1.2 先进制造系统的体系结构与特征

无论哪种先进制造系统，都大致包括输入、输出、转换、外部约束、内部机制等要素，如图1-2所示。而其中，最核心是转换环节，也就是通过生产控制，将输入资源转化成增值的输出资源。大致来讲，输入的资源包括物质（物料、劳务、资金、能源、设备等）和信息（技术、市场需求等），输出的资源包括产品（有形产品和无形产品）、服务等，外部约束包括国家的方针政策、法律法规、规范标准等，内部机制是实现资源转换的内部条件基础，包括基础设施、规章制度、战略规划、企业文化等。

图1-2 先进制造系统的体系结构

转换是制造系统最核心部分。先进制造系统，都是通过生产控制将不同资源通过不同形式的联系和相互作用转化为增值的产品和服务输出。在所有的先进制造系统中，都应该包含有“硬”的生产控制管理模块，如计划管理、制造工程、设备管理、质量管理、成本管理、安全及健康管理、物流管理等，以实现对具体生产“事件”的管理。同时为了使“硬”的生产控制管理模块发挥作用，先进制造系统还应具备辅助性的“软”生产控制管理模块，如生产的组织管理、人才培育、行为规范和班组管理，以实现对从事生产制造“人员”的管理。通过充分利用信息流（信息化系统）,“硬”管理模块和“软”管理模块共同实现物料的转换、存储和检测，从而实现企业增值。

转换的优劣是衡量先进制造系统的最核心指标，而转换的优劣是靠T、Q、C、S、E等具体指标来体现。具体来说，优秀的转换必然能够达到：时间短、质量优、成本低、服务好、环境清洁。

先进制造系统并没有一个固定的模式，不同的社会生产力水平，不同的市场需求和社会需求，不同的企业状况，使得先进制造系统的目标与实现技术不尽相同，但概括来讲，先进制造系统具有以下共同特征。

（1）高度集成性。强调通过优化制造系统的内部联系提高系统的运行效率，其本质是最优化的综合统筹设计。虽然不同的制造系统模式对集成的内容、层次、深度的要求有一定的差别，实施的时候也有不同的软硬件条件和难度，所规划的效果也有所差异，但其思想的本质均相同。可以说，先进制造系统的集成特征是一种多方位的集成，每种集成的方式和实施技术都是在特定的驱动下产生的，应在集成决策观的指导下去理解。当前，先进制造系统的集成主要涉及以下方面：信息集成、制造过程集成、制造单元间集成、人机集成等。

（2）以市场和顾客为中心。市场是企业经营管理的出发点和归宿，是企业一切管理活动的依据。管理学者德鲁克（1954）认为：“企业的唯一目标就是创造顾客，顾客决定了企业的发展方向”。为了把握市场，赢得市场竞争，先进制造系统必须采取面向顾客的策略，即以顾客为重心组织生产。只有不断掌握顾客和市场当前及未来的需求，才能及时做出正确决策。先进的制造系统都采取相应策略千方百计满足顾客需求，如精益生产力求在整个产品生命周期都得到顾客的参与；而网络化制造更是力求突破空间地域的限制，围绕市场和顾客开展经营管理活动。

（3）快速响应。在激烈的市场竞争中，谁先生产出市场需要的产品谁就能占据市场的优势，就能获得较为丰厚的利润。因此，先进制造系统的一个重要特征就是对市场的快速响应能力，强调通过策略的实施，缩短产品制造周期，加快产品上市周期。尤其是在经济全球化时代，市场的边界已经模糊，竞争日益激烈，快速响应已经成为获得竞争优势的第一要素。各种先进制造系统模式都有相应的快速响应的策略，如精益生产和并行工程从制造过程的优化来着手缩短制造周期；敏捷制造以快速组成动态联盟从而实现快速响应市场；虚拟制造借助于计算机仿真来减少设计和制造的时间，从而加快产品上市。

（4）满意质量。从世界范围看，制造业经历了产品导向、制造导向、销售导向、市场导向。随着制造业的发展，质量的含义一直在变化，在产品导向阶段，质量是达到产品设计者期望的性能和功能；在制造导向阶段，高质量意味着符合产品规划；在销售导向阶段，质量除了产品符合规格以外，还包括质量保证的一系列措施；在市场竞争导向的今天，质量是恰当满足顾客全方位的需求。先进制造系统的满意质量特征就是强调恰当地满足顾客全方位和全产品生命周期内质量需求的特性。再在满意质量的范畴中，顾客的满意程度体现在产品能够在功能上满足需求，价格合理，外观“赏心悦目”，符合环保和人机工程学原理，并且及时交货，运行消耗费用小，及时维修，直至报废回收等产品全生命周期的每一个环节。例如，集成制造所强调的质量信息系统、精益生产所强调的全面质量管理、敏捷制造的质量保证体系都体现了这一特征。

（5）绿色特性。先进制造系统的绿色特征就是强调可持续发展，尽可能减少能源和不可再生资源的消耗，减少对环境、空气与水的污染。虽然目前提出的各种制造系统和模式中只有清洁化生产模式和绿色制造模式制造强调制造系统的绿色特征，但随着全球环保意识的增强和制造资源的日益紧张，绿色化必然将成为现代先进制造系统的一大特征。