论现代企业的生产过程再造_流程再造论文

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90年代,世界已进入信息与智能的时代,微电子技术、计算机技术、通信网络技术和自动化技术进入高速发展和相互交叉融合的时期。现代企业无论是在经营理念,还是在管理方法、管理手段和管理组织结构上,都产生了重大变化和进步。目前,工业控制与自动化正在朝着智能化、集成化与网络化的方向发展。信息技术的飞速发展,与采用传统管理体制的企业已格格不入,传统的组织结构和生产流程已经成为企业迈向现代化的巨大障碍。但信息技术的发展,也为企业转变经营管理机制,实施先进的控制和科学管理策略提供了前所未遇的良机。一些企业,已提早进行企业的再造工程,运用先进的企业管理方法和信息技术,及时变革企业组织结构和生产流程,大大提高了企业自身适应激烈市场竞争的能力,较快地迈入了现代化新型企业的行列。

一、现代企业生产流程的衍化过程及其特点

要探讨现代企业生产流程的再造,就必须先搞清现代企业生产流程的内涵、特点及衍化过程。

(一)生产流程的含义

工业企业的生产流程是指从生产材料准备和零部件配套到零部件生产、生产总装或按一定工艺流程连续制造加工出产品的一个完整的产品制造生产过程。生产流程作为企业作业流程的组成部分,决定着产品的性能、质量、成本和交货期等诸多因素,它不仅是企业正常运行的基础条件和必要条件,也是企业提高应变能力和竞争能力的重要保证。

(二)现代企业生产流程的衍化过程

现代企业生产流程是在传统工业时代生产流程基础上逐渐衍变而来。传统工业时代生产流程是建立在亚当·斯密的劳动分工理论基础之上的,注重对生产流程的精细分工,与之相适应的则是金字塔式的企业组织结构和细致的岗位划分。目前,我国许多大中型企业的组织机构都是与之类似的模式,企业的规模愈大,这种金字塔式的特征就愈明显。在市场经济的大背景下,企业的这种组织结构和生产流程已越来越暴露出其巨大的局限性。

由于传统工业时代企业组织结构和生产流程暴露出来的种种弊端,西方发达国家一直在探索企业管理的新出路,并取得了成功。其中比较有影响的理论是哈默与钱辟提出的“再造企业”(Reengineering The C-orporation)理论。哈默再造企业理论的核心内容,是彻底抛弃分工理论,将塔式组织结构压缩成“扁形组织”,企业将工作任务或不同的步骤压缩起来,全部交给专案员或专案组来完成。流程是哈默再造企业理论的核心概念。企业生产经营的起点与归宿是顾客,企业作业流程的一切步骤均是为了顾客,企业作业的一切步骤均是按照富有弹性的、面向顾客的、最有利于生产的方式进行。

哈默理论为企业生产流程再造提供了理论依据,自动化技术和信息技术的发展,则为企业再造提供了必要的技术手段。自70年代中期DCS(分散型控制系统)问世以来,计算机在工业控制领域获得广泛应用。以DCS、PLC(可编程控制器)和IPC(工业控制计算机)为代表的新一代控制设备和技术,极大地推动着企业的生产流程从劳动密集型向技术密集型转变,从精细分工模式向工序集成一体化管理模式转变。更由于计算机系统在企业经营管理领域的深入发展和应用,形成了监控和数据采集(SCADA)系统、管理信息系统(MIS)、制造执行系统(MES)、企业资源计划系统(ERP)、计算机辅助设计系统(CAD)、计算机辅助再造系统(CAM)等实用系统,给企业的经营管理带来了革命性的变化。尤其是80年代以后,出现了将上述这些控制和管理系统集成起来的计算机集成制造系统(CIMS),将企业的生产流程再造与管理组织结构的再造紧密结合起来,使企业的再造水平和市场竞争力有了大幅度提高。

