制约未来制造业跨越式发展的若干瓶颈问题及对策思考，本文主要内容关键词为：瓶颈论文,跨越式发展论文,对策论文,制造业论文,未来论文，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。
现代制造业在市场经济的推动下，通过革新制造技术，开发研制了大量新产品和新工艺，促进了现代管理模式、生产方式、组织结构及决策方法的变革。不断地挖掘和采用先进制造方法、为社会创造更多财富是制造业具有强大活力的根本所在。进入21世纪，世界经济、社会、政治以及商业运作模式正发生着巨大变化。这预示着未来20-30年制造业的竞争氛围将有极大的改变。为了适应新形势、迎接新挑战，我们的制造业应以科学的、跨越式的理性思维，充分认识制约未来制造业跨越式发展的若干瓶颈问题，适时采取对策，不断提高自身竞争能力，在经济全球化的激烈竞争中，把握主动权。
一、未来制造业适应外部环境影响的能力
未来制造业的“制造”是指为用户创造和提供产品的全过程（包括产品的开发、设计、生产、流通和售后服务）。随着制造企业结构形式的不断革新、以及制造业与服务业的界线变得更加模糊，未来制造业将拥有更加广泛的内涵。在市场经济下，未来制造业在自身发展进程中无时无刻不受到来自经济、社会、政治、商业等外部环境的制约、驱使和影响。充分了解这些外部环境影响要素，形成适应能力，对促进未来制造业发展大有益处。未来制造业适应外部环境影响的能力可归纳为：
(1)快速响应能力。基于通讯手段现代化和知识共享程度显著提高，而激发的竞争环境要求企业必须对市场作出快速反应；
(2)满足个性化需求能力。越来越多见多识广的顾客不断地要求产品个性化，以满足他们的需求；
(3)参与竞争基本能力。制造企业的创新能力和相关各方的管理创新程度是其参与激烈市场竞争的基础；
(4)工艺创新能力。工艺技术的创新与突破，将引起制造业的规模和范畴的改变；
(5)可持续发展能力。由于人口增长及高新技术经济的出现，而引起的全球生态恶化，使得环境保护成为基本的问题；
(6)科学决策能力。能够及时获得所有有关制造企业及市场的信息和知识，并有效地进行消化吸收，以用于决策；
(7)资源配置能力。具有很强竞争力的生产资源的全球分布（包括熟练的劳动力）是制造企业组织中的关键因素。
综上所述，企业柔性应变能力是未来制造业发展的关键。
二、未来制造业的发展模式与内涵理解
1.制造企业。
——顾客位置。顾客需要供应商和服务部门提供质量好、价格低廉的产品及优良的服务。企业需要在“质量好、服务快、价格便宜”的竞争中，摆正自己的最佳位置，与其它企业合作，成为极具柔性及适应性强的企业。并赢得愈来愈多消费者的信赖和推崇。
——全新概念。未来制造业将包括软件（把信息或材料转化成可用产品）、生物技术、某些农业商务及其它生产企业。由于制造业内涵将更丰富、社会和组织机构更基于知识，并处于动态变化、全球分布的实时创新状态下，因此，制造企业将并行地规划、创造及管理新的产品、工艺过程、供应链体系以及其它商务活动。
——合作机制。为了响应动态市场，制造企业将从根本上变为能够迅速联合、迅速解散的虚拟结构。没有为市场产品提供新构想的所有活动将不复存在。一种易于操作、且通用的处理方法和联盟基础（如：利益均分共享、共同保持知识产权）将使制造个体和企业集团都完全根据技术和知识来竞争。这些都需要制造业新的合作机制：
(1)材料制造企业能将原材料及重复利用的原料加工成成品材料或半成品材料，以合适价格，满足产品供应商需求；与区域性市场融合，形成规模经济。
(2)产品生产企业能将原材料加工成预期的产品，处于局部市场，服务于局部市场，实行自主经营。
