中的批量制造技术逐步萎缩的情况下, 依靠先进的计算机技术、传感器技术、自动控制技术及自动检测技术构成的软硬件制造环境, 实现生产系统中物流对象的自动切换, 从而使物流中的不同加工对象真的流动起来。精益生产概念( Lean Production)是二战后在日本汽车工业中发展起来的, 它的核心技术是对技术和生产进行全面管理, 它成功的秘诀是充分发挥人的积极因素和能力, 消除一切无用和不起增值作用的因素, 以尽善尽美的产品供应用户, 从而达到不断降低成本、无废次品、无缓冲库、产品多样化, 以最小的投入获得最大的产出。LP 主要技术基础是并行工程( CEU) 以及作为三大支撑技术的成组技术( GT) 、准时生产(HT) 和全面质量管理( TQC) 。
二、制造理念的发展对工业工程设计的影响
1、厂房
通常的砖混结构厂房造价较高, 工艺布置和车间面积利用率受到结构跨度的限制较多, 一般只能选在12~ 24m之间, 且随着跨度的增大厂房造价大幅提高。另外, 砖混结构厂房的施工工期长, 影响施工质量的不确定因素较多。而在企业工程项目中, 厂房是增加成本且不能直接创造效益的, 工程设计的初衷是在满足工艺和生产要求的前提下, 尽可能地降低厂房的投资, 缩短施工工期, 降低工程成本。在此前提下钢结构厂房应运而生。钢构厂房较之传统的砖混结构的厂房, 造价低, 主要构配件为工厂化制造, 可现场拼装, 大大缩短了施工工期, 构件的精度和建筑质量亦有明显提高, 还具有建筑单元拼接的弹性空间, 为企业今后的技术改造奠定了发展基础。虽然钢构厂房的经济柱距为8m左右, 但采用钢结构厂房有利于加大厂房的结构跨度( 钢结构厂房单坡长度可达到50m) , 能最大限度满足生产布局的灵活性。另外它的建筑成本比传统砖混结构厂房低10%~ 20%。适应产品结构和生产组织方式的变化及车间工艺布局越来越灵活的需要, 钢结构厂房已成为国内外工业建筑的首选, 大型钢结构联合厂房也日益成为当前工业工程设计的首选。
2、企业物流方面
长期以来物流工作没有得到国内企业应有的重视, 对物流的认识仅限于原材料从进入生产车间到产品进入仓库为止的这种物质流动的过程。西方国家统计发现, 在生产活动中, 从原材料到成品出厂, 物料真正处于加工检验的时间只占生产周期的5%~ 10%, 95%~ 90%的时间都处于停滞和搬运状态, 这充分说明了物流是现金的流失、库存是流动资金的积压的道理。
企业物流指从购进原材料、零部件、燃料及相关辅助材料开始, 中间经过各道工序的加工直至制成成品进入仓库为止,这一流动过程即为一个生产周期。物流活动所占的时间少则可缩短生产周期降低成本, 因此企业必须重视生产物流。工业工程设计中物料搬运是一项重要活动, 产品必须有人接收、分拣、组装, 以满足顾客的定货要求。用拙劣的方式进行作业时, 物料搬运也会产生实质性的破坏。有理由认为产品搬运的时间越少, 产品损坏的可能性也越小, 仓储的整体效率也会增加。因此, 为了有助于提高搬运效率, 典型的做法是把各种罐状、瓶状或盒装的产品结合进更大的单元, 最初的单元称作“马斯特箱”(MASTER CARTON) 。制造阶段, 物流最基本的责任是参与和制定生产计划, 并保证材料、零部件和在制品、存货的及时可得性。在工程设计过程中首先要做到物流合理化, 即各种生产设施配置合理, 减少物料的迂回、交叉、往返等无效搬运; 减少库存和在制品存量, 缩短物料的停滞时间; 采用适当的装卸搬运方式和机具, 厂内外运输近便、协调、有机衔接。
3、生产线布置
在工程设计中, 由于安全和物流的需要, 以往的做法是先确定好车间的横向和纵向的主通道, 机器设备、人员按加工、装配的工艺过程顺序布置, 生产线的形式大多是直线式, 占地面积大, 物流路线长, 且要求车间通道都是一通到头, 造成浪费。这种做法对于机群式布置方式, 它的缺点还不是太明显, 而随着用户对产品要求的多样化, 产品的生产已经不同于以往的大批量、品种单一的生产方式。因此, 要求生产线具有更强的适应性。新的趋势是一切根据产品工艺流程决定, 生产线可设计成U型、 型, 尽可能使某种产品的生产线集中在厂房或车间的小区域内。这样可以缩短物流路线, 节省能源, 提高车间生产面利用率, 有利操作者互相沟通协作, 及时反馈质量信息。总之,当前的生产线是以产品为设计单元, 以工艺流程为主导来布置的。
4、设备选用
以往的大批量生产过程中, 普遍采用钢性流水线或自动线设备, 生产品种单一, 很难适应用户多层次的要求。现代制造业不仅需要高度的自动化, 而且需要具有更高的柔性。在设备的选用上已趋向大功率、适应性强、柔性化的加工中心或加工单元。这样在设备的有效使用寿命期内, 可降低单位产品的物耗和劳动消耗, 提高设备和生产场地利用率, 实行更合理的劳动分工和专业化协作。如资金不足宁可适当选用普通高效机床以适应多品种小批量的生产需求, 也不选大批量生产时应用较多的适应性较差、针对性强的专用机床。
参考文献：
[1] 从中国制造到中国设计[J]. 21世纪商业评论. 2009(05)
[2] 柴文静.迈向“中国设计”[J]. 21世纪商业评论. 2009(05)