1.第一階段:單件生產方式
在19世紀及其以前,製造業主要采用的是單件生產方式。顧名思義,這是一種完全基於客戶訂單、一次製造一件的生產方式。它主要是采用通用的設備和熟練的工人進行手工生產,是人類最初工業化時期的產物。英、法等歐洲國家是工業革命的發源地,這種單件生產方式在那裏領先了若幹世紀。這種生產方式的特點是靈活性大、生產品種多,但批量太小,這顯然使得產品製造成本很高。因此,當時除了像英國議員和各種富商們能買得起象汽車這樣的單件訂購產品外,普通的百姓是無從問津的。另外,這種靠手工生產的產品,其質量也難以得到保證,修理起來也不方便。原因是零部件都是單件生產出來的,它們之間沒有互換性。
1.第二階段:大量生產方式
本世紀第一次世界大戰之後,美國福特汽車公司的亨利“福特和通用汽車公司的阿爾弗萊德斯隆開創了世界製造業生產方式的紀新紀元,把歐洲領先了若幹世紀的單件生產方式轉變為大量生產方式。福特發明了世界上第一條流水生產線。大量生產方式的特點是采用昂貴的專用設備,雇傭非熟練與半熟練的工人進行生產,產品設計也是由精通某些狹窄專業的技術人員完成。這種方式還解決了零件的互換性技術,因此可以生產出大量的標準化產品。由於專用機械設備的成本非常高,決不允許中斷,為了保證生產不間斷,企業準備許多重要的緩衝環節(包括額外的場地、工人、協作廠及庫存)。由於產品換型所需花費大,因此廠家總是盡量地減少產品設計和標準的更改。顯然,這種生產方式是通過規模來降低成本,而且還能通過重複性和互換性保證質量和良好的維修性。然而這種方式致命的弱點是,生產品種單一、產品更新困難。這種生產方式在本世紀一戰之後相當長的時期裏得到了巨大的發展。當時美國及整個世界市場的情況是供不應求,完全是賣方市場。在這種情況下,大量生產方式得以迅速發展,並開始向汽車以外的各行業擴展,結果使得美國很快控製了世界經濟和市場,成為頭號經濟強國。這種生產方式對整個世界製造業產生了巨大的影響,是人類在工業化成熟時期采用機械化、電氣化等技術取得的巨大成就,至今我們還可以在世界各國企業看到它的存在。第三階段:精益生產方式第二次大戰之後,日本豐田汽車公司的豐田英二和大野耐一在總結了美國大量生產方式和日本市場的特點後,首創了“精益生產”方式。精益生產是通過采用通用性大而且自動化程度又高的機器來生產品種可以有各種變化的大宗產品,在生產上雇傭多技能工人進行操作。在生產控製上是采用“準時製”或“拉式”法,即任何一個工位的生產隻有在其後續工序需要而且發出指令時才進行,這樣就避免了很大的額外庫存量,大量節約了資源。總之,精益生產方式綜合了單件生產與大量生產方式的優點,而且去除了各自的缺點,這樣它既能生產不同的品種,又能保持較大的批量,因此成本低、質量好、花樣也多。這種生產方式戰後在日本得到了很大發展,很快在日本島內其它行業興起,大大提高了日本企業的競爭力,導致了日本在汽車、家電等許多行業在80年代中後期不斷打敗美國,曾一度控製了世界經濟,保持了經濟強國的地位。第四階段:計算機集成製造自本世紀70年代以來,隨著社會經濟的發展和科學技術的進步,市場日益發生深刻的變化,人們對產品的質量、成本和種類要求越來越高,產品更新換代速度加快,其生命周期越來越短,商品市場日益發生深刻的變化,人們對產品的質量、成本和種類要求越來越高,產品更新換代速度加快,其生命周期越來越短,市場競爭日益激烈。此時,一個企業的生產係統必須對市場具有快速反應的能力,能及時向市場提供多品種、高質量、低成本的產品,因此生產係統的柔性成為市場的迫切需要。自70年代開始計算機技術用於製造領域,極大地改變了人們對製造的概念,各種不同的新技
術和方法不斷出現。譬如:數控、計算機數控、直接數控、計算機輔助設計、計算機輔助工程、計算機輔助工藝編程、快速原型製造、虛擬製造、並行工程、柔性製造係統、製造資源規劃及計算機集成製造係統等等。
如果按照應用製造產品的不同階段,這些技術可分為:用於產品設計過程的技術計算機輔助設計主要是用計算機進行產品設計,代替手工設計和繪圖,計算機輔助工程主要是用於計算機進行產品的性能及生產製造過程的模擬仿真,以期要根據仿真結果對產品設計進行優化。快速原型製造(尺戶)主要是將(:⑽生成的計算機圖形,通過特殊的處理方法如:分層、燒結、沉積等,轉化為實物模型的技術,它使人們能真實地看到模型產品,從而能更好地優化產品設計,主要為產品設計服務。但現在尺?從技術已可用於批量的生產過程,如熔模鑄造。虛擬製造主要是利用計算機和電子技術提供的視、聽、觸、力等三維感覺交互手段,形成對存儲在計算機中的產品模型的一種虛擬環境。通過各種傳感之設備,用戶可根據自身的感覺,使用人的自然技能對虛擬世界中的客體進行考察或操作,參與其中的事件。這種技術是一場巨大的設計革命。並行工程指在產品各生命周期(如設計、工藝、製造、檢測等)有關人員在內的開發小組,在計算機協同工作環境下對產品的設計及後續各階段的問題(如工藝性、可製造性、可裝配性以及可檢測性等)進行考慮,使產品設計周期盡量縮短,保證上市時間。