生产系统结构设计与变革，本文主要内容关键词为：结构设计论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
摘要 在介绍生产系统结构内在要素的基础上，阐述了生产系统的功能，并就生产系统中各要素之间的现在组合和生产系统最佳模式的重建作了论证。
关键词 生产要素 系统功能 生产系统结构 “推动式”生产 “拉动式”生产
企业是商品生产者，企业的基本任务是为社会提供用户所需的产品，实现获取利润的目的。而要实现获取利润的目的，就必须生产能满足社会需要的产品。由于产品最终要经过生产系统制造或提供，因此，对产品开发决策作出以后，正确进行生产系统结构设计，并在适当时机对生产系统结构进行变革（更新），才能为企业参与竞争提供优质的产品和坚实的后援保障。
1 生产系统结构
生产系统结构是指生产系统构成要素及其各要素之间的组合关系。生产系统构成要素很多，可分为物质要素、信息要素和人员要素。
1.1 物质要素
物质要素是指生产系统中那些硬件及其组合关系。主要包括工具、设备、生产建筑等。物质要素是构成生产系统结构框架的物质基础。框架的形式则表现为系统的空间特性，即厂区平面布置和车间内部设备排列；框架的规模则表现为系统的生产能力特性，即生产能力大小，生产能力弹性；框架的水平则反映了系统的构造质量和技术水平的高低。
1.2 信息要素
是指在生产系统中支持和控制系统运行的软件性要素。主要包括：
1.2.1 技术信息，如产品设计、生产工艺、情报等；
1.2.2 管理信息，如决策、生产计划和生产作业计划、生产运行控制活动等。信息要素为系统规定加工程序和方法，设定期量标准、质量标准等，使制造出来的产品满足用户要求的功能。
1.3 人员要素
包括人员的素质，人员管理政策和组织机构等。人在生产系统中是最主要、最积极的一个活的要素，是企业最重要的资源。
上述诸要素中，人在生产系统中的作用，则根据其工作岗位的不同，工作性质也截然不同。人与物质要素相结合，形成一个可以出产产品和提供服务的生产制造系统，决定了生产系统的功能。人与信息要素相结合，构成了生产管理（狭义）系统，决定了生产系统的运行机制。运行机制要与生产，制造系统相匹配，系统才能正常，有效地运行。建立生产制造系统需要大量的投资，一旦建立起来，要改变也是比较困难的。因此，决策时应慎重。对生产管理系统的改变，相对于生产制造系统而言，则要容易得多。但是，这些要素受环境特别是外部环境的影响大，对这些要素的掌握和控制比较复杂。
2 生产系统的功能
用户对产品有各种各样的要求，归纳起来可分为六个方面，即品种款式、质量、数量、价格、服务和交货期。这是用户对产品要求的基准水平。另一方面，用户对产品的要求是多种多样的，不同用户对同一种产品在要求上往往有很大差异；根据市场细分原理，目标市场中的用户对产品又有特殊要求；按照“全顾学”的观点，在设计产品时就要考虑其生产、销售、使用、销毁可能产生的种种后果和影响。例如，在开发微型轿车时，就应该考虑环境、生态、城市布局、停车场地、生活方式等影响。因此，一个有效的生产系统的功能目标是：它制造的产品不仅能满足用户对产品六项要求的基准水平，而且还要适应企业发展战略的要求，使产品具有所需特色，能在市场中取得竞争优势，并且还要与人和环境建立协调关系。用户的要求和企业发展战略对产品的要求，都是依靠生产系统制造出具有一定质量水平的产品来实现的。对应用户对产品提出的六个方面的要求，产品对生产系统提出了创新、质量、弹性（应变能力）、成本、继承性（刚性）和按期交货等六项要求，即生产系统六项功能指标。满足这六项要求，使生产系统形成并赢得竞争优势的措施是优化生产系统结构。
3 生产系统结构设计
生产系统的结构是由系统的要素及其组合特性决定的，而生产系统的功能又是由系统的结构，即一定的生产类型所决定的。生产系统有三种基本生产类型，即单件小批型、成批生产型和大量流水型生产系统。每一种生产类型，具有不同的功能特征。例如，大量流水型生产系统，成本、质量、继承性、交货期四项功能指标水平好，而创新和弹性差。企业产品选择决策作出以后，产品应具备的功能和质量特性要求生产系统应达到的功能目标，我们便设计一个具有对应功能特长的系统与之相匹配。设计一个生产系统，就是要正确选择系统结构的各个要求，并进行合理的组合。
3.1 物质要素的选择与组合
3.3.1 设备的选择
设备是直接构成生产系统的硬件要素，它直接影响系统结构的特点。选择什么样的设备，应以实现系统的有效性为前提，因此，选择设备时，一是要做好设备的技术性和经济性评价，使之选择的设备既符合要求、性能良好、质量可靠，又经济合理。二是要选择适用技术。适用技术可以是最新的尖端技术，也可以是技术水平不那么先进的技术。主要是根据国情和企业具体条件而定，不能不顾条件片面地去追求最新技术。从我国实际条件出发，合理利用资源，选择适用技术，是实现系统有效性的重要途径。三是组成一条生产线的各种设备，在能力上应符合比例性的要求。四是不同生产类型与不同的设备之间有较强的对应关系。例如，在大量流水型生产系统则多数采用高效率或自动化的专用设备所组成的生产线。
