復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)管理優(yōu)化的研究綜述和展望

張建輝，王 素，張文旭，張文燾

（1.河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津300130；2.國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心，天津300130；3.中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北武漢 430064）

1 引言

制造業(yè)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的核心部分[1]，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)邁向國(guó)際領(lǐng)先地位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我國(guó)加入世貿(mào)組織后，制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力大幅度提升[2]，工業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，技術(shù)和創(chuàng)新能力穩(wěn)中求進(jìn)[3]，出口貿(mào)易的規(guī)模領(lǐng)先于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，為2017年制造業(yè)的總體經(jīng)濟(jì)帶來(lái)很高的利益。然而我國(guó)取得舉世的成就并不代表制造業(yè)居于首位，仍然在高端技術(shù)領(lǐng)域、生產(chǎn)管理、資源利用率、創(chuàng)新能力等方面和發(fā)達(dá)國(guó)家有很大的差距[4]，比如航天、海洋裝備等。復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)為國(guó)家達(dá)到工業(yè)化的目標(biāo)提供了切實(shí)的保障[5]，提升復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)管理水平，是我國(guó)制造業(yè)一直努力的方向。

學(xué)者在復(fù)雜產(chǎn)品定義上有所不同，文獻(xiàn)[6?7]最先給出復(fù)雜產(chǎn)品的定義：復(fù)雜產(chǎn)品為在研發(fā)過(guò)程中需要的跨學(xué)科知識(shí)多，需要的量少，高科技制造的這一類產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)學(xué)者從不同的角度研究復(fù)雜產(chǎn)品的特點(diǎn)以及制造業(yè)的生產(chǎn)情況，文獻(xiàn)[8]認(rèn)為復(fù)雜產(chǎn)品是研發(fā)制造的成本高、產(chǎn)品內(nèi)部的子系統(tǒng)相互聯(lián)系而組成的產(chǎn)品。文獻(xiàn)[9]認(rèn)為復(fù)雜產(chǎn)品應(yīng)該從不同的方面定義，包括：客戶的產(chǎn)品需求，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成、產(chǎn)品技術(shù)，生產(chǎn)流程、管理等七個(gè)維度。不同的產(chǎn)品會(huì)根據(jù)不同的產(chǎn)品特性描述出其復(fù)雜性，使其滿足生產(chǎn)要求。但是，如何提升復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，如何獲的良好的管理策略，如何增強(qiáng)制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力是需要管理層人員應(yīng)該著重考慮的問(wèn)題。

2 不同角度的生產(chǎn)管理優(yōu)化

為了滿足日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求，研究大型企業(yè)的生產(chǎn)管理方式，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中是非常有價(jià)值的[10]。查閱近年的相關(guān)文獻(xiàn)，然后從以下不同的角度闡述生產(chǎn)管理的研究現(xiàn)狀和研究方法。

2.1 生產(chǎn)流程角度的生產(chǎn)管理優(yōu)化

流程需要知識(shí)、信息、物料的持續(xù)流動(dòng)，在生產(chǎn)流程優(yōu)化過(guò)程中，所有工藝活動(dòng)的改進(jìn)都是有意義的，都要符合期望效果，在滿足內(nèi)外部需求的情況下最大可能的消除浪費(fèi)，保證獲得最大利潤(rùn)的同時(shí)更關(guān)心客戶對(duì)產(chǎn)品的滿意度，以連貫的組織方式，用最低的生產(chǎn)成本來(lái)實(shí)現(xiàn)制造業(yè)低風(fēng)險(xiǎn)、低材料浪費(fèi)的生產(chǎn)目標(biāo)[11]。復(fù)雜產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中既有制造又有管理[12]，優(yōu)化過(guò)程非常繁雜，存在難以控制的現(xiàn)象，缺乏系統(tǒng)性的框架，因此如何在多目標(biāo)條件下，在信息不確定、數(shù)據(jù)較差的情況下，綜合制造業(yè)的實(shí)際情況，尋找最優(yōu)生產(chǎn)管理方案成為現(xiàn)在學(xué)者研究熱點(diǎn)。