(3)公司将由联盟组织和业务往来机构内相互信任与支持的人员构成；有能力来确定在供应系统内不断变化的重组和响应市场变化的商品要求。
(4)团队组织所有功能体现在将新的设想和材料制造成有用产品、高度集成人力资源、具有材料及信息处理能力等方面。
(5)企业的联合组织相互制约，基于计算机系统综合模型，探索为制成新产品而配置资源的竞争范围。系统配置，应能高度适应技术、市场及商务气候的变化。
(6)系统技术不仅开发新产品，也能创造最佳企业配置。从社会经济方面的考虑，将能驱动商贸，以使得系统的响应能力、质量和利润达到最佳。
2.劳动者。
随着人际关系的高度发展、文化差异障碍的大大减小，劳动者之间差别将集中表现在他们的技术和知识能力能够结企业带来多大价值。劳动者熟练地使用便捷的信息系统将减少个人间知识能力的差异。各类劳动者都向往更好的工作环境，以发挥自己更大的潜力，共同协作来创造新的产品。除此之外，人、信息和数据处理系统以及材料处理系统将高度集成在一起。劳动者将成为高度集成制造系统的重要组成部分。自动化技术的智能化，劳动者将被解脱出来，去完成只需人来做的工作，即创造有价值的新产品，大胆地作出商务决策。
3.工艺技术。
微电子业微小加工尺度方面的突破性创新，为未来工业加工技术和设备提供革命性发展空间。极小尺寸度加工标准元件已成为发展趋势。纳米制造技术将从实验室研究转入实际应用。复杂的分子聚合技术、精密的功能结构制造技术将使得微型装置进一步发展，如传感器、计算机元件、医用机器人以及由基本的标准元件制造而成的大型设备。由生物和化学发展而来的生物技术将制造出新的生物合成制造技术和生物衍生制造技术，并将在未来实现激动人心的应用。
人口不断增长与高新技术经济快速发展将使全球生态系统遭到破坏。因此，可持续发展的、低浪费的生产技术将深入发展。同时，全球经济的发展对环保人员的需求将明显增加。改善控制过程、废水再生利用及其新的合成方法将会产生接近于零的排放技术，产品将设计成可循环、可反复使用、或者用后对环境不会造成不良后果。
三、制约未来制造业跨越式发展的瓶颈问题
制约未来制造业跨越式发展的瓶颈问题可归结为六大方面：
1.串行制造弊端甚多。
目前，制造企业缺乏可相互操作的系统应用软件，设计数据的交换受到局限；工艺数据交换标准也因工艺个性化和集成化的困难而受到阻碍；大企业在企业资源规划及其设计功能的集成方面，遇到很大困难；把制造和生命周期成本以及管理集成到整个设计过程方面，虽然高性能的计算机，最终有足够的计算能力来处理复杂的集成设计，但是产品及制造生命周期的优化，仍然是遥远的期望。
2.人和技术资源缺乏集成。
迄今，新的制造技术难于实施和维护，不能支持用户即时学习、柔性使用知识；具有更大柔性的面向对象编程的用户界面未得到广泛使用；柔性制造系统和计算机集成制造虽已研制成功，但企业集成远未变成现实；把操作人员纳入规划和设计活动的努力尚未成功。生产工艺仿真还很原始，要求操作者具有工艺模型及运行工艺模型的软件专业知识；制造方法模型过于简单；制造技术需要在较强的人工干预下进行重构，待非集成系统调整好，容错程序安装好，市场可能已经转移。人与制造技术不能充分融合。
3.信息未能有效地转化为知识。
目前，制造业各个环节的信息技术，通常由那些没有商务运作知识、但掌握信息技术的人们所使用。因此，对制造业信息技术的投资，还没有达到预期的提高生产率的目的。新的商务信息系统未能实现其经济目标和运行目标。信息技术对于销售、货物成本、资金运转的经济效果及其他经济度量的重要性还未得到充分认识。许多制造者认为，目前的教育系统均未能为高技术工作准备好雇员。