下表以日本化学工业生产过程为例,说明企业生产流程从传统工业时代向信息时代的衍变特征。

从表中可以看出,企业在从传统工业时代向信息时代的发展过程中,经营资源由单一的物力、财力逐渐向信息和人力资源等多种资源方向衍变,而环境资源由于影响到企业未来长远发展也受到重视。企业经营生产方式从大量生产方式逐步向柔性制造、灵捷(Agile)制造过渡。企业的发展,必须借助于先进的自动化技术和信息技术手段,而信息技术的发展又推动着企业的经营管理模式和生产流程的变革、衍化。

(三)现代企业生产流程的特点

现代企业生产流程建立在技术密集型、知识密集型和信息化社会的大背景下,因而它不同于精细分工式的传统工业时代生产流程,具有自己独特的优点:

1.生产工序的紧密衔接和整合。为了加快产品制造生产周期,降低工序之间的能源、生产原辅料损失和人员管理费用,提高生产作业流程的运作效率,采用先进工艺设备和控制技术,改变工艺路线,使生产工序紧密衔接和高度整合,取消或减少一些不利于生产的工序。

2.生产流程的一体化管理。由于生产工序的紧密衔接和整合,便于建立区域一体化生产管理机构,使各道工序间统一计划,统一调度,使物流连续高效运作,并在生产计划实施过程中具备快速动态调整的能力,大大提高了应变力和竞争力。

3.兼顾“品种”、“性能”、“质量”、“成本”、“柔性”等多种目标和“人”、“财”、“物”及“信息”等多种经营资源。现代企业生产流程是面向合同、面向买方市场的,必须兼顾多种经营资源,满足多项生产目标,为“高竞争和多样化消费时代”生产方式奠定技术和管理的基础。

4.服从企业经营管理大系统。现代企业生产流程以过程自动化(PA)和基础自动化(BA)为主要手段,与经营管理的计算机系统通过信息高速公路连成一体,将生产部门与企业内部各职能部门甚至外界中间部门(如贸易公司、税务部门、海关)以至最终用户直接联系起来,使企业员工能够真正面对顾客,减少了职能部门间的推诿扯皮,实现了更广范围的信息高效化。现代企业生产流程融入经营管理大系统的发展方向便是迈向CIMS(计算机集成制造系统),以达到生产流程与企业组织结构的高度整合和总体优化运作。

5.生产流程操作人员的“超职能”化。正是由于现代企业对生产工序的整合和先进自动化技术、信息技术的广泛应用,现代企业对生产流程操作人员的职能赋予更大权限,对员工的综合业务素质提出了更高要求。

由上面的分析可见,现代企业生产流程具有整合性、灵活性、多样性、高效性的特点,是企业提高经济效益、应变能力和竞争能力的重要保证。

二、现代企业再造生产流程的方法

现代企业生产流程的再造,是现代企业再造的重要内容之一,因而它必须以现代企业管理理论和先进的企业经营管理思想为理论指导,运用“运筹学”(Operation Research)、“博弈论”(Game Theory)等现代企业管理方法和以信息技术为支撑的先进管理手段,结合各个企业的行业特点、经济基础等基本情况来实施。

(一)现代企业生产流程再造的实现途径

在具备基本的经济基础条件下,现代企业主要通过以下途径实现生产流程的再造:

1.改进、提高工艺技术,革新、发展工艺设备。要实现生产工序的紧密衔接和整合,降低能耗及材料费用,提高产品质量及流程柔性,离开先进的工艺技术和设备条件是无法做到的。

2.采用高可靠性、高精度的机械加工、制造设备,来保证产品质量和生产流程运作的连续性。

3.采用先进的自动化技术和信息技术,来实现对生产流程精确可靠的控制和有效管理,保证产品质量的稳定与提高,减少能耗、成本与环境污染,并与企业管理系统联网,以实现企业总体优化运作。

4.建立管理现代企业生产流程的区域一体化生产管理机构,以新的生产流程来确定车间管理职能,以实现各道工序计划的统一编制和安排实施,并在计划实施中根据异常情况进行动态调整,使现代企业生产流程具有很强的生产控制能力。