管理系統(tǒng)即考慮制造業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況又能利用現(xiàn)有資源共同改善，降低損耗；生產(chǎn)管理的目標(biāo)是讓各生產(chǎn)工序流程節(jié)點(diǎn)以高效率、低成本、高質(zhì)量的完成。為了提高生產(chǎn)能力，近年來(lái)，學(xué)者們把各管理方法運(yùn)用到產(chǎn)品制造業(yè)中，不斷挖掘產(chǎn)品生產(chǎn)的問(wèn)題，如準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)，物料需求計(jì)劃，約束理論等。文獻(xiàn)[13]探索滿足不同客戶的需求，融合管理理念和管理方法，注重提高效率，認(rèn)為資源是促進(jìn)生產(chǎn)的關(guān)鍵，把精益生產(chǎn)的概念有效的和企業(yè)的管理模式融合，持續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)流程，提出使用視覺(jué)管理的指示方法，要求作業(yè)人員自主的完成生產(chǎn)活動(dòng)的有關(guān)指令，管理部門(mén)批準(zhǔn)的指令成為全體員工遵守的標(biāo)準(zhǔn)，為生產(chǎn)中的設(shè)備、服務(wù)、技能要求等方面提出有效的改進(jìn)措施。文獻(xiàn)[14]通過(guò)對(duì)工序的測(cè)定，運(yùn)用Ven?sim系仿真識(shí)別流程的瓶頸進(jìn)行管理優(yōu)化。文獻(xiàn)[15]把約束理論、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)、物料需求計(jì)劃三個(gè)管理理念結(jié)合利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)出生產(chǎn)流程動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，有效的消除瓶頸，提高了制品庫(kù)存利用率。文獻(xiàn)[16]重點(diǎn)分析流程中出現(xiàn)的問(wèn)題，從生產(chǎn)—產(chǎn)品—現(xiàn)場(chǎng)—庫(kù)存四個(gè)方面采用5why分析法尋找影響系統(tǒng)效率的因素，在通過(guò)多種方法持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)流程，雖然在JL公司有一定的改進(jìn)效果，但流程管理方面需要進(jìn)一步探索。文獻(xiàn)[17]分析生產(chǎn)流程中存在的瓶頸問(wèn)題并持續(xù)的改善，把計(jì)算機(jī)仿真Arena融入流程管理中，通過(guò)仿真分析，仿真模擬為生產(chǎn)需求提供可實(shí)施的優(yōu)化方案。

實(shí)際的產(chǎn)品生產(chǎn)中，生產(chǎn)線是動(dòng)態(tài)的，是隨著時(shí)間不斷地波動(dòng)變化的[18]，在具有多種約束條件的情況下，優(yōu)化生產(chǎn)排程問(wèn)題能夠解決生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題[19]。文獻(xiàn)[20]研究生產(chǎn)中的工序的綜合調(diào)度問(wèn)題，結(jié)合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣和算法構(gòu)建數(shù)字化虛擬的編碼方式，利用算法對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)針對(duì)裝配順序的遺傳算子進(jìn)一步提高裝配質(zhì)量。文獻(xiàn)[21]研究復(fù)雜產(chǎn)品智能服務(wù)的新模式，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)和生產(chǎn)過(guò)程的指標(biāo)分析，進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的預(yù)測(cè)，運(yùn)用建模仿真和數(shù)據(jù)分析來(lái)預(yù)測(cè)和評(píng)估生產(chǎn)狀態(tài)，如圖1所示。文獻(xiàn)[22]根據(jù)產(chǎn)品的再制造條件和時(shí)間的不確定性，提出了概述處理生產(chǎn)管理領(lǐng)域的商業(yè)模式，總結(jié)了采購(gòu)物流、再制造業(yè)務(wù)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)?庫(kù)存、計(jì)劃生產(chǎn)控制等六條生產(chǎn)管理框架，建立再制造系統(tǒng)，利用算法處理復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)而提高了生產(chǎn)率。文獻(xiàn)[23]總結(jié)出生產(chǎn)過(guò)程的三個(gè)階段，其一原材料的提取，其二轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的初級(jí)過(guò)程，其三最終產(chǎn)品的制造過(guò)程。但對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)，精密儀器或大型設(shè)備的利用率決定產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)成本，歸結(jié)于生產(chǎn)流程優(yōu)化為基礎(chǔ)，生產(chǎn)設(shè)施和設(shè)備的有效利用，來(lái)滿足企業(yè)低成本的需求。以鋼鐵的生產(chǎn)為例，通過(guò)數(shù)學(xué)建模分析開(kāi)發(fā)了求解程序，最大限度的減少生產(chǎn)中斷的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)流程的連續(xù)性。文獻(xiàn)[24]認(rèn)為生產(chǎn)優(yōu)化包括提高生產(chǎn)線的效率、生產(chǎn)力、利用率和可靠性等因素，認(rèn)為任何企業(yè)都應(yīng)該提高生產(chǎn)力，都應(yīng)該針對(duì)現(xiàn)有的流程布局設(shè)計(jì)和流程管理進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)。