4.环境保护与治理不够。
目前，顾客正日益认识到他们产品对环境和自身的不良影响；政府在鼓励考虑环境保护意识、从严治理环境、落实管理责任制等决策方面，还应加大力度；对环境影响较大的制造企业，在如何更有效地利用资源（从回收到生产过程废弃物再利用）、增加对回收材料的使用、把废弃物生成无公害物质或制品等方面，仍大有潜力可挖。
5.可重组企业为数甚少。
目前，许多企业面临诸多困难：由于多种文化、不同组织技术、不同战略优势、不同组织结构和方法及互相竞争的漫长历程所形成的问题，还不能迅速建立及解除某些虚拟联盟。但这些障碍将会很快得到克服。企业正逐渐采用考虑无形企业目标的效能评估方法。许多企业正在试图按非传统方法重新调整他们的结构，并在他们的酬劳、行为管理、信息系统等方面，作出重大改变，以增加其柔性。这些改变的费用，通常都相当高。
6.工艺技术尚待革新。
目前，单元制造工艺原则没有发生变化，制约了制造能力的发展。机械或结构零件以及产品仍然要求按功能（材料构成、成形、连接、装配及加工）将工艺进行细化。对于大多数零件而言，这些按功能分类的工艺还未集成起来。通常，每一种加工需要硬工装，柔性有限。基础工艺（如掩模生产、沉积技术和蚀刻技术）还没有发生根本的变化。
四、推进未来制造业跨越式发展的对策思考
1.实现并行制造。
“并行”指的是规划、研制和执行是并行的。其目的是将产品的概念、设计、生产和售后服务尽可能地并行起来，以缩短上市时间，提高质量。并行制造各方通过联网，进行决策，产品寿命周期的反馈和服务将是连续的。并行制造将使人们介入组织各层次的方式发生革命性的变化。计算机互联网络将使商务活动各环节人员联系在一起。新的社会关系、通讯技能、企业文化应运而生。制造企业的成功与否将不仅取决于专家和经验，而且取决于快速、有效地使用知识的能力。
并行制造将显著缩短产品从概念到实现的时间。在合作企业中，各外围企业不同区段的核心能力和知识将动态组合，以满足特定、狭义的市场机遇。精确的估算优化以及对产品成本利润的跟踪将大大减小投资风险，这对于全球性的、多学科的、多文化的、高度瞬态变化的组织，尤为重要。
2.实现人和技术资源的集成。
全球的竞争与环境的快速变化将使技术日益依赖于人。技术必须适应市场需求变化，人们必须知道怎样优化并加强技术。制造者必须具有敏捷性，以控制和利用好时间与技术。成功的企业将教育其员工把时间和技术视为生产率，各层次人员必须知道他们的产品与市场、购买产品的顾客、采用的工艺方法以及商务运作的方式。无论制造企业是合作的一部分，还是网络的一部分，他们都必须是小型的、柔性的。具有强大竞争力的制造企业需要集成系统和自动运转的功能。促使人与技术资源的集成，有五大要素：(1)为满足市场需求，所有劳动成员都必须快速响应那些具有很高期望和多种选择的顾客；(2)快速响应环境要求，在组织的各个层次上进行高效的通讯，特别是与顾客、供应和合作者的通信；(3)新技术的快速吸收将要求整个企业具有快速的学习能力；(4)频繁的重构要求企业采用系统方法；(5)成功企业要求工人具有自我激励精神和在制造与经营过程中的主人翁意识。
包括供应商、协作者和顾客在内的制造中心将在网络上运行。与制造过程最接近者是向顾客承诺产品特征、发贷和价格的人。企业必须频繁重组，以满足生产要求，新工艺和新产品不断引入，工作要求不断变化。企业的结构必须比以往更为简单，工人能重组设备和工艺，以满足顾客的需求。工人的效能，将通过在面临不确定的情况下，以其综合知识作出有效决策的能力和激励他人的能力来进行度量。工人的知识水平、热情及上进心构成其市场价值。在此氛围下，工人需要广泛的技能，技能越多，价值越高。工人需要支撑环境和多种技术，以保持这种持续不断的学习过程。