(二)现代企业生产流程再造的技术方式

如前所述,自动化技术和信息技术的发展,为企业再造提供了必要的技术手段,而且对企业的发展有着深刻的影响。过去,自动化技术的原始动力是使生产和操作更快、更安全有效,以达到增加产量、降低成本及提高产品质量的目的。所以,自动化对工业企业提高市场竞争力,起到了决定性的作用。但是,随着生产规模的逐步扩大和生产工艺的更新进步,生产过程控制越来越复杂严格,如果没有先进的自动化技术,生产将无法正常进行。而且,工业发达国家对于环境保护和能耗方面的法令和要求日趋严格与苛刻,如果不依靠自动化技术,要达到减少污染与节约能源的目的,是根本不可能的。

今天,全球性商业竞争环境使各工业企业承受多方面的压力。随着大量生产竞争力的衰退,灵捷竞争的兴起,企业要继续保持竞争优势,就要把生产过程控制数据与有关商业信息组合起来,把生产现场的测控自动化设备与企业管理信息网络联系起来,这便是率先在制造加工业出现CIMS(计算机集成制造系统)的背景。

计算机网络技术与信息技术的发展,推动了自动化技术从局部自动化逐步过渡到计算机集成综合自动化;自动化正在向集成化、智能化和网络化的方向发展。产生于这一背景下的系统集成技术,即计算机集成生产系统总体技术,其目的在于通过计算机网络将局部自动化技术在物理集成、功能集成、信息集成、组织集成的基础上,形成具有柔性化的高度自动化的管理控制一体化技术。该技术可以最有效地满足企业进行生产流程和组织结构的再造,它可以实施从最低层实时控制、优化控制上升到生产调度、经营管理,乃至最高层战略决策,通过网络形成一个完整的自动化集成系统,以实现企业整体优化效益。

下面我们详细分析现代企业生产流程再造的自动化和信息技术实现方式。

首先,由于生产流程的再造与企业的工艺流程密切相关,而工艺流程又取决于企业的行业特点,不同行业领域的工业企业,其工艺流程千差万别,因而其生产流程的再造方式也差异较大。以行业来划分,工业企业大致可划分为离散型制造业和连续型制造业这两大类。

1.离散型制造业生产流程再造

这个行业的生产特点是先对各种零散工件进行加工,然后组装成各种成品或半成品,整个生产过程是分立的。如机床、汽车和电子机械设备等制造业。

离散型制造业生产流程的再造,当以CIMS的推广应用最为普遍。CIMS自80年代初问世以来,在世界范围内取得了成功并获得巨大经济效益。基于CIM哲理的CIMS是通过计算机软硬件技术、现代管理技术等,将企业生产全部过程中有关的人、技术、经营、管理各环节,包括市场信息、购销信息、设备信息、物流信息以及生产工况,科学地集成为一个能适应市场需求变化和生产环境变化的智能型总体优化运作的大系统。从这个意义上来讲,CIMS是对现代企业进行更为全面再造的先进手段。

以下图所示离散型行业典型CIMS体系结构为例来说明。

CIMS控制管理的对象分为工厂级、车间级、单元级、工作站级和设备级五级,各级计算机系统完成的任务各不相同,高一级装置控制次一级装置,次一级功能更具体,最后一级就是完成要求的最具体的一道任务。由于该CIMS采用了CAD和CAE(计算机辅助工程)设计新产品和新工艺,车间生产计划可通过仿真软件进行仿真和适当调整,便可对当日要加工的零件进行统一排序和生产调度,由工作站级和设备级完成从资源材料到零部件加工、组装成产品的一个完整的生产流程控制,不需建设新的生产线,就可实现新产品的生产,保证离散生产流程的多品种、小批量的柔性生产能力。即离散型生产流程再造通过CIMS调整生产计划和作业调度计划,优化生产任务排序来达到保证产品质量、缩短供货周期、提高设备利用率等优化目标,保证企业的柔性生产能力。

由于离散型制造业CIMS工程技术发展较早,应用面广,国内如北京第一机床厂、成都飞机工业公司等企业应用CIMS都取得了显著成果,资料丰富,因此,对于离散型制造业的生产流程再造在此不再细述。