圖1 實(shí)時(shí)多源數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化Fig.1 Real?Time Multi?Source Data?Driven Optimization of Production Process

流程改進(jìn)是實(shí)現(xiàn)高效管理的前提，是在現(xiàn)有的流程中對(duì)薄弱環(huán)節(jié)改進(jìn)，讓低效率的工序能夠通過(guò)管理生產(chǎn)和供應(yīng)計(jì)劃達(dá)到內(nèi)部資源的協(xié)調(diào)。而持續(xù)的流程改進(jìn)是基于管理概念做出的適合企業(yè)實(shí)際情況的過(guò)程，是有目的的活動(dòng)，其優(yōu)勢(shì)是提高生產(chǎn)力、提高生產(chǎn)質(zhì)量、降低運(yùn)營(yíng)成本等。一方面是順應(yīng)制造業(yè)內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)利益，改進(jìn)流程和創(chuàng)建新的流程讓企業(yè)運(yùn)行變得更加靈活，提高了企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)能力。另一方面是滿足客戶和產(chǎn)品之間的期望和需求變化，減少系統(tǒng)本身?yè)p害利益的行動(dòng)和操作，增加生產(chǎn)系統(tǒng)有效的活動(dòng)，提高顧客和產(chǎn)品之間的滿意度。流程優(yōu)化需要多部門(mén)協(xié)調(diào)規(guī)范的運(yùn)行，從企業(yè)效率的角度出發(fā)，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況和客戶需求提出可行性方案，增強(qiáng)企業(yè)管理創(chuàng)新意識(shí)、員工自身素質(zhì)等，最大限度的提高企業(yè)的收益。

2.2 復(fù)雜性本質(zhì)角度的生產(chǎn)管理優(yōu)化

根據(jù)產(chǎn)品自身復(fù)雜的特點(diǎn)，順應(yīng)復(fù)雜產(chǎn)品多層次、多耦合的不確定性變化[25]，學(xué)者們從產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面入手，滿足產(chǎn)品的功能需求進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)[26]，對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行改造。文獻(xiàn)[27]提出在設(shè)計(jì)問(wèn)題上，首先通過(guò)數(shù)學(xué)建模詳細(xì)的對(duì)問(wèn)題進(jìn)行描述，然后把復(fù)雜系統(tǒng)分成多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)科分析，例如船舶的設(shè)計(jì)，當(dāng)船東提出作業(yè)船舶的需求時(shí)，船舶設(shè)計(jì)單位要根據(jù)船舶的各種性能分解成子系統(tǒng)，通過(guò)畫(huà)圖、建模、仿真等然后投入建造。而在對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品問(wèn)題分析時(shí)，文獻(xiàn)[28]認(rèn)為解決復(fù)雜產(chǎn)品一類的問(wèn)題，很大一部分是初始階段對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的分析，即分析系統(tǒng)內(nèi)部的目標(biāo)狀態(tài)和系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的差距[29]，再根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的不良效應(yīng)和產(chǎn)品預(yù)測(cè)時(shí)的目標(biāo)狀態(tài)進(jìn)一步確定問(wèn)題所在。在驅(qū)動(dòng)復(fù)雜產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，利用問(wèn)題流和提取關(guān)鍵沖突的方法進(jìn)行問(wèn)題解決，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，問(wèn)題流網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建和沖突的解決具有不可操作性的特點(diǎn)[30]，也缺少?gòu)?fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中問(wèn)題的分析過(guò)程[31]。在此研究基礎(chǔ)上，文獻(xiàn)[32]運(yùn)用物元模型對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的問(wèn)題規(guī)范化的描述，在架橋機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中應(yīng)用問(wèn)題流、多沖突網(wǎng)絡(luò)等方法成為復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)。隨后，文獻(xiàn)[33]構(gòu)造問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化其求解路徑消除系統(tǒng)的多沖突，在立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)中驗(yàn)證解決問(wèn)題的有效性，解決復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的問(wèn)題為之后的生產(chǎn)建造提供可借鑒的方法研究。