3.实现信息向知识的转化。
未来制造业更依赖于信息技术。制造业必须分散到世界各地，以经济地满足用户要求。这预示着劳动力分散将增加对迅速、准确、高质量通讯的需求。因为全球化必然伴随跨越国界，所以通讯对于语言和文化差异必须是透明的。离知识和专家源很远的工人必须迅速接受培训，必须建立公司和联盟的网络，以响应快速变化。
制造企业为满足制造业需求，必须“及时”捕获、贮存数据和信息，并将其转化为有用的知识；在任何地点、任何时候需要时，用户能以熟悉的语言和格式“及时”得到这种有用的知识。
未来制造业为了缩短新产品准备周期，必须按照并行设计与制造要求，实时交换设计者与制造者之间信息。全球分布的制造资源和不断扩展的供应网络、具体运送设备和材料的输送系统都需要基于实时处理的信息系统。因此，教育显得更为重要。受过良好培训和教育的人，能够在以前未出现的数据流、信息流、知识流的基础上，更好、更快地做出决策。只有受过培训教育的人，才能从无用信息中分离出有用的信息。
4.实现环境友好性。
把生产废弃物及产品对环境的影响，减少到“接近于零”。制造企业的目标是开发不影响环境、成本低且有竞争力的产品和工艺，尽可能利用回收材料作原料，在能源、材料或人力资源各方面不造成大的浪费。为此，建立关于环境破坏方面的全球数据库将是关键因素之一。
世界人口的快速增长，使全球生态系统受到严重制约。对资源可利用性的威胁将增大，废弃物将增加。未来制造企业如能积极主动地作出对环境影响的评价，确立环境保护的目标以及研究满足目标所需要的技术，则将具有竞争的优势。
5.实现可重组企业。
实现快速重组制造企业的驱动因素是：快速变化的市场需求、快速变化的市场机遇、生产过程、产品和电子通信技术的开发。个人及组织与其他组织建立复杂的合作联盟能力，非常重要。必须尽快建立并解除这些关系，以应对欠发达的经济、快速变化的市场及电子通讯业的预期发展的变化。这种“联盟”的伙伴，既合作、又竞争，他们实行多国合作，以充分利用全球机遇。企业快速重组需要新的组织结构和雇员关系，并具有较大的柔性和活动的集成。
未来可重组制造企业的显著标志是：(1)基于柔性、临时合作模式的企业内部结构和企业交互结构；(2)以市场机遇为中心，而不是以自我保护和发展为中心的企业；(3)竞争者之间信息与技术共享；(4)解决全世界范围内专利和知识产权问题；(5)合作报酬公平共享；(6)把基于活动或基于知识的标准并入事务处理中；(7)基于价值的相互关系和基于价值的成本估算；(8)高度集成的、关系密切的供应链；(9)信息管理、表达和交流的文化交叉系统。
6.实现工艺突破性革新。
重点开发微小尺度制造工艺将导致生产能力的急剧变化。由于设计和制造的产品的尺度愈来愈小，最终可达分子和原子级的水平，制造工艺可能取得巨大的进步。这些创新工艺将使未来制造企业之间的主要区别表现在快速创造、并生产新产品，以满足顾客的高期望和需求不断变化的能力上。具体标志是：(1)多单元工艺集成为单一工艺，显著减少投资、检验时间、搬运和加工时间；(2)全部可编程、不需要硬工装的工艺，使产品的定制和迅速转产变为现实；(3)自我导引工艺的创建将简化工装和编程要求，提供更大的加工性；(4)对分子、原子级的处理将导致新材料的产生，取消有分散件联接与装配操作，允许在一个零件中材料成份产生变化。
这些创新工艺的发展能够制造出新的产品，例如，由分子级的元器件组成的生物计算机；能在分子或细胞级上进行手术的、只有分子大小的外科工具；高效且便宜的太阳能收集器。创新工艺的发展，还能够获得经过重大改进、具有特定性能的新材料。