2.连续型制造业生产流程再造

这类行业的生产特点是原材料通过一系列的加工装置连续地进行规定的化学反应或物理变化,最终得到要求的产品。这类行业的生产流程,有的是以日、月、季、年为启停周期,连续不间断运作,如化工、炼油、水泥、电力等企业;有的则是以各个连续型流程相互衔接成一个完整的生产流程,如钢铁、有色金属加工类企业。连续型制造业的生产方式,大多是生产量大,品种变化少,企业经营策略是根据市场供求预测和各种产品的价格决定本企业生产产品的最佳配比,并通过及时修正生产计划和优化生产调度,用物耗和能耗最小的工艺流程,准时地生产出最佳配比的产品,以谋取高利润、高效益。

由于连续型制造业具有与离散型制造业不同的生产特点,决定了其生产流程再造方式的不同。在此,笔者对连续型制造业生产流程再造的自动化技术和信息技术方式做了归纳总结。下面先引入企业自动化系统典型分级结构,以便进一步分析生产流程再造的技术手段。

(1)企业自动化系统典型分级结构

按控制对象和控制功能的不同,连续生产过程的自动化系统具有如左图所示的典型分级结构。图中上面三级实现企业的管理功能,包括企业长期生产经营方向、投资和发展方向的决策规划;企业按照定货合同和生产经营规划编制的中短期生产计划和企业的各种业务管理、技术管理;按照企业生产流程和专业划分的车间生产管理和在线作业调度管理等。图中下面三级为企业生产的控制功能,包括企业生产工艺过程的各种优化控制,生产工艺装备的设备控制,生产工艺参数检测与控制装置驱动等。

由于信息技术发展很快,工厂自动化自80年代以来发生了巨大变化。即使是在信息时代的各个时期,企业生产流程的控制管理方式也不尽相同。就目前状况而言,大部分现代化企业实现上述分级结构测控功能的第1、2、3级,采用的是各种过程控制仪表、PLC(可编程序控制器)、DCS(分散型控制系统)及IPC(工业PC)等控制系统和装置,少数企业开始在局部生产过程采用现场总线技术及产品。现场总线控制系统(FCS)是最具发展前景的应用技术。而实现管理功能的第4、5、6级则由各种IPC实用系统,如SCADA(监控和数据采集)、MES(制造执行系统)、ERP(企业资源计划)等来实现,如左图工业自动化递阶结构所示。

如果将上述六级自动化系统全部功能都集成起来,实现整个企业的生产和管理层全局优化,那就是当今世界上正在发展的CIMS,在连续生产过程领域也称之为CIPS(计算机集成生产系统)。目前有条件应用C-IPS的企业还为数不多。

综上所述,在连续生产过程领域,我们可以把现代企业生产流程再造归结为两大类型:

其一是以过程控制仪表、PLC、DCS及IPC系统或FCS为信息技术手段的再造方式;

其二是采用CIPS为信息技术手段的再造方式。

(2)采用DCS、PLC、IPC系统或FCS的生产流程再造

早期DCS主要功能是完成过程控制,实现生产过程的自动化。近年来,DCS适应集成化和CIM的需要,朝着提供将生产现场控制和生产管理集成的生产控制功能方向发展,由经典控制发展为衔接控制、专家系统、智能控制,由相对封闭向开放系统发展。近年来一些主要DCS厂商应用成熟的PC技术、通信网络技术,使DCS向信息管理系统扩充,向计算机网络控制发展,向计算机一体化制造系统发展,向大系统综合自动化方向发展,使企业管理与过程控制相结合,能利用过程信息较快地做出有利于企业的决策,以适应千变万化的市场要求。如Foxboro的I/A系统,Honeywell的TDC3000,Yokogawa的CENTIM CS,Bailey的INF190 Open,We-sting house的WDPFⅡ,ABB/Taylor的MOD300等。有的DCS采用了光纤分布式数据界面(FDDI)局域网络,数据传输速率达100M6ps,可连达上千个节点,便于形成大型的管理与控制信息系统,为CIM铺平了道路。