復(fù)雜高端裝備的產(chǎn)品需求對(duì)產(chǎn)品的制造精度提出高指標(biāo)，產(chǎn)品的制造精度對(duì)產(chǎn)品性能、產(chǎn)品外觀有很大的影響，美國(guó)特別重視轎車的質(zhì)量控制，在90年代初期就可以讓轎車車身的生產(chǎn)達(dá)到很高的制造精度。文獻(xiàn)[34]研究數(shù)字化方法控制復(fù)雜產(chǎn)品在生產(chǎn)工藝中的制造精度問(wèn)題，利用偏差流仿真建立偏差流模型，為產(chǎn)品在生產(chǎn)制造的各工序工藝過(guò)程中的偏差測(cè)量提供精確的數(shù)字化控制方法，如圖2所示。文獻(xiàn)[35]以產(chǎn)品質(zhì)量管控為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，結(jié)合數(shù)字孿生和車間生產(chǎn)管理，開(kāi)發(fā)了質(zhì)量管控平臺(tái)，對(duì)車間工位布局進(jìn)行模型仿真，利用Markov預(yù)測(cè)模型對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。文獻(xiàn)[36]提出全三維模型驅(qū)動(dòng)制造，定義工藝鏈制造模型，完整表達(dá)出航天產(chǎn)品零部件的屬性信息，構(gòu)建知識(shí)集成化的智能模型，保證產(chǎn)品生產(chǎn)的準(zhǔn)確度和較高經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

圖2 復(fù)雜產(chǎn)品精度控制框架Fig.2 Precision Control Framework for Complex Products

隨著技術(shù)水平的提升，仿真軟件和大數(shù)據(jù)普遍用于生產(chǎn)研究，依據(jù)不同作業(yè)人員的需求建立系統(tǒng)關(guān)聯(lián)需求的網(wǎng)絡(luò)模型[37]，讓生產(chǎn)向著智能化的方向發(fā)展，更多學(xué)者傾向于把生產(chǎn)和大數(shù)據(jù)結(jié)合，并把這種新模式用于分析產(chǎn)品全生命周期各工藝階段的生產(chǎn)管理。文獻(xiàn)[38]對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)車間的工藝準(zhǔn)備、裝配任務(wù)、車間任務(wù)的執(zhí)行、現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)控等方面建立現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理模型，對(duì)作業(yè)人員和生產(chǎn)資源充分利用，構(gòu)造算法建立多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)形成動(dòng)態(tài)生產(chǎn)控制流程。

復(fù)雜產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等方面大多數(shù)采用大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)化管理、計(jì)算機(jī)輔助制造等智能方法，能幫助制造業(yè)對(duì)各類資源進(jìn)行準(zhǔn)確的分類，解決生產(chǎn)流程中的問(wèn)題，特別是針對(duì)航空、汽車、船舶這些大型精密儀器的產(chǎn)品生產(chǎn)和組織管理，數(shù)字化的管理為后續(xù)進(jìn)行復(fù)雜產(chǎn)品工藝階段的智能管理打下基礎(chǔ)[39]。