3.1.2 生产设备的布置
基本的设备布置形式有三种。即工艺专业化布置、产品专业化布置和定位布置。每种基本形式各有优缺点，在实际工作中常常把前两种形式结合起来运用，在一个生产单位内既有按产品专业化布置，又有按工艺专业化布置。例如，在按产品专业化布置的齿轮车间内，又有按工艺专业化布置的车工班组。在产品专业化基础上发展起来的流水线、自动线，具有适应大量生产系统结构类型功能特征，越来越得到广泛的应用。同时，要密切注意加工中心的实际运用，对生产系统结构产生的影响。另外，高级制造技术的发展和运用，将会引起生产系统结构的巨大变革。
3.1.3 应用科学的方法和手段，对物质要素进行合理的空间及平面布置，使之形成有机系统
3.2 信息要素的设计
信息要素包括技术信息和管理信息两个方面。
3.2.1 技术信息
根据产品设计，决定采用的生产工艺技术。生产工艺技术是生产技术的一个方面，主要是指产品的生产方法，其中包括加工路线、方法、诀窍、工艺参数和质量标准等。它对工艺设备、工艺的稳定性等方面的强烈的影响。同时，是设备布置的依据。在选择工艺技术时，同样要考虑工艺技术与生产类型之间的关系，并且选择适用的工艺技术。
3.2.2 管理信息
主要考虑两个方面：
第一，生产计划。生产计划是用来启动生产制造系统的。在生产计划中，规定了系统在计划期应达到的产品品种、质量、产量和产值等方面指标，并在时间上对产品出产进度作出安排。编制企业年度生产计划的依据是企业发展战略，中长期生产发展规划和当年的经营目标。编制年度生产计划时，首先确定生产品种。生产品种的确定过程，实质上是品种安排决策的过程。品种安排决策是在企业中长期发展规划的基础上，根据用户，订货合同以及对市场的需求预测来进行，决策中要运用产品系列平衡法、四象限评价法等现代化管理方法。其次，确定各种产品的产量。确定各种产品产量也要以用户订货以及市场需求预测为依据，并且运用计算机寻优法、盈亏平衡分析法、线性规划法等，对产量指标进行优化。再次，做好综合平衡工作，即主要进行生产任务与生产能力之间的平衡以及各项计划指标之间的平衡。最后，要安排好产品出产进度与加强生产实施管理（例如编制月度作业计划、日程计划等）。
第二，生产运行控制活动。生产系统借助控制功能，监督、制约和调整生产系统各环节的活动，使生产系统按计划运行，并不断适应环境的变化，从而发挥系统的功能，保持系统的有效性。生产运行控制活动的内容十分广泛，涉及生产系统各种要素，各个生产环节及各项专业管理。其主要内容有：对生产系统硬件的控制（设备维修）、生产作业控制、质量控制、库存控制和成本控制等。
3.2.3 人员要素
在物质要素与信息要素设计的基础上，要为生产系统配备人员。为此，首先要确定生产的管理机构；其次，确定系统中各岗位的工作内容；再次，研究每个岗位（每项作业）的最佳工作方法并训练工人管理人员和技术人员。最后，确定人事工资制度，奖惩考核制度等。
如前文所述，人与物质要素相结合，形成了生产制造系统，决定了系统的功能。人与信息要素相结合，形成了生产管理系统，决定了系统的运行机制。在生产管理系统中，采用什么样的管理方式和方法，使生产系统各环节能协调一致地按预定目标顺利运行，是选择人员要素与信息要素的基本出发点。建立生产系统的运行机制，主要是根据系统的功能，系统结构类型特征，考虑到运行机制与生产制造系统的匹配，来选择系统构成要素及其组合形式。人无论是与物质要素相结合，还是与信息要素相结合，都应该是有效的，并且形成统一的有机整体，系统功能才能充分发挥。在连续生产型企业，重点是加强对生产系统硬件的控制，作好设备维修，保证设备运转率；在间断生产类企业，重点是做好作业安排，加强生产控制、质量控制、库存控制，组织连续生产和均衡生产。
4 生产系统的革新
产品创新或者产量增加对生产技术变化所形成的需求拉动以及生产技术内部产生的技术推动作用，促使生产技术变化。另一方面，生产管理的理论和方法不仅日趋完善，而且还在发展。生产技术和生产管理的变化，都对系统提出了改变原有功能或增加新功能的要求。当这种要求达到一定程度时，就要抓住时机，革新系统的结构及其运行机制。革新生产制造系统有两条途径：一是新建车间，扩大外延；二是改造老车间，挖掘内涵。无论是新建成或改造都要有利于增强系统六项功能，保证系统要素协调一致，形成一定规模的生产能力。在具体操作上要坚持量力而行，量入为出的原则，采用分期分批的办法，不铺大摊子，不拉长战线。革新运行机制，主要是进行生产管理改革，强化现场管理，使之与生产制造系统相匹配。由于变革生产制造系统需要大量投资，而改变运行机制则较容易，因此，当二者不相匹配时，可考虑首先变革运行机制。例如，有的企业，当生产制造系统出现瓶颈时，采用丰田式的准时生产制，实行准时化的生产组织和看板管理，从“推动式”生产转变为“拉动式”生产。实施后，效果十分显著，在产品质量稳步提高的前提下，产品产量增加，瓶颈消失。