DCS一问世就以其高可靠性、实用灵活、功能强而成为过程控制中最为实用的系统。虽然其价格比PLC要贵一些,系统的开放性也不及其他产品,但由于其在可靠性和安全性等性能方面的优点,使其成为目前大中型生产过程控制中应用最多,也是可信度最高的控制系统。在目前DCS的操作员站上还加入了多媒体技术,实现了现场装置的实际运行状态的图像和声音监视与监听,更增加了系统的实用性和方便性。应用DCS,可以方便可靠地对生产工序进行整合和统一集中管理调度,通过实时调度能源流和物质流来调整生产过程的工艺参数和控制设定点等,以达到最优工况,并保证连续型生产流程长期安全、稳定和负荷可控地运转,最终实现优质高产、高利润、高效益的目标。因而DCS对于连续型制造业的生产流程再造具有巨大推动作用。正是由于DCS生产管理与控制功能的集成,使现代企业生产流程必须打破精细分工体制,向整合性方向发展。

与DCS并行发展并获得极其广泛应用的计算机控制设备,应属于可编程序控制器PLC。早期PLC主要用于离散型过程的逻辑控制,具有结构紧凑、速度快、功能简单、可靠性高、价格低等优点。但随着PC技术与开放软件技术的发展,PLC也在不断提高自己的性能和扩展自己的应用领域。当今多数PLC采用通用的高性能处理器(如Pentium处理器等),在保证快速逻辑运算的前提下,增加了回路调节功能、代数计算功能等,使之适用于连续过程控制和批量控制领域。新一代PLC还具备高速通信网络和支持快速现场总线通信(Profibus,FF等)的功能。由于PLC所具有的上述特点,使之应用范围越来越广,而DCS和PLC的快速发展使二者之间的区别和界线日益模糊,PLC对于现代企业生产流程的再造同样劳苦功高。需要指出的是,具体实施生产流程再造,由于DCS与PLC均具有相互通信接口,既可采用DCS或PLC独立控制系统,也可将两者结合,采用DCS与PLC连用的混合系统,要依据生产流程的规模和工艺特点来确立控制产品选型。下页图示为—DCS与PLC连用的控制系统组成结构示意图。

进入90年代,在自动控制领域另一影响广泛的技术是工业PC(IPC)。IPC是在普通PC基础上经过工业加固而形成,具有非常强的计算处理功能,先进丰富的图形显示及多媒体功能,多种操作系统支持(Windows3.1、95、NT、UNIX等)和丰富的应用软件资源,强大的网络功能和低廉的价格等突出优点,使IPC从测控功能级应用领域,逐步进入管理功能级应用领域,这便对企业再造提供了全面支持。

IPC在工业自动化领域目前已获得了极为广泛的应用,如DCS系统中IPC用作工程师站和操作员站主机(见左图),而PLC也利用IPC作操作员接口。利用IPC还可实现车间监控和数据采集的SCADA系统,用于企业各职能部门的管理信息系统(MIS)、制造执行系统(MES)和90年代发展起来的企业资源计划管理系统(ERP)等。MES是企业车间生产管理技术,其目的是为使生产活动从下定单到产成品间实现最优化提供信息。利用MES可完成车间级的计划、调度、资源分配、员工管理、工作过程跟踪、质量控制、性能分析、过程控制、产品跟踪和维护管理等多项任务。应用MES可明显提高产品质量、劳动生产率和产量,还可以缩小库存,减少资金占用量,缩短交货期等。不仅许多软件商提供了MES功能(如Intell-ution的FIX,GEFanuc的Cimplicity等),有的DCS厂商也提供了MES功能(如Honeywell的Total Plant系统,Foxborol/AS系统)。ERP是在MRPⅡ(制造资源计划)的基础上发展起来的,是属于经营管理系统,以用户为焦点,包括经营预测、经营规划、销售计划、生产规划、资源计划、需求管理、成本分析、人力资源、采购作业和供应商档案、分销和库存管理等。MES和ERP只需利用厂家提供的成熟且商品化的软件包就可由用户自己生成系统,较CIMS更易推广应用。由于开放计算机网络的发展和成熟,可以在企业的经营部门和生产车间之间建立无缝软件连接,以管理为主的信息网络层和以测控为主的现场网络层,通过网关、网桥连接成一个企业管控一体化综合自动化系统,从而体现出现代企业作业流程的高度整合和协调。基于WEB的软件系统还可为企业的异地工厂之间、企业之间以及企业与供应商和用户之间建立在线连接,这便为大型企业集团的企业再造过程提供了有利条件。