2.3 管理創(chuàng)新角度的生產(chǎn)管理優(yōu)化

探索我國(guó)復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新失敗的原因，其中管理創(chuàng)新中存在阻礙的原因占45.97%[40]。日本的某船舶制造企業(yè)，短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)效率提升了71%，其中生產(chǎn)管理優(yōu)化的占51%，可以看出管理的創(chuàng)新優(yōu)化對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要[41]。產(chǎn)品創(chuàng)新是一個(gè)充滿復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)化的系統(tǒng)性質(zhì)的創(chuàng)新，是需要持續(xù)性優(yōu)化的過(guò)程[42]。由于復(fù)雜產(chǎn)品的管理是不能進(jìn)行有效預(yù)測(cè)的，因此生產(chǎn)過(guò)程中需要長(zhǎng)期實(shí)踐，需要綜合產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)、軟件以及企業(yè)中的產(chǎn)品制造文化等方面的結(jié)合[43]。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，復(fù)雜產(chǎn)品的管理方式隨之變化，出現(xiàn)從某個(gè)產(chǎn)品的工藝到全生命周期管理模式的發(fā)展，這是以產(chǎn)品的數(shù)據(jù)管理為基礎(chǔ)而形成的管理技術(shù)，可以對(duì)市場(chǎng)的需求作出敏捷的反饋[44]。學(xué)者在制造業(yè)的管理中提出相適應(yīng)的生產(chǎn)管理方案，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)過(guò)程的持續(xù)改進(jìn)，文獻(xiàn)[45]探索更能適應(yīng)復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新的新想法，在“實(shí)時(shí)開(kāi)發(fā)”的情況下進(jìn)行管理創(chuàng)新，獲取更多關(guān)于決策、觀點(diǎn)、對(duì)未來(lái)流程發(fā)展的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，讓創(chuàng)新更具有科學(xué)性。文獻(xiàn)[46]采用回顧性和實(shí)時(shí)分析結(jié)合的方法，解決了英國(guó)水產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)普遍存在的問(wèn)題和關(guān)鍵的時(shí)間問(wèn)題。

開(kāi)發(fā)和實(shí)施一種新的、有效的產(chǎn)品流程對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)有至關(guān)重要的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，科學(xué)技術(shù)帶動(dòng)產(chǎn)品的功能需求，企業(yè)越來(lái)越注重尋找應(yīng)用在復(fù)雜產(chǎn)品上更有效的新方法、新工具。

學(xué)者強(qiáng)調(diào)了復(fù)雜產(chǎn)品的整體性，即跨學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)的再結(jié)合，研究具有新結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)，管理知識(shí)的整合過(guò)程，提高創(chuàng)新能力，從而獲得創(chuàng)新機(jī)會(huì)[47]。文獻(xiàn)[48]研究復(fù)雜航天產(chǎn)品的生產(chǎn)，通過(guò)查找數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的管理和分析，利用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，在管理理論的基礎(chǔ)上引入數(shù)字化管理—數(shù)字孿生方法，解決方案和物理實(shí)體一對(duì)一的映射，設(shè)計(jì)了基于數(shù)字雙元裝配過(guò)程管理與控制系統(tǒng)，對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品裝配進(jìn)行全面的、層次化的管理。文獻(xiàn)[49]認(rèn)為傳統(tǒng)的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)是低效率的，目前研究復(fù)雜產(chǎn)品不僅要充分理解產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)，還需要產(chǎn)品模型和工具的支撐，需要?jiǎng)?chuàng)新來(lái)克服產(chǎn)品的局限性，因此開(kāi)發(fā)了一組Python語(yǔ)言算法來(lái)解決復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的問(wèn)題。

文獻(xiàn)[50]從中國(guó)傳統(tǒng)文化入手共分為五個(gè)階段研究中國(guó)管理的現(xiàn)狀及發(fā)展特點(diǎn)，第一階段：1978 年中國(guó)進(jìn)入改革開(kāi)放新時(shí)期，中國(guó)企業(yè)普遍忽視管理理論的重要，盡管中國(guó)在這個(gè)時(shí)期經(jīng)濟(jì)開(kāi)始崛起，但是管理哲學(xué)依舊落后。第二階段（1978?1982）：中國(guó)經(jīng)濟(jì)在持續(xù)發(fā)展中，其經(jīng)濟(jì)改革被納入經(jīng)濟(jì)商業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施管理中。第三階段（1982?1994）：以一種包括商業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)和商業(yè)倫理領(lǐng)域的學(xué)科的綜合方式來(lái)處理管理領(lǐng)域的問(wèn)題，初步管理模式形成。第四階段（1994?2001）：中國(guó)開(kāi)始探索國(guó)外先進(jìn)的管理模式，管理成為企業(yè)的重中之重，成為國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)走向繁榮的主要途徑。第五階段（2001?今）：中國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，中國(guó)管理不斷加強(qiáng)，中國(guó)開(kāi)始走向現(xiàn)代管理的道路，幫助中國(guó)企業(yè)解決眾多管理問(wèn)題。