此外,IPC现在正在迅速进入直接控制领域,以软件和PC兼容的硬件方式实现软PLC和软DCS正逐步流行。实际上,从上面的分析我们已经看出PLC、DCS和IPC正在向相互渗透、重叠、融合的方向发展。自90年代初就开始出现EIC集成化产品,所谓EIC集成化即E(Electrical)电控、I(Instrumntation)仪控与C(Computer)计算机的集成化,在钢铁行业称之为“三电”一体化。DCS与PLC、IPC相互补充又相互转化,正朝趋向于数字化、模块化、网络化的分布式控制系统方向发展。因此,现在DCS更多地叫做“分布式控制系统”。

由于我们正处在一个技术爆炸发展的年代,上述以DCS、PLC和IPC为代表的传统控制系统仍在不断发展完善,而稍后发展起来的现场总线技术却悄然进入自动化领域,成为当前自动化控制领域的第一热点。现场总线是在80年代末、90年代初发展起来的,用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备双向互连数字通讯网络。它作为工厂数字通讯网络的基础,沟通了生产过程现场控制设备之间及其与更高控制管理层之间的联系。现场总线控制系统FCS(Fieldbus ControlSystem),是继DCS之后的新一代控制系统。现场总线技术的发展应用,加速了企业管理与控制信息系统(综合自动化系统)的实施应用。以现场总线构成的过程控制管理层,以企业生产调度、计划、销售、库存、财务、人事等构成的企业信息管理决策层,二者通过网关网桥紧密结合起来形成了企业信息综合自动化系统,为企业实施先进控制和科学管理打下了坚实基础。

以过程控制仪表、DCS、PLC、IPC和FCS等先进控制系统为技术手段实施企业再造工程,将提供全方位的技术支持和可靠保障。由于企业再造不得不依赖于先进的自动化技术和信息技术,其再造工程不是仅仅通过简单的压缩组织结构、整合工艺流程和减员增效能够实现的,现代企业必须拥有一批高知识、高技术、高素质的人才队伍,新的生产流程操作人员必须具备更为全面的现代企业管理知识和信息技术知识。

(3)采用CIPS的生产流程再造

进入90年代,国内外广大有识之士已一致认为CIMC是制造业提高产品质量、降低产品成本、缩短产品上市时间、提高企业柔性,从而赢得市场的一种有效的经营、管理和运行的企业哲理。自从国家863计划实施以来,CIM技术已经成为我国大中型企业技术改造的一个主攻方向。前已述及,CIMS率先问世于离散型生产过程的机械制造业,后来,人们从实践中认识到用计算机实现生产全过程信息的加工处理,把从下而上的信息管理和从上而下的层层控制有机结合成一个整体实现优化运作的这种CIM哲理,也完全适用于整个工业领域。于是,CIM迅速扩大到连续型制造业。连续型制造业的CIMS亦称之为CIPS。下图所示为CIPS的一种典型结构:

上述结构的CIPS,其功能层次仍可划分为管理决策层和控制层两大层次。管理决策层掌握收集外部的信息和来自控制层次的信息,然后根据领导的决策制定出生产的计划并向下一层传达。控制层负责整个生产过程的统筹协调,是一个生产控制中心。生产流程中各个重要环节的关键参数都传送给管理层,并按管理层下达的生产计划以及考虑生产设备与生产工况的实时情况,在保证物料与能量平衡的前提下进行调度与过程优化,最后由现场过程控制系统,如DCS、PLC或FCS等予以执行。这样各层通过网络联系,各层业务信息主流由下而上,控制决策信息由上而下,构成一个有序的管理控制自动化综合系统。

在这种系统中,生产流程完全处于管理决策层的有效监控之下,管理决策层自动自主地“听取”基层作业流程的意见和反馈信息,并能保证决策指令的有效实施。企业有条件以核心作业流程为主线来整合企业内部各作业流程,各作业流程不再受职能部门限制。而企业管理技术人员的岗位编制也是完全按照各功能级要求来划分,在某一级中的各个专案员或专案组要承担多项职能的工作任务。

CIMS和CIPS的实施,给企业带来的影响是长远的,取得的技术经济效益、社会效益是难以仅用货币来衡量的。到了90年代,国际上又提出一系列带有方向性的新概念,如美国提出的灵捷(Agile)制造企业,企图进一步把技术、管理和人力三方面的资源以更灵活更高级的方式集成到一个相互依赖、相互协调的系统中。日本丰田汽车公司首创的“精益生产(Lean Production)模式”也得到多方面响应。欧洲人则注重人的集成,提出了“人件”以及“以人为中心的生产系统”等新概念。在这类企业中,生产流程更能体现出信息时代所具有的整合性、民主性、自然性和多样性等特点。

综上所述,自动化技术与信息技术的发展,正极大地推动着企业自动化向集成化、综合化、自动化系统发展,向管理与控制信息系统方向发展,最终将有利于企业建立起具有长远战略意义的CIMS和CIPS。自动化技术与信息技术发展不仅导致企业自动化系统结构的巨大变化,也深入影响到企业生产流程和组织结构的变迁,为企业再造提供有效的技术手段。学习和借鉴发达国家经验,应用先进的信息技术手段对中国企业的生产流程及组织结构进行再造,将具有深远意义。

三、对再造中国企业生产流程的思考

中国企业有着与发达国家企业不同的经济基础和宏观背景,因此不能完全照搬西方发达国家的企业再造模式,必须探索符合中国国情的企业再造方式。

(一)目前我国企业生产流程的现状、特点及工厂自动化水平

目前,由于我国企业所处的特殊历史背景,使我国企业的发育水平参差不齐,从手工作坊式的企业到高科技现代化企业都有,各个企业的经营管理水平和运行机制以及自动化程度各不相同,即使在同一企业中,先进的自动化生产线与第一、第二个五年计划时期从苏联购置的设备都在同时运转,这就造成了目前我国企业生产流程的复杂性和多样性。但总体来讲,我国目前企业的生产流程正处在一种从传统工业时代向信息时代的过渡阶段。具体分析各个企业在生产流程上的不同特点,将有助于确定我国企业各具特色的再造方案。

一般来讲,在我国的众多企业中,冶金、钢铁、化工类企业、电力企业、机械电子设备制造业中的大中型企业的自动化程度较高。这些企业的生产流程,或多或少地具备了一些信息时代特点。在这类企业中,大多数企业自改革开放以来就开始不断引进吸收国外先进技术和设备,其主要或关键生产线均是自动化水平较高的,DCS、PLC、IPC和大量智能仪表被广泛采用。企业的管理系统也大多采用了计算机辅助管理系统,CAD、CAM的应用面也较广,有少数企业还实现了CIMS。但与发达国家的现代化企业相比,我国企业无论是在自动化设备的先进程度上,还是计算机管理网络的构筑及计算机应用系统的开发水平上,都有较大差距。一个尤为突出的问题是,企业不惜投入巨资采用先进的自动化技术和信息技术进行技术改造,而在企业管理体制与生产流程再造上却相对滞后,由此产生一种不适应性。有的企业甚至沿用传统的精细分工管理模式在驱动新上马的自动化生产线,结果造成引进生产线在能源、设备上的极大损耗,并由此引发出一系列影响企业长远发展的更深层次问题。从我国企业目前状况来看,处于企业生产低层的测控现场网络与以管理为主的信息网络尚不能集成为一个有机协调的企业信息集成网络,不能充分发挥先进的信息技术和自动化设备的作用和优势。这也是国内引进生产线大多数达不到发达国家所能达到的产量、质量、控制精度、能耗及污染等一系列指标的重要原因之一。