在智能互聯(lián)（物聯(lián)網(wǎng)等）時(shí)代，企業(yè)的可持續(xù)性對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要，特別是面臨復(fù)雜制造問(wèn)題的高技術(shù)、低產(chǎn)量企業(yè)，資源配置方面需要高度靈活，能快速的對(duì)不斷變化的市場(chǎng)環(huán)境做出反饋[51]。文獻(xiàn)[52]研究了復(fù)雜產(chǎn)品商業(yè)模式的創(chuàng)新過(guò)程，提出網(wǎng)絡(luò)商業(yè)模式的重要性，把企業(yè)和企業(yè)之間相互服務(wù)的商業(yè)模式作為研究的重點(diǎn)，定位在設(shè)施管理、供應(yīng)商—客戶之間的商業(yè)關(guān)系的創(chuàng)新，創(chuàng)造出有價(jià)值的合作關(guān)系，并不斷的增強(qiáng)商業(yè)系統(tǒng)的創(chuàng)新意識(shí)。

復(fù)雜產(chǎn)品的高級(jí)功能大多是通過(guò)硬件和軟件集成實(shí)現(xiàn)的，考慮到產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的需求，企業(yè)更需要尋找方法和工具，以更有效的方式設(shè)計(jì)和生產(chǎn)新產(chǎn)品[53]。

合理的管理策略能影響企業(yè)的決策和活動(dòng)行為，能進(jìn)一步提升企業(yè)的發(fā)展水平。但是管理創(chuàng)新也會(huì)有局限性，有些學(xué)者對(duì)管理創(chuàng)新的研究存在相互矛盾的情況，生產(chǎn)優(yōu)化只代表少數(shù)企業(yè)，因此需要結(jié)合更多的精密企業(yè)、大型企業(yè)深入研究，提高企業(yè)人員的管理創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)商業(yè)模式在企業(yè)中的應(yīng)用。

3 以船舶為例的復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)管理優(yōu)化

船舶生產(chǎn)作為復(fù)雜產(chǎn)品的典型案例，合理的生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度安排能有效控制動(dòng)態(tài)化的作業(yè)生產(chǎn)模式[54]。其生產(chǎn)要符合日益變化的社會(huì)需求，滿足船東經(jīng)濟(jì)節(jié)約型、綠色環(huán)保型等要求。但在龐大的船只體系如何優(yōu)化管理流程是船舶企業(yè)一直探索的問(wèn)題，船舶企業(yè)一直是以“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題”三步走為戰(zhàn)略，明確各裝備調(diào)試要求，采用有效的解決方案完成各結(jié)構(gòu)智能化的功能要求，主要是在船體整體構(gòu)造過(guò)程中，安插工藝優(yōu)路線、新開(kāi)發(fā)的工裝項(xiàng)目、不同的調(diào)試試驗(yàn)方法等優(yōu)化路徑對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)流水線的生產(chǎn)方式[55]，提升人力和設(shè)備資源的結(jié)合能力，縮短生產(chǎn)周期、減少生產(chǎn)成本，提高設(shè)備利用率，從而在提高了生產(chǎn)效率。

智能化發(fā)展是復(fù)雜產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)，也是生產(chǎn)管理的趨勢(shì)，文獻(xiàn)[56]強(qiáng)調(diào)船舶的智能化制造、強(qiáng)調(diào)機(jī)器人在生產(chǎn)線上的優(yōu)勢(shì)、強(qiáng)調(diào)基于大數(shù)據(jù)下的生產(chǎn)管理平臺(tái)的重要性。船舶生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)從初步設(shè)計(jì)、具體設(shè)計(jì)、仿真實(shí)驗(yàn)、建造、產(chǎn)品服務(wù)都涉及到智能模塊化的管理。文獻(xiàn)[57]在船舶涂裝中利用分段涂裝管理界面對(duì)涂裝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)接，提高了涂裝的生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)更加精準(zhǔn)、管理更加高效。