以上分析是针对自动化程度较高的大中型企业而言,而对许多管理落后、自动化水平较低的企业,存在的问题和困难就更为突出。

(二)我国企业生产流程再造的困难

首先,从技术上看,我们虽然处在一个技术上几乎可以随心所欲的年代,但也处于让人无所适从的年代。80年代末我们还在讨论如何应用MAP网络来解决各DCS厂家的开放和“自动化孤独岛”问题,现在各DCS厂家都纷纷将自己的DCS移植到了微软的Windows NT网络平台。DCS可以说在我国才刚刚推广,现在又有专家说FCS将取而代之。我国企业的技术改造周期长,见效慢。尤其是大型系统,现在考虑的技术方案到两三年以后再来实施时,一般都面目全非了。而企业现在拥有的自动化设备,不可能很快被淘汰,只能在现有基础上逐步扩展,这势必存在一个不同技术间的标准协调问题。

其次,目前我国企业的管理体制对生产流程再造存在制约。传统生产流程的再造,首先要受制于企业管理体制和组织结构的再造。由于生产流程趋向整合化,生产流程上的操作人员数量和管理职能部门势必压缩,人员综合素质要求更高,这使目前本已因减员增效、下岗分流所困扰的企业会承受更大的压力。另外,由于新的生产流程操作人员担负了比以往更为重要、复杂的职责,因此,还必须对其职业道德素质有较高的要求。目前我国企业缺乏大量这类德才兼备、技术全面的复合型人才。

(三)我国企业再造生产流程的方法探讨

对于我国自动化水平较高的企业,尤其是钢铁工业,自80年代以来已基本实现了基础自动化和过程自动化,并设有管理级的多级计算机系统,因而便于实现管控一体化网络信息系统CIMS。对于经济实力雄厚、基础条件较好的企业,可先从现场测控系统与管理信息网络的连接集成入手,构筑起企业管理与控制集成信息系统,进而实现CIMS。

而那些实力不足的企业,特别是中小企业,不具备大型企业集团所拥有的财力、物力和多种高层次科技人员资源的条件,必须走低成本工厂自动化LCA和低成本CIMS即LCCIMS的发展途径。低成本工厂自动化是一个很有发展前景的新兴学科领域,企业在建成多级LCA系统后,可以保证关键分厂的生产制造工艺、装备和自动化技术应用水平达到当代先进水平,稳定地生产出高质量、高水平、低成本的产品;而在各级管理层的关键职能岗位上拥有先进的计算机辅助管理、辅助决策的技术手段,并在此基础上进行企业组织结构和生产流程的再造,在充分发挥各级人员聪明才智的条件下,仍然可以显著提高整个企业的竞争能力和经济效益。在建成多级LCA系统的基础上,还可选择对企业发展最为有益的一部分自动化子系统,集成其中某几级中的某些部分,来建立起低成本局部CIMS。但要注意,建设LCA和LCCIMS都要缩短建设周期,建设一项,投产一项,收效一项,力争做到投产后1-2年内就收回全部投资。

对于实现自动化系统功能的第1、2、3级,建议在新建生产线时采用性价比优异的FCS来组成企业的LCA系统LCCIMS。而实现管理功能的第4、5、6级,采用客户机/服务器(C/S)体系结构,从而将整个企业的计算机信息网络优化为二层结构,使企业的自动化设备及网络投资费用大幅下降,为企业生产流程再造创造有利条件。下图所示为六级集成的LCCIMS二层网络结构示意图。

此外,我国企业生产流程再造,还应结合工艺技术水平和装备性能的提高来进行,重视人才的培训和人才队伍建设。通过各种培训使企业员工去努力适应新的生产流程、现代管理方式和高新技术,以便最大限度发挥工程技术人员和管理人才的能力。

本文从探讨现代企业生产流程特点和再造的一般方法入手,侧重于现代企业生产流程再造的信息技术手段,从而对我国企业再造生产流程的方式做了分析和思考,我国企业现正处于从传统工业时代向信息时代转变过程中,企业只有加强管理、加强生产装备的技术改造,对传统的组织结构和生产流程进行再造,才能保证其在市场上的综合竞争力,提高企业对市场的应变能力和抗风险能力。

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