文獻(xiàn)[58]認(rèn)為船舶分段制造需要協(xié)同控制，以縮短生產(chǎn)周期為目標(biāo)，把任務(wù)分配、場(chǎng)地的資源利用以及車間設(shè)備等協(xié)同作業(yè)，并采用C++語(yǔ)言對(duì)車間工位建立數(shù)學(xué)模型。文獻(xiàn)[59]根據(jù)現(xiàn)在船舶的管理現(xiàn)狀，分析船舶車間生產(chǎn)管理的問(wèn)題，建立車間管理信息平臺(tái)，從車間的任務(wù)分配到產(chǎn)品集成，細(xì)化生產(chǎn)過(guò)程，提高了車間的生產(chǎn)規(guī)范性，如圖3所示。

圖3 根據(jù)現(xiàn)狀問(wèn)題建立管理體系Fig.3 Establishment of a Management System Based on Current Problems

學(xué)者們從船舶的不同工序入手，以船舶管理現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，不斷的引入管理創(chuàng)新方法，在進(jìn)一步的探究中，需要建立有效的船舶生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的管理體系[60]，智能化的完成船舶的分段建造管理，對(duì)船舶系統(tǒng)相關(guān)的生產(chǎn)因素更加詳細(xì)的通過(guò)數(shù)學(xué)建模的形式表達(dá)出來(lái)，整理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，提高船舶生產(chǎn)效率，縮短船舶生產(chǎn)周期。

4 研究不足與展望

通過(guò)以上的文獻(xiàn)分析，盡管目前學(xué)者提出不同管理模式下的產(chǎn)品生產(chǎn)，并取得很大的收益，但是由于復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)管理受管理人員、管理方法以及技術(shù)層面的限制，優(yōu)化模式依舊存在局限性，難于針對(duì)以航空、船舶為代表的復(fù)雜產(chǎn)品制造業(yè)的生產(chǎn)管理模式提供高效的流程管理創(chuàng)新過(guò)程，此外目前對(duì)制造業(yè)的生產(chǎn)管理模式研究也相對(duì)較少，綜上所述總結(jié)出復(fù)雜產(chǎn)品制造業(yè)生產(chǎn)管理存在的問(wèn)題：

（1）模型創(chuàng)建存在模糊性，理論方面依據(jù)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的定義越來(lái)越模糊，在研究復(fù)雜產(chǎn)品時(shí)容易忽略一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)，難以開(kāi)展后期的研究工作；技術(shù)方面依據(jù)復(fù)雜系統(tǒng)的管理模式存在多沖突性，在后期的研究中，忽略復(fù)雜系統(tǒng)的生產(chǎn)屬性，缺乏管理案例的實(shí)證性，也缺乏好的創(chuàng)新管理策略。

（2）管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不完善，各系統(tǒng)不能形成一條完整的主線，不能夠?qū)Y源的消耗情況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)和評(píng)估；同時(shí)在獲取豐富詳細(xì)的數(shù)據(jù)來(lái)提高方法的準(zhǔn)確性，以及如何消除主觀評(píng)價(jià)的影響等方面的問(wèn)題上也需要進(jìn)一步解決[61]。比如船舶的生產(chǎn)和船塢的生產(chǎn)，船塢是船舶生產(chǎn)的根基，船塢的管理優(yōu)化，意味著場(chǎng)地資源的高利用率，對(duì)生產(chǎn)中的人員、設(shè)備、物料、環(huán)境等方面的有效監(jiān)控管理不僅能縮短生產(chǎn)周期還能減少生產(chǎn)成本，減少資源浪費(fèi)。

（3）算法仿真復(fù)雜，利用大數(shù)據(jù)分析是科學(xué)有效的工具，通過(guò)編程得到的仿真模型是根據(jù)不同的產(chǎn)品進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的，而且在復(fù)雜船舶、航空產(chǎn)品中，只適用于其中某些工序的生產(chǎn)管理，因此更需要一套適用于生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)分析軟件，特別是對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品流程管理的過(guò)程中需要繼續(xù)開(kāi)展研究工作。

（4）創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)，在制造業(yè)的生產(chǎn)管理中依靠舊的管理理念，現(xiàn)在很多復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)單位和制造單位都開(kāi)始引入創(chuàng)新管理方法，但是人員在研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中的創(chuàng)新觀念的意識(shí)薄弱，缺乏管理理念和生產(chǎn)實(shí)際的結(jié)合。

（5）合作意識(shí)不強(qiáng)，復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)是需要多個(gè)單位合作、多人員協(xié)調(diào)完成，但是涉及人員多，管理就會(huì)變得困難，一些學(xué)者設(shè)計(jì)了模塊化的數(shù)據(jù)管理體系，通過(guò)計(jì)算機(jī)及時(shí)做到人員聯(lián)絡(luò)的反饋，但是實(shí)行的并不樂(lè)觀，部門(mén)工作的繁多導(dǎo)致人員的合作意識(shí)依舊缺乏。

制造業(yè)生產(chǎn)管理的創(chuàng)新在設(shè)備、工藝、技術(shù)、和組織方式中起到十分重要的作用，對(duì)制造業(yè)的發(fā)展也有一定的積極意義。流程優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)高效管理的前提，生產(chǎn)管理要重視產(chǎn)品的屬性，因此在復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)該明確產(chǎn)品的功能屬性和流程的改進(jìn)方向，并針對(duì)制造業(yè)的實(shí)際情況作出生產(chǎn)管理策略；建立全面的生產(chǎn)管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提高場(chǎng)地資源數(shù)據(jù)利用的準(zhǔn)確性；提升人員的合作意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，協(xié)調(diào)好各部門(mén)工作的安排，有問(wèn)題及時(shí)和管理人員反饋，管理人員可以設(shè)立“反饋機(jī)制”，做到信息及時(shí)更新，問(wèn)題及時(shí)反饋，建設(shè)積極的工作氛圍；同時(shí)管理單位的人員應(yīng)該重視理論方法和企業(yè)實(shí)際情況相結(jié)合，多學(xué)習(xí)智能化管理方法，提升自身管理素養(yǎng)，提高各工序的生產(chǎn)效率，確保制造業(yè)的有效產(chǎn)出最大化。

5 結(jié)論

1998年Hansen和Rush在定義復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)創(chuàng)新以來(lái)，就指出產(chǎn)品創(chuàng)新是需要網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新模式共同演化的過(guò)程。首先通過(guò)解析復(fù)雜產(chǎn)品的管理現(xiàn)狀，從不同的角度對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品近期的文獻(xiàn)做全面的分析，總結(jié)出不同角度下復(fù)雜產(chǎn)品的優(yōu)化策略和實(shí)施案例，其次從具體產(chǎn)品案例入手優(yōu)化復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)管理的問(wèn)題，針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品流程創(chuàng)新的技術(shù)、理論及商業(yè)模式管理等做了進(jìn)一步的研究，描述了產(chǎn)品（航天、汽車、船舶為代表）的生產(chǎn)特點(diǎn)，構(gòu)造了車間布局、車間設(shè)備、裝配質(zhì)量等方面的智能優(yōu)化模型，總結(jié)出不同角度下生產(chǎn)管理的優(yōu)勢(shì)和不足，并對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)管理的發(fā)展進(jìn)行總結(jié)和展望，將智能管理、技術(shù)改進(jìn)和人員協(xié)調(diào)等融入到生產(chǎn)中，為復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)管理提供新思路。

未來(lái)的研究重點(diǎn)可以放在復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)管理的優(yōu)化模型建立的過(guò)程中，通過(guò)具體生產(chǎn)案例實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的生產(chǎn)流程創(chuàng)新管理模式。也就是說(shuō)，從產(chǎn)品需求出發(fā)，根據(jù)復(fù)雜產(chǎn)品的特性，在設(shè)計(jì)、制造一體化的生產(chǎn)流程中分析其達(dá)到理想狀態(tài)下的生產(chǎn)障礙，基于現(xiàn)有的流程優(yōu)化理論、工程管理理論以及其他的理論方法對(duì)其過(guò)程分析和推理，建立模塊化的管理體系，最后從產(chǎn)品根據(jù)自身的發(fā)展特點(diǎn)提高管理創(chuàng)新能力，選擇合適的發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行多層次、更深入、有針對(duì)性的生產(chǎn)流程管理優(yōu)化模型框架和程序設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。